KR20220060920A - 플라즈마 발생 장치 및 플라즈마 발생 장치를 포함하는 공정 처리 장치 - Google Patents

Abstract

플라즈마 발생 장치는 내부에 플라즈마 형성 공간을 제공하는 반응기, 및 상기 반응기에 연결되며 상기 플라즈마와 반응한 배기 가스의 상변화에 의해 생성된 파우더를 포집하는 포집기를 포함하며, 상기 포집기는, 상기 배기 가스의 유로 상에 배치되며 상기 파우더를 포집하기 위한 포집 공간을 제공하는 하우징, 상기 포집 공간 내에 제공되며 상기 배기 가스의 유로의 방향을 변경시키는 유로 가이드, 및 상기 포집 공간에 제공되며 상기 유로를 복수 개로 나누는 유로 확장 부재를 포함한다.

Description

플라즈마 발생 장치 및 플라즈마 발생 장치를 포함하는 공정 처리 장치{A plasma generator and processing apparatus including the plasma generator}

본 발명은 플라즈마 발생 장치 및 플라즈마 발생 장치를 포함하는 공정 처리 장치에 관한 것이다.

디스플레이나 반도체를 제조하기 위해서는 증착, 애싱, 식각, 세정 등의 공정이 저압에서 수행되어야 할 경우가 많다. 특히, 집적 회로(ICs) 제조 공정에서 박막을 처리하는데 사용할 수 있는 입증된 기술들 중에서, 화학기상 증착법(CVD)은 상업화된 공정에서 종종 사용된다. CVD의 변형인 원자층 증착(ALD)은 이제 균일성, 뛰어난 스텝 커버리지(step coverage) 및 기판 크기를 증가시키기 위한 비용 효율적 규모성(cost effective scalability)를 달성하기 위한 가능성 있는 우수한 방법으로 알려지고 있다.

이러한 신공정인 ALD 공정 시스템에서는 공정 웨이퍼의 크기 증가에 따라 배기 가스량이 증가된다. 이러한 공정 부산물의 증가는 공정 시스템에서 배기가스를 배출시키기 위한 펌프 동작에 영향을 미치고, 펌프의 유지 보수로 인해 메인 공정 프로세스에 악영향을 미치게 된다.

본 발명은 반도체 공정 등에서 발생하는 공정 부산물을 효과적으로 제거하기 위한 포집기를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 상기 포집기를 포함하는 플라즈마 발생 장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

본 발명은 상기 플라즈마 발생 장치를 채용한 공정 처리 장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는 내부에 플라즈마 형성 공간을 제공하는 반응기, 및 상기 반응기에 연결되며 상기 플라즈마와 반응한 배기 가스의 상변화에 의해 생성된 파우더를 포집하는 포집기를 포함하며, 상기 포집기는, 상기 배기 가스의 유로 상에 배치되며 상기 파우더를 포집하기 위한 포집 공간을 제공하는 하우징, 상기 포집 공간 내에 제공되며 상기 배기 가스의 유로의 방향을 변경시키는 유로 가이드, 및 상기 포집 공간에 제공되며 상기 유로를 복수 개로 나누는 유로 확장 부재를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유로 확장 부재는 상기 유로의 방향에 수직하게 배치된 다수 개의 슬랫 (slat)들을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬랫들은 행 방향 및 열 방향 중 적어도 하나의 방향을 따라 배열될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 각 슬랫은 상기 열 방향에 대해 경사지게 배열될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬랫들은 상기 행 방향을 따라 배열되며, 상기 열 방향을 따라 서로 인접한 행 사이의 간격이 서로 다를 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬랫들은 열 방향을 따라 서로 인접한 행 사이의 간격이 점점 멀어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 행을 따라 배열된 상기 슬랫들에 있어서, 서로 인접한 행들의 슬랫들은 서로 다른 경사도를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬랫들은 상기 열 방향을 기준으로 제1 각도로 기울어진 제1 슬랫들과, 상기 제1 각도와 상기 열 방향을 기준으로 서로 대칭되는 제2 각도로 기울어진 제1 슬랫들을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 슬랫들과 상기 제2 슬랫들은 열 방향을 따라 교번하여 배열될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 슬랫들과 상기 제2 슬랫들은 각각 행 방향을 따라 배열되되, 서로 인접한 두 제1 슬랫들 사이에 복수 행의 상기 제2 슬랫들이 배열되거나, 서로 인접한 두 제2 슬랫들 사이에 복수 행의 상기 제1 슬랫들이 배열될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬랫들 중 적어도 일부는 상측 방향으로 볼록할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬랫들 중 적어도 일부는 폭 방향 단면이 ∩ 또는 ∧일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬랫들은 행렬 형상으로 배열되되, 동일한 행 및 동일한 열 중 적어도 하나에서 지그재그 형태로 배열될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하우징은 상기 반응기에 연결된 제1 배기부, 및 상기 제1 배기부와 이격되어 배치되며 상기 배기 가스가 배출되는 제2 배기부를 포함하고, 상기 유로 가이드는 상기 포집 공간을 2개 이상의 공간으로 구획하는 격벽부를 더 포함할 수 있다.

상기 격벽부는 상기 포집기 내에서 상기 제1 배기부에 인접하여 배치되며 상기 배기 가스의 유로를 가이드하는 판상부, 및 상기 판상부를 사이에 두고 상기 제1 배기부와 이격되어 배치된 연통부를 포함하며, 상기 연통부는 상단이 개구되며 하단이 제2 배기부에 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유로 확장 부재는 상기 연통부의 상단에 인접하게 설치될 수 있다.

본 발명은 상기 플라즈마 발생 장치를 채용한 공정 처리 장치를 포함하며, 공정 처리 장치는 기판을 처리하는 공정 챔버 및 상기 공정 챔버에 연결된 상술한 실시예의 플라즈마 발생 장치를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에는 포집 효율이 향상된 포집기를 제공한다. 또한, 본 발명의 일 실시예는 상기 포집기를 포함하는 플라즈마 발생 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 부산물에 의해 영향받는 펌프 동작 시간을 연장시켜 메인 공정 프로세스의 공정시간을 확보 가능한 플라즈마 발생 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 발생 장치를 포함한 공정 처리 장치를 제공한다.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치가 반도체 공정 중 배기 가스 처리용 장치로 사용된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포집기를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포집기를 도시한 측단면도이다.
도 4, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유로 확장 부재를 도시한 것으로서, 도 4는 유로 확장 부재의 사시도, 도 5a는 측면에서 바라보았들 때의 지지부와 슬릿의 배치 및 유로를 도시한 도면이며, 도 5b는 본 발명의 유로 확장 부재에 의해 유로가 확장되는 개념을 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예들에 따른 유로 확장 부재를 도시한 것으로서, 측면에서 바라보았들 때의 지지부와 슬릿의 배치를 도시한 것들이다.
도 7a은 본 발명의 일 실시예에 따른 포집기의 사시도이며, 도 7b은 본 발명의 일 실시예에 따른 포집기의 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 포집기의 사시도로서, 포집기의 외부에 냉각부가 형성된 것을 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10는 본 발명의 일 실시예들에 따른 공정 처리 장치들을 도시한 개략도들이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는 반도체 공정 등에 사용되는 플라즈마 발생 장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 플라즈마는 가스와 연관된 대전 입자의 집합을 포함하는 물질, 또는 물질의 상태를 의미한다. 여기서 사용되는 것에 따르면, 플라즈마는 라디칼과 같이 이온화된 종, 이온화된 종과 결합된 중성자 및/또는 분자를 포함할 수 있다. 반응기 내의 물질은, 점화 후, 플라즈마 상태에서 종으로 단독해서 구성되어 있는 그러한 물질에 한정되지 않으며 모두 플라즈마로 지칭한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 플라즈마 장치는 반응기를 포함하며, 반응기는 가스 및/또는 플라즈마를 포함하고 내부에서 플라즈마가 점화 및/또는 지속될 수 있는 컨테이너 또는 컨테이너의 일부를 의미한다. 반응기는 플라즈마 발생 장치에 포함되는 다양한 다른 부품, 예를 들어, 발전기와 냉각 부품과 같은 다른 부품들과 결합될 수 있다. 반응기는 다양한 형상을 갖는 채널을 한정할 수 있다. 예를 들면, 채널은 선 형상을 가질 수 있고, 또는 고리 형상(토로이드형 플라즈마를 제공하기 위함)을 가질 수 있다.

플라즈마 발생 장치는 반도체 공정을 위한 공정 챔버의 후단에 배치되는 것일 수 있다. 반도체 공정을 위한 공정 챔버는 기판의 식각, 증착, 세정 공정 등을 수행하기 위한 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 플라즈마 발생 장치, 및 상기 플라즈마 발생 장치를 포함하는 공정 처리 장치일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 발생 장치는 플라즈마 시스템을 의미하는 것으로서, 설명한 부품 이외에도 추가적인 공정 부품을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 시스템은 하나 이상의 반응기, 전력 공급 부품, 계측 부품, 제어 부품, 등이나 그 이외의 다양한 다른 부품을 포함할 수 있다.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치가 반도체 공정 중 배기 가스 처리용 장치로 사용된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치(10)는 TCP(transformer coupled plasma) 타입의 플라즈마 발생부와, 상기 플라즈마 발생부에 연결된 포집기(120)을 포함할 수 있다. 플라즈마 발생부는 반응기(110), 변압기(150), 및 전원 공급부(미도시)를 포함할 수 있다. 플라즈마 발생부는 TCP 타입 이외에도 다양한 종류가 사용될 수 있으며, 예를 들어, CCP(Capacitively Coupled Plasma) 타입이나 ICP(Inductively Coupled Plasma) 타입의 장치가 사용될 수도 있다.

반응기(110)는 플라즈마 발생 장치의 주요 구성으로서, 플라즈마 채널 공간을 제공한다. 반응기(110)는 토로이달 형상을 가지며 그 내부에 플라즈마 채널이 형성되는 공간이 제공된다. 토로이달 형상은 닫힌 경로를 가지며, 그 경로 내에 플라즈마 채널이 형성되어 플라즈마의 흐름이 이루어진다. 반응기(110)는 일측에 주입구(170a)가 형성되고, 타측에 배출구(170b)가 형성되는 구조를 가지며, 주입구(170a)의 방향으로부터 가스의 흐름이 적어도 2개 이상으로 분기되는 대칭형 구조일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 플라즈마 채널은 한정된 부피를 가지며 반응기(110)에 의해 둘러싸인다. 플라즈마 채널은 가스 및/또는 플라즈마를 포함할 수 있고, 가스 종 및 플라즈마 종을 받거나 이송하기 위하여 반응기(110)의 하나 이상의 유입구와 하나 이상의 배출구(170b)를 통해 교환될 수 있다. 플라즈마 채널은 소정의 길이를 가지는 바, 여기서 플라즈마 채널의 길이는 플라즈마가 존재할 수 있는 총 경로의 길이를 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 플라즈마 시스템은 채널 내에 직류 또는 교류 전기장를 인가하는 수단을 포함할 수 있으며, 상기 전기장을 이용하여 플라즈마 채널 내에서 플라즈마를 유지할 수 있고, 단독으로 또는 다른 수단과 협력하여 플라즈마 채널 내의 플라즈마를 점화할 수 있다.

반응기(110) 본체에는 플라즈마 채널 형성 공간으로 공급되는 가스가 주입되는 주입구(170a) 및 플라즈마 채널 형성 공간으로부터 외부로 가스가 배출되는 배출구(170b)가 설치된다.

주입구(170a)는 플라즈마 채널 형성 공간으로 가스를 공급하기 위한 것으로서, 일단이 외측으로 개구되고 타단이 토로이드에 연결되어 플라즈마 채널 형성 공간에 연통하는 소정의 직경을 갖는 개구의 형태로 제공된다.

배출구(170b)는 주입구(170a)와 이격되며 플라즈마 채널 형성 공간으로부터 외부로 가스를 배출하기 위한 것으로서 일단이 토로이드에 연결되어 플라즈마 채널 형성 공간에 연통하고 타단이 소정의 직경을 가지며 외측으로 개구된 형태로 제공된다.

주입구(170a)의 일단과 배출구(170b)의 타단은 플라즈마 발생 장치를 이루는 다른 추가적인 구성요소에 연결될 수 있는 바, 예를 들어 주입구(170a)의 일단은 상부 어댑터에, 배출구(170b)의 타단은 포집기(120)의 제1 배기부(후술함)에 연결될 수 있다.

또한 반응기(110) 몸체에는 플라즈마 방전을 점화하기 위한 점화기(140)가 제공될 수 있다. 본 발명에 있어서, 점화는 플라즈마를 형성하기 위하여 가스 내의 초기 붕괴의 원인이 되는 공정이다. 상기 점화기(140)는 다양한 위치에 배치될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는 가스 주입구(170a) 근처에 배치될 수 있다.

도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 서로 인접한 두 개의 바디 사이에는 절연부가 제공된다.

변압기(150)는 반응기(110) 본체에 설치된다. 변압기(150)는 반응기(110) 본체 내부의 플라즈마 채널 형성 공간 내에 플라즈마의 발생을 위한 유도 기전력을 제공한다. 이를 위해 변압기(150)는 코어 및 코어에 권선되는 일차 권선 코일을 포함할 수 있다. 코어는 페라이트 코어일 수 있다. 변압기(150)의 코어는 플라즈마 방전 채널의 일부를 쇄교하도록 반응기(110) 본체에 배치되고, 그 코어에 일차 권선 코일이 권선될 수 있다.

도시하지는 않았으나, 권선 코일에는 배선을 통해 전원 공급부가 연결된다. 전원 공급부는 RF 전원을 생성하는 RF 생성기(RF Generator), 임피던스 매칭을 위한 RF 매칭기(RF matcher)를 포함할 수 있다. 전원 공급부는 권선 코일에 전원을 공급하여 구동한다. 일차 권선 코일이 구동되면 반응기(110) 본체 내부의 플라즈마 방전 채널이 이차 권선으로 기능하여 플라즈마 채널 형성 공간 내에서 플라즈마가 방전될 수 있다. 페라이트 코어는 주입구(170a)와 배출구(170b) 사이의 토로이드에 설치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 코어는 주입구(170a)의 양쪽으로 가스를 분기시키는 대칭형 구조의 우측과 좌측 각각에 일대일로 장착되는 대칭적 구조를 형성할 수 있다. 그러나, 코어의 위치는 이에 한정되는 것은 아니다.

포집기(120)는 상기 플라즈마 발생 장치의 배출구(170b)에 연결되며, 플라즈마와 반응한 배기 가스의 상 변화에 의해 생성된 파우더를 포집한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 포집기(120)는 파우더를 효율적으로 포집하기 위해 다양한 구성을 가질 수 있는 바, 이에 대해서는 후술한다.

포집기(120)의 일측에는 파우더가 포집기(120)에서 포집된 후의 배기 가스를 외부로 배출시키고, 반응기 및 포집기(120)의 내부를 진공상태로 만드는 배기 펌프(미도시)가 설치될 수 있다.

배기 가스는 공정을 진행하면서 발생되거나 공정을 진행하면서 공정 챔버로부터 반응하지 않은 상태로 반응기(110) 및 포집기(120)로 유입되는 공정 부산물을 포함하는 것으로서 그 종류는 한정되는 것은 아니다. 배기 가스에 포함된 공정 부산물은 예를 들어 PFCs(perfluorocompounds), 전구체(Zr-precursor, Si-precursor, Ti-precursor, Hf-precursor 등), TiCl₄, WF₆, SiH₄, Si₂H₆, SiH₂Cl₂, NF₃, NH₃, NH₄Cl, TiO₂, WN, ZrO₂, TiN 등을 포함할 수 있다.

포집기(120)는 배기가스가 플라즈마 에너지를 인가받아 유해한 성분들이 산화 등의 반응으로 인해 연소되거나 정화됨으로써 파우더 형태의 부산물로서 이물질들이 형성되면 그 이물질들을 포집한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 포집기(120)는 플라즈마와 반응한 배기 가스의 상 변화에 의해 생성된 파우더를 포집하기 위한 구성을 포함한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포집기를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포집기를 도시한 측단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포집기(120)는 파우더를 포집하기 위한 포집 공간(TA)을 제공하는 하우징(121), 상기 포집 공간 내에 제공되며 상기 배기 가스의 유로의 방향을 변경시키는 유로 가이드, 및 상기 포집 공간에 제공되며 상기 유로를 복수 개로 나누는 유로 확장 부재(FBM)를 포함한다.

하우징(121)은 제1 및 제2 배기부(129a, 129b)를 포함한다.

여기서, 파우더를 포함하는 배기 가스는 하우징(121) 내에서 제1 배기부(129a)으로부터 제2 배기부(129b)까지 형성된 유로(FL)(도면에서 화살표로 표시됨)를 따라 이동한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 유로(FL)는 하우징(121) 내에서 2회 이상 이동 방향이 바뀐다.

하우징(121)은 그 내부에 포집 공간(TA)을 제공한다. 이를 위해 하우징(121)은 직육면체 형상으로 제공될 수 있다. 그러나, 하우징(121)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 이하 후술할 내용과 양립되지 않는 경우를 제외하고 다양한 형상으로 제공될 수 있다.

제1 배기부(129a)는 포집기(120)의 하우징에 제공되어 반응기(110)와 연결되며, 포집기(120) 측으로 반응기(110)로부터의 가스들이 유입되는 유입구로서 기능한다. 상기 유입되는 가스는 플라즈마와 반응한 배기 가스의 상 변화에 의해 생성된 파우더와, 반응하지 않은 배기 가스가 포함될 수 있다. 제1 배기부(129a)는 포집기(120)의 일측, 예를 들어, 포집기(120)의 상부에 배치될 수 있다.

제2 배기부(129b)는 포집기(120)의 하우징에 제공되어 외부의 다른 구성, 예를 들어, 배기 펌프에 연결된다. 제1 배기부(129a)는 포집기(120) 내의 가스들이 배출되는 배출구(170b)로서 기능한다. 상기 배출되는 가스는 파우더가 제거된 반응하지 않은 배기 가스들을 포함할 수 있다. 제2 배기부(129b)는 제1 배기부(129a)와 이격된 하우징(121)의 타측, 예를 들어, 하우징(121)의 하부에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 배기부(129a, 129b)는 전체적인 형상이 단순히 개구(opening)로만 이루어질 수도 있고 일 방향으로 연장된 관 형상을 가질 수 있다. 이러한 제1 및 제2 배기부(129a, 129b)의 형상은 배기 가스가 포집기(120) 내에서 이동하는 경로에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 포집기(120)가 직육면체 형상을 이루는 경우, 포집기(120) 저면을 기준으로 가로 세로 방향을 각각 x축 방향과 y축 방향, 높이 방향을 z축 방향이라고 하면, 제2 배기부(129b)는 z축 방향으로 연장된 관 형상을 가질 수 있다.

유로 가이드는 포집 공간(TA)을 2개 이상의 공간으로 구획하는 격벽부(123)를 포함한다.

격벽부(123)는 포집기(120) 내의 공간을 파우더가 저장되는 저장 공간(R1)과, 저장 공간(R1)과 연통되며 배기 가스가 제2 배기부(129b)로 배출되는 경로를 제공하는 연결 공간(R2)으로 분리한다.

배기 가스는 저장 공간(R1)으로부터 연결 공간(R2)으로 이동한다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 격벽부(123)는 포집기(120) 내에서 제1 배기부(129a)에 인접하여 배치되며 배기 가스의 유로(FL)를 가이드하는 판상부(125)와, 판상부(125)를 사이에 두고 제1 배기부(129a)과 이격되어 배치된 연통부(127)를 포함한다.

판상부(125)는 판상으로 제공되어 연통부(127)과 함께 저장 공간(R1)과 연결 공간(R2)을 구획한다. 판상부(125)는 적어도 일부가 z축에 대해 경사질 수 있으며, 저장 공간(R1) 내에서 유로(FL)가 하부 방향으로 형성되도록 가이드 할 수 있다. 판상부(125)는 연결 공간(R2) 내 일부에서 유로(FL)가 상부 방향으로 형성되도록 가이드 할 수 있다. 여기서, 판상부(125)는 포집기(120) 내부 폭과 같게 형성될 수 있으며, 예를 들어, 하부에서 저장 공간(R1)과 연결 공간(R2) 사이의 일부가 연결되도록 포집기(120) 내부 폭보다 작게 형성될 수 있다.

연통부(127)는 배관의 형상을 가지며 상단이 개구되고 하단이 제2 배기부(129b)에 연결될 수 있다. 연통부(127)의 개구된 상단은 저장 공간(R1)과 연결 공간(R2) 사이 형성된 개구보다 z축 방향으로 더 높은 위치에 제공될 수 있다. 배기 가스는 연통부(127)의 상단 개구를 통해 연통부(127)로 이동한다. 이에 따라 하부의 제2 배기부(129b) 방향으로 하강하는 유로(FL)를 따라 이동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 연통부(127)는 z축에 수직한 방향으로 잘랐을 때 단면이 사각형인 것을 일 예로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 원이나 타원, 기타 다른 형상을 가질 수 있음은 물론이다.

유로 확장 부재(FBM)는 상기 포집기 내 포집 공간에서 배기 가스의 유로를 복수 개로 나눔으로써 배기 가스의 컨덕턴스에 영향을 최소화 하면서도 이동 경로를 다수 개로 확장함으로써 파우더의 수집이 용이하게 하기 위한 것이다.

도 4, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유로 확장 부재(FBM)를 도시한 것으로서, 도 4는 유로 확장 부재(FBM)의 사시도, 도 5a는 측면에서 바라보았들 때의 지지부(SP)와 슬릿의 배치 및 유로를 도시한 도면이며, 도 5b는 본 발명의 유로 확장 부재(FBM)에 의해 유로가 확장되는 개념을 도시한 도면이다.

도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 유로 확장 부재(FBM)는 배기 가스가 주로 이동하는 경로 상에 배치될 수 있으며, 특히, 상기 연통부(127)의 상단에 인접하게 설치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유로 확장 부재(FBM)는 상기 연통부(127)의 상단의 개구의 양 측부에 배치될 수 있으며, 상기 연통부(127)측으로 이동하는 배기 가스가 유로 확장 부재(FBM)에 의해 나누어진 복수 개의 유로(FL)를 거쳐 연통부(127) 상단의 개구로 진입하게 한다. 배기 가스는 복수 개의 유로를 따라 이동하면서, 유로 확장 부재(FBM)의 구성 요소에 탄성 충돌하게 되며, 이에 따라, 중력에 의해 파우더가 하부로 떨어지게 된다.

유로 확장 부재(FBM)는 유로의 방향에 배치된 다수 개의 슬랫들 (slats)과 상기 슬랫들(SL)을 지지하는 지지부(SP)를 포함할 수 있다.

각 슬랫(SL)은 일 방향으로 길게 연장되며 소정 폭을 갖는 판상으로 제공된다. 슬랫(SL)은 유로의 진행 방향에 수직하게 가로지르는 형태로 제공될 수 있다. 슬랫(SL)이 연장되는 길이 방향은 지면과 평행할 수 있다. 슬랫(SL)의 폭 방향은 슬랫(SL)이 배기 가스를 가이드하고자 하는 방향에 따라 달리 설정될 수 있다. 도시하지는 않았으나, 상기 판상의 각 슬랫(SL) 내에는 냉각을 위한 냉각 유체가 제공될 수도 있다.

슬랫(SL)은 단일 개로 제공될 수 있으나, 복수 개로 제공될 수 있다. 그러나 슬랫(SL)의 개수는 특별히 정해진 것이 아니며, 유로를 효율적으로 확장할 수 있는 한도 내에서 다양하게 변경될 수 있다. 유로 확장 부재(FBM)가 배치되는 공간의 크기, 유입구의 크기, 이동하는 공기의 양이나 속도 등을 고려하여 다양한 개수의 슬랫들(SL)이 제공될 수도 있다.

지지부(SP)는 한쌍으로 제공되며 하우징의 측면부에 체결되며 슬랫들(SL)을 고정한다. 슬랫들(SL)의 양 단부는 지지부(SP)에 연결된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 지지부(SP)에는 하우징의 일부와 체결될 수 있는 체결 부재가 제공될 수 있다. 체결 부재는 후크, 슬라이드 홈이나 돌기, 나사 등일 수 있다.

슬랫들(SL)은 행 방향 및 열 방향 중 적어도 하나의 방향을 따라 배열될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 설명의 편의를 위해 슬랫들(SL)이 행 방향을 따라 배열된 것을 도시하였다. 여기서, 행의 개수는 5개로 도시되었다.

상기 행 방향 또는 열 방향은 배기 가스의 유로와 대략적으로 평행한 방향일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 열 방향이 유로와 대략적으로 평행한 방향인 것이 일 예로 도시되었다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 각 슬랫(SL)은 열 방향에 대해 경사지게 배열될 수 있다. 행을 따라 배열된 슬랫들(SL)에 있어서, 서로 인접한 행들의 슬랫들(SL)은 서로 다른 경사도를 가질 수 있다.

슬랫들(SL)은 행과 열 중 적어도 하나를 따라 배열되되 열 방향 또는 행 방향에 경사지게 배치됨으로써, 상기 유로 확장 부재(FBM)를 관통하는 배기 가스가 다수개의 슬랫들(SL)의 사이에 형성된 복수 개의 유로를 따라 이동하게 한다.

슬랫들(SL)은 열 방향을 기준으로 제1 각도로 기울어진 제1 슬랫들(SL1)과, 제1 각도와 열 방향, 또는 지면과 수직한 방향을 기준으로 서로 대칭되는 제2 각도로 기울어진 제1 슬랫들(SL1)을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 슬랫들(SL1)과 제2 슬랫들(SL2)의 기울어진 각도는 대칭이 아닐 수도 있다. 또한, 제1 슬랫들(SL1) 각각의 기울기가 모두 동일하지 않을 수도 있다. 다시 말해, 도시하지는 않았으나, 각 행에 배치되는 슬랫들(SL)의 기울기는 달라질 수 있다. 예를 들어, 하측에 배치된 행의 제1 슬랫들(SL1)의 기울기와 상측에 배치된 행의 제1 슬랫들(SL1)의 기울기는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 하측에 배치된 제1 슬랫들(SL1)이 기울기는 지면에 수직한 방향을 기준으로 상측에 배치된 제1 슬랫들(SL1)의 기울기보다 더 클 수 있다. 동일한 방식으로 하측에 배치된 행의 제2 슬랫들(SL2)의 기울기와 상측에 배치된 제2 슬랫들(SL2)의 기울기는 서로 다를 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 슬랫들(SL)은 동일한 크기를 갖는 것이 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 슬랫들(SL)의 크기(예를 들어, 폭이 같거나, 길이가 같음)는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 각 행에 배치된 슬랫들(SL)은 서로 동일한 크기를 가질 수 있으며, 서로 다른 행에 배치된 슬랫들(SL)의 크기는 서로 다를 수 있다. 또는 슬랫들(SL)은 각 행 내에서도 위치에 따라 다른 크기를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 슬랫들(SL1)과 제2 슬랫들(SL2)은 열 방향을 따라 교번하여 배열될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 슬랫들(SL1)과 제2 슬랫들(SL2)은 각각 행 방향이나 열 방향을 따라 규칙적으로 배열 될 수 있다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이 5개의 행을 따라 슬랫들(SL)이 배열될 수 있다.

제1 슬랫들(SL1)과 제2 슬랫들(SL2)이 열 방향을 따라 교번하여 배치된 경우, 하측부터 상측 방향으로 서로 인접한 제1 슬랫들(SL1)과 제2 슬랫들(SL2) 사이의 간격을 제1 내지 제4 간격(D1, D2, D3, D4)이라고 하면, 제1 내지 제4 간격(D1, D2, D3, D4)은 모두 실질적으로 동일한 값일 수 있다.

도 5b는 유로 확장 부재를 사용하였을 때 유로가 확장되는 개념을 간단하게 도시한 개념도이다. 도 5b를 참조하면, 하나의 경로로 배기 가스가 제공되더라도, 첫번 째 행의 복수의 슬랫들에 의해 배기 가스가 지나갈 수 있는 유로가 도 5b에서와 같이, 적어도 2개, 많게는 3개 이상의 다수 개로 나눠될 수 있다. 배기 가스는 제공된 다수 개의 유로를 따라 진행하게 되며, 나눠진 각각의 유로는 또 다시 다음 행의 복수 개의 슬랫들에 의해 복수 개로 다시 나눠질 수 있다. 슬랫들이 복수 개의 행을 따라 배열되는 경우, 이러한 복수 개의 유로로 분리되는 과정이 반복되게 되며, 결과적으로 유로가 다수 개로 확장되는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 바와 같이 포집기 내에 유로 확장 부재가 제공됨으로써 포집기 내의 파우더의 수집을 더욱더 용이하게 한다.

좀더 상세히 설명하면, 상술한 구조를 갖는 포집기(120)에 있어서, 제1 배기부(129a)을 통해 포집기(120) 내로 들어온 배기 가스는 저장 공간(R1)과 연결 공간(R2)을 순차적으로 거치며 제2 배기부(129b)을 통해 외부 구성 요소(예를 들어 배기 펌프)로 이동한다. 즉, 배기 가스가 이동하는 유로(FL)는 제1 배기부(129a), 저장 공간(R1), 연결 공간(R2), 및 제2 배기부(129b)을 따라 형성된다.

격벽부(123) 중 저장 공간(R1)에 형성된 유로(FL)는 전체적으로 보아 제1 배기부(129a)으로부터 유입된 가스가 z축을 따라 하강하는 방향일 수 있다. 이렇게 z축을 따라 하강하는 방향으로 유로(FL)가 형성되면서, 유입된 가스 내에 포함된 파우더는 중력에 의해 하부 방향으로 떨어지며 포집기(120)의 저면에 쌓인다.

저장 공간(R1)에서 하강한 배기 가스, 즉, 파우더가 제거된 배기 가스는 연결 공간(R2)으로 이동한다. 여기서, 연결 공간(R2)으로 이어지는 연통부(127)의 개구가 상측에 형성되어 있기 때문에 배기 가스는 z축을 따라 상승하는 방향으로 이동한다. 상측으로 이동한 배기 가스는 연통부(127)의 개구를 통해 제2 배기부(129b)을 따라 하강하여 외부, 예를 들어 배기 펌프 측으로 배출된다.

여기서, 유로 확장 부재(FBM)의 슬랫들(SL)은 연통부의 개구로 들어가기 전, 파우더의 움직임에 대해 방해물로 작용한다. 특히, 슬랫들(SL)에 냉각 부재가 장착되어 온도가 낮은 경우에는 배기 가스의 파우더로의 변환 반응이 촉진될 수도 있다. 슬랫들(SL)은 판상으로 마련됨으로써 배기 가스가 이동하는 경로를 바꾸되 배기 가스의 이동 속도 등에 크게 영향을 미치지 않는다. 파우더는 배기 가스와 함께 이동하다가 슬렛들에 탄성 충돌 후 중력에 의해 하측으로 하강한다. 슬랫들(SL)이 복수 개로 제공되는 경우, 또한 슬랫들(SL)이 복수 개의 행 및/또는 열을 따라 제공되는 경우 배기 가스의 유로를 수차례 변경시킴으로써 배기 가스의 슬랫(SL)으로의 탄성 충돌을 유도하고 그에 따라 중력에 의해 파우더가 하측으로 더욱 용이하게 떨어지게 한다. 여기서, 슬랫들(SL)은 포집기 내 컨덕턴스의 변화를 크게 만들지 않으면서도 파우더를 쉽게 걸러주는 역할을 한다. 이에 따라, 복수의 행에 각각 슬랫들(SL)은 배기 가스의 유로를 확장함과 동시에 배기 가스 유로에 대응하는 파우더의 배출 경로 또한 확장하는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유로 확장 부재(FBM)는 가스의 이동 경로를 다양하게 확장함과 동시에 중력에 의한 파우더의 하강을 용이하게 하기 위해 다양한 형태로 변형될 수 있다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예들에 따른 유로 확장 부재(FBM)를 도시한 것으로서, 측면에서 바라보았들 때의 지지부(SP)와 슬랫들(SL)의 배치를 도시한 것들이다.

도 6a를 참조하면, 슬랫들(SL)은 행 방향을 따라 배열되며, 열 방향을 따라 서로 인접한 행 사이의 간격이 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 슬랫들(SL)은 열 방향을 따라 서로 인접한 행 사이의 간격이 점점 멀어질 수 있다. 좀더 상세하게는 제1 슬랫들(SL1)과 제2 슬랫들(SL2)이 열 방향을 따라 교번하여 배치된 경우, 하측부터 상측 방향으로 서로 인접한 제1 슬랫들(SL1)과 제2 슬랫들(SL2) 사이의 간격을 제1 내지 제4 간격(D1, D2, D3, D4)이라고 하면, 제1 내지 제4 간격(D1, D2, D3, D4)은 모두 실질적으로 다른 값일 수 있으며, 하측으로부터 상측 방향으로 간격이 더 넓어지거나 그 반대로 좁아질 수 있다. 이러한 슬랫들(SL)의 배열 간격은 배기 가스의 이동 방향이나 배기 가스의 이동량 등에 따라 달리 설정될 수 있다.

도 6b를 참조하면, 슬랫들(SL)의 배치 순서는 다양하게 변경될 수 있는 바, 도 6a에 도시된 바와 같이 제1 슬랫들(SL1)과 제2 슬랫들(SL2)이 열 방향을 따라 교번하여 배치될 수도 있으나, 제1 슬랫들(SL1)과 제2 슬랫들(SL2)이 열 방향을 따라 다른 순서로 배치도리 수도 있다. 예를 들어, 제1 슬랫들(SL1)로 이루어진 두 개의 행 사이에 제2 슬랫들(SL2)이 2행 이상 삽입된 형태를 가질 수도 있다. 다시 말해, 제1 슬랫들(SL1)과 제2 슬랫들(SL2)은 각각 행 방향을 따라 배열되되, 서로 인접한 두 제1 슬랫들(SL1) 사이에 복수 행의 제2 슬랫들(SL2)이 배열되거나, 서로 인접한 두 제2 슬랫들(SL2) 사이에 복수 행의 제1 슬랫들(SL1)이 배열될 수 있다.

도 6c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 있어서 개별 슬랫(SL)은 폭과 길이를 갖는 판상으로 이루어질 수 있으나, 하부 방향으로 파우더가 용이하게 하강할 수 있도록 다양한 형상으로 변형될 수도 있다. 예를 들어, 슬랫들(SL) 중 적어도 일부는 상측 방향으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이러한 슬랫들(SL)의 형상은 폭 방향 단면이 ∩ 또는 ∧일 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 지면에 수직인 방향에 대해 제1 각도로 경사진 슬랫(SL)을 제1 슬랫(SL1)이라 하고, 제1 각도와 다른 각도, 예를 들어 지면에 수직인 방향에 대해 제1 슬랫(SL1)과 대칭적으로 배치된 슬랫(SL)을 제2 슬랫(SL2)이라고 하고, 상측 "??*으로 볼록한 형상을 가진 슬랫들(SL)을 제3 슬랫(SL3)이라고 하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유로 확장 부재(FBM)는 제1 내지 제3 슬랫(SL1, SL2, SL3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 유로 확장 부재(FBM)가 제1 내지 제3 슬랫(SL1, SL2, SL3) 중 적어도 2종을 포함하는 경우, 포함하는 대응 슬랫들의 배치는 다양하게 설정될 수 있다.

상술한 실시예에 있어서, 슬랫들(SL)이 행과 열 중 행을 따라 배열된 것을 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 행과 열 중 적어도 하나를 따라 배열될 수도 있으며, 또는 행렬 형상으로 배열되되, 동일한 행 및 동일한 열 중 적어도 하나에서 지그재그 형태로 배열될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는 상술한 구조를 갖는 포집기를 포함함으로써, 공정 챔버를 거친 후 배기 가스에 포함된 공정 부산물이 처리된 가스를 제공하며, 이에 따라 배기 펌프에 악영향을 주지 않고 상기 배기 펌프의 수명을 연장시킬 수 있다.

좀더 상세하게는, 포집기로부터 다량 또는 굵은 입자의 파우더가 이후 배기 펌프로 제공되는 것이 방지된다. 다량의 파우더 및/또는 굵은 입자의 파우더가 배기 펌프로 들어가는 경우 배기 펌프에 부하를 주어 펌프가 멈추거나 수명이 단축됨으로써 공정 장비의 가동 시간이 줄어들며 정비 시간이 늘어나 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 다양한 형태의 슬랫 구조물을 포집기 내에 장착함으로써 파우더와 같은 이물질이 슬랫들에 탄성 충돌하면서 이러한 충돌에 의해 발생한 와류에 의해 중력방향으로 하강함으로써 다량의 파우더가 배기 펌프 방향으로 일시적으로 빠져나가는 것을 방지한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 공정 챔버에서의 반도체 기판 표면에서 증착되지 않은 공정 부산물이 포집기내 저장 공간 내에 효율적으로 포집되며, 공정 부산물이 제거된 배기 가스를 포집기 외부로 제공하므로, 포집기 이후 연결된 구성 요소, 예를 들어, 배기관, 배기 펌프 내부, 그 외 배기 경로 등에 공정 부산물 증착될 가능성을 현저하게 감소시킨다. 이에 따라, 배기 펌프의 배기 효율 및 공정 챔버의 진공화 효율이 개선될 뿐 아니라 배기 펌프 자체의 고장의 빈도가 감소되게 하여 배기 펌프의 수명을 더욱 연장시킨다. 그 결과, 공정 장비의 생산 능력과 공정의 생산 수율이 증가된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 격벽부는 다양한 형태로 변형될 수 있다. 예를 들어, 격벽부는 배기 가스의 유로를 가이드하는 복수 개의 판상부로 이루어질 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는 상술한 실시예와 마찬가지로 공정 챔버를 거친 후 배기 가스에 포함된 공정 부산물이 처리된 가스를 제공하며, 이에 따라 배기 펌프에 악영향을 주지 않고 상기 배기 펌프의 수명을 연장시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 포집기에는 파우더의 포집 효율을 높이기 위한 구성 요소가 추가로 설치될 수 있다.

도 7a은 본 발명의 일 실시예에 따른 포집기의 사시도이며, 도 7b은 본 발명의 일 실시예에 따른 포집기의 측단면도이다.

도 7a 및 도 7b을 참조하면, 포집기(120)는 포집기(120)의 내부에는 상기 배기 가스를 냉각시키는 냉각부(131)가 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 상술한 실시예 중 연통부(127)가 설치된 포집기(120)를 예로 들어 설명하며, 다른 형태의 포집기에도 이러한 냉각부(131)가 설치될 수 있음은 물론이다.

냉각부(131)는 포집 공간(TA)에 배치되며, 특히, 포집 공간(TA) 내에서도 제1 배기부(129a)을 통해 주입된 배기 가스가 이동하는 경로에 배치된다.

냉각부(131)는 배관(131p), 및 상기 배관(131p) 내에 제공된 냉각 유체를 포함할 수 있다. 배관(131p)은 포집기(120)의 내부에서 포집기(120) 내부 공간, 특히 저장 공간(R1)에서의 온도를 낮출 수 있도록 다양한 위치에 다양한 개수로 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 배기 가스의 유로 상에 냉각부(131)가 2개 배치된 것을 일 예로서 표시하였다.

냉각부(131)의 배관(131p)은 포집부 내에서 U자형으로 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 배관(131p)은 배기 가스가 이동하는 유로 상에 배치되어 배기 가스의 온도를 효율적으로 낮출 수가 있는 것으로 족하며 그 형상이 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 배관은 M자형으로 제공될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 냉각부(131)의 배관(131p)의 길이는 다양할 수 있다. 예를 들어, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상측 냉각부(131)의 배관(131p)의 길이는 더 길게 형성되고 하측 냉각부(131)의 배관(131p)의 길이는 더 짧게 형성될 수 있다. 이러한 배관(131p)의 길이는 포집기(120) 내부 공간의 형상, 격벽부(123)의 형상과 배치 위치, 배기 가스의 유로 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 냉각 유체는 낮은 온도로 제공되어 인접한 영역의 열을 흡수할 수 있는 유체로서 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 물, 냉매, 배기 가스와 같은 유체일 수 있다.

본 실시예에 있어서, 냉각부를 통해 배기 가스의 온도가 낮아짐으로써 파우더의 포집이 용이해진다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 실시예에서는 냉각부가 포집기의 내부에 형성된 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 포집기 내부의 온도를 낮추기 위한 냉각부는 포집기의 외부에도 형성될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 포집기의 사시도로서, 포집기의 외부에 냉각부가 형성된 것을 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 냉각부는 하우징(121)의 외면에 설치될 수 있다. 설명의 편의를 위해, 도 6 및 도 7도 함께 참조하여, 하우징(121)의 포집 공간내에 배치된 냉각부(131)를 제1 냉각부(131)라고 하고, 포집 공간(TA)의 밖, 하우징(121)의 외면에 배치된 냉각부를 제2 냉각부(133)라고 하면, 상기 제2 냉각부(133)는 배관(133p) 및 그 내부의 냉각 유체를 포함할 수 있다. 배관(133p)은 단일 개수, 또는 복수의 개수로 제공될 수 있다.

제2 냉각부(133)는 하우징(121)의 외면에서 내부 포집 공간(TA)에 균일하게 냉기를 제공하기 위해 하우징(121) 외면에 소정 간격마다 제공될 수 있다. 예를 들어, 제2 냉각부(133)를 이루는 배관(133p)을 길게 연장시켜 지그재그 형태로 배치하되, 서로 인접하게 배치된 배관(133p)이 전체적으로 볼 때 균일한 간격을 가질 수 있다. 그러나, 이러한 제2 냉각부(133)의 배관(133p)의 배치는 필요에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 저장 공간(R1)측에 가까운 영역에 제2 냉각부(133)의 배관이 상대적으로 밀도가 높게 배치될 수도 있다.

본 실시예에 있어서, 배관(133)은 연장 방향에 대한 단면이 직사각 형상인 것을 도시하였으나, 이는 일 예로서 도시된 것이다. 배관(133)의 단면은 원, 타원, 반원, 기타 다각형 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.

상술한 실시예들에 있어서, 포집기(120) 내부와 포집기(120) 외부에 냉각부(131,133)가 형성된 것을 도시하였으나, 본 발명의 일 실시예에서는 포집기(120)의 내부 및 외부 모두에 형성될 수도 있다.

상술한 본 발명의 일 실시예에 플라즈마 발생 장치는 반도체 공정 등에 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 반응기, 및/또는 이를 포함하는 플라즈마 발생 장치는 공정 중에 발생하는 배기 가스 처리를 위해 사용될 수 있다.

도 9 및 도 10는 본 발명의 일 실시예들에 따른 공정 처리 장치들을 도시한 개략도들이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 처리 장치로서, 공정 챔버(20)에서의 공정 이후 단계에 플라즈마 발생 장치가 연결된 것을 도시하였다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 처리 장치는 공정 챔버(20), 공정 챔버(20)에 연결되며, 플라즈마 발생 장치 및 포집기(120)를 포함하는 배기 가스 처리 장치를 포함한다.

공정 챔버(20)는 포토레지스트를 제거하는 애싱(ashing) 챔버일 수 있고, 절연막을 증착시키도록 구성된 CVD(Chemical Vapor Deposition) 챔버일 수 있고, 각종 절연막 구조 및 금속 배선 구조들을 형성하기 위한 에칭 챔버일 수 있다. 또는 절연막이나 금속막 등을 증착시키키기 위한 PVD(Physical Vapor Deposition) 챔버 또는 ALD(Atomic Layer Deposition) 챔버일 수도 있다.

공정 챔버(20)는 내부에 피처리 기판(23)을 지지하기 위한 서셉터(21)를 포함할 수 있다. 피처리 기판(23)은 예를 들어, 반도체 장치를 제조하기 위한 실리콘 웨이퍼 기판 또는 액정디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등의 제조를 위한 유리 기판 등일 수 있으며 그 종류는 한정되는 것이 아니다.

플라즈마 발생 장치는 공정 챔버(20)의 배기가스에 플라즈마 에너지 및/또는 정화 가스 등을 인가함으로써 배기 가스의 유해 성분들을 연소시키거나 정화시키는 데 사용된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 플라즈마 발생 장치에는 공정 챔버(20) 및/또는 플라즈마 발생 장치를 제어하는 제어부가 연결될 수 있다. 제어부는 공정 챔버(20) 및 플라즈마 발생 장치 전반을 제어하기 위한 구성 요소이다. 제어부는 전원 공급원과 연결되어 플라즈마 챔버에 공급되는 전원을 제어한다. 제어는 플라즈마 발생 장치를 제어하기 위한 제어 신호를 발생하여 플라즈마 챔버와 공정 챔버(20)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 반응기(110)에는 플라즈마 상태를 측정하기 위한 측정 센서가 구비될 수 있으며, 제어부는 측정된 값과 정상 동작에 기준한 기준값과 비교하여 전원 공급원을 제어함으로써 무선 주파수의 전압 및 전류를 제어한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 처리 장치로서, 공정 챔버(20)에서의 공정 이후 단계에 플라즈마 발생 장치가 연결된 것을 도시한 것이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 처리 장치는 공정 챔버(20), 공정 챔버(20)에 연결되며, 플라즈마 발생 장치 및 포집기(120)를 포함하는 배기 가스 처리 장치를 포함한다. 여기서, 공정 챔버(20)와 포집기(120) 사이는 배기관으로 연결되며, 상기 배기관에 플라즈마 발생 장치가 연결된다.

본 실시예에 있어서, 배기관을 통해 배기 가스가 공정 챔버(20)를 통해 배출되며 플라즈마 발생 장치를 통해 플라즈마 에너지 및/또는 정화 가스 등을 배기가스에 인가함으로써 배기 가스의 유해 성분들을 연소시키거나 정화시킨다. 도 10에 도시된 실시예는 도 9와 차이는 크지 않으며, 플라즈마 소스를 원격으로 제공한다는 점에서 다르다.

도 10에 있어서, 별도로 도시하지는 않았으나, 배기관과 플라즈마 발생 장치 사이에는 공정 챔버(20)로부터 배기되는 배기 가스와 플라즈마 장치로부터 공급되는 플라즈마가 혼합되는 믹싱 챔버가 더 구비될 수 있다. 플라즈마 발생 장치는 플라즈마를 이용하여 라디칼을 형성할 수 있으며, 플라즈마는 믹싱 챔버 내로 공급되어 공정 챔버(20)로부터 배기되는 배기 가스와 반응하여 배기 가스를 분해할 수 있다. 분해된 배기 가스 결과물들은 파우더와 같은 최종 결과물 분해될 수 있으며, 이러한 최종 결과물은 포집기(120)에서 포집될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10 플라즈마 발생 장치 110 반응기
120 포집기 121 하우징
TA 포집 공간 R1 저장 공간
R2 연결 공간 123 격벽부
125 판상부 127 연통부
129a 제1 배기부 129b 제2 배기부
FL 유로 FBM 유로 확장 부재
SL 슬랫 SP 지지부
130 냉각부 140 점화기
150 변압기 170a 가스 주입구
170b 가스 배출구

Claims (18)

1. 내부에 플라즈마 형성 공간을 제공하는 반응기; 및
   상기 반응기에 연결되며 상기 플라즈마와 반응한 배기 가스의 상변화에 의해 생성된 파우더를 포집하는 포집기를 포함하며,
   상기 포집기는,
   상기 배기 가스의 유로 상에 배치되며 상기 파우더를 포집하기 위한 포집 공간을 제공하는 하우징;
   상기 포집 공간 내에 제공되며 상기 배기 가스의 유로의 방향을 변경시키는 유로 가이드; 및
   상기 포집 공간에 제공되며 상기 유로를 복수 개로 나누는 유로 확장 부재를 포함하는 플라즈마 발생 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 유로 확장 부재는 상기 유로의 방향에 수직하게 배치된 다수 개의 슬랫(slat)들을 포함하는 플라즈마 발생 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 슬랫들은 행 방향 및 열 방향 중 적어도 하나의 방향을 따라 배열되는 플라즈마 발생 장치.
4. 제3 항에 있어서,
   각 슬랫은 상기 열 방향에 대해 경사지게 배열된 플라즈마 발생 장치.
5. 제3 항에 있어서,
   상기 슬랫들은 상기 행 방향을 따라 배열되며, 상기 열 방향을 따라 서로 인접한 행 사이의 간격이 서로 다른 플라즈마 발생 장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 슬랫들은 열 방향을 따라 서로 인접한 행 사이의 간격이 점점 멀어지는 플라즈마 발생 장치.
7. 제4 항에 있어서,
   상기 행을 따라 배열된 상기 슬랫들에 있어서, 서로 인접한 행들의 슬랫들은 서로 다른 경사도를 갖는 플라즈마 발생 장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 슬랫들은 상기 열 방향을 기준으로 제1 각도로 기울어진 제1 슬랫들과, 상기 제1 각도와 상기 열 방향을 기준으로 서로 대칭되는 제2 각도로 기울어진 제1 슬랫들을 포함하는 플라즈마 발생 장치.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 제1 슬랫들과 상기 제2 슬랫들은 열 방향을 따라 교번하여 배열되는 플라즈마 발생 장치.
10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 슬랫들과 상기 제2 슬랫들은 각각 행 방향을 따라 배열되되, 서로 인접한 두 제1 슬랫들 사이에 복수 행의 상기 제2 슬랫들이 배열되거나, 서로 인접한 두 제2 슬랫들 사이에 복수 행의 상기 제1 슬랫들이 배열되는 플라즈마 발생 장치.
11. 제3 항에 있어서,
    상기 슬랫들 중 적어도 일부는 상측 방향으로 볼록한 플라즈마 발생 장치.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 슬랫들 중 적어도 일부는 폭 방향 단면이 ∩ 또는 ∧인 플라즈마 발생 장치.
13. 제3 항에 있어서,
    상기 슬랫들은 행렬 형상으로 배열되되, 동일한 행 및 동일한 열 중 적어도 하나에서 지그재그 형태로 배열되는 플라즈마 발생 장치.
14. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징은
    상기 반응기에 연결된 제1 배기부; 및
    상기 제1 배기부와 이격되어 배치되며 상기 배기 가스가 배출되는 제2 배기부를 포함하고,
    상기 유로 가이드는
    상기 포집 공간을 2개 이상의 공간으로 구획하는 격벽부를 더 포함하는 플라즈마 발생 장치.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 격벽부는
    상기 포집기 내에서 상기 제1 배기부에 인접하여 배치되며 상기 배기 가스의 유로를 가이드하는 판상부; 및
    상기 판상부를 사이에 두고 상기 제1 배기부와 이격되어 배치된 연통부를 포함하며,
    상기 연통부는 상단이 개구되며 하단이 제2 배기부에 연결된 플라즈마 발생 장치.
16. 제15 항에 있어서,
    상기 유로 확장 부재는 상기 연통부의 상단에 인접하게 설치된 플라즈마 발생 장치.
17. 플라즈마 반응기에 연결되며 상기 플라즈마와 반응한 배기 가스의 상변화에 의해 생성된 파우더를 포집하는 포집기에 있어서,
    상기 포집기는,
    상기 배기 가스의 유로 상에 배치되며 상기 파우더를 포집하기 위한 포집 공간을 제공하는 하우징;
    상기 포집 공간 내에 제공되며 상기 배기 가스의 유로의 방향을 변경시키는 유로 가이드; 및
    상기 포집 공간에 제공되며 상기 유로를 복수 개로 나누는 유로 확장 부재를 포함하는 포집기.
18. 기판을 처리하는 공정 챔버; 및
    상기 공정 챔버에 연결된 플라즈마 발생 장치를 포함하며,
    상기 플라즈마 발생 장치는
    내부에 플라즈마 형성 공간을 제공하는 반응기; 및
    상기 반응기에 연결되며 상기 플라즈마와 반응한 배기 가스의 상변화에 의해 생성된 파우더를 포집하는 포집기를 포함하며,
    상기 포집기는,
    상기 배기 가스의 유로 상에 배치되며 상기 파우더를 포집하기 위한 포집 공간을 제공하는 하우징;
    상기 포집 공간 내에 제공되며 상기 배기 가스의 유로의 방향을 변경시키는 유로 가이드; 및
    상기 포집 공간에 제공되며 상기 유로를 복수 개로 나누는 유로 확장 부재를 포함하는 공정 처리 장치.
    

Images