KR20220065402A - Residual gas treatment system and method for supplying particle removal gas - Google Patents

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KR20220065402A
KR20220065402A KR1020200151867A KR20200151867A KR20220065402A KR 20220065402 A KR20220065402 A KR 20220065402A KR 1020200151867 A KR1020200151867 A KR 1020200151867A KR 20200151867 A KR20200151867 A KR 20200151867A KR 20220065402 A KR20220065402 A KR 20220065402A
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삼성전자주식회사
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Abstract

A residual gas treatment method may comprise the steps of: supplying process gas including a precursor into a process chamber to perform a deposition process on a substrate in the process chamber; providing residual gas including the precursor which does not react in the deposition process to a scrubber connected to the process chamber by means of a vacuum pump; and supplying particle removal gas to the scrubber. The steps of supplying the process gas and supplying the particle removal gas are simultaneously performed. The particle removal gas may comprise at least one among H_2, F_2, Cl_2, Br_2, HF, HCl, HBr, H_2S, and H_3PO_4. Therefore, powder may be prevented from being accumulated.

Description

파티클 제거 가스를 공급하는 잔류 가스 처리 시스템 및 방법{RESIDUAL GAS TREATMENT SYSTEM AND METHOD FOR SUPPLYING PARTICLE REMOVAL GAS}RESIDUAL GAS TREATMENT SYSTEM AND METHOD FOR SUPPLYING PARTICLE REMOVAL GAS

본 개시는 잔류 가스 처리 시스템 및 잔류 가스를 처리하는 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a residual gas treatment system and a method for treating the residual gas.

반도체 소자를 제조하는 공정은 공정 챔버로 유입되는 공정 가스들, 즉 기상의 전구체를 이용하여 박막을 증착하는 박막 증착 공정을 포함한다. 박막 증착 공정에 사용되는 전구체들 중 소량만이 증착 공정에 이용되고, 증착 공정에 이용되지 않은 대부분의 잔류 가스들은 증착 공정 후의 부산물과 함께 공정 챔버로부터 배출된다. 공정 챔버로부터 배출되는 전구체들은 스크러버로 유입되어 스크러버 내에서 연소되는데, 이 때, 전구체들이 연소되어 고분자 파티클을 형성함으로써 스크러버의 유입부 부근에 퇴적되고, 유입부의 통로를 막을 수 있다.A process of manufacturing a semiconductor device includes a thin film deposition process of depositing a thin film using process gases introduced into a process chamber, that is, a gaseous precursor. Of the precursors used in the thin film deposition process, only a small amount is used in the deposition process, and most residual gases not used in the deposition process are discharged from the process chamber together with by-products after the deposition process. The precursors discharged from the process chamber are introduced into the scrubber and burned in the scrubber. At this time, the precursors are combusted to form polymer particles and are deposited near the inlet of the scrubber, which may block the passage of the inlet.

본 개시의 실시예들에 따른 과제는 스크러버의 유입부에 전구체에 의한 분체가 퇴적되는 것을 방지할 수 있는 잔류 가스 처리 방법 및 이를 이용하는 시스템을 제공하는 것이다.An object according to embodiments of the present disclosure is to provide a method for treating residual gas capable of preventing the deposition of powder by a precursor at an inlet of a scrubber, and a system using the same.

본 개시의 일 실시예에 따른 잔류 가스 처리 방법은 공정 챔버에 전구체를 포함하는 공정 가스를 공급하여 상기 공정 챔버 내의 기판 상에 증착 공정을 수행하는 것; 상기 증착 공정에서 반응하지 않는 전구체를 포함하는 잔류 가스를 진공 펌프를 통해 상기 공정 챔버와 연결된 스크러버로 제공하는 것; 및 상기 스크러버에 파티클 제거 가스를 공급하는 것을 포함하되, 상기 공정 가스를 공급하는 것과 상기 파티클 제거 가스를 공급하는 것은 동시에 수행되며, 상기 파티클 제거 가스는 H2, F2, Cl2, Br2, HF, HCl, HBr, H2S, 및 H3PO4 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.A residual gas treatment method according to an embodiment of the present disclosure may include supplying a process gas including a precursor to a process chamber to perform a deposition process on a substrate in the process chamber; providing a residual gas including a precursor that does not react in the deposition process to a scrubber connected to the process chamber through a vacuum pump; and supplying a particle removal gas to the scrubber, wherein supplying the process gas and supplying the particle removal gas are performed simultaneously, and the particle removal gas is H 2 , F 2 , Cl 2 , Br 2 , at least one of HF, HCl, HBr, H 2 S, and H 3 PO 4 .

본 개시의 일 실시예에 따른 잔류 가스 처리 시스템은 공정 챔버 및 상기 공정 챔버에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하는 반도체 제조 장치와 연결되는 잔류 가스 처리 장치로서, 상기 공정 챔버로부터 배출되는 잔류 가스가 유입되는 스크러버; 상기 스크러버로 파티클 제거 가스를 공급하는 제1 가스 공급부; 및 상기 가스 공급부와 상기 제1 가스 공급부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 공정 챔버에 상기 공정 가스를 공급하는 것과 동시에 상기 파티클 제거 가스를 상기 스크러버에 공급하도록 상기 가스 공급부와 상기 제1 가스 공급부를 제어하여 상기 잔류 가스에 의한 고분자 파티클 형성을 억제할 수 있다.A residual gas processing system according to an embodiment of the present disclosure is a residual gas processing apparatus connected to a semiconductor manufacturing apparatus including a process chamber and a gas supply unit for supplying a process gas to the process chamber, and the residual gas discharged from the process chamber The scrubber is introduced; a first gas supply unit supplying a particle removal gas to the scrubber; and a control unit controlling the gas supply unit and the first gas supply unit, wherein the control unit supplies the particle removal gas to the scrubber while supplying the process gas to the process chamber. By controlling the gas supply unit, it is possible to suppress the formation of polymer particles by the residual gas.

본 개시의 실시예에 따르면 공정 챔버로 전구체를 공급함과 동시에 스크러버로 파티클 제거 가스를 공급함으로써, 전구체와 파티클 제거 가스의 반응에 의해 전구체에 의한 분체(즉, 파티클)가 형성되는 것을 억제하고 스크러버의 유입구에 분체가 퇴적되어 유입구의 통로가 쉽게 막히는 것을 방지할 수 있다. 또한, 파티클 제거 가스는 잔류 가스와 반응하여 반응 결과물로 온실 가스를 발생시키지 않을 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, by supplying the precursor to the process chamber and the particle removal gas to the scrubber at the same time, the formation of powder (ie, particles) by the precursor by the reaction of the precursor and the particle removal gas is suppressed and the scrubber It is possible to prevent the easy clogging of the passage of the inlet due to the accumulation of powder at the inlet. In addition, the particle removal gas may not generate a greenhouse gas as a reaction product by reacting with the residual gas.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 잔류 가스 처리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 반도체 제조 장치와 잔류 가스 처리 시스템에서 공정이 진행되는 것을 나타내는 타이밍도이다.
도 3은 잔류 가스 처리 시스템에서 수행되는 잔류 가스 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 도 1의 스크러버의 일부 구성인 연소 장치와 유입부를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 3의 연소 장치를 위에서 바라본 상면도이다.1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a residual gas treatment system according to an embodiment of the present invention.
2 is a timing diagram illustrating that processes are performed in the semiconductor manufacturing apparatus and the residual gas processing system.
3 is a flowchart illustrating a residual gas processing method performed in a residual gas processing system.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a combustion device and an inlet that are a part of the scrubber of FIG. 1 .
FIG. 5 is a top view of the combustion device of FIG. 3 as viewed from above;

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 잔류 가스 처리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a residual gas treatment system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 잔류 가스 처리 시스템은 반도체 제조 장치에 연결되어 반도체 제조 장치에서 배출되는 잔류 가스를 처리하는 장치이다. 잔류 가스 처리 시스템에 연결되는 반도체 제조 장치는 기판 상에 박막을 형성하기 위한 증착 공정이 수행되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 반도체 제조 장치는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 또는 ALD(Atomic Layer Deposition) 공정이 수행되는 장치일 수 있다. 잔류 가스는 증착 공정에 사용되는 가스로서 반도체 제조 장치로 공급되었으나, 증착 공정에 참여하지 않고 남은 가스일 수 있다. Referring to FIG. 1 , the residual gas processing system is connected to a semiconductor manufacturing apparatus to process residual gas discharged from the semiconductor manufacturing apparatus. The semiconductor manufacturing apparatus connected to the residual gas processing system may be an apparatus in which a deposition process for forming a thin film on a substrate is performed. For example, the semiconductor manufacturing apparatus may be an apparatus in which a CVD (Chemical Vapor Deposition) or ALD (Atomic Layer Deposition) process is performed. The residual gas may be a gas used in the deposition process and supplied to the semiconductor manufacturing apparatus, but remaining without participating in the deposition process.

반도체 제조 장치는 공정 챔버(1)를 포함할 수 있으며, 공정 챔버(1)에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부(3)를 포함할 수 있다. 가스 공급부(3)는 공정 챔버(1) 내에서 수행되는 증착 공정 중 증착 단계, 퍼지 단계, 및 세정 단계 각각에서 사용되는 가스들을 공급할 수 있다. 공정 챔버(1)와 가스 공급부(3)는 가스관(5)을 통해 연결될 수 있다.The semiconductor manufacturing apparatus may include a process chamber 1 , and may include a gas supply unit 3 that supplies a process gas to the process chamber 1 . The gas supply unit 3 may supply gases used in each of a deposition step, a purge step, and a cleaning step during a deposition process performed in the process chamber 1 . The process chamber 1 and the gas supply unit 3 may be connected through a gas pipe 5 .

잔류 가스 처리 시스템은 진공 펌프(10), 스크러버(20), 제1 가스 공급부(30), 제2 가스 공급부(40), 제3 가스 공급부(50), 제4 가스 공급부(60) 및 제어부(70)를 포함할 수 있다. 잔류 가스 처리 시스템은 진공 펌프(10)와 스크러버(20)를 연결하는 잔류 가스 라인(15), 제1 가스 공급부(30)와 스크러버(20)를 연결하는 제1 가스 라인(35), 제2 가스 공급부(40)와 제1 가스 라인(35)을 연결하는 제2 가스 라인(45), 제3 가스 공급부(50)와 제1 가스 라인(35)을 연결하는 제3 가스 라인(55) 및 제4 가스 공급부(60)와 제3 가스 라인(55)을 연결하는 제4 가스 라인(65)을 포함할 수 있다.The residual gas treatment system includes a vacuum pump 10, a scrubber 20, a first gas supply unit 30, a second gas supply unit 40, a third gas supply unit 50, a fourth gas supply unit 60, and a control unit ( 70) may be included. The residual gas treatment system includes a residual gas line 15 connecting the vacuum pump 10 and the scrubber 20 , a first gas line 35 connecting the first gas supply unit 30 and the scrubber 20 , and a second A second gas line 45 connecting the gas supply unit 40 and the first gas line 35 , a third gas line 55 connecting the third gas supply unit 50 and the first gas line 35 , and A fourth gas line 65 connecting the fourth gas supply unit 60 and the third gas line 55 may be included.

진공 펌프(10)는 공정 챔버(1)와 연결되며, 잔류 가스 라인(15)을 통해 스크러버(20)에 연결될 수 있다. 진공 펌프(10)는 공정 챔버(1)로부터 잔류 가스를 인출하여 잔류 가스 라인(15)을 통해 스크러버(20)로 배출할 수 있다. 예를 들어, 진공 펌프(10)는 공정 챔버(1) 내부를 진공화 하여 잔류 가스를 추출하는 터보 분자 펌프, 건식 펌프 또는 로터리 펌프 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The vacuum pump 10 may be connected to the process chamber 1 and may be connected to the scrubber 20 through the residual gas line 15 . The vacuum pump 10 may draw residual gas from the process chamber 1 and discharge it to the scrubber 20 through the residual gas line 15 . For example, the vacuum pump 10 may include at least one of a turbo molecular pump, a dry pump, and a rotary pump for extracting residual gas by evacuating the inside of the process chamber 1 .

전술하였듯이, 잔류 가스는 공정 챔버(1)에서 반도체 공정이 실시되고 난 후 남은 가스로서, 박막 증착을 위한 반응에 참여하지 않는 기상의 전구체를 포함할 수 있다. 상기 전구체는 유기 화합물, 무기 화합물 또는 유기금속 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전구체의 중심물질은 Li, Be, B, Na, Mg, Al, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, Po. Rr, Ra, Ac, 및 Si 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 상기 잔류 가스는 반응 가스, 상기 공정 챔버 내에서 화학 반응에 의해 생성된 부산물, 캐리어 가스 클리닝 가스 등을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 잔류 가스는 중심 물질이 실리콘인 전구체일 수 있다. As described above, the residual gas is a gas remaining after the semiconductor process is performed in the process chamber 1 , and may include a gaseous precursor that does not participate in the reaction for thin film deposition. The precursor may include at least one of an organic compound, an inorganic compound, and an organometallic compound. For example, the central material of the precursor is Li, Be, B, Na, Mg, Al, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, Po. It may include at least one of Rr, Ra, Ac, and Si. The residual gas may further include a reactive gas, a by-product generated by a chemical reaction in the process chamber, a carrier gas cleaning gas, and the like. In one embodiment, the residual gas may be a precursor in which the central material is silicon.

스크러버(20)는 진공 펌프(10)에서 배출되는 잔류 가스를 처리할 수 있다. 스크러버(20)는 잔류 가스 라인(15)을 통해 진공 펌프(10)와 연결될 수 있다. 스크러버(20)는 내부에 연소 장치(25)를 포함할 수 있다. 연소 장치(25)는 잔류 가스 라인(15)과 연결되는 유입부(IN)를 포함할 수 있다. 유입부(IN)는 제1 가스 라인(35)과도 연결될 수 있다. 연소 장치(25)는 잔류 가스를 연소 또는 열분해 시킬 수 있다. 예를 들어, 연소 장치(25)의 내부에는 버너가 존재하며 연소 장치(25) 내부에 연소 가스 및/또는 잔류 가스가 유입되면 버너가 점화될 수 있다.The scrubber 20 may process the residual gas discharged from the vacuum pump 10 . The scrubber 20 may be connected to the vacuum pump 10 through the residual gas line 15 . The scrubber 20 may include a combustion device 25 therein. The combustion device 25 may include an inlet IN connected to the residual gas line 15 . The inlet IN may also be connected to the first gas line 35 . The combustion device 25 may burn or pyrolyze the residual gas. For example, a burner is present inside the combustion device 25 , and when combustion gas and/or residual gas flows into the combustion device 25 , the burner may be ignited.

제1 가스 공급부(30)가 제1 가스 라인(35)을 통해 스크러버(20)와 연결될 수 있다. 제1 가스 공급부(30)는 제1 가스 라인(35)를 통해 연소 가스를 스크러버(20)로 공급할 수 있다. 예를 들어 연소 가스는 LPG 또는 LNG일 수 있다. 제1 가스 라인(35)은 유입부(IN)를 통해 연소 장치(25)에 연결될 수 있다. The first gas supply unit 30 may be connected to the scrubber 20 through the first gas line 35 . The first gas supply unit 30 may supply combustion gas to the scrubber 20 through the first gas line 35 . For example, the combustion gas may be LPG or LNG. The first gas line 35 may be connected to the combustion device 25 through the inlet IN.

제2 가스 공급부(40)가 제2 가스 라인(45)을 통해 제1 가스 라인(35)과 연결될 수 있다. 제2 가스 공급부(40)는 제2 가스 라인(45)과 제1 가스 라인(35)을 통해 스크러버(20)에 산소를 공급할 수 있다. 제2 가스 공급부(40)에서 공급되는 산소는 제1 가스 공급부(30)에서 공급되는 연소 가스와 혼합되어 제1 가스 라인(35)을 통하여 스크러버(20)에 공급될 수 있다.The second gas supply unit 40 may be connected to the first gas line 35 through the second gas line 45 . The second gas supply unit 40 may supply oxygen to the scrubber 20 through the second gas line 45 and the first gas line 35 . Oxygen supplied from the second gas supply unit 40 may be mixed with the combustion gas supplied from the first gas supply unit 30 and supplied to the scrubber 20 through the first gas line 35 .

제3 가스 공급부(50)가 제3 가스 라인(55)을 통해 제1 가스 라인(35)과 연결될 수 있다. 제3 가스 공급부(50)부는 제3 가스 라인(55)과 제1 가스 라인(35)을 통해 비활성 기체를 스크러버(20)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 제3 가스 공급부(50)가 공급하는 비활성 기체는 He, Ar, N2, Ne, Kr, Xe 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 비활성 기체는 제1 가스 라인(35), 제3 가스 라인(55) 및 유입부(IN) 등이 가스 공급부들에 의해 공급되는 가스들에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 비활성 기체는 유입부(IN)나 연소 장치(25)에서 전구체의 연소에 의해 형성되는 고분자 파티클을 물리적으로 분해하는 역할을 수행할 수 있다. 비활성 기체는 제1 가스 라인(35)에서 연소 가스 및 산소와 혼합되어 스크러버(20)에 제공될 수 있다.The third gas supply unit 50 may be connected to the first gas line 35 through the third gas line 55 . The third gas supply unit 50 may supply the inert gas to the scrubber 20 through the third gas line 55 and the first gas line 35 . For example, the inert gas supplied by the third gas supply unit 50 may include at least one of He, Ar, N 2 , Ne, Kr, and Xe. The inert gas may prevent the first gas line 35 , the third gas line 55 , and the inlet IN from being corroded by gases supplied by the gas supply units. In addition, the inert gas may play a role of physically decomposing polymer particles formed by combustion of a precursor in the inlet IN or the combustion device 25 . The inert gas may be mixed with combustion gas and oxygen in the first gas line 35 and provided to the scrubber 20 .

제4 가스 공급부(60)가 제4 가스 라인(65)을 통해 제3 가스 라인(55)에 연결될 수 있다. 제4 가스 공급부(60)는 제4 가스 라인(65), 제3 가스 라인(55) 및 제1 가스 라인(35)을 통해 스크러버(20)에 연결될 수 있다. 제4 가스 공급부(60)는 제4 가스 라인(65), 제3 가스 라인(55) 및 제1 가스 라인(35)을 통해 스크러버(20)에 파티클 제거 가스를 공급할 수 있다. 파티클 제거 가스는 제3 가스 공급부(50)에서 공급되는 비활성 기체와 혼합되어 스크러버(20)에 제공될 수 있다. 또한, 파티클 제거 가스는 제1 가스 라인(35)에서 연소 가스 및 산소와 혼합되어 스크러버(20)에 제공될 수 있다.The fourth gas supply unit 60 may be connected to the third gas line 55 through the fourth gas line 65 . The fourth gas supply unit 60 may be connected to the scrubber 20 through the fourth gas line 65 , the third gas line 55 , and the first gas line 35 . The fourth gas supply unit 60 may supply the particle removal gas to the scrubber 20 through the fourth gas line 65 , the third gas line 55 , and the first gas line 35 . The particle removal gas may be mixed with the inert gas supplied from the third gas supply unit 50 and provided to the scrubber 20 . In addition, the particle removal gas may be mixed with combustion gas and oxygen in the first gas line 35 and provided to the scrubber 20 .

파티클 제거 가스는 잔류 가스에 포함된 전구체와 반응하여 할라이드(halide) 결합 또는 하이드라이드(hydride) 결합을 형성할 수 있는 물질일 수 있다. 또한, 파티클 제거 가스는 잔류 가스에 포함된 전구체가 연소되어 형성된 고분자 파티클과 반응하여 할라이드(halide) 결합 또는 하이드라이드(hydride) 결합을 형성할 수 있는 물질일 수 있다. 나아가, 파티클 제거 가스는 잔류 가스에 포함된 전구체와 반응하여 온실 가스를 발생시키지 않는 물질들로 이루어질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 파티클 제거 가스는 할로겐족 원소 또는 비금속 원소를 포함하는 가스로서, H2, F2, Cl2, Br2, HF, HCl, HBr, H2S, 및 H3PO4 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The particle removal gas may be a material capable of forming a halide bond or a hydride bond by reacting with a precursor included in the residual gas. Also, the particle removal gas may be a material capable of forming a halide bond or a hydride bond by reacting with polymer particles formed by combustion of a precursor included in the residual gas. Furthermore, the particle removal gas may be made of materials that do not generate a greenhouse gas by reacting with a precursor included in the residual gas. In an embodiment, the particle removal gas is a gas including a halogen group element or a non-metal element, and is at least one of H 2 , F 2 , Cl 2 , Br 2 , HF, HCl, HBr, H 2 S, and H 3 PO 4 . may contain one.

제어부(70)는 공정 챔버(1)와 연결된 가스 공급부(3), 진공 펌프(10), 및 스크러버(20)와 연결된 제1 내지 제4 가스 공급부(30, 40, 50, 60)에 연결되어 각각을 제어할 수 있다. 제어부(70)는 가스 공급부(3) 및 제1 내지 제4 가스 공급부(30, 40, 50, 60) 각각이 공정 챔버(1) 또는 스크러버(20)로 가스를 공급하는 공급 타이밍, 공급 속도 등을 조절할 수 있다. 제어부(70)는 진공 펌프(10)가 공정 챔버(1)로부터 잔류 가스를 인출하여 스크러버(20)로 배출하는 타이밍 인출 속도 및/또는 배출 속도 등을 조절할 수 있다. The control unit 70 is connected to the gas supply unit 3 connected to the process chamber 1 , the vacuum pump 10 , and the first to fourth gas supply units 30 , 40 , 50 , 60 connected to the scrubber 20 . You can control each of them. The control unit 70 includes a supply timing, supply rate, etc. at which the gas supply unit 3 and the first to fourth gas supply units 30 , 40 , 50 , and 60 each supply gas to the process chamber 1 or the scrubber 20 . can be adjusted. The control unit 70 may control a timing withdrawal rate and/or a discharge rate at which the vacuum pump 10 withdraws the residual gas from the process chamber 1 and discharges it to the scrubber 20 .

도 2는 도 1의 반도체 제조 장치와 잔류 가스 처리 시스템에서 공정이 진행되는 것을 나타내는 타이밍도이다. 도 3은 잔류 가스 처리 시스템에서 수행되는 잔류 가스 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 2 is a timing diagram illustrating that a process is performed in the semiconductor manufacturing apparatus and the residual gas processing system of FIG. 1 . 3 is a flowchart illustrating a residual gas processing method performed in a residual gas processing system.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 공정 챔버(1)에서는 증착 공정 단계, 퍼지 단계, 및 클리닝 단계가 순차로 수행될 수 있다. 공정 챔버(1) 내에서 증착 공정 단계가 진행되는 동안 제어부(70)는 가스 공급부(3)를 제어하여 공정 챔버(1) 내에 증착 공정에 필요한 기상의 전구체를 포함하는 공정 가스를 공급할 수 있다(S10). 공정 가스는 공정 챔버(1) 내의 기판 상에 증착되어 박막을 형성할 수 있으나, 그 중 일부는 박막 증착을 위한 반응에 참여하지 않는 잔류 가스로서 진공 펌프(10)를 통해 공정 챔버(1)로부터 인출될 수 있다. 잔류 가스는 증착 공정이 수행되는 동안 지속적으로 발생하여 진공 펌프(10)를 통해 스크러버(20)로 전달될 수 있다(S30). 1 to 3 , in the process chamber 1 , a deposition process step, a purge step, and a cleaning step may be sequentially performed. During the deposition process step in the process chamber 1, the controller 70 may control the gas supply part 3 to supply a process gas including a vapor phase precursor required for the deposition process into the process chamber 1 ( S10). The process gas may be deposited on the substrate in the process chamber 1 to form a thin film, but some of it is a residual gas that does not participate in the reaction for thin film deposition and is discharged from the process chamber 1 through the vacuum pump 10 . can be withdrawn. The residual gas may be continuously generated during the deposition process and delivered to the scrubber 20 through the vacuum pump 10 ( S30 ).

제어부(70)는 제1 가스 공급부(30)와 제2 가스 공급부(40)를 제어하여 증착 공정이 수행되는 동안 연소 가스와 산소를 스크러버(20)로 공급할 수 있다. 스크러버(20)는 연소 가스와 산소를 이용하여 점화하여 잔류 가스를 연소 및/또는 열 분해할 수 있다. 그런데, 증착 공정 동안 발생하는 잔류 가스가 스크러버(20)에서 그대로 연소되면 고분자 파티클, 즉, 분체를 형성하게 되며, 고분자 파티클이 유입부(IN)에 쌓이게 되어 유입부(IN)의 통로를 막을 수 있다. 예를 들어, 잔류 가스 중 실리콘 전구체가 연소되어 SiO2의 고분자 파티클을 형성될 수 있으며, 형성된 SiO2의 고분자 파티클이 스크러버(20)의 유입부(IN) 부분에 퇴적될 수 있다. 스크러버(20)의 유입부(IN) 부근에 SiO2의 파티클이 퇴적되면서 유입부(IN)의 통로가 좁아지거나 막힐 수 있다.The controller 70 may control the first gas supply unit 30 and the second gas supply unit 40 to supply combustion gas and oxygen to the scrubber 20 while the deposition process is being performed. The scrubber 20 may burn and/or thermally decompose the residual gas by igniting it using combustion gas and oxygen. However, when the residual gas generated during the deposition process is burned as it is in the scrubber 20, polymer particles, that is, powder are formed, and the polymer particles are accumulated in the inlet (IN) to block the passage of the inlet (IN). there is. For example, a silicon precursor in the residual gas may be combusted to form SiO 2 polymer particles, and the formed SiO 2 polymer particles may be deposited on the inlet (IN) portion of the scrubber 20 . As particles of SiO 2 are deposited in the vicinity of the inlet IN of the scrubber 20, the passage of the inlet IN may be narrowed or blocked.

이에, 증착 공정 단계가 진행되는 동안에 제어부(70)는 제4 가스 공급부(60)를 제어하여 파티클 제거 가스를 스크러버(20)로 공급할 수 있다(S20). 잔류 가스는 증착 공정이 시작되는 것과 실질적으로 동시에 발생하기 때문에, 진공 펌프(10)는 증착 공정의 시작과 실질적으로 동시에 잔류 가스를 스크러버(20)로 배출할 수 있다. 이에, 제어부(70)는 공정 가스가 공정 챔버(1)에 공급되는 시점과 동시에 파티클 제거 가스를 스크러버(20)로 공급하도록 가스 공급부(3)와 제4 가스 공급부(60)를 제어할 수 있다. 즉, 기상의 전구체를 포함하는 공정 가스와 파티클 가스가 공급되는 시점이 동기화될 수 있다. 파티클 제거 가스는 증착 공정 단계가 진행되는 동안에는 지속적으로 스크러버(20)로 공급될 수 있다. 파티클 제거 가스는 잔류 가스가 연소되어 고분자 파티클을 형성하기 전에 잔류 가스와 반응하여 할라이드(halide) 결합 또는 하이드라이드(hydride) 결합을 형성할 수 있다(S40). 잔류 가스가 파티클 제거 가스와 할라이드(halide) 결합 또는 하이드라이드(hydride) 결합을 이룸으로써 형성되는 물질은 내부 결합력이 약하여 주로 기체상태로 존재하거나 고온에서 쉽게 승화될 수 있으며, 이에, 스크러버(20)의 유입부(IN) 주위에 퇴적되지 않고 연소 장치(25)에서 연소 및/또는 열 분해되어 스크러버(20)로부터 배출될 수 있다(S50). 예를 들어, 잔류 가스와 파티클 제거 가스 반응하여 할라이드(halide) 결합 또는 하이드라이드(hydride) 결합을 형성하는 물질은 대략 1500℃에서 열처리되어 분해될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 파티클 제거 가스는 잔류 가스가 연소되어 고분자 파티클을 형성한 이후에도 고분자 파티클과 반응하여 할라이드(halide) 결합 또는 하이드라이드(hydride) 결합을 이룸으로써 고분자 파티클을 쉽게 분해할 수 있다.Accordingly, during the deposition process step, the control unit 70 may control the fourth gas supply unit 60 to supply the particle removal gas to the scrubber 20 ( S20 ). Since the residual gas is generated substantially simultaneously with the start of the deposition process, the vacuum pump 10 may discharge the residual gas to the scrubber 20 substantially simultaneously with the start of the deposition process. Accordingly, the controller 70 may control the gas supply unit 3 and the fourth gas supply unit 60 to supply the particle removal gas to the scrubber 20 at the same time when the process gas is supplied to the process chamber 1 . . That is, the timing at which the process gas including the gaseous precursor and the particle gas are supplied may be synchronized. The particle removal gas may be continuously supplied to the scrubber 20 while the deposition process step is in progress. The particle removal gas may react with the residual gas before the residual gas is combusted to form polymer particles to form a halide bond or a hydride bond (S40). The material formed by the residual gas forming a halide bond or hydride bond with the particle removal gas is mainly in a gaseous state or can be easily sublimed at a high temperature due to weak internal bonding force, and thus, the scrubber 20 It may be discharged from the scrubber 20 by being burned and/or thermally decomposed in the combustion device 25 without being deposited around the inlet IN of the ( S50 ). For example, a material that reacts with the residual gas and the particle removal gas to form a halide bond or a hydride bond may be decomposed by heat treatment at about 1500°C. In one embodiment, the particle removal gas reacts with the polymer particles even after the residual gas is combusted to form the polymer particles to form a halide bond or a hydride bond, thereby easily decomposing the polymer particles.

제어부(70)는 제3 가스 공급부(50)를 제어하여 증착 공정 동안에 퍼지 가스, 즉, 비활성 기체를 스크러버(20)에 공급할 수 있다. 비활성 기체는 가스 공급 라인들과 유입부(IN)의 부식을 방지할 수 있으며, 또한, 고분자 파티클을 물리적으로 분해할 수 도 있다.The control unit 70 may control the third gas supply unit 50 to supply a purge gas, that is, an inert gas, to the scrubber 20 during the deposition process. The inert gas may prevent corrosion of the gas supply lines and the inlet IN, and may also physically decompose the polymer particles.

증착 공정 단계 이후에, 퍼지 단계 및 세정 단계가 순차로 진행될 수 있다. 퍼지 단계는 퍼지 가스를 공정 챔버(1)에 공급하여 퍼지 가스를 통해 물리적으로 잔류 가스들을 외부로 배출할 수 있다. 퍼지 단계가 시작되면 제어부(70)는 가스 공급부(3)를 제어하여 공정 가스의 공급을 중단할 수 있다. 또한, 제어부(70)는 제4 가스 공급부(60)를 제어하여 파티클 제거 가스의 공급을 중단할 수 있다. 퍼지 단계 이후에 제어부(70)는 가스 공급부(3)를 제어하여 공정 챔버(1) 내에 세정 가스를 공급할 수 있다. 퍼지 단계와 세정 단계 동안에도 연소 가스와 산소는 스크러버(20)로 공급되며, 퍼지 단계와 세정 단계에서 공정 챔버(1)로부터 배출되는 가스들이 스크러버(20)에서 연소 또는 열 분해될 수 있다. After the deposition process step, a purge step and a cleaning step may be sequentially performed. In the purge step, a purge gas may be supplied to the process chamber 1 to physically discharge residual gases through the purge gas. When the purge step starts, the control unit 70 may control the gas supply unit 3 to stop the supply of the process gas. Also, the control unit 70 may control the fourth gas supply unit 60 to stop the supply of the particle removal gas. After the purge step, the control unit 70 may control the gas supply unit 3 to supply a cleaning gas into the process chamber 1 . Combustion gas and oxygen are supplied to the scrubber 20 even during the purge step and the cleaning step, and gases discharged from the process chamber 1 in the purge step and the cleaning step may be burned or thermally decomposed in the scrubber 20 .

도 4는 도 1의 스크러버의 일부 구성인 연소 장치와 유입부를 도시한 단면도이다. 도 5는 도 3의 연소 장치를 위에서 바라본 상면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a combustion device and an inlet that are a part of the scrubber of FIG. 1 . FIG. 5 is a top view of the combustion device of FIG. 3 as viewed from above;

도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 스크러버(20)는 내부에 연소 장치(25)를 포함하며, 연소 장치(25)에 연결된 유입부(IN)를 포함할 수 있다. 유입부(IN)는 연소 장치(25)와 가스 공급 라인들을 연결할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 유입부(IN)는 연소 장치(25)와 잔류 가스 라인(15)을 연결하는 제1 가스관(IN1) 및 연소 장치(25)와 제1 가스 라인(35)을 연결하는 제2 가스관(IN2)을 포함할 수 있다. 제1 가스관(IN1)과 제2 가스관(IN2)은 서로 독립적으로 구성되며, 도 5에 도시된 것과 같이, 제1 가스관(IN1)과 제2 가스관(IN2)은 각각 2개씩 형성될 수 있다. 제1 가스관(IN1)과 제2 가스관(IN2)은 서로 대각선으로 엇갈리게 배치될 수 있다. 제1 가스관(IN1)을 통해 연소 장치(25) 내로 잔류 가스가 공급될 수 있으며, 제2 가스관(IN2)을 통해 연소 장치(25) 내로 연소 가스, 산소, 비활성 기체 및 파티클 제거 가스가 공급될 수 있다. 1, 4 and 5 , the scrubber 20 may include a combustion device 25 therein, and may include an inlet IN connected to the combustion device 25 . The inlet IN may connect the combustion device 25 and gas supply lines. In one embodiment, the inlet IN is a first gas pipe IN1 connecting the combustion device 25 and the residual gas line 15 and connecting the combustion device 25 and the first gas line 35 . A second gas pipe IN2 may be included. The first gas pipe IN1 and the second gas pipe IN2 are configured independently of each other, and as shown in FIG. 5 , two first gas pipes IN1 and two second gas pipes IN2 may be formed respectively. The first gas pipe IN1 and the second gas pipe IN2 may be disposed diagonally to cross each other. Residual gas may be supplied into the combustion device 25 through the first gas pipe IN1, and combustion gas, oxygen, inert gas and particle removal gas may be supplied into the combustion device 25 through the second gas pipe IN2. can

연소 장치(25)는 공급받은 물질들을 연소하기 위한 연소 공간을 형성하는 바디부(26)와 점화를 위한 불꽃을 제공하는 점화부(27)를 포함할 수 있다. 바디부(26)가 유입부(IN)의 상부와 연결되어 유입부(IN)를 통해 진공 펌프(10)와 가스 공급부들(30, 40, 50, 60)이 공급하는 가스들이 연소 공간으로 유입될 수 있다.The combustion device 25 may include a body portion 26 that forms a combustion space for burning the supplied materials and an ignition portion 27 that provides a flame for ignition. The body 26 is connected to the upper portion of the inlet IN, and the gases supplied by the vacuum pump 10 and the gas supply units 30 , 40 , 50 , and 60 through the inlet IN are introduced into the combustion space. can be

일 실시예에 있어서, 잔류 가스와 파티클 제거 가스는 각각 제1 가스관(IN1)과 제2 가스관(IN2)을 통해 연소 공간으로 유입되어 연소 공간 내에서 혼합되어 반응할 수 있다. 이와 같이, 잔류 가스와 파티클 제거 가스는 연소 공간 내에서 고온으로 열처리되는 상태에서 혼합되어 반응하므로 잔류 가스에 의한 고분자 파티클을 형성이 억제되고, 잔류 가스와 파티클 제거 가스가 할라이드(halide) 결합 또는 하이드라이드(hydride) 결합을 형성한 후 기체 상태로 존재하거나, 고분자 파티클을 형성하더라도 열처리에 의해 쉽게 승화될 수 있다. In an embodiment, the residual gas and the particle removal gas may be introduced into the combustion space through the first gas pipe IN1 and the second gas pipe IN2, respectively, and may be mixed and reacted in the combustion space. In this way, since the residual gas and the particle removing gas are mixed and reacted in a state of being heat-treated at a high temperature in the combustion space, the formation of polymer particles by the residual gas is suppressed, and the residual gas and the particle removing gas are combined with halide or hydrogen. It may exist in a gaseous state after forming a hydride bond, or may be easily sublimated by heat treatment even if polymer particles are formed.

일 실시예에 있어서, 유입부(IN)는 제3 가스관(IN3)을 더 포함할 수 있다. 제3 가스관(IN3)은 제1 가스관(IN1)과 제2 가스관(IN2)의 외측에서 제1 가스관(IN1)과 제2 가스관(IN2)을 감쌀 수 있다. 유입부(IN)가 제3 가스관(IN3)을 포함하는 경우, 제1 가스 라인(35)이 제3 가스관(IN3)에 연결되어 연소 가스와 산소가 제1 가스 라인(35)과 제3 가스관(IN3)을 통해 연소 장치(25)에 공급될 수 있다. 제3 가스 라인(55)은 제1 가스 라인(35)이 아니라 제2 가스관(IN2)에 직접 연결되어 비활성 기체와 파티클 제거 가스가 제3 가스 라인(55)과 제2 가스관(IN2)을 통해 연소 장치에 공급될 수 있다.In one embodiment, the inlet (IN) may further include a third gas pipe (IN3). The third gas pipe IN3 may surround the first gas pipe IN1 and the second gas pipe IN2 from the outside of the first gas pipe IN1 and the second gas pipe IN2 . When the inlet part IN includes the third gas pipe IN3 , the first gas line 35 is connected to the third gas pipe IN3 so that combustion gas and oxygen are mixed with the first gas line 35 and the third gas pipe It can be supplied to the combustion device 25 via (IN3). The third gas line 55 is not directly connected to the first gas line 35 but to the second gas pipe IN2 so that the inert gas and the particle removal gas are passed through the third gas line 55 and the second gas pipe IN2. It may be supplied to a combustion device.

본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 구성요소들을 서로 구별하기 위한 목적으로만 사용되며, 이러한 용어들에 의해 구성요소들이 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않으면서, 제1 가스 라인은 제2 가스 라인으로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 제2 가스 라인은 제1 가스 라인으로 지칭될 수도 있다.In this specification, terms such as first, second, third, etc. are used only for the purpose of distinguishing the components from each other, and the components are not limited by these terms. For example, the first gas line may be referred to as a second gas line, and similarly, the second gas line may be referred to as a first gas line, without departing from the scope of the present invention.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다.As described above, embodiments according to the technical idea of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will have other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be understood that it can be implemented as It should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

1: 공정 챔버 3: 가스 공급부
10: 진공 펌프 15: 잔류 가스 라인
20: 스크러버 25: 연소 장치
26: 바디부 27: 점화부
35: 제1 가스 라인 45: 제2 가스 라인
55: 제3 가스 라인 65: 제4 가스 라인
IN1: 제1 가스관 IN2: 제2 가스관
IN3: 제3 가스관 70: 제어부1: process chamber 3: gas supply
10: vacuum pump 15: residual gas line
20: scrubber 25: combustion device
26: body part 27: ignition part
35: first gas line 45: second gas line
55: third gas line 65: fourth gas line
IN1: first gas pipe IN2: second gas pipe
IN3: third gas pipe 70: control unit

Claims (10)

공정 챔버에 전구체를 포함하는 공정 가스를 공급하여 상기 공정 챔버 내의 기판 상에 증착 공정을 수행하는 것;
상기 증착 공정에서 반응하지 않는 전구체를 포함하는 잔류 가스를 진공 펌프를 통해 상기 공정 챔버와 연결된 스크러버로 제공하는 것; 및
상기 스크러버에 파티클 제거 가스를 공급하는 것을 포함하되,
상기 공정 가스를 공급하는 것과 상기 파티클 제거 가스를 공급하는 것은 동시에 수행되며,
상기 파티클 제거 가스는 H2, F2, Cl2, Br2, HF, HCl, HBr, H2S, 및 H3PO4 중 적어도 하나를 포함하는, 잔류 가스 처리 방법.performing a deposition process on a substrate in the process chamber by supplying a process gas including a precursor to the process chamber;
providing a residual gas including a precursor that does not react in the deposition process to a scrubber connected to the process chamber through a vacuum pump; and
Including supplying a particle removal gas to the scrubber,
Supplying the process gas and supplying the particle removal gas are performed simultaneously,
wherein the particle removal gas comprises at least one of H 2 , F 2 , Cl 2 , Br 2 , HF, HCl, HBr, H 2 S, and H 3 PO 4 . 제1항에 있어서,
상기 잔류 가스와 상기 파티클 제거 가스는 서로 독립적으로 구성된 가스관들을 통해 상기 스크러버로 제공되는 것을 포함하는, 잔류 가스 처리 방법.The method of claim 1,
and the residual gas and the particle removing gas are provided to the scrubber through gas pipes configured independently of each other. 제1항에 있어서,
상기 파티클 제거 가스와 상기 잔류 가스는 반응하여 할라이드(halide) 결합 또는 하이드라이드(hydride) 결합을 형성하는, 잔류 가스 처리 방법.The method of claim 1,
and the particle removal gas and the residual gas react to form a halide bond or a hydride bond. 공정 챔버 및 상기 공정 챔버에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하는 반도체 제조 장치와 연결되는 잔류 가스 처리 장치로서,
상기 공정 챔버로부터 배출되는 잔류 가스가 유입되는 스크러버;
상기 스크러버로 파티클 제거 가스를 공급하는 제1 가스 공급부; 및
상기 가스 공급부와 상기 제1 가스 공급부를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 공정 챔버에 상기 공정 가스를 공급하는 것과 동시에 상기 파티클 제거 가스를 상기 스크러버에 공급하도록 상기 가스 공급부와 상기 제1 가스 공급부를 제어하여 상기 잔류 가스에 의한 고분자 파티클 형성을 억제하는 잔류 가스 처리 시스템.A residual gas processing apparatus connected to a semiconductor manufacturing apparatus including a process chamber and a gas supply unit supplying a process gas to the process chamber, the apparatus comprising:
a scrubber into which the residual gas discharged from the process chamber is introduced;
a first gas supply unit supplying a particle removal gas to the scrubber; and
a control unit for controlling the gas supply unit and the first gas supply unit;
The controller controls the gas supply unit and the first gas supply unit to supply the particle removal gas to the scrubber at the same time as supplying the process gas to the process chamber, thereby suppressing the formation of polymer particles by the residual gas. processing system. 제4항에 있어서,
상기 파티클 제거 가스는 H2, F2, Cl2, Br2, HF, HCl, HBr, H2S, 및 H3PO4 중 적어도 하나를 포함하는, 잔류 가스 처리 시스템.5. The method of claim 4,
wherein the particle removal gas comprises at least one of H 2 , F 2 , Cl 2 , Br 2 , HF, HCl, HBr, H 2 S, and H 3 PO 4 . 제4항에 있어서,
상기 잔류 가스는,
상기 공정 챔버에서 수행되는 증착 공정에서 반응하지 않은 기상의 전구체를 포함하는, 잔류 가스 처리 시스템.5. The method of claim 4,
The residual gas is
A residual gas treatment system comprising a vapor phase precursor that has not reacted in a deposition process performed in the process chamber. 제4항에 있어서,
상기 챔버와 상기 스크러버를 연결하여 상기 잔류 가스가 통과하는 잔류 가스 라인; 및
상기 제1 가스 공급부와 상기 스크러버를 연결하여 상기 파티클 제거 가스가 통과하는 제1 가스 라인을 더 포함하는 잔류 가스 처리 시스템.5. The method of claim 4,
a residual gas line connecting the chamber and the scrubber through which the residual gas passes; and
and a first gas line through which the particle removal gas passes by connecting the first gas supply unit and the scrubber. 제7항에 있어서,
상기 스크러버에 비활성 기체를 공급하는 제2 가스 공급부; 및
상기 제2 가스 공급부와 상기 제1 가스 라인을 연결하는 제2 가스 라인을 더 포함하는 잔류 가스 처리 시스템.8. The method of claim 7,
a second gas supply unit supplying an inert gas to the scrubber; and
and a second gas line connecting the second gas supply unit and the first gas line. 제8항에 있어서,
상기 스크러버에 연소 가스를 공급하는 제3 가스 공급부; 및
상기 제3 가스 공급부와 상기 스크러버를 연결하는 제3 가스 라인을 더 포함하며,
상기 제1 가스 라인은 상기 제3 가스 라인을 통해 상기 스크러버에 연결되는 잔류 가스 처리 시스템.9. The method of claim 8,
a third gas supply unit supplying combustion gas to the scrubber; and
Further comprising a third gas line connecting the third gas supply unit and the scrubber,
and the first gas line is connected to the scrubber through the third gas line. 제4항에 있어서,
상기 챔버에 연결되며, 상기 챔버로부터 상기 잔류 가스를 추출하여 상기 스크러버로 배출하는 진공 펌프를 더 포함하는 잔류 가스 처리 시스템.5. The method of claim 4,
and a vacuum pump connected to the chamber and configured to extract the residual gas from the chamber and discharge the residual gas to the scrubber.
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