KR20240027674A - Plasma apparatus for processing exhaust gas of semiconductor process chamber and operating method of the same - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의하면, 공정가스를 이용한 반도체 제조 공정이 수행되는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버에서 발생한 잔류 가스를 배기관을 통해 배기가스로서 배출시키는 진공 펌프를 구비하는 반도체 제조설비에서 플라즈마를 이용하여 상기 배기가스를 처리하는 장치에 있어서, 상기 배기관 상에 설치되어서 플라즈마 반응 영역을 형성하는 플라즈마 반응기; 상기 플라즈마 반응기로 산소를 공급하는 산소 공급기; 및 상기 플라즈마 반응 영역의 형성과 상기 산소 공급기에 의한 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급을 제어하는 제어기를 포함하며, 상기 제어기는 상기 공정 챔버에서 헥사클로로디실란(HCDS)이 사용되는 HCDS 공정에서 산소의 사용 여부를 확인하고, 상기 HCDS 공정 후 상기 공정 챔버로부터 배출되는 HCDS 공정 배기가스에 포함된 상기 헥사클로로디실란(HCDS)을 처리하기 위해, 상기 HCDS 공정에서 산소의 사용이 확인되는 경우에 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급을 유지한 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역을 형성하며, 상기 HCDS 공정에서 산소의 사용이 확인되지 않는 경우에 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급을 차단한 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역을 형성하는, 반도체 공정 챔버 배기가스 플라즈마 처리 장치가 제공된다.According to the present invention, in a semiconductor manufacturing facility including a process chamber in which a semiconductor manufacturing process using process gas is performed, and a vacuum pump for discharging residual gas generated in the process chamber as exhaust gas through an exhaust pipe, the exhaust gas is discharged using plasma. An apparatus for processing gas, comprising: a plasma reactor installed on the exhaust pipe to form a plasma reaction area; an oxygen supplier supplying oxygen to the plasma reactor; And a controller for controlling the formation of the plasma reaction region and the supply of oxygen to the plasma reactor by the oxygen supplier, wherein the controller controls the control of oxygen in the HCDS process in which hexachlorodisilane (HCDS) is used in the process chamber. To confirm use and to treat the hexachlorodisilane (HCDS) contained in the HCDS process exhaust gas discharged from the process chamber after the HCDS process, if the use of oxygen is confirmed in the HCDS process, the plasma Forming the plasma reaction region while maintaining the supply of oxygen to the reactor, and forming the plasma reaction region while blocking the supply of oxygen to the plasma reactor when the use of oxygen is not confirmed in the HCDS process. , a semiconductor process chamber exhaust gas plasma processing device is provided.

Description

반도체 공정 챔버 배기가스 플라즈마 처리 장치 및 이의 운영방법 {PLASMA APPARATUS FOR PROCESSING EXHAUST GAS OF SEMICONDUCTOR PROCESS CHAMBER AND OPERATING METHOD OF THE SAME}Semiconductor process chamber exhaust gas plasma processing device and operating method {PLASMA APPARATUS FOR PROCESSING EXHAUST GAS OF SEMICONDUCTOR PROCESS CHAMBER AND OPERATING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 배기가스 처리 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 제조용 공정 챔버에서 배출되는 배기가스를 플라즈마를 이용하여 처리하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to exhaust gas treatment technology, and more specifically, to technology for treating exhaust gas discharged from a process chamber for semiconductor manufacturing using plasma.

반도체 소자는 공정 챔버에서 웨이퍼 상에 포토리소그래피, 식각, 확산 및 금속증착 등의 공정들이 반복적으로 수행됨으로써 제조되고 있다. 이러한 반도체 제조 공정 중에는 다양한 공정 가스가 사용되며, 공정이 완료된 후에는 공정 챔버에 잔류가스가 존재하게 되는데, 공정 챔버 내 잔류가스는 유독성분을 포함하고 있기 때문에, 진공펌프에 의해 배출되어서 스크러버와 같은 배기가스 처리장치에 의해 정화된다.Semiconductor devices are manufactured by repeatedly performing processes such as photolithography, etching, diffusion, and metal deposition on a wafer in a process chamber. During this semiconductor manufacturing process, various process gases are used, and after the process is completed, residual gas exists in the process chamber. Since the residual gas in the process chamber contains toxic components, it is discharged by a vacuum pump and used as a scrubber. It is purified by an exhaust gas treatment device.

공정 챔버로부터 배출되는 배기가스는 공정에 따라 헥사클로로디실란을 포함하거나 암모니아를 포함할 수 있다. 공정 챔버로부터 배출되는 배기가스에 포함된 헥사클로로디실란(HCDS)은 가수분해되어서 공정 부산물로서 폭발성의 헥사클로로디실란 가수분해물을 생성할 수 있다. 공정 부산물로서 생성되는 헥사클로로디실란 가수분해물은 진공펌프에 증착되어서 진공펌프의 성능을 저하시킨다. 또한, 폭발성의 헥사클로로디실란 가수분해물은 안전성까지도 저하시킨다. 공정 챔버로부터 배출되는 배기가스에 포함된 암모니아(NH3)는 염화수소(HCl)와 결합되어서 공정 부산물로서 염화암모늄(NH4Cl)을 생성할 수 있다. 염화암모늄은 진공펌프로부터 연장되는 하류측 배기관에 형성하는 상압 조건에서 생성될 수 있으며, 이는 배기관의 막힘 현상을 유발한다.The exhaust gas discharged from the process chamber may contain hexachlorodisilane or ammonia depending on the process. Hexachlorodisilane (HCDS) contained in the exhaust gas discharged from the process chamber may be hydrolyzed to produce explosive hexachlorodisilane hydrolyzate as a process by-product. Hexachlorodisilane hydrolyzate generated as a process by-product is deposited on the vacuum pump and reduces the performance of the vacuum pump. Additionally, explosive hexachlorodisilane hydrolyzate reduces safety. Ammonia (NH 3 ) contained in the exhaust gas discharged from the process chamber may be combined with hydrogen chloride (HCl) to generate ammonium chloride (NH 4 Cl) as a process by-product. Ammonium chloride can be generated under normal pressure conditions in the downstream exhaust pipe extending from the vacuum pump, which causes clogging of the exhaust pipe.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-2017811호 (2019.09.03)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017811 (2019.09.03)

본 발명의 목적은 반도체 공정 챔버로부터 배출되는 배기가스가 헥사클로로디실란을 포함하는 경우와 암모니아를 포함하는 경우에 따라 플라즈마를 이용하여 헥사클로로디실란과 암모니아를 효과적으로 처리하도록 작동하는 플라즈마 처리 장치 및 이의 운영방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a plasma processing device that operates to effectively treat hexachlorodisilane and ammonia using plasma depending on whether the exhaust gas discharged from a semiconductor processing chamber contains hexachlorodisilane or ammonia; and It provides a method of operating this.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 공정가스를 이용한 반도체 제조 공정이 수행되는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버에서 발생한 잔류 가스를 배기관을 통해 배기가스로서 배출시키는 진공 펌프를 구비하는 반도체 제조설비에서 플라즈마를 이용하여 상기 배기가스를 처리하는 장치에 있어서, 상기 배기관 상에 설치되어서 플라즈마 반응 영역을 형성하는 플라즈마 반응기; 상기 플라즈마 반응기로 산소를 공급하는 산소 공급기; 및 상기 플라즈마 반응 영역의 형성과 상기 산소 공급기에 의한 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급을 제어하는 제어기를 포함하며, 상기 제어기는 상기 공정 챔버에서 헥사클로로디실란(HCDS)이 사용되는 HCDS 공정에서 산소의 사용 여부를 확인하고, 상기 HCDS 공정 후 상기 공정 챔버로부터 배출되는 HCDS 공정 배기가스에 포함된 상기 헥사클로로디실란(HCDS)을 처리하기 위해, 상기 HCDS 공정에서 산소의 사용이 확인되는 경우에 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급을 유지한 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역을 형성하며, 상기 HCDS 공정에서 산소의 사용이 확인되지 않는 경우에 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급을 차단한 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역을 형성하는, 반도체 공정 챔버 배기가스 플라즈마 처리 장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention described above, according to one aspect of the present invention, a process chamber in which a semiconductor manufacturing process using process gas is performed, and a vacuum for discharging residual gas generated in the process chamber as exhaust gas through an exhaust pipe. An apparatus for processing the exhaust gas using plasma in a semiconductor manufacturing facility equipped with a pump, comprising: a plasma reactor installed on the exhaust pipe to form a plasma reaction area; an oxygen supplier supplying oxygen to the plasma reactor; And a controller for controlling the formation of the plasma reaction region and the supply of oxygen to the plasma reactor by the oxygen supplier, wherein the controller controls the control of oxygen in the HCDS process in which hexachlorodisilane (HCDS) is used in the process chamber. To confirm use and to treat the hexachlorodisilane (HCDS) contained in the HCDS process exhaust gas discharged from the process chamber after the HCDS process, if the use of oxygen is confirmed in the HCDS process, the plasma Forming the plasma reaction region while maintaining the supply of oxygen to the reactor, and forming the plasma reaction region while blocking the supply of oxygen to the plasma reactor when the use of oxygen is not confirmed in the HCDS process. , a semiconductor process chamber exhaust gas plasma processing device is provided.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 공정가스를 이용한 반도체 제조 공정이 수행되는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버에서 발생한 잔류 가스를 배기관을 통해 배기가스로서 배출시키는 진공 펌프를 구비하는 반도체 제조설비에서 플라즈마를 이용하여 상기 배기가스를 처리하는 플라즈마 처리 장치의 운영방법으로서, 상기 플라즈마 처리 장치는 상기 배기관 상에 설치되어서 플라즈마 반응 영역을 형성하는 플라즈마 반응기와, 상기 플라즈마 반응기로 산소를 공급하는 산소 공급기와, 상기 플라즈마 반응 영역의 형성과 상기 산소 공급기에 의한 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급을 제어하는 제어기를 구비하며, 상기 공정 챔버에서 헥사클로로디실란(HCDS)이 사용되는 HCDS 공정의 수행이 상기 제어기에 의해 확인되는 HCDS 공정 확인 단계; 상기 HCDS 공정에서 산소의 사용 여부가 상기 제어기에 의해 확인되는 산소 사용 여부 확인 단계; 및 상기 HCDS 공정 후 상기 공정 챔버로부터 배출되는 HCDS 공정 배기가스에 포함된 상기 헥사클로로디실란(HCDS)을 처리하기 위해 상기 플라즈마 반응기의 작동 조건이 상기 제어기에 의해 제어되는 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계를 포함하며, 상기 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계는, 상기 산소 사용 여부 확인 단계를 통해 상기 HCDS 공정에서 상기 산소가 사용되는 것으로 확인되는 경우에 수행되는 제1 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계와, 상기 산소 사용 여부 확인 단계를 통해 상기 HCDS 공정에서 상기 산소가 사용되지 않는 것으로 확인되는 경우에 수행되는 제2 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계를 포함하며, 상기 제1 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계에서는 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급이 유지되는 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역이 형성되며, 상기 제2 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계에서는 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급이 차단된 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역이 형성되는, 플라즈마 처리 장치의 운영방법이 제공된다.In order to achieve the object of the present invention described above, according to another aspect of the present invention, a process chamber in which a semiconductor manufacturing process using process gas is performed, and a vacuum for discharging residual gas generated in the process chamber as exhaust gas through an exhaust pipe. A method of operating a plasma processing device that processes the exhaust gas using plasma in a semiconductor manufacturing facility equipped with a pump, wherein the plasma processing device includes a plasma reactor installed on the exhaust pipe to form a plasma reaction area, and the plasma reactor It has an oxygen supplier that supplies oxygen to the process chamber, and a controller that controls the formation of the plasma reaction region and the supply of oxygen to the plasma reactor by the oxygen supplier, where hexachlorodisilane (HCDS) is used in the process chamber. HCDS process confirmation step in which performance of the HCDS process is confirmed by the controller; A step of checking whether oxygen is used in the HCDS process by the controller; And an HCDS plasma treatment control step in which operating conditions of the plasma reactor are controlled by the controller to treat the hexachlorodisilane (HCDS) contained in the HCDS process exhaust gas discharged from the process chamber after the HCDS process. In addition, the HCDS plasma processing control step includes a first HCDS plasma processing control step performed when it is confirmed that oxygen is used in the HCDS process through the oxygen use confirmation step, and the oxygen use confirmation step. A second HCDS plasma treatment control step is performed when it is confirmed that the oxygen is not used in the HCDS process, and in the first HCDS plasma treatment control step, oxygen supply to the plasma reactor is maintained. The plasma reaction region is formed, and in the second HCDS plasma processing control step, the plasma reaction region is formed while the supply of oxygen to the plasma reactor is blocked. A method of operating a plasma processing apparatus is provided.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 공정 챔버에서 헥사클로로디실란이 사용되는 공정에서 산소 사용 여부에 따라 플라즈마 반응기로의 산소 공급을 다르게 제어하고, 암모니아가 사용되는 공정에서 플라즈마 반응기로 산소 공급을 차단함으로써, 공정에 따른 헥사클로로디실란 및 암모니아의 처리가 효율적으로 이루어질 수 있다.According to the present invention, all of the objectives of the present invention described above can be achieved. Specifically, the plasma processing device according to the present invention controls the supply of oxygen to the plasma reactor differently depending on whether oxygen is used in the process in which hexachlorodisilane is used in the process chamber, and supplies oxygen to the plasma reactor in the process in which ammonia is used. By blocking, the treatment of hexachlorodisilane and ammonia according to the process can be carried out efficiently.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 구비하는 반도체 제조설비의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 제조설비의 플라즈마 처리 장치에서 플라즈마 반응기에 대한 종단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 마그네틱 코어를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 운영방법을 개략적으로 설명하는 순서도이다.
도 5는 도 4의 제1 HCDS 플라즈마 처리 단계가 수행되는 상태의 플라즈마 반기를 도시한 도면이다.
도 6은 도 4의 제2 HCDS 플라즈마 처리 단계가 수행되는 상태의 플라즈마 반응기를 도시한 도면이다.
도 7은 도 4의 암모니아 플라즈마 처리 단계가 수행되는 상태의 플라즈마 반응기를 도시한 도면이다.1 is a block diagram showing the schematic configuration of a semiconductor manufacturing facility equipped with a plasma processing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a plasma reactor in the plasma processing apparatus of the semiconductor manufacturing facility shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a perspective view showing the magnetic core shown in FIG. 2.
Figure 4 is a flowchart schematically explaining a method of operating a plasma processing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a plasma semiconductor state in which the first HCDS plasma processing step of FIG. 4 is performed.
FIG. 6 is a diagram illustrating a plasma reactor in a state in which the second HCDS plasma processing step of FIG. 4 is performed.
FIG. 7 is a diagram illustrating a plasma reactor in a state in which the ammonia plasma treatment step of FIG. 4 is performed.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 구비하는 반도체 제조설비의 개략적인 구성이 블록도로서 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 반도체 제조설비(100)는 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 제조공정이 수행되는 반도체 제조 장비(101)와, 반도체 제조 장비(101)로부터 가스를 배출시키는 배기 장비(104)와, 배기 장비(104)에 의해 반도체 제조 장비(101)로부터 배출되는 가스를 처리하는 배기가스 처리 장비(108)와, 반도체 제조 장비(101)로부터 배출되는 가스를 플라즈마를 이용하여 처리하는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(109)를 포함한다.FIG. 1 shows a schematic block diagram of a semiconductor manufacturing facility equipped with a plasma processing device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the semiconductor manufacturing facility 100 includes semiconductor manufacturing equipment 101 in which a semiconductor manufacturing process for manufacturing a semiconductor device is performed, exhaust equipment 104 that exhausts gas from the semiconductor manufacturing equipment 101, and , exhaust gas treatment equipment 108 that processes the gas discharged from the semiconductor manufacturing equipment 101 by the exhaust equipment 104, and the present invention that processes the gas discharged from the semiconductor manufacturing equipment 101 using plasma. Includes a plasma processing device 109 according to one embodiment.

반도체 제조 장비(101)는 다양한 공정가스를 이용한 반도체 제조공정을 수행하여 반도체 소자를 제조한다. 반도체 제조 장비(101)는 반도체 제조공정이 진행되는 공정 챔버(102)와, 공정 챔버(102)로 다양한 공정가스를 공급하는 가스 공급부(103)를 구비한다.The semiconductor manufacturing equipment 101 manufactures semiconductor devices by performing a semiconductor manufacturing process using various process gases. The semiconductor manufacturing equipment 101 includes a process chamber 102 in which a semiconductor manufacturing process is performed, and a gas supply unit 103 that supplies various process gases to the process chamber 102.

공정 챔버(102)는 반도체 제조 설비 기술 분야에서 반도체 소자를 제조하기 위해 통상적으로 사용되는 모든 형태의 공정 챔버를 포함한다. 공정 챔버(102)에서 발생한 잔류 가스는 배기 장비(104)에 의해 외부로 배출되고 배기가스 처리 장비(108)에 의해 정화된다. 본 실시예에서 공정 챔버(102)는 헥사클로로디실란(HCDS: Hexachlorodisilane, Si2Cl6), 암모니아(NH3) 및 산소(O2)를 사용하는 공정을 수행하는 것으로 설명한다. 이러한 공정은 예를 들어서 공개특허 제10-2013-0039088호에 기재된 바와 같은 플래시 메모리 소자를 제조하는 공정일 수 있다. 공정 챔버(102)에서 공정 후 발생된 잔류 가스는 배기 장비(104)에 의해 공정 챔버(102)로부터 배기가스로서 배출된다. 공정 챔버(102)로부터 배출되는 배기가스는 공정에 따라 헥사클로로디실란을 포함하거나 암모니아를 포함한다. 공정 챔버(102)로부터 배출되는 배기가스에 포함된 헥사클로로디실란(HCDS)은 가수분해되어서 공정 부산물로서 폭발성의 헥사클로로디실란 가수분해물을 생성할 수 있으며, 공정 챔버(102)로부터 배출되는 배기가스에 포함된 암모니아(NH3)는 염화수소(HCl)와 결합되어서 공정 부산물로서 염화암모늄(NH4Cl)을 생성할 수 있다. 공정 부산물로서 생성되는 헥사클로로디실란 가수분해물 및 염화암모늄은 배기 장비(104)에 증착되어서 배기 장비(104)의 성능을 저하시키며, 폭발성의 헥사클로로디실란 가수분해물은 안전성까지도 저하시킨다. 본 발명에 의하면, 배기 장비(104)의 성능 및 안전성을 저하시키는 헥사클로로디실란 가수분해물과 염화암모늄의 생성이 플라즈마 처리 장치(109)에 의해 억제된다.The process chamber 102 includes all types of process chambers commonly used to manufacture semiconductor devices in the field of semiconductor manufacturing equipment technology. The residual gas generated in the process chamber 102 is discharged to the outside by the exhaust equipment 104 and purified by the exhaust gas treatment equipment 108. In this embodiment, the process chamber 102 is described as performing a process using hexachlorodisilane (HCDS: Si 2 Cl 6 ), ammonia (NH 3 ), and oxygen (O 2 ). For example, this process may be a process for manufacturing a flash memory device as described in Patent Publication No. 10-2013-0039088. Residual gas generated after processing in the process chamber 102 is discharged from the process chamber 102 as exhaust gas by the exhaust equipment 104. The exhaust gas discharged from the process chamber 102 contains hexachlorodisilane or ammonia depending on the process. Hexachlorodisilane (HCDS) contained in the exhaust gas discharged from the process chamber 102 may be hydrolyzed to produce explosive hexachlorodisilane hydrolyzate as a process by-product, and the exhaust gas discharged from the process chamber 102 Ammonia (NH 3 ) contained in the gas can be combined with hydrogen chloride (HCl) to produce ammonium chloride (NH 4 Cl) as a process by-product. Hexachlorodisilane hydrolyzate and ammonium chloride produced as process by-products are deposited on the exhaust equipment 104, deteriorating the performance of the exhaust equipment 104, and the explosive hexachlorodisilane hydrolyzate even reduces safety. According to the present invention, the production of hexachlorodisilane hydrolyzate and ammonium chloride, which deteriorate the performance and safety of the exhaust equipment 104, is suppressed by the plasma processing device 109.

가스 공급부(103)는 공정 챔버(102)로 다양한 공정가스를 공급한다. 본 실시예에서 가스 공급부(103)는 공정 챔버(102)로 헥사클로로디실란(HCDS: Hexachlorodisilane, Si2Cl6), 암모니아(NH3) 및 산소(O2)를 공급하는 것으로 설명한다.The gas supply unit 103 supplies various process gases to the process chamber 102. In this embodiment, the gas supply unit 103 is described as supplying hexachlorodisilane (HCDS: Si 2 Cl 6 ), ammonia (NH 3 ), and oxygen (O 2 ) to the process chamber 102.

배기 장비(104)는 공정 챔버(102)에서 공정 후 발생한 잔류 가스를 공정 챔버(102)로부터 배출시킨다. 배기 장비(104)는 진공 펌프(105)와, 공정 챔버(102)와 진공 펌프(105)를 연결하는 챔버 배기관(106)과, 진공 펌프(105)로부터 하류 쪽으로 연장되는 펌프 배기관(107)을 구비한다.The exhaust equipment 104 exhausts residual gas generated after processing in the process chamber 102 from the process chamber 102 . The exhaust equipment 104 includes a vacuum pump 105, a chamber exhaust pipe 106 connecting the process chamber 102 and the vacuum pump 105, and a pump exhaust pipe 107 extending downstream from the vacuum pump 105. Equipped with

진공 펌프(105)는 공정 챔버(102)의 잔류 가스를 배기가스로서 배출하기 위하여 공정 챔버(102)와 진공 펌프(105)를 연결하는 챔버 배기관(106)을 통해 공정 챔버(102) 측에 음압을 형성한다. 진공 펌프(105)는 반도체 제조 설비 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 진공 펌프의 구성을 포함하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 공정 부산물로서 생성되는 헥사클로로디실란 가수분해물은 진공 펌프(105)에 증착되어서, 진공 펌프(105)의 성능을 저하시켜서 진공 펌프(105)의 고장을 유발하고, 헥사클로로디실란 가수분해물은 폭발성이므로 안전사고까지도 유발할 수 있다. 헥사클로로디실란 가수분해물의 생성은 플라즈마 처리 장치(109)에 의해 억제되어서, 진공 펌프(105)의 MTBF가 연장되고 안전사고 발생이 예방될 수 있다.The vacuum pump 105 applies negative pressure to the process chamber 102 through the chamber exhaust pipe 106 connecting the process chamber 102 and the vacuum pump 105 to discharge the residual gas of the process chamber 102 as exhaust gas. forms. Since the vacuum pump 105 includes a configuration of a vacuum pump commonly used in the field of semiconductor manufacturing equipment technology, detailed description thereof will be omitted. Hexachlorodisilane hydrolyzate generated as a process by-product is deposited on the vacuum pump 105, deteriorating the performance of the vacuum pump 105 and causing failure of the vacuum pump 105, and the hexachlorodisilane hydrolyzate is explosive. Therefore, it can even cause safety accidents. The production of hexachlorodisilane hydrolyzate can be suppressed by the plasma processing device 109, so that the MTBF of the vacuum pump 105 can be extended and the occurrence of safety accidents can be prevented.

챔버 배기관(106)은 공정 챔버(102)와 진공 펌프(105)의 사이에서 공정 챔버(102)의 배기구와 진공 펌프(105)의 흡입구를 연결한다. 진공 펌프(105)에 의해 형성되는 음압에 의해 공정 챔버(102)의 잔류 가스가 챔버 배기관(106)을 통해 배기가스로서 배출된다.The chamber exhaust pipe 106 connects the exhaust port of the process chamber 102 and the suction port of the vacuum pump 105 between the process chamber 102 and the vacuum pump 105. The remaining gas in the process chamber 102 is discharged as exhaust gas through the chamber exhaust pipe 106 by the negative pressure generated by the vacuum pump 105.

펌프 배기관(107)은 진공 펌프(105)로부터 하류 쪽으로 연장된다. 펌프 배기관(107)은 진공 펌프(105)의 토출구와 연결되어서 진공 펌프(105)로부터 배출되는 배기가스가 유동한다. 펌프 배기관(107)에서는 암모니아(NH3)와 염화수소(HCl)가 반응하여 염화암모늄(NH4Cl)이 생성되고 펌프 배기관(107)에 증착되어서 펌프 배기관(107)의 막힘 현상을 유발할 수 있다. 본 발명의 플라즈마 처리 장치(109)는 암모니아(NH3)를 분해하여 처리하므로 염화암모늄(NH4Cl)의 생성이 억제되어서 염화암모늄(NH4Cl) 증착에 의한 펌프 배기관(107)의 막힘 현상이 방지된다.The pump exhaust pipe 107 extends downstream from the vacuum pump 105. The pump exhaust pipe 107 is connected to the discharge port of the vacuum pump 105, so that the exhaust gas discharged from the vacuum pump 105 flows. In the pump exhaust pipe 107, ammonia (NH 3 ) and hydrogen chloride (HCl) react to produce ammonium chloride (NH 4 Cl), which is deposited on the pump exhaust pipe 107, which may cause clogging of the pump exhaust pipe 107. Since the plasma processing device 109 of the present invention decomposes and processes ammonia (NH 3 ), the production of ammonium chloride (NH 4 Cl) is suppressed, thereby preventing clogging of the pump exhaust pipe 107 due to ammonium chloride (NH 4 Cl) deposition. This is prevented.

배기가스 처리 장비(108)는 배기 장비(104)에 의해 배출되는 공정 챔버(102)에서 발생된 잔류 가스에 포함된 유해 성분을 처리하여 정화한다. 배기가스 처리 장비(108)는 진공 펌프(105)로부터 배출되는 배기가스를 처리하는 스크러버를 포함한다. 스크러버(108)는 펌프 배기관(107)의 하류측 끝단에 연결되어서 진공 펌프(105)로부터 배출되는 배기가스에 포함된 유해 성분을 처리한다. 스크러버(108)는 반도체 제조 설비 기술 분야에서 배기가스를 처리하기 위해 통상적으로 사용되는 모든 형태의 스크러버를 포함한다.The exhaust gas treatment equipment 108 processes and purifies harmful components contained in the residual gas generated in the process chamber 102 discharged by the exhaust equipment 104. The exhaust gas treatment equipment 108 includes a scrubber that processes exhaust gas discharged from the vacuum pump 105. The scrubber 108 is connected to the downstream end of the pump exhaust pipe 107 and processes harmful components contained in the exhaust gas discharged from the vacuum pump 105. The scrubber 108 includes all types of scrubbers commonly used to treat exhaust gases in the field of semiconductor manufacturing facility technology.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(109)는 공정 챔버(102)로부터 배출되는 배기가스를 플라즈마 처리하여 진공 펌프(105)의 성능 및 안전성을 저하시키는 헥사클로로디실란 가수분해물과 염화암모늄의 생성을 억제한다. 공정 챔버(102)로부터 배출되는 배기가스에 포함된 헥사클로로디실란(HCDS)은 가수분해되어서 공정 부산물로서 폭발성의 헥사클로로디실란 가수분해물을 생성할 수 있으며, 공정 챔버(102)로부터 배출되는 배기가스에 포함된 암모니아(NH3)는 염화수소(HCl)와 결합되어서 공정 부산물로서 염화암모늄(NH4Cl)을 생성할 수 있다. 공정 부산물로서 생성되는 헥사클로로디실란 가수분해물은 진공 펌프(105)에 증착되어서 진공 펌프(105)의 성능을 저하시키고, 폭발성의 헥사클로로디실란 가수분해물은 진공 펌프(105)의 안전성도 저하시킨다. 플라즈마 처리 장치(109)는 헥사클로로디실란 가수분해물의 생성을 억제하여 진공 펌프(105)의 성능 및 안전성 저하를 방지한다. 공정 부산물로서 염화암모늄은 펌프 배기관(107)에서 생성되어서 펌프 배기관(107)에 증착된다. 펌프 배기관(107)에 증착된 염화암모늄은 펌프 배기관(107)의 막힘 현상을 유발한다. 플라즈마 처리 장치(109)는 염화암모늄의 생성을 억제하여 펌프 배기관(107)의 막힘을 방지한다.The plasma processing device 109 according to an embodiment of the present invention plasma processes the exhaust gas discharged from the process chamber 102 to remove hexachlorodisilane hydrolyzate and ammonium chloride, which deteriorate the performance and safety of the vacuum pump 105. inhibits the production of Hexachlorodisilane (HCDS) contained in the exhaust gas discharged from the process chamber 102 may be hydrolyzed to produce explosive hexachlorodisilane hydrolyzate as a process by-product, and the exhaust gas discharged from the process chamber 102 Ammonia (NH 3 ) contained in the gas can be combined with hydrogen chloride (HCl) to produce ammonium chloride (NH 4 Cl) as a process by-product. Hexachlorodisilane hydrolyzate generated as a process by-product is deposited on the vacuum pump 105 and reduces the performance of the vacuum pump 105, and the explosive hexachlorodisilane hydrolyzate also reduces the safety of the vacuum pump 105. . The plasma processing device 109 prevents the performance and safety of the vacuum pump 105 from being deteriorated by suppressing the production of hexachlorodisilane hydrolyzate. As a process by-product, ammonium chloride is generated in the pump exhaust pipe 107 and deposited on the pump exhaust pipe 107. Ammonium chloride deposited on the pump exhaust pipe 107 causes clogging of the pump exhaust pipe 107. The plasma processing device 109 prevents clogging of the pump exhaust pipe 107 by suppressing the production of ammonium chloride.

플라즈마 처리 장치(109)는 챔버 배기관(106) 상에 설치되는 플라즈마 반응기(110)와, 플라즈마 반응기(110)에 전력을 공급하는 전원(180)과, 플라즈마 반응기(110)로 산소 가스를 공급하는 산소 공급기(185)와, 플라즈마 반응기(110)의 작동과 산소 공급기(185)에 의한 플라즈마 반응기(110)로의 산소 공급을 제어하는 제어기(190)를 구비한다. The plasma processing device 109 includes a plasma reactor 110 installed on the chamber exhaust pipe 106, a power source 180 that supplies power to the plasma reactor 110, and a supply of oxygen gas to the plasma reactor 110. It is provided with an oxygen supplier 185 and a controller 190 that controls the operation of the plasma reactor 110 and the supply of oxygen to the plasma reactor 110 by the oxygen supplier 185.

플라즈마 반응기(110)는 챔버 배기관(106) 상에 설치되어서 공정 챔버(102)로부터 배출되는 배기가스에 함유된 헥사클로로디실란과 암모니아를 산소 공급기(185)로부터 공급되는 산소 가스와 함께 플라즈마를 이용하여 분해한다. 플라즈마 반응기(110)에서 산소(O2)는 플라즈마에 의해 분해되어서 반응성 산소(O*)가 생성된다. 본 실시예에서 플라즈마 반응기(110)는 유도결합 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma)를 이용하는 유도결합 플라즈마 반응기인 것으로 설명한다. 본 실시예에서 플라즈마 반응기(110)가 유도결합 플라즈마를 이용하는 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 플라즈마 반응기는 플라즈마 반응을 발생시키는 모든 방식의 플라즈마 반응기(예를 들어서 용량성 결합 플라즈마(CCP: Capacitively Coupled Plasma)를 이용하는 플라즈마 반응기)를 포함하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.The plasma reactor 110 is installed on the chamber exhaust pipe 106 and uses plasma to combine hexachlorodisilane and ammonia contained in the exhaust gas discharged from the process chamber 102 with oxygen gas supplied from the oxygen supplier 185. and disassemble it. In the plasma reactor 110, oxygen (O 2 ) is decomposed by plasma to generate reactive oxygen (O * ). In this embodiment, the plasma reactor 110 is described as an inductively coupled plasma reactor using inductively coupled plasma (ICP). In this embodiment, the plasma reactor 110 is described as using inductively coupled plasma, but the present invention is not limited thereto. In the present invention, the plasma reactor includes any type of plasma reactor that generates a plasma reaction (for example, a plasma reactor using capacitively coupled plasma (CCP)), which also falls within the scope of the present invention.

도 2에는 유도결합 플라즈마 반응기(110)의 개략적인 구성이 종단면도로서 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 유도결합 플라즈마 반응기(110)는 반응 챔버(120)와, 반응 챔버(120)를 감싸도록 배치되는 마그네틱 코어(130)와, 플라즈마 점화를 위한 점화기(140)와, 마그네틱 코어(130)에 권선되고 전원(180)으로부터 전력을 공급받는 코일(미도시)을 구비한다.Figure 2 shows the schematic configuration of the inductively coupled plasma reactor 110 as a longitudinal cross-sectional view. Referring to FIG. 2, the inductively coupled plasma reactor 110 includes a reaction chamber 120, a magnetic core 130 disposed to surround the reaction chamber 120, an igniter 140 for plasma ignition, and a magnetic core. It is provided with a coil (not shown) wound around (130) and supplied with power from a power source (180).

반응 챔버(120)는 토로이달(toroidal) 형상의 챔버로서, 가스 유입부(121)와, 가스 유입부(121)와 이격되어서 위치하는 가스 배출부(123)와, 가스 유입부(121)와 가스 배출부(123)를 연결하며 플라즈마 반응이 일어나는 플라즈마 반응부(125)를 구비한다. 공정 챔버(도 1의 102)로부터 배출되는 배기가스는 챔버 배기관(도 1의 106)을 통해 반응 챔버(120)를 거쳐서 진공 펌프(105)로 유입된다.The reaction chamber 120 is a toroidal-shaped chamber, and includes a gas inlet 121, a gas outlet 123 located spaced apart from the gas inlet 121, a gas inlet 121, and It is connected to the gas discharge part 123 and is provided with a plasma reaction part 125 in which a plasma reaction occurs. The exhaust gas discharged from the process chamber (102 in FIG. 1) flows into the vacuum pump 105 through the reaction chamber 120 through the chamber exhaust pipe (106 in FIG. 1).

가스 유입부(121)는 직선의 연장축선(X)을 중심으로 연장되는 짧은 관 형태로서, 가스 유입부(121)의 선단부는 개방되어서 가스가 유입되는 유입구(122)를 형성한다. 유입구(122)는 챔버 배기관(도 1의 106)의 상류부(106a)을 통해 공정 챔버(도 1의 102)의 배기구와 연통된다. 가스 유입부(121)에는 산소 공급기(도 1의 185)로부터 공급되는 산소 가스가 분사되는 산소 분사구(121a)가 형성된다.The gas inlet 121 is in the form of a short pipe extending around a straight extension axis (X), and the tip of the gas inlet 121 is open to form an inlet 122 through which gas flows. The inlet 122 communicates with the exhaust port of the process chamber (102 in FIG. 1) through the upstream portion 106a of the chamber exhaust pipe (106 in FIG. 1). An oxygen injection port 121a through which oxygen gas supplied from an oxygen supplier (185 in FIG. 1) is sprayed is formed in the gas inlet 121.

가스 배출부(123)는 연장축선(X) 상에 가스 유입부(121)와 동축으로 이격되어서 위치하는 짧은 관 형태로서, 가스 배출부(123)의 후단부는 개방되어서 가스가 배출되는 배출구(124)를 형성한다. 배출구(124)는 챔버 배기관(도 1의 106)의 하류부(106b)를 통해 진공 펌프(도 1의 104)의 흡입구와 연통된다.The gas outlet 123 is in the form of a short pipe located coaxially spaced apart from the gas inlet 121 on the extended axis ) to form. The discharge port 124 communicates with the suction port of the vacuum pump (104 in FIG. 1) through the downstream portion 106b of the chamber exhaust pipe (106 in FIG. 1).

플라즈마 반응부(125)는 이격된 가스 유입부(121)와 가스 배출부(123)를 연결하며, 내부에 가스에 대한 열반응 및 플라즈마 반응이 일어나는 플라즈마 반응 영역(A)이 형성한다. 플라즈마 반응부(125)는 연장축선(X)을 사이에 두고 양측에 각각 이격되어서 위치하는 제1 연결관부(126)와 제2 연결관부(127)를 구비한다. 제1 연결관부(126) 및 제2 연결관부(127)는 연장축선(X)과 평행하게 연장되고 가스 유입부(121) 및 가스 배출부(123)와 연통된다. 그에 따라, 플라즈마 반응부(125)에는 파선으로 도시된 바와 같은 고리형 방전 루프(R)를 따라서 플라즈마가 발생한다.The plasma reaction unit 125 connects the spaced gas inlet 121 and the gas outlet 123, and forms a plasma reaction area A in which thermal reaction and plasma reaction to the gas occur. The plasma reaction unit 125 includes a first connector 126 and a second connector 127 that are spaced apart from each other on both sides with the extension axis X in between. The first connector 126 and the second connector 127 extend parallel to the extension axis X and communicate with the gas inlet 121 and the gas outlet 123. Accordingly, plasma is generated in the plasma reaction unit 125 along a ring-shaped discharge loop (R) as shown by a broken line.

플라즈마 반응 영역(A)에서의 플라즈마 반응에 의해 헥사클로로디실란(HCDS)은 SixCly 및 염소(Cl2)를 포함하는 성분으로 분해될 수 있다. SixCly은 Si2Cl4일 수 있다.Hexachlorodisilane (HCDS) may be decomposed into components including Si x Cl y and chlorine (Cl 2 ) by plasma reaction in the plasma reaction region (A). Si x Cl y may be Si 2 Cl 4 .

플라즈마 반응 영역(A)에서의 플라즈마 반응에 의해 암모니아(NH3) 가스는 질소(N2) 가스, 수소(H2) 가스, 디이미드(N2H2) 및 하이드라진(N2H4)을 포함하는 성분으로 분해될 수 있다.By a plasma reaction in the plasma reaction area (A), ammonia (NH 3 ) gas is converted into nitrogen (N 2 ) gas, hydrogen (H 2 ) gas, diimide (N 2 H 2 ), and hydrazine (N 2 H 4 ). It can be decomposed into the components it contains.

산소 분사구(121a)를 통해 반응 챔버(120)로 유입된 산소 가스는 플라즈마 반응 영역(A)에서 플라즈마에 의해 분해되어서 여기된 산소원자인 반응성 산소(O*)를 생성한다. 플라즈마 반응 영역(A)에서 생성된 반응성 산소(O*)는 헥사클로로디실란(HCDS)의 분해 반응에 이용될 수 있다. 플라즈마 반응 영역(A)에서의 플라즈마 반응 및 반응성 산소(O*)와의 반응에 의해 헥사클로로디실란(HCDS)은 이산화규소(SiO2) 및 ClxOy를 포함하는 성분으로 분해될 수 있다. ClxOy는 ClO2일 수 있다.The oxygen gas introduced into the reaction chamber 120 through the oxygen injection port 121a is decomposed by plasma in the plasma reaction area A to generate reactive oxygen (O * ), which is an excited oxygen atom. Reactive oxygen (O * ) generated in the plasma reaction region (A) can be used in the decomposition reaction of hexachlorodisilane (HCDS). Hexachlorodisilane (HCDS) may be decomposed into components including silicon dioxide (SiO 2 ) and Cl x O y by plasma reaction and reaction with reactive oxygen (O * ) in the plasma reaction region (A). Cl x O y may be ClO 2 .

본 실시예에서 반응 챔버(120)는 제1 챔버 부재(120a)와 제2 챔버 부재(120b)가 결합되어서 구성되는 것으로 설명한다. 제1 챔버 부재(120a)는 가스 유입부(121) 전체와, 가스 유입부(121)와 연결되는 제1 연결관부(126)의 일부 및 제2 연결관부(127)의 일부를 포함한다. 제2 챔버 부재(120b)는 가스 배출부(123) 전체와, 가스 배출부(123)와 연결되는 제1 연결관부(126)의 일부 및 제2 연결관부(127)의 일부를 포함한다.In this embodiment, the reaction chamber 120 is described as being composed of a first chamber member 120a and a second chamber member 120b combined. The first chamber member 120a includes the entire gas inlet 121, a portion of the first connector 126 connected to the gas inlet 121, and a portion of the second connector 127. The second chamber member 120b includes the entire gas discharge portion 123, a portion of the first connector 126 connected to the gas discharge portion 123, and a portion of the second connector portion 127.

마그네틱 코어(130)는 반응 챔버(120)를 감싸도록 배치된다. 본 실시예에서 마그네틱 코어(130)는 유도결합 플라즈마 발생장치에서 일반적으로 사용되는 페라이트 코어(Ferrite Core)인 것으로 설명한다. 도 3에는 마그네틱 코어(130)가 사시도로서 도시되어 있다. 도 2와 도 3을 참조하면, 마그네틱 코어(130)는 반응 챔버(120)의 플라즈마 반응부(125)를 외부에서 감싸는 고리형상의 고리부(131)와, 고리부(131)의 내부 영역을 가로지르는 연결부(135)를 구비한다.The magnetic core 130 is arranged to surround the reaction chamber 120. In this embodiment, the magnetic core 130 is described as a ferrite core commonly used in inductively coupled plasma generators. In Figure 3, the magnetic core 130 is shown in a perspective view. Referring to FIGS. 2 and 3, the magnetic core 130 includes a ring-shaped ring portion 131 that externally surrounds the plasma reaction portion 125 of the reaction chamber 120, and an inner area of the ring portion 131. It is provided with a transverse connection portion 135.

고리부(131)는 대체로 직사각형의 고리형상으로서, 연장축선(X)과 직각으로 배치되어서 반응 챔버(120)의 플라즈마 반응부(125)를 외부에서 감싼다. 직사각형의 고리부(131)는 대향하는 두 장변부(132a, 132b)들과, 대향하는 두 단변부(133a, 133b)들을 구비한다.The ring portion 131 has a generally rectangular ring shape and is disposed at a right angle to the extension axis (X) to surround the plasma reaction portion 125 of the reaction chamber 120 from the outside. The rectangular ring portion 131 has two opposing long side portions 132a and 132b and two opposing short side portions 133a and 133b.

연결부(135)는 고리부(131)의 대향하는 두 장변부(132a, 132b)들 사이를 연결하도록 직선으로 연장된다. 연결부(135)의 양단은 두 장변부(132a, 132b)들 각각의 중심과 이어진다. 연결부(135)는 반응 챔버(120)의 제1 연결관부(126)와 제2 연결관부(127) 사이에 형성된 틈(128)을 통과하도록 배치된다. 연결부(135)에 의해 고리부(131)의 내부 영역은 제1 관통구(136)와 제2 관통구(137)로 분리되며, 제1 관통구(136)를 반응 챔버(120)의 제1 연결관부(126)가 지나가고 제2 관통구(137)를 반응 챔버(120)의 제2 연결관부(127)가 지나간다. 그에 따라, 마그네틱 코어(130)는 반응 챔버(120)의 제1 연결관부(126)와 제2 연결관부(127)를 각각 외부에서 에워싸는 형태가 된다.The connection portion 135 extends in a straight line to connect the two opposing long sides 132a and 132b of the ring portion 131. Both ends of the connection portion 135 are connected to the center of each of the two long side portions 132a and 132b. The connection portion 135 is disposed to pass through a gap 128 formed between the first connection pipe portion 126 and the second connection pipe portion 127 of the reaction chamber 120. The inner area of the ring portion 131 is separated into a first through hole 136 and a second through hole 137 by the connection portion 135, and the first through hole 136 is connected to the first through hole 137 of the reaction chamber 120. The connection pipe part 126 passes and the second connection pipe part 127 of the reaction chamber 120 passes through the second through hole 137. Accordingly, the magnetic core 130 is formed to surround the first connector 126 and the second connector 127 of the reaction chamber 120 from the outside, respectively.

도 2를 참조하면, 점화기(igniter)(140)는 전원(180)으로부터 고전압의 전력을 공급받아서 플라즈마를 점화한다. 본 실시예에서 점화기(140)는 반응 챔버(120)의 플라즈마 반응부(125)에서 가스 유입부(121)에 인접하여 위치하는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.Referring to FIG. 2, the igniter 140 receives high voltage power from the power source 180 and ignites plasma. In this embodiment, the igniter 140 is described as being located adjacent to the gas inlet 121 in the plasma reaction part 125 of the reaction chamber 120, but the present invention is not limited thereto.

코일(미도시)은 마그네틱 코어(130)에 권선되고 전원(180)에 연결된다. 코일(미도시)은 전원(180)을 통해 무선주파수의 교류 전원을 인가받아서 마그네틱 코어(130)에 유도자속을 형성한다. 마그네틱 코어(130)에 형성된 유도자속에 의해 유도전기장이 생성되고, 생성된 유도전기장에 의해 플라즈마가 형성되는 것이다.A coil (not shown) is wound around the magnetic core 130 and connected to the power source 180. The coil (not shown) receives radio frequency alternating current power through the power source 180 and forms an induced magnetic flux in the magnetic core 130. An induced electric field is generated by the induced magnetic flux formed in the magnetic core 130, and plasma is formed by the generated induced electric field.

도 1을 참조하면, 전원(180)은 유도 결합 플라즈마 발생을 위하여, 무선주파수의 교류 전력을 마그네틱 코어(130)에 권선된 코일(미도시)에 인가한다. 또한, 전원(180)은 점화기(140)에도 전력을 공급한다. 전원(180)에 의한 교류 전력의 인가는 제어기(190)에 의해 제어된다.Referring to FIG. 1, the power source 180 applies radio frequency alternating current power to a coil (not shown) wound around the magnetic core 130 to generate inductively coupled plasma. Additionally, the power source 180 also supplies power to the igniter 140. Application of AC power by the power source 180 is controlled by the controller 190.

산소 공급기(185)는 산소 가스를 저장하고 저장된 산소 가스를 가스 공급관(188)을 통해 플라즈마 반응기(110)로 공급한다. 본 실시예에서는 가스 공급관(188)이 플라즈마 반응기(110)에서 반응 챔버(120)의 가스 유입부(121)에 형성된 산소 분사구(121a)와 연결되는 것으로 설명한다. 산소 공급기(185)에 의해 공급되어서 플라즈마 반응기(110)로 유입되는 산소 가스는 플라즈마 반응기(110)의 플라즈마 반응 영역(A)에서 플라즈마에 의해 분해되어서 반응성 산소(O*)를 생성한다. 산소 공급기(185)에 의한 플라즈마 반응기(110)로의 산소 공급은 제어기(190)에 의해 제어된다.The oxygen supplier 185 stores oxygen gas and supplies the stored oxygen gas to the plasma reactor 110 through the gas supply pipe 188. In this embodiment, the gas supply pipe 188 is described as being connected to the oxygen injection hole 121a formed in the gas inlet 121 of the reaction chamber 120 in the plasma reactor 110. The oxygen gas supplied by the oxygen supplier 185 and introduced into the plasma reactor 110 is decomposed by plasma in the plasma reaction region A of the plasma reactor 110 to generate reactive oxygen (O * ). The supply of oxygen to the plasma reactor 110 by the oxygen supplier 185 is controlled by the controller 190.

제어기(190)는 공정 챔버(102)에서 수행되는 공정 정보에 기초하여 플라즈마 반응기(110)의 작동과 플라즈마 반응기(110)로의 산소 공급을 자동으로 제어한다. 제어기(190)는 전원(180)의 작동을 제어하여 플라즈마 반응기(110)의 작동을 제어하고, 산소 공급기(185)의 작동을 제어하여 플라즈마 반응기(110)로의 산소 공급을 제어할 수 있다. 제어기(190)는 플라즈마 반응기(110)의 작동과 플라즈마 반응기(110)로의 산소 공급을 제어하기 위해 공정 챔버(102)에서 수행되는 공정 정보를 가스 공급부(103)를 통해 획득한다. 제어기(190)는 가스 공급부(103)가 제공하는 공정 가스 정보 데이터를 자동으로 전송받을 수 있지만, 이와는 달리 공정 관리자가 입력하는 공정 정보를 전송받을 수도 있다.The controller 190 automatically controls the operation of the plasma reactor 110 and the supply of oxygen to the plasma reactor 110 based on process information performed in the process chamber 102. The controller 190 may control the operation of the plasma reactor 110 by controlling the operation of the power source 180 and control the supply of oxygen to the plasma reactor 110 by controlling the operation of the oxygen supplier 185. The controller 190 obtains information on the process performed in the process chamber 102 through the gas supply unit 103 to control the operation of the plasma reactor 110 and the supply of oxygen to the plasma reactor 110. The controller 190 can automatically receive process gas information data provided by the gas supply unit 103, but alternatively, it can also receive process information input by a process manager.

아래 [표 1]은 공정 챔버(102)에서 수행되는 공정에 따라 제어기(190)에 의해 플라즈마 반응기(110)의 작동과 플라즈마 반응기(110)로의 산소 공급이 제어되는 상태를 보여준다. [표 1]에서 플라즈마 반응기 작동에 대한 '○'는 플라즈마 반응기가 작동하여 플라즈마 반영 영역(A)이 형성된다는 것을 의미하며, 산소 공급에 대한 '○'는 플라즈마 반응기로 산소가 공급된다는 것을 의미하고 산소 공급에 대한 '×'는 플라즈마 반응기로 산소가 공급되지 않는다는 것을 의미한다.[Table 1] below shows the state in which the operation of the plasma reactor 110 and the supply of oxygen to the plasma reactor 110 are controlled by the controller 190 according to the process performed in the process chamber 102. In [Table 1], '○' for plasma reactor operation means that the plasma reactor operates and a plasma reflection area (A) is formed, and '○' for oxygen supply means that oxygen is supplied to the plasma reactor. '×' for oxygen supply means that oxygen is not supplied to the plasma reactor.

사용 공정가스(프리커서)Process gas used (precursor) Si2Cl6 with O2 Si 2 Cl 6 with O 2 Si2Cl6 without O2 Si 2 Cl 6 without O 2 NH3 with orwithout O2 NH 3 with or without O 2 플라즈마 반응기 작동Plasma Reactor Operation ○○ ○○ ○○ 산소 공급oxygen supply ○○ ×× ××

표 1을 참조하면, 공정 챔버(102)에서 공정가스로 헥사클로로디실란(HCDS, Si2Cl6)이 산소(O2)와 함께 사용되는 경우에는 플라즈마 반응기(110)로 산소가 공급되면서 플라즈마 반응기(110)가 작동한다. 그에 따라, 플라즈마 챔버(120)로 유입되는 헥사클로로디실란(HCDS)은 플라즈마 반응 영역(A)에서의 플라즈마 반응 및 반응성 산소(O*)와의 반응에 의해 이산화규소(SiO2) 및 ClxOy를 포함하는 성분으로 분해될 수 있다.공정 챔버(102)에서 공정가스로 헥사클로로디실란(HCDS, Si2Cl6)이 산소(O2)가 없이 사용되는 경우에는 플라즈마 반응기(110)로 산소가 공급되지 않는 상태로 플라즈마 반응기(110)가 작동한다. 그에 따라, 플라즈마 챔버(120)로 유입되는 헥사클로로디실란(HCDS)은 플라즈마 반응 영역(A)에서의 플라즈마 반응에 의해 헥사클로로디실란(HCDS)은 SixCly 및 염소(Cl2)를 포함하는 성분으로 분해될 수 있다. 공정가스로 헥사클로로디실란(HCDS, Si2Cl6)이 산소(O2)가 없이 사용되는 경우에는 플라즈마 반응기(110)로 산소를 공급하지 않는 상태에서 플라즈마 반응기(110)가 작동하는데, 이는 플라즈마 반응기(110)로부터 산소가 공정 챔버(102)로 역류하여 공정 챔버(102)에서 산화층이 형성되는 것을 방지하기 위한 것이다.Referring to Table 1, when hexachlorodisilane (HCDS, Si 2 Cl 6 ) is used together with oxygen (O 2 ) as a process gas in the process chamber 102, oxygen is supplied to the plasma reactor 110 to generate plasma. Reactor 110 operates. Accordingly, hexachlorodisilane (HCDS) flowing into the plasma chamber 120 is converted into silicon dioxide (SiO 2 ) and Cl It can be decomposed into components containing y . When hexachlorodisilane (HCDS, Si 2 Cl 6 ) is used as a process gas in the process chamber 102 without oxygen (O 2 ), it is used in the plasma reactor 110. The plasma reactor 110 operates without oxygen being supplied. Accordingly, hexachlorodisilane (HCDS) flowing into the plasma chamber 120 produces Si x Cl y and chlorine (Cl 2 ) by plasma reaction in the plasma reaction area (A). It can be decomposed into the components it contains. When hexachlorodisilane (HCDS, Si 2 Cl 6 ) is used as a process gas without oxygen (O 2 ), the plasma reactor 110 operates without supplying oxygen to the plasma reactor 110, which is This is to prevent oxygen from flowing back from the plasma reactor 110 into the process chamber 102 and forming an oxide layer in the process chamber 102.

공정 챔버(102)에서 공정가스로 암모니아(NH3)가 사용되는 경우에는, 산소(O2)가 함께 사용되는지 여부와 관계없이 플라즈마 반응기(110)로 산소가 공급되지 않는 상태로 플라즈마 반응기(110)가 작동한다. 그에 따라, 플라즈마 챔버(120)로 유입되는 암모니아(NH3)는 플라즈마 반응 영역(A)에서의 플라즈마 반응에 의해 질소(N2) 가스, 수소(H2) 가스, 디이미드(N2H2) 및 하이드라진(N2H4)을 포함하는 성분으로 분해될 수 있다.When ammonia (NH 3 ) is used as a process gas in the process chamber 102, the plasma reactor 110 is operated in a state in which oxygen is not supplied to the plasma reactor 110, regardless of whether oxygen (O 2 ) is also used. ) works. Accordingly, ammonia (NH 3 ) flowing into the plasma chamber 120 is converted into nitrogen (N 2 ) gas, hydrogen (H 2 ) gas, and diimide (N 2 H 2 ) by plasma reaction in the plasma reaction area (A). ) and hydrazine (N 2 H 4 ).

본 발명은 반도체 제조설비에서 플라즈마 처리 장치의 운영방법을 제공한다. 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조설비에서 플라즈마 처리 장치의 운영방법을 개략적으로 설명하는 순서도가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조설비에서 플라즈마 처리 장치의 운영방법은 도 1 내지 도 3을 통해 설명된 실시예에 따른 반도체 제조설비(100)에 구비되는 플라즈마 처리 장치(109)의 운영방법으로서, 공정 챔버(102)에서 수행되는 공정이 모니터링되는 공정 모니터링 단계(S10)와, 공정 모니터링 단계(S10)를 통해 헥사클로로디실란(HCDS)이 사용되는 HCDS 공정의 수행이 확인되는 HCDS 공정 확인 단계(S20)와, HCDS 공정 확인 단계(S20)를 통해 확인되는 HCDS 공정에서 산소의 사용 여부가 확인되는 산소 사용 여부 확인 단계(S30)와, 산소 사용 여부 확인 단계(S30)를 통해 HCDS 공정에서 산소가 함께 사용되는 것으로 확인되는 경우에 HCDS 공정 후 공정 챔버(102)로부터 배출되는 배기가스에 포함된 헥사클로로디실란(HCDS)을 플라즈마를 이용하여 처리하기 위해 플라즈마 반응기(120)의 작동 조건이 제어되는 제1 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계(S40)와, 산소 사용 여부 확인 단계(S20)를 통해 HCDS 공정에서 산소가 함께 사용되지 않는 것으로 확인되는 경우에 HCDS 공정 후 공정 챔버(102)로부터 배출되는 배기가스에 포함된 헥사클로로디실란(HCDS)을 플라즈마를 이용하여 처리하기 위해 플라즈마 반응기(120)의 작동 조건이 제어되는 제2 HCDS 플라즈마 처리 단계(S50)와, 제1 HCDS 플라즈마 처리 단계(S40) 또는 제2 HCDS 플라즈마 처리 단계(S50)가 완료된 후 공정 챔버(102)에서 암모니아(NH3)가 사용되는 암모니아 공정의 수행이 확인되는 암모니아 공정 확인 단계(S60)와, 암모니아 공정 후 공정 챔버(102)로부터 배출되는 배기가스에 포함된 암모니아(NH3)를 플라즈마를 이용하여 처리하기 위해 플라즈마 반응기(120)의 작동 조건이 제어되는 암모니아 플라즈마 처리 단계(S70)를 포함한다.The present invention provides a method of operating a plasma processing device in a semiconductor manufacturing facility. Figure 4 shows a flow chart schematically explaining a method of operating a plasma processing device in a semiconductor manufacturing facility according to an embodiment of the present invention. A method of operating a plasma processing device in a semiconductor manufacturing facility according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 4 includes a plasma processing device ( As an operation method of 109), a process monitoring step (S10) in which the process performed in the process chamber 102 is monitored, and a HCDS process in which hexachlorodisilane (HCDS) is used through the process monitoring step (S10) is performed. An HCDS process confirmation step (S20), which confirms whether oxygen is used in the HCDS process, which is confirmed through the HCDS process confirmation step (S20), an oxygen use confirmation step (S30), and an oxygen use confirmation step (S30). If it is confirmed that oxygen is used together in the HCDS process, a plasma reactor (120) is used to process hexachlorodisilane (HCDS) contained in the exhaust gas discharged from the process chamber 102 after the HCDS process using plasma. ) If it is confirmed that oxygen is not used in the HCDS process through the first HCDS plasma treatment control step (S40) in which the operating conditions are controlled and the oxygen use confirmation step (S20), the process chamber (102) after the HCDS process ) A second HCDS plasma processing step (S50) in which the operating conditions of the plasma reactor 120 are controlled to process hexachlorodisilane (HCDS) contained in the exhaust gas discharged from the gas using plasma, and a first HCDS plasma An ammonia process confirmation step (S60) in which it is confirmed that an ammonia process using ammonia (NH 3 ) is performed in the process chamber 102 after the treatment step (S40) or the second HCDS plasma treatment step (S50) is completed, and an ammonia process It includes an ammonia plasma treatment step (S70) in which the operating conditions of the plasma reactor 120 are controlled to treat ammonia (NH 3 ) contained in the exhaust gas discharged from the post-process chamber 102 using plasma.

공정 모니터링 단계(S10)에서는 공정 챔버(102)에서 수행되는 공정이 모니터링된다. 공정 모니터링 단계(S10)는 플라즈마 처리 장치(109)의 제어기(190)가 반도체 제조 장비(101)의 가스 공급부(103)가 공정 챔버(102)에 공급하는 공정 가스를 모니터링함으로써 수행될 수 있다. 공정 모니터링 단계(S10)는 제어기(190)가 가스 공급기(103)의 작동을 자동으로 확임함으로써 수행될 수 있는데, 이와는 달리 공정 관리자가 공정 정보를 입력함으로써 수행될 수도 있다.In the process monitoring step (S10), the process performed in the process chamber 102 is monitored. The process monitoring step (S10) may be performed by the controller 190 of the plasma processing device 109 monitoring the process gas supplied to the process chamber 102 by the gas supply unit 103 of the semiconductor manufacturing equipment 101. The process monitoring step (S10) may be performed by the controller 190 automatically confirming the operation of the gas supplier 103. Alternatively, the process monitoring step (S10) may be performed by a process manager inputting process information.

HCDS 공정 확인 단계(S20)에서는 공정 모니터링 단계(S10)를 통해 헥사클로로디실란(HCDS)이 사용되는 HCDS 공정의 수행이 확인된다. HCDS 공정 확인 단계(S20)는 플라즈마 처리 장치(109)의 제어기(190)가 공정가스로서 HCDS의 사용을 확인함으로써 수행된다. HCDS 공정 확인 단계(S20)에 의해 HCDS 공정의 수행이 확인된 후에는 산소 사용 여부 확인 단계(S30)가 수행된다.In the HCDS process confirmation step (S20), the performance of the HCDS process using hexachlorodisilane (HCDS) is confirmed through the process monitoring step (S10). The HCDS process confirmation step (S20) is performed by the controller 190 of the plasma processing device 109 confirming the use of HCDS as a process gas. After the performance of the HCDS process is confirmed in the HCDS process confirmation step (S20), the oxygen use confirmation step (S30) is performed.

산소 사용 여부 확인 단계(S30)에서는 HCDS 공정 확인 단계(S20)를 통해 확인되는 HCDS 공정에서 산소의 사용 여부가 확인된다. 산소 사용 여부 확인 단계(S30)는 플라즈마 처리 장치(109)의 제어기(190)가 공정가스로서 산소의 사용 여부를 확인함으로써 수행된다. 산소 사용 여부 확인 단계(S30)를 통해 HCDS 공정에서 산소가 사용되는 것으로 확인되는 경우에는 제1 HCDS 플라즈마 처리 단계(S40)가 수행되고, 산소 사용 여부 확인 단계(S30)를 통해 HCDS 공정에서 산소가 사용되지 않는 것으로 확인되는 경우에는 제2 HCDS 플라즈마 처리 단계(S50)가 수행된다.In the oxygen use confirmation step (S30), the use of oxygen in the HCDS process, which is confirmed through the HCDS process confirmation step (S20), is confirmed. The step of checking whether oxygen is used (S30) is performed by the controller 190 of the plasma processing device 109 checking whether oxygen is used as a process gas. If it is confirmed that oxygen is used in the HCDS process through the oxygen use check step (S30), the first HCDS plasma treatment step (S40) is performed, and the oxygen use check step (S30) determines whether oxygen is used in the HCDS process. If it is confirmed that it is not used, a second HCDS plasma processing step (S50) is performed.

제1 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계(S40)에서는 산소 사용 여부 확인 단계(S30)를 통해 HCDS 공정에서 산소가 함께 사용되는 것으로 확인되는 경우에 HCDS 공정 후 공정 챔버(102)로부터 배출되는 배기가스에 포함된 헥사클로로디실란(HCDS)을 플라즈마를 이용하여 처리하기 위해 플라즈마 반응기(110)의 작동 조건이 제어된다. 제1 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계(S40)는 플라즈마 처리 장치(109)의 제어기(190)에 의해 반응 챔버(120)로 산소가 공급되면서 플라즈마 반응기(110)가 작동하도록 제어됨으로써 수행된다. 도 5에는 제1 HCDS 플라즈마 처리 단계(S40)가 수행되는 상태의 플라즈마 반응기(110)가 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 반응 챔버(120)로 유입되는 헥사클로로디실란(HCDS)(Si2Cl6)은 플라즈마 반응 영역(A)에서의 플라즈마 반응 및 공급된 산소(O2)의 플라즈마 분해로 생성된 반응성 산소와의 반응에 의해 이산화규소(SiO2) 및 ClxOy를 포함하는 성분으로 분해된다.In the first HCDS plasma treatment control step (S40), if it is confirmed that oxygen is used in the HCDS process through the oxygen use check step (S30), the exhaust gas discharged from the process chamber 102 after the HCDS process is contained. The operating conditions of the plasma reactor 110 are controlled to process hexachlorodisilane (HCDS) using plasma. The first HCDS plasma processing control step (S40) is performed by controlling the plasma reactor 110 to operate while oxygen is supplied to the reaction chamber 120 by the controller 190 of the plasma processing device 109. Figure 5 shows the plasma reactor 110 in a state in which the first HCDS plasma processing step (S40) is performed. Referring to FIG. 5, hexachlorodisilane (HCDS) (Si 2 Cl 6 ) flowing into the reaction chamber 120 is produced by plasma reaction in the plasma reaction area (A) and plasma decomposition of supplied oxygen (O 2 ). By reaction with the generated reactive oxygen, it is decomposed into components including silicon dioxide (SiO 2 ) and Cl x O y .

제2 HCDS 플라즈마 처리 단계(S50)에서는 산소 사용 여부 확인 단계(S20)를 통해 HCDS 공정에서 산소가 함께 사용되지 않는 것으로 확인되는 경우에 HCDS 공정 후 공정 챔버(102)로부터 배출되는 배기가스에 포함된 헥사클로로디실란(HCDS)을 플라즈마를 이용하여 처리하기 위해 플라즈마 반응기(110)의 작동 조건이 제어된다. 제2 HCDS 플라즈마 처리 단계(S50)는 플라즈마 처리 장치(109)의 제어기(190)에 의해 반응 챔버(120)로 산소가 공급되지 않는 상태에서 플라즈마 반응기(110)가 작동하도록 제어됨으로써 수행된다. 도 6에는 제2 HCDS 플라즈마 처리 단계(S50)가 수행되는 상태의 플라즈마 반응기(110)가 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 반응 챔버(120)로 유입되는 헥사클로로디실란(HCDS)은 플라즈마 반응 영역(A)에서의 플라즈마 반응에 의해 헥사클로로디실란(HCDS)은 SixCly 및 염소(Cl2)를 포함하는 성분으로 분해된다. 제2 HCDS 플라즈마 처리 단계(S50)에서 플라즈마 반응기(110)로 산소를 공급하지 않는 상태에서 플라즈마 반응기(110)를 작동시키는 것은, 플라즈마 반응기(110)로부터 산소가 공정 챔버(102)로 역류하여 공정 챔버(102)에서 산화층이 형성되는 것을 방지하기 위한 것이다.In the second HCDS plasma treatment step (S50), if it is confirmed that oxygen is not used in the HCDS process through the oxygen use check step (S20), the exhaust gas discharged from the process chamber 102 after the HCDS process is contained. The operating conditions of the plasma reactor 110 are controlled to process hexachlorodisilane (HCDS) using plasma. The second HCDS plasma processing step (S50) is performed by controlling the plasma reactor 110 to operate in a state where oxygen is not supplied to the reaction chamber 120 by the controller 190 of the plasma processing device 109. Figure 6 shows the plasma reactor 110 in a state in which the second HCDS plasma processing step (S50) is performed. Referring to FIG. 6, hexachlorodisilane (HCDS) flowing into the reaction chamber 120 is converted into Si x Cl y and chlorine (Cl) by plasma reaction in the plasma reaction area (A). 2 ) It is decomposed into components containing. In the second HCDS plasma treatment step (S50), operating the plasma reactor 110 without supplying oxygen to the plasma reactor 110 causes oxygen to flow back from the plasma reactor 110 into the process chamber 102, thereby causing the process. This is to prevent an oxide layer from forming in the chamber 102.

암모니아 공정 확인 단계(S60)에서는 제1 HCDS 플라즈마 처리 단계(S40) 또는 제2 HCDS 플라즈마 처리 단계(S50)가 완료된 후 공정 챔버(102)에서 암모니아(NH3)가 사용되는 암모니아 공정의 수행이 확인된다. 암모니아 공정 확인 단계(S60)는 플라즈마 처리 장치(109)의 제어기(190)가 공정가스로서 암모니아의 사용을 확인함으로써 수행된다. 암모니아 공정 확인 단계(620)에 의해 암모니아 공정의 수행이 확인된 후에는 암모니아 플라즈마 처리 단계(S70)가 수행된다.In the ammonia process confirmation step (S60), it is confirmed that an ammonia process using ammonia (NH 3 ) is performed in the process chamber 102 after the first HCDS plasma treatment step (S40) or the second HCDS plasma treatment step (S50) is completed. do. The ammonia process confirmation step (S60) is performed by the controller 190 of the plasma processing device 109 confirming the use of ammonia as a process gas. After the ammonia process is confirmed in the ammonia process confirmation step (620), the ammonia plasma treatment step (S70) is performed.

암모니아 플라즈마 처리 단계(S70)에서는 암모니아 공정 후 공정 챔버(102)로부터 배출되는 배기가스에 포함된 암모니아(NH3)를 플라즈마를 이용하여 처리하기 위해 플라즈마 반응기(110)의 작동 조건이 제어된다. 암모니아 플라즈마 처리 단계(S70)는 플라즈마 처리 장치(109)의 제어기(190)에 의해 반응 챔버(120)로 산소가 공급되지 않는 상태에서 플라즈마 반응기(110)가 작동하도록 제어됨으로써 수행된다. 도 7에는 암모니아 플라즈마 처리 단계(S70)가 수행되는 상태의 플라즈마 반응기(110)가 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 플라즈마 챔버(120)로 유입되는 암모니아(NH3)는 플라즈마 반응 영역(A)에서의 플라즈마 반응에 의해 질소(N2) 가스, 수소(H2) 가스, 디이미드(N2H2) 및 하이드라진(N2H4)을 포함하는 성분으로 분해된다.In the ammonia plasma treatment step (S70), the operating conditions of the plasma reactor 110 are controlled to treat ammonia (NH 3 ) contained in the exhaust gas discharged from the process chamber 102 after the ammonia process using plasma. The ammonia plasma treatment step (S70) is performed by controlling the plasma reactor 110 to operate in a state where oxygen is not supplied to the reaction chamber 120 by the controller 190 of the plasma processing device 109. Figure 7 shows the plasma reactor 110 in a state in which the ammonia plasma treatment step (S70) is performed. Referring to FIG. 7, ammonia (NH 3 ) flowing into the plasma chamber 120 is converted into nitrogen (N 2 ) gas, hydrogen (H 2 ) gas, and diimide (N) by plasma reaction in the plasma reaction region (A). 2 H 2 ) and hydrazine (N 2 H 4 ).

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been described through the above examples, the present invention is not limited thereto. The above embodiments may be modified or changed without departing from the spirit and scope of the present invention, and those skilled in the art will recognize that such modifications and changes also fall within the present invention.

100 : 반도체 제조설비 101 : 반도체 제조 장비
102 : 공정 챔버 103 : 가스 공급부
104 : 배기 장비 105 : 진공 펌프
106 : 챔버 배기관 107 : 펌프 배기관
108 : 배기가스 처리 장비 109 : 플라즈마 처리 장치
110 : 플라즈마 반응기 120 : 반응 챔버
130 : 마그네틱 코어 140 : 점화기
180 : 전원 185 : 산소 공급기
190 : 제어기100: Semiconductor manufacturing equipment 101: Semiconductor manufacturing equipment
102: Process chamber 103: Gas supply unit
104: exhaust equipment 105: vacuum pump
106: chamber exhaust pipe 107: pump exhaust pipe
108: exhaust gas processing equipment 109: plasma processing device
110: plasma reactor 120: reaction chamber
130: magnetic core 140: igniter
180: Power 185: Oxygen supplier
190: controller

Claims (10)

공정가스를 이용한 반도체 제조 공정이 수행되는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버에서 발생한 잔류 가스를 배기관을 통해 배기가스로서 배출시키는 진공 펌프를 구비하는 반도체 제조설비에서 플라즈마를 이용하여 상기 배기가스를 처리하는 장치에 있어서,
상기 배기관 상에 설치되어서 플라즈마 반응 영역을 형성하는 플라즈마 반응기;
상기 플라즈마 반응기로 산소를 공급하는 산소 공급기; 및
상기 플라즈마 반응 영역의 형성과 상기 산소 공급기에 의한 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급을 제어하는 제어기를 포함하며,
상기 제어기는 상기 공정 챔버에서 헥사클로로디실란(HCDS)이 사용되는 HCDS 공정에서 산소의 사용 여부를 확인하고, 상기 HCDS 공정 후 상기 공정 챔버로부터 배출되는 HCDS 공정 배기가스에 포함된 상기 헥사클로로디실란(HCDS)을 처리하기 위해, 상기 HCDS 공정에서 산소의 사용이 확인되는 경우에 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급을 유지한 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역을 형성하며, 상기 HCDS 공정에서 산소의 사용이 확인되지 않는 경우에 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급을 차단한 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역을 형성하는,
반도체 공정 챔버 배기가스 플라즈마 처리 장치.A device for processing the exhaust gas using plasma in a semiconductor manufacturing facility including a process chamber in which a semiconductor manufacturing process using process gas is performed, and a vacuum pump that discharges residual gas generated in the process chamber as exhaust gas through an exhaust pipe. In
a plasma reactor installed on the exhaust pipe to form a plasma reaction area;
an oxygen supplier supplying oxygen to the plasma reactor; and
It includes a controller that controls the formation of the plasma reaction region and the supply of oxygen to the plasma reactor by the oxygen supplier,
The controller checks whether oxygen is used in the HCDS process in which hexachlorodisilane (HCDS) is used in the process chamber, and the hexachlorodisilane contained in the HCDS process exhaust gas discharged from the process chamber after the HCDS process. To process (HCDS), the plasma reaction region is formed while maintaining the supply of oxygen to the plasma reactor when the use of oxygen is confirmed in the HCDS process, and when the use of oxygen is not confirmed in the HCDS process. In this case, forming the plasma reaction area while blocking the oxygen supply to the plasma reactor,
Semiconductor process chamber exhaust gas plasma treatment device. 청구항 1에 있어서,
상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급이 유지된 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역이 형성됨으로써, 상기 플라즈마 반응기는 상기 헥사클로로디실란(HCDS)을 이산화규소(SiO2) 및 ClxOy를 포함하는 성분들로 분해하는,
반도체 공정 챔버 배기가스 플라즈마 처리 장치.In claim 1,
By forming the plasma reaction region while maintaining the supply of oxygen to the plasma reactor, the plasma reactor converts the hexachlorodisilane (HCDS) into components including silicon dioxide (SiO 2 ) and Cl x O y . decomposing,
Semiconductor process chamber exhaust gas plasma treatment device. 청구항 1에 있어서,
상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급이 차단된 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역이 형성됨으로써, 상기 플라즈마 반응기는 헥사클로로디실란(HCDS)을 SixCly 및 염소(Cl2)를 포함하는 성분들로 분해하는,
반도체 공정 챔버 배기가스 플라즈마 처리 장치.In claim 1,
By forming the plasma reaction region while the oxygen supply to the plasma reactor is blocked, the plasma reactor decomposes hexachlorodisilane (HCDS) into components including Si x Cl y and chlorine (Cl 2 ). ,
Semiconductor process chamber exhaust gas plasma treatment device. 청구항 1에 있어서,
상기 제어기는 상기 공정 챔버에서 암모니아(NH3)가 사용되는 암모니아 공정의 수행을 확인하고, 상기 암모니아 공정 후 상기 공정 챔버로부터 배출되는 암모니아 공정 배기가스에 포함된 암모니아를 처리하기 위해, 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급을 차단한 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역을 형성하는,
반도체 공정 챔버 배기가스 플라즈마 처리 장치.In claim 1,
The controller checks the performance of an ammonia process using ammonia (NH 3 ) in the process chamber, and operates the plasma reactor to treat ammonia contained in the ammonia process exhaust gas discharged from the process chamber after the ammonia process. Forming the plasma reaction area while blocking the oxygen supply,
Semiconductor process chamber exhaust gas plasma treatment device. 청구항 4에 있어서,
상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급이 차단한 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역이 형성됨으로써, 상기 플라즈마 반응기는 상기 암모니아를 질소(N2) 가스, 수소(H2) 가스, 디이미드(N2H2) 및 하이드라진(N2H4)을 포함하는 성분들로 분해하는,
반도체 공정 챔버 배기가스 플라즈마 처리 장치.In claim 4,
By forming the plasma reaction region while the oxygen supply to the plasma reactor is blocked, the plasma reactor converts the ammonia into nitrogen (N 2 ) gas, hydrogen (H 2 ) gas, diimide (N 2 H 2 ), and decomposes into components containing hydrazine (N 2 H 4 ),
Semiconductor process chamber exhaust gas plasma treatment device. 청구항 1에 있어서,
반도체 제조설비는 상기 공정 챔버로 상기 공정가스를 공급하는 가스 공급부를 더 구비하며,
상기 제어기는 상기 가스 공급부로터 상기 공정 챔버로 공급되는 공정가스에 대한 정보를 제공받는,
반도체 공정 챔버 배기가스 플라즈마 처리 장치.In claim 1,
The semiconductor manufacturing facility further includes a gas supply unit that supplies the process gas to the process chamber,
The controller receives information about the process gas supplied to the process chamber from the gas supply unit,
Semiconductor process chamber exhaust gas plasma treatment device. 공정가스를 이용한 반도체 제조 공정이 수행되는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버에서 발생한 잔류 가스를 배기관을 통해 배기가스로서 배출시키는 진공 펌프를 구비하는 반도체 제조설비에서 플라즈마를 이용하여 상기 배기가스를 처리하는 장치에 있어서,
상기 배기관 상에 설치되어서 플라즈마 반응 영역을 형성하는 플라즈마 반응기;
상기 플라즈마 반응기로 산소를 공급하는 산소 공급기; 및
상기 플라즈마 반응 영역의 형성과 상기 산소 공급기에 의한 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급을 제어하는 제어기를 포함하며,
상기 제어기는 상기 공정 챔버에서 암모니아(NH3)가 사용되는 암모니아 공정의 수행을 확인하고, 상기 암모니아 공정 후 상기 공정 챔버로부터 배출되는 암모니아 공정 배기가스에 포함된 암모니아를 처리하기 위해, 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급을 차단한 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역을 형성하는,
반도체 공정 챔버 배기가스 플라즈마 처리 장치.A device for processing the exhaust gas using plasma in a semiconductor manufacturing facility including a process chamber in which a semiconductor manufacturing process using process gas is performed, and a vacuum pump that discharges residual gas generated in the process chamber as exhaust gas through an exhaust pipe. In
a plasma reactor installed on the exhaust pipe to form a plasma reaction area;
an oxygen supplier supplying oxygen to the plasma reactor; and
It includes a controller that controls the formation of the plasma reaction region and the supply of oxygen to the plasma reactor by the oxygen supplier,
The controller checks the performance of an ammonia process using ammonia (NH 3 ) in the process chamber, and operates the plasma reactor to treat ammonia contained in the ammonia process exhaust gas discharged from the process chamber after the ammonia process. Forming the plasma reaction area while blocking the oxygen supply,
Semiconductor process chamber exhaust gas plasma treatment device. 공정가스를 이용한 반도체 제조 공정이 수행되는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버에서 발생한 잔류 가스를 배기관을 통해 배기가스로서 배출시키는 진공 펌프를 구비하는 반도체 제조설비에서 플라즈마를 이용하여 상기 배기가스를 처리하는 플라즈마 처리 장치의 운영방법으로서,
상기 플라즈마 처리 장치는 상기 배기관 상에 설치되어서 플라즈마 반응 영역을 형성하는 플라즈마 반응기와, 상기 플라즈마 반응기로 산소를 공급하는 산소 공급기와, 상기 플라즈마 반응 영역의 형성과 상기 산소 공급기에 의한 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급을 제어하는 제어기를 구비하며,
상기 공정 챔버에서 헥사클로로디실란(HCDS)이 사용되는 HCDS 공정의 수행이 상기 제어기에 의해 확인되는 HCDS 공정 확인 단계;
상기 HCDS 공정에서 산소의 사용 여부가 상기 제어기에 의해 확인되는 산소 사용 여부 확인 단계; 및
상기 HCDS 공정 후 상기 공정 챔버로부터 배출되는 HCDS 공정 배기가스에 포함된 상기 헥사클로로디실란(HCDS)을 처리하기 위해 상기 플라즈마 반응기의 작동 조건이 상기 제어기에 의해 제어되는 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계를 포함하며,
상기 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계는, 상기 산소 사용 여부 확인 단계를 통해 상기 HCDS 공정에서 상기 산소가 사용되는 것으로 확인되는 경우에 수행되는 제1 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계와, 상기 산소 사용 여부 확인 단계를 통해 상기 HCDS 공정에서 상기 산소가 사용되지 않는 것으로 확인되는 경우에 수행되는 제2 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계를 포함하며,
상기 제1 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계에서는 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급이 유지되는 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역이 형성되며,
상기 제2 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계에서는 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급이 차단된 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역이 형성되는,
플라즈마 처리 장치의 운영방법.Plasma that processes the exhaust gas using plasma in a semiconductor manufacturing facility equipped with a process chamber in which a semiconductor manufacturing process using process gas is performed and a vacuum pump that discharges residual gas generated in the process chamber as exhaust gas through an exhaust pipe. As a method of operating a processing device,
The plasma processing device includes a plasma reactor installed on the exhaust pipe to form a plasma reaction region, an oxygen supplier for supplying oxygen to the plasma reactor, and formation of the plasma reaction region and supply of oxygen to the plasma reactor by the oxygen supplier. Equipped with a controller that controls oxygen supply,
A HCDS process confirmation step in which performance of the HCDS process using hexachlorodisilane (HCDS) in the process chamber is confirmed by the controller;
A step of checking whether oxygen is used in the HCDS process by the controller; and
An HCDS plasma treatment control step in which operating conditions of the plasma reactor are controlled by the controller to treat hexachlorodisilane (HCDS) contained in the HCDS process exhaust gas discharged from the process chamber after the HCDS process; ,
The HCDS plasma processing control step includes a first HCDS plasma processing control step performed when it is confirmed that oxygen is used in the HCDS process through the oxygen use confirmation step, and a first HCDS plasma processing control step performed through the oxygen use confirmation step. A second HCDS plasma treatment control step performed when it is determined that the oxygen is not used in the HCDS process,
In the first HCDS plasma processing control step, the plasma reaction region is formed while oxygen supply to the plasma reactor is maintained,
In the second HCDS plasma processing control step, the plasma reaction region is formed while the oxygen supply to the plasma reactor is blocked,
How to operate a plasma processing device. 청구항 8에 있어서,
상기 공정 챔버에서 암모니아(NH3)가 사용되는 암모니아 공정의 수행이 상기 제어기에 의해 확인되는 암모니아 공정 확인 단계; 및
상기 암모니아 공정 후 상기 공정 챔버로부터 배출되는 암모니아 공정 배기가스에 포함된 상기 암모니아를 처리하기 위해 상기 플라즈마 반응기의 작동 조건이 상기 제어기에 의해 제어되는 암모니아 플라즈마 처리 제어 단계를 포함하며,
상기 제2 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계에서는 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급이 차단된 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역이 형성되는,
플라즈마 처리 장치의 운영방법.In claim 8,
An ammonia process confirmation step in which performance of an ammonia process using ammonia (NH 3 ) in the process chamber is confirmed by the controller; and
An ammonia plasma treatment control step in which operating conditions of the plasma reactor are controlled by the controller to treat the ammonia contained in the ammonia process exhaust gas discharged from the process chamber after the ammonia process,
In the second HCDS plasma processing control step, the plasma reaction region is formed while the oxygen supply to the plasma reactor is blocked,
How to operate a plasma processing device. 공정가스를 이용한 반도체 제조 공정이 수행되는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버에서 발생한 잔류 가스를 배기관을 통해 배기가스로서 배출시키는 진공 펌프를 구비하는 반도체 제조설비에서 플라즈마를 이용하여 상기 배기가스를 처리하는 플라즈마 처리 장치의 운영방법으로서,
상기 플라즈마 처리 장치는 상기 배기관 상에 설치되어서 플라즈마 반응 영역을 형성하는 플라즈마 반응기와, 상기 플라즈마 반응기로 산소를 공급하는 산소 공급기와, 상기 플라즈마 반응 영역의 형성과 상기 산소 공급기에 의한 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급을 제어하는 제어기를 구비하며,
상기 공정 챔버에서 암모니아(NH3)가 사용되는 암모니아 공정의 수행이 상기 제어기에 의해 확인되는 암모니아 공정 확인 단계; 및
상기 암모니아 공정 후 상기 공정 챔버로부터 배출되는 암모니아 공정 배기가스에 포함된 상기 암모니아를 처리하기 위해 상기 플라즈마 반응기의 작동 조건이 상기 제어기에 의해 제어되는 암모니아 플라즈마 처리 제어 단계를 포함하며,
상기 제2 HCDS 플라즈마 처리 제어 단계에서는 상기 플라즈마 반응기로의 산소 공급이 차단된 상태에서 상기 플라즈마 반응 영역이 형성되는,
플라즈마 처리 장치의 운영방법.Plasma that processes the exhaust gas using plasma in a semiconductor manufacturing facility equipped with a process chamber in which a semiconductor manufacturing process using process gas is performed and a vacuum pump that discharges residual gas generated in the process chamber as exhaust gas through an exhaust pipe. As a method of operating a processing device,
The plasma processing device includes a plasma reactor installed on the exhaust pipe to form a plasma reaction region, an oxygen supplier for supplying oxygen to the plasma reactor, and formation of the plasma reaction region and supply of oxygen to the plasma reactor by the oxygen supplier. Equipped with a controller that controls oxygen supply,
An ammonia process confirmation step in which performance of an ammonia process using ammonia (NH 3 ) in the process chamber is confirmed by the controller; and
An ammonia plasma treatment control step in which operating conditions of the plasma reactor are controlled by the controller to treat the ammonia contained in the ammonia process exhaust gas discharged from the process chamber after the ammonia process,
In the second HCDS plasma processing control step, the plasma reaction region is formed while the oxygen supply to the plasma reactor is blocked,
How to operate a plasma processing device.
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