KR101895329B1 - 가스 해리 시스템 - Google Patents

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Abstract

펌프의 상류 측에 플라즈마 장치를 이용하여 미반응 가스를 분해 및 클리닝 할 수 있는 가스 해리 시스템이 개시된다. 가스 해리 시스템은 반응가스를 통해 공정이 진행되는 챔버와, 상기 챔버에 배기 라인을 통해 연결되어 가스를 배기시키는 펌프와, 상기 펌프의 하류 측에 구비되는 스크러버를 포함하며; 상기 배기 라인에 구비되는 것으로, 배기 라인을 유동하는 가스에 플라즈마를 발생시키는 가스 해리 모듈을 포함한다.

Description

가스 해리 시스템{GAS DISSOCIATION SYSTEM}
본 발명은 가스 해리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 공정 등에서 발생하는 배출 가스의 분석 및 배출 가스를 해리시켜 펌프 오염을 방지하며 챔버 내부 공정 상태에 따른 반응 및 미반응 가스의 상태 분석과 동시에 배출 가스를 해리시키는 가스 해리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 등 제조설비의 후단에는 가스를 처리하기 위한 POU(Point Of Unit) 스크러버가 설치되어 운용된다. 스크러버(Scrubber)는 히트타입(Heat Type), 번 타입(Burn Type), 레진 타입(Resin Type) 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 반도체 제조설비에서 사용된 공정가스는 펌프에 의해 배기 라인으로 배기되며, 유독성, 강폭발성 및 발화성 가스들은 배기시 유해한 성분을 제거하여야 한다.
반도체 소자를 생산하는 공정 중에는 독성 가스 및 펌프 수명을 단축하는 폴리머(Polymer), 파티클(Particle)을 생성하는 부산물(By products)을 배출하는 공정이 많다. 예를 들면, 화학적 기상 증착(CVD: Chemical Vapor Deposition), 이온주입(Ion implantation) 공정, 식각 공정, 확산 공정 등에는 SiH4, SiH2, NO, AsH3, PH3, NH3, N2O, C-F, CF4, CHF3 외에 많은 전구체 가스(Precursor Gas)들이 사용되며, 공정을 거치고 배출되는 가스들은 여러 종류의 독성 물질과 폴리머성 부산물을 함유하고 있다. 이러한 독성 가스는 인체에 해로울 뿐 아니라 가연성과 부식성도 있어 화재 등의 사고를 유발하며, 독성 가스가 대기로 방출되면 심각한 환경오염을 유발한다. 또한, 폴리머의 과도한 발생으로 펌프의 수명이 단축된다.
도 1은 종래의 반도체 공정 장비의 구성을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 반응 공정이 일어나는 반응 챔버(1)에 배기 라인(2)을 통해 펌프(3)가 연결되며, 펌프(3)의 후단에는 배출 가스 중에 포함된 독성 물질을 제거하기 위한 스크러버(4)가 구비된다. 반응 챔버(1)는 진공을 유지하며, 반응 챔버(1)와 펌프(3)의 사이에는 밸브가 설치된다.
종래에는, 배기가스 중에 포함된 분진(Powder), 부식성 물질 등에 의해 펌프의 수명이 저하되며, 펌프의 교체 또는 유지 보수시 반응 챔버의 가동이 정지되어 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다. 즉, 배기가스의 분진은 펌프 내부에 고착되어 회전체의 부하가 상승되고, 이로 인해 베어링의 마모, 배기구 막힘 현상이 발생되며, 유지 보수의 주기가 감소하고 펌프의 수명이 저하되는 것이다. 종래에는, 펌프의 인입 전단에 콜드 트랩(Cold Trap) 또는 핫 트랩(Hot Trap)을 적용하여 반응 챔버로부터의 분진을 걸러서 주기적으로 교체를 하여왔으며, 가혹한 상태에서는 막힘 현상으로 배기에 어려움이 있고 공정 압력에 영향을 주어 공정 장비에 불안정을 가져다 주었다. 또한, 배출 가스에 포함된 오염 물질을 스크러버에만 의존하여 제거함에 따라 오염 물질 제거 능력의 한계가 있었다. 또한, 배출 가스의 분석을 수행하지 못해 챔버의 클리닝과 챔버 부품의 이상 유무 및 공정 이상을 판단하는 못하는 어려움이 있었다.
특허문헌 1 : 대한민국 공개실용신안공보 제1998-016134호(1998.06.25) 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허공보 제2003-0080447호(2003.10.17)
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 펌프의 상류 측에 플라즈마 장치를 이용하여 부산물과 미반응 가스를 분석하고 분해 및 클리닝 할 수 있는 가스 해리 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 가스 해리 시스템은 반응가스를 통해 공정이 진행되는 챔버와, 상기 챔버에 배기 라인을 통해 연결되어 가스를 배기시키는 펌프와, 상기 펌프의 하류 측에 구비되는 스크러버를 포함하며; 상기 배기 라인에 구비되는 것으로, 배기 라인을 유동하는 가스에 플라즈마를 발생시키는 가스 해리 모듈을 포함한다.
본 발명에 따른 가스 해리 시스템은, 첫째, 배출 가스를 분석하여 공정 이상 유무, 공정 챔버부품의 수명, 클리닝 주기 및 공정반응의 안정성을 판단할 수 있고, 둘째, 안정된 고농도의 플라즈마 발생을 가능하게 하며, 파우더 발생을 최소화할 수 있다. 아울러, 가동시 장치의 내구성 및 안정성이 극대화되고, 파우더의 펌프내 고착이 방지되어 펌프의 수명 연장, 공정의 생산성 향상 및 유지 보수 등에 상당한 이점이 있다. 이와 더불어, 가스 해리 모듈을 컴펙트하게 집약화시켜 설치, 분리 및 유지 보수의 효율이 우수하며, 가스 해리 모듈을 소형화시킬 수 있어 현장에서 공간의 제약을 받지 않고 설계상 레이아웃의 자유도를 높일 수 있다.
도 1은 종래의 반도체 공정 장비의 구성을 개략적으로 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 해리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 것이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 해리 모듈의 내부를 도시한 단면도이고,
도 4는 도 3의 평면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 해리 시스템의 제어부를 도시한 구성도이고,
도 6은 도 3의 변형 예에 따른 가스 해리 모듈의 내부를 도시한 단면도이며,
도 7은 도 6의 평면도이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가스 해리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 것이며,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 가스 해리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 것이고,
도 10은 도 9의 변형 예에 따른 가스 해리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 것이며,
도 11은 도 5의 변형 예에 따른 가스 해리 시스템의 제어부를 도시한 구성도이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 가스 해리 시스템의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 해리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 해리 모듈의 내부를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 평면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 해리 시스템의 제어부를 도시한 구성도이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 해리 시스템은 반응가스를 통해 공정이 진행되는 챔버(10)와, 챔버(10)에 배기 라인(20)을 통해 연결되어 가스를 배기시키는 펌프(30)와, 펌프(30)의 하류 측에 구비되는 스크러버(40)를 포함하여 이루어진다.
가스 해리 시스템은 가스 해리 모듈(100)를 구비한다. 가스 해리 모듈(100)은 배기 라인(20)에 구비되는 것으로서, 배기 라인(20)을 유동하는 가스에 플라즈마를 발생시킨다. 가스 해리 모듈(100)은 몸체(150)와, RF 코일(130)과, 전도재(140)와, RF 파워 공급부(171)를 포함한다.
몸체(150)는 일 측이 챔버(10)쪽 배기 라인(20)에 연결되고, 타 측이 펌프(30)쪽 배기 라인(20)에 연결된다. 몸체(150)의 내부에는 가스 유로를 형성하며, 몸체(150)는 SUS 또는 알루미늄 계열의 소재로 이루어질 수 있다. 즉, 몸체(150)는 소정의 길이를 갖는 대략 파이프 형상으로 이루어지며, 길이 방향으로 양측이 각각 배기 라인(20)에 연결된다. 몸체(150)는 길이 방향으로 중앙부 측이 볼록하게 형성되며, 이 볼록한 부분에 후술할 RF 코일(130)이 구비되어 컴펙트하게 구성된다. 몸체(150)의 길이 방향 양측에 배기 라인(20)과의 연결을 위한 플랜지(101,102)가 구비될 수 있다.
상기 가스 해리 모듈(100)은 실린더(120)를 구비할 수 있다. 상기 실린더(120)는 생략 가능하다. 실린더(120)는 가스 유로를 형성하는 원통형의 비금속 소재로 이루어진다. 실린더(120)는 세라믹 또는 Quartz 등으로 이루어질 수 있다. 실린더(120)는 양측이 개구된 원통 형상이며, 가스 유동 방향으로 전체 구간 또는 적어도 일부 구간에서 몸체(150)의 내부 가스 유로의 내벽을 형성한다.
RF 코일(130)은 몸체(150) 내에 구비되며, 가스 유로의 외측을 감싸 형성된다. 즉, RF 코일(130)은 실린더(120)의 외주면을 나선형으로 권취한 형상으로 설치된다. RF 파워 공급부(171)는 RF 코일(130)에 RF 파워를 인가한다. RF 파워를 인가시 플라즈마에 의한 열발생을 감지하는 온도센서(105)를 구비하여 높은 온도 발생시 장치를 안전하게 보호할 수 있도록 온도센서(105)를 장착한다. 또한, RF 파워에 의한 플라즈마가 커지지 않을 경우 인터락 개념의 광센서(104)를 장착하여 장치의 효율을 높인다. 아울러, OES센서를 장착하여 배기가스의 성분 및 강도(Intensity)를 측정하여 챔버의 이상유무를 판단할 수 있다.
가스 해리 모듈(100)은 RF 코일(130)을 냉각하기 위한 냉각수 공급부(172) 또는 에어 공급부를 구비하는 것이 바람직하다. RF 코일(130)에 파워가 인가되면 가스 유로에 플라즈마가 발생되어, 플라즈마 영역(110)을 형성한다.
전도재(140)는 RF 코일(130)을 커버하도록 구성되며, RF 코일(130)의 열이 외부로 확산되게 도움을 주며, RF 코일(130)은 실린더(120)의 외주를 감싸며, 전도재(140)는 RF 코일(130)의 외부를 감싸 커버함으로써 RF 코일의 변형을 방지하고 코일과 실린더로부터의 열 전도체 역할을 한다.
상기 가스 해리 모듈(100)은 인젝터 링(160)을 포함한다. 인젝터 링(160)은 몸체(150) 내에 구비되며, RF 코일(130)의 상류 측에 배치된다. 인젝터 링(160)은 대략 원형 링 형상으로 이루어지며, 반경 방향으로 링 내측면에 둘레를 따라 복수개의 가스 홀(161)이 형성된다. 인젝터 링(160)은 가스 유로에 플라즈마 반응을 활성화시키는 첨가 가스를 공급한다. 첨가 가스는 플라즈마 반응을 촉진시키는 촉매 기능을 하며 Ar, O2, H2O 가스 등으로 이루어질 수 있다.
도 4를 참조하면, 인젝터 링(160)은 주입구(162)를 통해 첨가 가스를 주입받아 복수개의 가스 홀(161)을 통해 가스 유로에 첨가 가스를 분사한다. 인젝터 링(160)을 통해 미반응 가스의 제거를 촉진시키는 첨가 가스를 추가함으로써, 장치의 수명연장과 효율을 높일 수 있다.
또한, 가스 해리 시스템은 스팀 공급 모듈(190)을 포함한다. 스팀 공급 모듈(190)은 가스 해리 모듈(100)의 상류 측에 구비되어, 배기 라인(20)으로 정제수를 공급한다. 스팀 공급 모듈은 정제수(DI Water)를 공급받아 배기 라인의 가스 유로에 스팀을 공급하며, 스팀이 공급된 가스가 전술한 가스 해리 모듈(100) 측으로 유동된다. 스팀 공급 모듈(190)은 가스 해리 모듈(100)의 이온화량을 증가시켜 플라즈마 농도를 극대화하는데 도움을 주며 파우더를 제거하는 기능을 한다.
도 6은 도 3의 변형 예에 따른 가스 해리 모듈의 내부를 도시한 단면도이며, 도 7은 도 6의 평면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 가스 해리 시스템은 마그네트 링 모듈(180)을 구비할 수 있다. 마그네트 링 모듈(180)은 가스 유동 방향으로 RF 코일(130)의 중간에 배치되는 것이 바람직하다. 마그네트 링 모듈(180)은 가스 유로를 감싸도록 실린더(120)의 외측에 끼워진다. 즉, 실린더(120)가 마그네트 링 모듈(180)에 삽입된 형태를 취한다. 마그네트 링 모듈(180)은 가스 유로의 플라즈마 밀도를 향상시키며 플라즈마의 균일성을 확보한다. 즉, 마그네트 링 모듈(180)은 플라즈마 발생을 집중시키는 일종의 컨파인먼트 링(Confinement Ring)으로서 기능한다. 마그네트 링 모듈(180)을 가스 유동 방향으로 RF 코일(130)의 중간에 배치시킨 구성을 통해, 플라즈마 발생 효과를 극대화할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 가스 해리 시스템은 가스 유로의 가스 농도를 검출하는 센서부(200)와, 센서부(200)를 통해 감지된 가스 농도에 따라 RF 파워의 강도 세기를 조정하는 RF 파워 제어부(500)와, RF 파워 제어부(500)에 연결되어 RF 파워 공급부(171)로 인가되는 RF 파워의 임피던스를 조절하는 RF 정합부(600)를 포함한다. 또한, 가스 해리 시스템은 신호처리 장치(300) 및 피드백 장치(400)를 포함한다.
챔버(10)로부터 발생된 미반응 공정 가스는 가스 해리 모듈(100)에서 ICP(Inductively Coupled Plasma) 소스를 이용하여 RF 파워를 인가하여 플라즈마가 발생된다. 이 경우, 펌프(30)의 펌핑 스피드는 일정하지만 챔버(10)로부터 미반응하여 유동되는 가스의 종류 및 량은 챔버(10)의 공정 종류에 따라 RF 발생조건에서의 임피던스가 각각 상이하며, 이로 인해 RF 파워의 임피던스를 조절하는 RF 정합부(RF Matcher:600)가 요구된다. 상기에서 ICP 플라즈마의 주파수는 약 13.56Mhz 내지 60Mhz를 적용할 수 있다.
본 발명에서는 센서부(200)와 RF 파워 장치 사이에 신호 검출 장치를 적용하고 해리 가스 농도에 따라 RF 파워의 강도 세기를 자동으로 조정한다. 아울러, 신호처리 장치(300)에 VFC(Variable Frequency Control)를 적용하여 미반응 가스에 필요한 반응주파수대역을 처리장치에 입력하여 자동으로 주파수가 가변됨으로써 미반응 가스의 분해를 진행한다.
도 11은 도 5의 변형 예에 따른 가스 해리 시스템의 제어부를 도시한 구성도로서, 도 11을 참조하면, 챔버(10)의 공정상태 및 내부의 환경에 대하여도 신호검출장치인 OES(Optical Emission Spectroscopy)를 통하여 플라즈마 내에 존재하는 이온과 라디컬로부터 발생하는 광원을 흡수 스펙트럼으로 변화시켜, 특정한 파장에서 발생하는 스펙트럼의 강도(Intensity)를 모니터링 하며 해당 화학종의 변화를 관찰함으로써 챔버내부의 클리링 주기를 알아낼 수 있다. 예를 들면, 보통 챔버의 외벽에는 알루미늄의 표면파장과 플라즈마에 의한 필름(Film)을 입힐 때 두 가지 종류의 파장이 상이하여 검출이 가능하므로 챔버의 상황에 따라 본 발명 장치를 가동함으로써 효율을 가변하여 운영이 가능하다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가스 해리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 것이다. 가스 해리 모듈(100)은 배기 라인(20)을 유동하는 가스에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 처리 모듈(100a)과, 플라즈마 처리 모듈(100a)의 하류 측에 구비되어 배기 라인(20)을 유동하는 가스를 가열하는 인덕션 처리 모듈(100b)로 이루어질 수 있다.
챔버(10)로부터 발생된 미반응 공정 가스는 가스 해리 모듈(100)에서 ICP 소스를 이용한 RF 파워를 인가하여 1차로 상부에서 플라즈마 처리 모듈(100a)을 통해 플라즈마 처리를 진행한 후, 2차로 하부에서 인덕션 처리 모듈(100b)을 통해 인덕션에 의한 고온(약 400℃ 내지 600℃)을 발생하여 챔버에서 반응하지 못한 미반응 가스를 멀티 반응 처리한 후 펌프(30)쪽으로 배출시킨다. 결국, 펌프(30) 내부에 파우더(Powder)가 고착되어 회전체의 부하상승으로 인한 베어링 마모 또는 배기가 막힘 현상을 방지하여 유지 보수 주기를 연장하고 펌프의 수명을 연장시킬 수 있다.
이러한 본 발명의 구성은, 종래의 펌프 인입 전단에 콜드 트랩(Cold Trap) 또는 핫 트랩(Hot Trap)을 적용하여 챔버로부터의 파우더를 걸러 주기적인 교체를 하던 구성과는 비교되는 것으로서, 종래에 발생했던 가혹한 환경에서 막힘 현상으로 배기에 악영향을 주어 공정압력에 영향을 주며 이로 인해 공정장비에 불안정을 초래하는 문제를 해결하는 것이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 가스 해리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 것이고, 도 10은 도 9의 변형 예에 따른 가스 해리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 가스 해리 모듈(100)은, 가스 유동 방향으로 순차 병렬 배치되며 RF 파워가 분할 인가되어 동시에 플라즈마를 발생시키는 복수개의 가스 해리 모듈(100A,100B)로 이루어진다. 즉, 챔버(10)로부터 발생된 미반응 공정 가스는 이중모듈로 이루어진 가스 해리 모듈(100A,100B)에서 ICP 소스를 적용하고 RF 파워를 분할 인가하여 2배의 효과를 얻고자 1차 및 2차 영역에 동시에 플라즈마를 발생시킨다. 이 경우, RF 코일 내부에 세라믹 방출 튜브(Ceramic Discharge Tube)로 구성된 실린더(120)를 구성할 수 있으며, 플라즈마를 집중하여 가스 반응을 높이고자 마그네트 링 모듈(180)을 실린더(120)의 외벽에 설치할 수 있다. 마그네트 링 모듈(180)에 장착된 자석은 실린더(120) 내벽에 파우더가 적층되는 것을 방지한다. 상기 실린더(120)는 구성을 생략할 수 있으며, 실린더(120)를 생략할 경우 마그네트 링 모듈(180)의 효과는 향상된다.
도 10을 참조하면, 복수개의 가스 해리 모듈(100A,100B)은, 반경 방향으로 가스 유로의 중앙에 플라즈마를 집중시키는 1차 ICP 소스 영역과, 반경 방향으로 가스 유로의 가장자리에 플라즈마를 집중시키는 2차 CCP 소스 영역으로 이루어진다. 챔버(10)로부터 발생된 미반응 공정 가스는 이중 소스(Dual Source)로 이루어진 가스 해리 모듈(100A,100B)에서 ICP(Inductively Coupled Plasma) 및 CCP(Capacitive Coupled Plasma) 소스를 동시적용하고 RF 파워를 분할 인가하여 각각 다른 2배의 효과를 얻고자 1차 및 2차 영역에서 동시에 플라즈마를 발생시킨다.
상기 1차 ICP 소스 영역에서는 챔버(10)로부터 유동하는 미반응 가스가 1차 해리되며, 실린더(120)의 외측을 감싸는 RF 코일에 의해 실린더(120)의 내측 중 반경 방향 중심부에 플라즈마의 발생이 집중된다. 상기 2차 CCP 소스 영역에서는 1차 ICP 소스 영역에서 1차 해리된 가스가 2차 해리된다. 2차 CCP 소스 영역에서, 전극은 반경 방향으로 중심부에 위치하며 실린더(120)의 외벽에서 접지되어 실린더의 내측 중 반경 방향 가장자리에 플라즈마의 발생이 집중된다. 결국, 2가지 방식의 소스를 조합하여 실린더(120) 내부의 중심부 및 가장자리부, 즉 반경 방향으로 전체 영역에 걸쳐 플라즈마 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 가스 해리 시스템의 작용을 설명하면, 고주파(RF) 유도결합 방식으로 공급되는 전기 에너지를 사용하여 고온의 이온화된 플라즈마를 만들어낸다. 고주파 유도결합 방식의 플라즈마는 유도 코일에 인가된 고주파 전류를 패러데이(Faraday) 법칙에 따라 코일 내부에서 시변 자기장을 유기시키고, 이 시변 자기장이 암페어 법칙에 따라 다시 실린더 내에서 전기장을 회전방향으로 유기하도록 하여, 실린더 내 이온과 전자들을 가속시켜 주변 가스들과 충돌에 의한 이온화를 지속적으로 일으키게 함으로써 와전류를 발생시킨다.
상기 와전류에 의한 주울(Joule) 열 발생을 통해 실린더를 지나는 기체가 이온화된 열유체 상태가 되도록 에너지와 플라즈마 기체를 지속적으로 공급하도록 한다. 이 경우, 본 발명은 실린더를 지나면서 이온화된 열유체에 공급되는 전기 에너지는 변압기 원리에 따라 유도 코일로부터 발생되는 시변 전자기장과 와전류를 매개로 전달되는 방식이므로, 해당 응용 목적별로 요구되는 고주파 전력을 효율적으로 전달하기 위해 주파수, 코일 감은수 및 실린더 반지름 등과 같은 고주파 전원과 장치의 주요 설계 변수들을 최적화하여야 한다.
본 발명에 따른 가스 해리 시스템은 안정된 고농도의 플라즈마 발생을 가능하게 하며, 파우더 발생을 최소화할 수 있다. 아울러, 가동시 장치의 내구성 및 안정성이 극대화되고, 파우더의 펌프내 고착이 방지되어 펌프의 수명 연장, 공정의 생산성 향상 및 유지 보수 등에 상당한 이점이 있다. 이와 더불어, 가스 해리 모듈을 컴펙트하게 집약화시켜 설치, 분리 및 유지 보수의 효율이 우수하며, 가스 해리 모듈을 소형화시킬 수 있어 현장에서 공간의 제약을 받지 않고 설계상 레이아웃의 자유도를 높일 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 가스 해리 시스템은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 챔버 20: 배기 라인
30: 펌프 40: 스크러버
100: 가스 해리 모듈
120: 실린더 130: RF 코일
140: 전도재 150: 몸체
160: 인젝터 링 161: 가스 홀
171: RF 파워 공급부 172: 냉각수 공급부
180: 마그네트 링 모듈 190: 스팀 공급 모듈
200: 센서부 300: 신호처리 장치
400: 피드백 장치 500: RF 파워 제어부
600: RF 정합부

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 반응가스를 통해 공정이 진행되는 챔버(10)와, 상기 챔버(10)에 배기 라인(20)을 통해 연결되어 가스를 배기시키는 펌프(30)와, 상기 펌프(30)의 하류 측에 구비되는 스크러버(40)를 포함하며; 상기 배기 라인(20)에 구비되는 것으로, 배기 라인(20)을 유동하는 가스에 플라즈마를 발생시키는 가스 해리 모듈(100)을 포함하고,
    상기 가스 해리 모듈(100)은: 일 측이 상기 챔버(10)쪽 배기 라인(20)에 연결되고 타 측이 상기 펌프(30)쪽 배기 라인(20)에 연결되며, 내부에 가스 유로를 형성하는 몸체(150); 상기 몸체(150) 내에 구비되며 상기 가스 유로의 외측을 감싸 형성되는 RF 코일(130); 및 상기 RF 코일(130)에 RF 파워를 인가하는 RF 파워 공급부(171)를 포함하며,
    상기 가스 해리 모듈(100)은, 가스 유동 방향으로 순차 병렬 배치되며 RF 파워가 분할 인가되어 동시에 플라즈마를 발생시키는 복수개의 가스 해리 모듈(100A,100B)로 이루어지되,
    상기 복수개의 가스 해리 모듈(100A,100B)은, 반경 방향으로 가스 유로의 중앙에 플라즈마를 집중시키는 1차 ICP 소스 영역과, 반경 방향으로 가스 유로의 가장자리에 플라즈마를 집중시키는 2차 CCP 소스 영역으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 해리 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 가스 해리 모듈(100)은,
    가스 유로를 형성하는 원통형의 비금속 소재로 이루어진 실린더(120)를 구비하고, 상기 RF 코일(130)은 실린더(120)의 외주를 감싸며, 상기 RF 코일(130)을 커버하는 전도재(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 해리 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 몸체(150) 내에 구비되며 상기 RF 코일(130)의 상류 측에 배치되어 가스 유로에 플라즈마 반응을 활성화시키는 첨가 가스를 공급하는 인젝터 링(160)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 해리 시스템.
  5. 삭제
  6. 제2 항에 있어서,
    가스 유동 방향으로 상기 RF 코일(130)의 중간에 가스 유로를 감싸는 마그네트 링 모듈(180)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 해리 시스템.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 가스 유로의 가스 농도를 검출하는 센서부(200);
    상기 센서부(200)를 통해 감지된 가스 농도에 따라 RF 파워의 강도 세기를 조정하는 RF 파워 제어부(500); 및
    상기 RF 파워 제어부(500)에 연결되어 상기 RF 파워 공급부(171)로 인가되는 RF 파워의 임피던스를 조절하는 RF 정합부(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 해리 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 챔버(10)에 신호검출장치인 OES(Optical Emission Spectroscopy)를 구비하고, 상기 OES는 플라즈마 내에 존재하는 이온과 라디컬로부터 발생하는 광원을 흡수 스펙트럼으로 변화시켜, 특정한 파장에서 발생하는 스펙트럼의 강도(Intensity)를 모니터링 하며 해당 화학 종의 변화를 관찰하는 것을 특징으로 하는 가스 해리 시스템.
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