KR102588509B1 - Apparatus for processing gas used in semi-conductor apparatus by using cryogenic refrigerator - Google Patents
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Abstract
초저온 냉동기를 이용하여 반도체 장비에서 이용되는 공정 가스를 처리하는 공정 가스 처리 장치는 진공 챔버 내의 공정 가스 및 상기 공정 가스를 희석시킬 질소를 포함하는 배기 가스를 도입하는 가스 도입부, 초저온 냉동기를 이용하여 상기 도입된 배기 가스를 냉각시켜 상기 공정 가스를 액화시킴으로써 상기 배기 가스를 액화 공정 가스 및 상기 질소로 분리하는 가스 분리기, 상기 분리된 질소를 질소 포집기로 배출시키는 배출 펌프 및 상기 분리된 액화 공정 가스를 스크러버로 배출시키는 배출구를 포함한다. A process gas processing device that processes process gas used in semiconductor equipment using a cryogenic refrigerator uses a gas introduction unit for introducing the process gas in a vacuum chamber and exhaust gas containing nitrogen to dilute the process gas, and a cryogenic refrigerator. A gas separator that separates the exhaust gas into the liquefied process gas and the nitrogen by cooling the introduced exhaust gas to liquefy the process gas, a discharge pump that discharges the separated nitrogen into a nitrogen collector, and a scrubber for the separated liquefied process gas. It includes an outlet that discharges to.
Description
본 발명은 초저온 냉동기를 이용하여 반도체 장비에서 이용되는 공정 가스를 처리하는 공정 가스 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a process gas processing device that processes process gas used in semiconductor equipment using a cryogenic refrigerator.
반도체 제조 공정은 포토(Photo) 공정, 식각(Etching) 공정, 세정(Cleaning) 공정 등이 존재한다. 이 중, 식각 공정은 웨이퍼의 회로 패턴을 따라 박막의 일부를 제거하는 공정으로, 반도체 제조 공정 중 핵심 공정에 해당한다. Semiconductor manufacturing processes include photo processes, etching processes, and cleaning processes. Among these, the etching process is a process that removes part of the thin film along the circuit pattern of the wafer, and is a core process in the semiconductor manufacturing process.
이러한 반도체 제조 공정에서 식각 공정과 관련하여, 선행기술인 한국등록특허 제10-1251072호는 반도체 소자의 식각방법을 개시하고 있다. Regarding the etching process in this semiconductor manufacturing process, Korean Patent No. 10-1251072, a prior art, discloses a method of etching a semiconductor device.
식각 공정에 이용되는 식각 가스는 주로 플루오르카본 가스(Fluorocarbon Gas)가 이용되고 있다. 플루오르카본 가스는 온실 가스가 지국 온난화에 기여하는 영향을 수치로 나타낸 지구 온난화 지수(GWP, Global Warming Potetial)가 매우 높은 독성 가스(Toxic Gas)에 해당한다. The etching gas used in the etching process is mainly fluorocarbon gas. Fluorocarbon gas is a toxic gas with a very high Global Warming Potential (GWP), which is a numerical representation of the contribution of greenhouse gases to global warming.
현재, 플루오르카본 가스는 고진공 펌프인 드라이 펌프를 통해 배기되고 있다. 플루오르카본 가스는 드라이 펌프의 내식성을 크게 떨어뜨리므로, 다량의 질소를 드라이 펌프 내에 주입시켜 질소로 플루오르카본 가스를 희석시킨 후 드라이 펌프를 통해 배기시켜 스크러버(scrubber)에서 처리된다.Currently, fluorocarbon gas is exhausted through a dry pump, which is a high vacuum pump. Since fluorocarbon gas greatly reduces the corrosion resistance of the dry pump, a large amount of nitrogen is injected into the dry pump to dilute the fluorocarbon gas with nitrogen and then exhausted through the dry pump to be treated in a scrubber.
그러나, 드라이 펌프로 배기되는 배기 가스는 대부분이 질소(99%의 질소와 1%의 플루오르카본 가스)로 구성됨으로써, 스크러버에서 수행되는 해당 배기 가스의 처리 효율성이 상당히 떨어진다.However, the exhaust gas discharged from the dry pump consists mostly of nitrogen (99% nitrogen and 1% fluorocarbon gas), so the treatment efficiency of the exhaust gas performed in the scrubber is significantly reduced.
진공 챔버 내의 공정 가스 및 공정 가스를 희석시킬 질소를 포함하는 배기 가스를 도입하고, 초저온 냉동기를 이용하여 도입된 배기 가스를 냉각시켜 공정 가스를 액화시킴으로써 배기 가스를 액화 공정 가스 및 질소로 분리하는 공정 가스 처리 장치를 제공하고자 한다. A process of separating the exhaust gas into liquefied process gas and nitrogen by introducing the process gas in the vacuum chamber and exhaust gas containing nitrogen to dilute the process gas, and cooling the introduced exhaust gas using a cryogenic refrigerator to liquefy the process gas. An object is to provide a gas processing device.
배출 펌프를 통해 분리된 질소를 질소 포집기로 배출시키고, 배출구를 통해 분리된 액화 공정 가스를 스크러버로 배출시키는 공정 가스 처리 장치를 제공하고자 한다. An object is to provide a process gas treatment device that discharges separated nitrogen to a nitrogen collector through a discharge pump and discharges separated liquefied process gas to a scrubber through an outlet.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다. However, the technical challenges that this embodiment aims to achieve are not limited to the technical challenges described above, and other technical challenges may exist.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 진공 챔버 내의 공정 가스 및 상기 공정 가스를 희석시킬 질소를 포함하는 배기 가스를 도입하는 가스 도입부, 초저온 냉동기를 이용하여 상기 도입된 배기 가스를 냉각시켜 상기 공정 가스를 액화시킴으로써 상기 배기 가스를 액화 공정 가스 및 상기 질소로 분리하는 가스 분리기, 상기 분리된 질소를 질소 포집기로 배출시키는 배출 펌프 및 상기 분리된 액화 공정 가스를 스크러버로 배출시키는 배출구를 포함하는 공정 가스 처리 장치를 제공할 수 있다.As a means for achieving the above-described technical problem, an embodiment of the present invention uses a gas introduction unit for introducing a process gas in a vacuum chamber and an exhaust gas containing nitrogen to dilute the process gas, and a cryogenic refrigerator. A gas separator that separates the exhaust gas into the liquefied process gas and the nitrogen by cooling the liquefied exhaust gas to liquefy the process gas, a discharge pump that discharges the separated nitrogen into a nitrogen collector, and a scrubber for the separated liquefied process gas. A process gas processing device can be provided that includes an outlet for exhausting the gas.
일 실시예에 따르면, 상기 가스 분리기는 상기 질소의 비점에 해당하는 제 1 온도 및 상기 공정 가스의 비점에 해당하는 제 2 온도 간의 온도차에 기초하여 상기 배기 가스를 상기 액화 공정 가스 및 상기 질소로 분리할 수 있다. According to one embodiment, the gas separator separates the exhaust gas into the liquefied process gas and the nitrogen based on a temperature difference between a first temperature corresponding to the boiling point of the nitrogen and a second temperature corresponding to the boiling point of the process gas. can do.
일 실시예에 따르면, 상기 배출 펌프는 상기 질소의 농도가 기설정된 제 1 농도를 만족하는지 여부에 기초하여 상기 질소를 상기 질소 포집기로 배출시킬 수 있다. According to one embodiment, the discharge pump may discharge the nitrogen to the nitrogen collector based on whether the nitrogen concentration satisfies a preset first concentration.
일 실시예에 따르면, 상기 가스 도입부는 상기 질소의 농도가 상기 기설정된 제 1 농도를 만족하지 못하는 경우, 상기 질소를 더 도입하여 상기 질소의 농도를 더 증가시킬 수 있다. According to one embodiment, when the concentration of nitrogen does not satisfy the preset first concentration, the gas introduction unit may further increase the concentration of nitrogen by introducing more nitrogen.
일 실시예에 따르면, 상기 배출구는 상기 액화 공정 가스의 농도가 기설정된 제 2 농도를 만족하는지 여부에 기초하여 상기 액화 공정 가스를 상기 스크러버로 배출시킬 수 있다. According to one embodiment, the outlet may discharge the liquefied process gas to the scrubber based on whether the concentration of the liquefied process gas satisfies a preset second concentration.
일 실시예에 따르면, 공정 가스 처리 장치는 상기 배출된 액화 공정 가스를 상기 스크러버에서 후처리하는 후처리기를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the process gas treatment device may further include a post-processor that post-processes the discharged liquefied process gas in the scrubber.
일 실시예에 따르면, 상기 후처리기는 상기 액화 공정 가스의 농도가 상기 기설정된 제 2 농도를 만족하는 경우, 상기 액화 공정 가스를 가열하여 상기 공정 가스로 재생성하고, 상기 재생성된 공정 가스를 상기 스크러버에서 후처리할 수 있다. According to one embodiment, when the concentration of the liquefied process gas satisfies the preset second concentration, the post-processor heats the liquefied process gas to regenerate the process gas, and applies the regenerated process gas to the scrubber. It can be post-processed.
일 실시예에 따르면, 상기 후처리기는 상기 배출된 공정 가스를 플라즈마를 이용하여 후처리하는 플라즈마식 스크러버를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the post-processor may include a plasma scrubber that post-processes the discharged process gas using plasma.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described means for solving the problem are merely illustrative and should not be construed as intended to limit the present invention. In addition to the exemplary embodiments described above, there may be additional embodiments described in the drawings and detailed description of the invention.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, According to any one of the means for solving the problems of the present invention described above,
질소의 비점 및 공정 가스의 비점을 이용하여 배기 가스로부터 질소 및 공정 가스를 용이하게 분리할 수 있도록 하는 공정 가스 처리 장치를 제공할 수 있다. A process gas processing device that can easily separate nitrogen and process gas from exhaust gas by using the boiling point of nitrogen and the boiling point of the process gas can be provided.
공정 가스 및 질소의 분리를 통해 공정 가스만을 스크러버에 의해 처리하도록 하여 스크러버의 처리 효율성을 높일 수 있는 공정 가스 처리 장치를 제공할 수 있다. A process gas treatment device can be provided that can increase the treatment efficiency of the scrubber by separating the process gas and nitrogen so that only the process gas is treated by the scrubber.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 가스 처리 장치를 도시한 예시적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 가스 처리 장치에서 질소 포집기를 통해 분리된 질소를 포집하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 가스 처리 장치에서 스크러버를 통해 분리된 액화 공정 가스를 후처리하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 1 is an exemplary diagram illustrating a process gas processing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating a process of collecting nitrogen separated through a nitrogen collector in a process gas treatment device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exemplary diagram for explaining a process of post-processing liquefied process gas separated through a scrubber in a process gas treatment device according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only the case where it is "directly connected," but also the case where it is "electrically connected" with another element in between. . In addition, when a part is said to "include" a certain component, this does not mean excluding other components unless specifically stated to the contrary, but may further include other components, and one or more other features. It should be understood that it does not exclude in advance the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.In this specification, 'part' includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized using both. Additionally, one unit may be realized using two or more pieces of hardware, and two or more units may be realized using one piece of hardware.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.In this specification, some of the operations or functions described as being performed by a terminal or device may instead be performed on a server connected to the terminal or device. Likewise, some of the operations or functions described as being performed by the server may also be performed on a terminal or device connected to the server.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 가스 처리 장치를 도시한 예시적인 도면이다. 도 1을 참조하면, 공정 가스 처리 장치(100)는 가스 도입부(110), 가스 분리기(120), 배출 펌프(130), 질소 포집기(140), 배출구(150) 및 후처리기(160)를 포함할 수 있다. 1 is an exemplary diagram illustrating a process gas processing device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the process
본 발명의 공정 가스 처리 장치(100)는 반도체 장비(10)를 통해 수행되는 다양한 공정을 통해 배기되는 공정 가스를 처리할 수 있다. The process
예를 들어, 공정 가스 처리 장치(100)는 웨이퍼의 회로 패턴을 따라 박막의 일부를 깎아내는 공정인 식각 공정 시 이용되는 공정 가스인 SiF4, CF4, C3 F8, CHF3, CCIF3 O2, C3F8, CHF3, CCIF3, CF4를 처리할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the process
예를 들어, 공정 가스 처리 장치(100)는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 공정 시 이용되는 공정 가스인 SiH4, SiH2Cl2, SiHCl3, SiCl4, GeH4, B2H6, BBr3, BCl3, AsH3, PH3, TeH2, SnCl4, WF6, NH3, CH4, Cl2, MoF6, 를 처리할 수 있다.For example, the process
이외에도, 공정 가스 처리 장치(100)는 클리닝 공정 시 이용되는 클리닝 가스, 이온 주입(ion implantation) 공정 시 이용되는 공정 가스, 도핑(doping) 공정 시 이용되는 공정 가스, 어닐링(annealing) 공정 시 이용되는 공정 가스, 패시베이션(passivation) 공정 시 이용되는 공정 가스 및 블랜켓팅(blanketing) 공정 시 이용되는 공정 가스를 처리할 수 있다.In addition, the process
공정 가스 처리 장치(100)는 드라이 펌프(미도시)의 앞단 또는 뒷단에 위치할 수 있다.The process
가스 도입부(110)는 진공 챔버 내의 공정 가스 및 질소를 포함하는 배기 가스를 도입할 수 있다. 예를 들어, 공정 가스는 식각 공정에서 이용되는 식각 가스로서, 예를 들어 플루오르카본 가스(CxFy)를 포함할 수 있다. The
플루오르카본(CxFy) 가스는 식각 공정에서 공정 가스로 주로 이용되며, 예를 들어, 플루오르에탄(CF4), 테트라플루오르메탄(C2F6), 과불화프로판(C3F8), 트리플루오르메탄(CHF3) 등이 이용될 수 있다. Fluorocarbon ( C _ _ _ _ , trifluoromethane (CHF 3 ), etc. can be used.
질소(N)는 공정 가스를 희석시키기 위해 드라이 펌프로 주입된 후, 공정 가스와 함께 가스 도입부(110)로 도입될 수 있다. 만일, 공정 가스 처리 장치(100)가 드라이 펌프의 앞단에 위치할 경우, 질소(N)는 가스 도입부(110)에 곧바로 주입될 수 있다.Nitrogen (N) may be injected with a dry pump to dilute the process gas and then introduced into the
가스 분리기(120)는 초저온 냉동기(125)를 이용하여 도입된 공정 가스를 냉각시켜 공정 가스를 액화시킴으로써 배기 가스를 액화 공정 가스 및 질소로 분리할 수 있다. 여기서, 초저온 냉동기(125)는 초저온 영역에서 사용되는 냉동기인 GM(Gifford-McMahon) 냉동기가 이용될 수 있다.The
가스 분리기(120)는 질소의 비점에 해당하는 제 1 온도(예를 들어, 약 70K) 및 공정 가스(예를 들어, 플루오르카본일 경우 약 150K)의 비점에 해당하는 제 2 온도 간의 온도차에 기초하여 공정 가스를 액화 공정 가스 및 질소로 분리할 수 있다.
여기서, 공정 가스가 플루오르카본 가스일 경우, 플루오르카본 가스는 다음과 같은 온도 특성을 갖는다. 예를 들어, 플루오르에탄(CF4)의 경우, '끓는점: 약 145K, 녹는점: 약 86K'의 온도를 가지며, 테트라플루오르메탄(C2F6)의 경우, '끓는점: 약 195K, 녹는점: 약 173K'의 온도를 가지며, 과불화프로판(C3F8)의 경우, '끓는점: 약 236K, 녹는점: 약 125K'의 온도를 가질 수 있다. Here, when the process gas is a fluorocarbon gas, the fluorocarbon gas has the following temperature characteristics. For example, in the case of fluoroethane (CF 4 ), it has a temperature of 'boiling point: approximately 145K, melting point: approximately 86K', and in the case of tetrafluoromethane (C 2 F 6 ), 'boiling point: approximately 195K, melting point' : It has a temperature of about 173K', and in the case of perfluoropropane (C 3 F 8 ), it can have a temperature of 'boiling point: about 236K, melting point: about 125K'.
예를 들어, 공정 가스가 플루오르에탄(CF4)인 경우, 질소의 비점에 해당하는 온도인 약 70K와 플루오르에탄(CF4)의 비점에 해당하는 온도인 약 145K의 온도차에 기초하여 배기 가스로부터 질소 및 액화 플루오르에탄을 분리할 수 있다. For example, if the process gas is fluoroethane (CF 4 ), the temperature from the exhaust gas is based on a temperature difference of approximately 70 K, corresponding to the boiling point of nitrogen, and approximately 145 K, which is the temperature corresponding to the boiling point of fluoroethane (CF 4 ). Nitrogen and liquefied fluoroethane can be separated.
다른 예를 들어, 공정 가스가 테트라플루오르메탄(C2F6)인 경우, 질소의 비점에 해당하는 온도인 약 70K와 테트라플루오르메탄(C2F6)의 비점에 해당하는 온도인 약 195K의 온도차에 기초하여 배기 가스로부터 질소 및 액화 테트라플루오르메탄을 분리할 수 있다. For another example, if the process gas is tetrafluoromethane (C 2 F 6 ), the temperature corresponding to the boiling point of nitrogen is about 70K and the temperature corresponding to the boiling point of tetrafluoromethane (C 2 F 6 ) is about 195K. Nitrogen and liquefied tetrafluoromethane can be separated from exhaust gas based on the temperature difference.
또 다른 예를 들어, 공정 가스가 과불화프로판(C3F8)인 경우, 질소의 비점에 해당하는 온도인 약 70K와 과불화프로판(C3F8)의 비점에 해당하는 온도인 236K의 온도차에 기초하여 배기 가스로부터 질소 및 액화 과불화프로판을 분리할 수 있다. For another example, if the process gas is perfluoropropane (C 3 F 8 ), the temperature corresponding to the boiling point of nitrogen is approximately 70K and the temperature corresponding to the boiling point of perfluoropropane (C 3 F 8 ) is 236K. Nitrogen and liquefied perfluoropropane can be separated from exhaust gas based on temperature difference.
배출 펌프(130)는 분리된 질소를 질소 포집기(140)로 배출시킬 수 있다. 배출 펌프(130)가 질소를 질소 포집기(140)로 배출시키는 과정에 대해서는 도 2를 통해 상세히 설명하도록 한다. The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 가스 처리 장치에서 질소 포집기를 통해 분리된 질소를 포집하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다. FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating a process of collecting nitrogen separated through a nitrogen collector in a process gas treatment device according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 배출 펌프(130)는 질소의 농도가 기설정된 제 1 농도를 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 질소의 농도는 FT-IR(적외선 분광기)을 이용하는 분광분석법(Spectrometry)을 이용하여 측정될 수 있다.Referring to FIG. 2, the
배출 펌프(130)는 질소의 농도가 기설정된 제 1 농도를 만족하는지 여부에 기초하여 질소를 질소 포집기(140)로 배출시킬 수 있다. 여기서, 기설정된 제 1 농도는 대략 100%일 수 있다. The
예를 들어, 배출 펌프(130)는 질소의 농도가 대략 100%를 만족하는 경우, 질소를 질소 포집기(140)로 배출시킬 수 있다. 다른 예를 들어, 배출 펌프(130)는 질소의 농도가 대략 100%를 만족하지 않는 경우, 질소를 배관(135)을 통해 가스 도입부(110)로 전달할 수 있다. For example, the
가스 도입부(110)는 질소의 농도가 기설정된 제 1 농도(예를 들어, 100%에 근접한 농도)를 만족하지 못하는 경우, 질소를 더 도입하여 질소의 농도를 더 증가시킬 수 있다.If the nitrogen concentration does not satisfy the preset first concentration (for example, a concentration close to 100%), the
즉, 본 발명은 이러한 반복 순환 과정을 통해 질소의 농도를 증가시키도록 할 수 있다. In other words, the present invention can increase the concentration of nitrogen through this repeated circulation process.
배출구(150)는 분리된 액화 공정 가스를 스크러버(165)로 배출시킬 수 있다. 배출구(150)가 액화 공정 가스를스크러버(165)로 배출시키는 과정에 대해서는 도 3을 통해 상세히 설명하도록 한다. The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 가스 처리 장치에서 스크러버를 통해 분리된 액화 공정 가스를후처리하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다. FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating a process of post-processing liquefied process gas separated through a scrubber in a process gas treatment device according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 배출구(150)는 액화 공정 가스의 농도가 기설정된 제 2 농도를 만족하는지 여부에 기초하여 액화 공정 가스를 스크러버(165)로 배출시킬 수 있다. 이때, 액화 공정 가스의 농도는 공정 가스 내의 질소 농도가 측정된 후 확인될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the
여기서, 기설정된 제 2 농도는 대략 100%일 수 있다. 예를 들어, 배출구(150)는 액화 공정 가스의 농도가 대략 100%를 만족하는 경우, 액화 공정 가스를 스크러버(165)로 배출시킬 수 있다. Here, the preset second concentration may be approximately 100%. For example, when the concentration of the liquefied process gas satisfies approximately 100%, the
다른 예를 들어, 배출구(150)는 액화 공정 가스의 농도가 대략 100%를 만족하지 않는 경우, 가스 분리기(120) 내 저장 용기 내에서 액화 공정 가스를 지속적으로 저장할 수 있다. For another example, the
후처리기(160)는 배출된 액화 공정 가스를 스크러버(165)에서 후처리할 수 있다. The post-processor 160 may post-process the discharged liquefied process gas in the
후처리기(160)는 액화 공정 가스의 농도가 기설정된 제 2 농도를 만족하는 경우, 액화 공정 가스를 가열하여 공정 가스로 재생성하고, 재생성된 공정 가스를 스크러버(165)에서 후처리할 수 있다. When the concentration of the liquefied process gas satisfies the preset second concentration, the post-processor 160 may heat the liquefied process gas to regenerate the process gas, and post-process the regenerated process gas in the
여기서, 후처리기(160)는 배출된 공정 가스를 플라즈마를 이용하여 후처리하는 플라즈마식 스크러버를 포함할 수 있다. Here, the post-processor 160 may include a plasma scrubber that post-processes the discharged process gas using plasma.
플라즈마식 스크러버는 공정 가스를 플라즈마를 이용하여 처리할 수 있다. 플라즈마식 스크러버는 공정 가스의 세정을 위해 사용되며, 저온 플라즈마식 스크러버는 저압의 전원을 방전시켜 그 사이로 유해가스를 통과시켜 분해하는 방식을 의미하고, 고온 플라즈마식 스크러버는 고압의 직류전원을 이용해 연속적인 방전을 일으키고 그 사이로 처리대상 가스를 흘림으로써, 이를 분해 처리하는 방식을 의미한다. A plasma scrubber can treat process gas using plasma. Plasma scrubbers are used to clean process gases. Low-temperature plasma scrubbers discharge low-pressure power and decompose harmful gases by passing them through them, while high-temperature plasma scrubbers use high-pressure direct current power to continuously clean the gases. It refers to a method of disassembling and treating an electric discharge by causing a discharge and flowing the gas to be treated through it.
본 발명에 따르면, 공정 가스의 희석을 위해 사용된 다량의 질소를 질소 포집기(140)를 통해 포집하여 질소를 재사용하는 것이 가능하다.According to the present invention, it is possible to reuse nitrogen by collecting a large amount of nitrogen used to dilute the process gas through the
또한, 소량의 공정 가스만을 스크러버(165)로 배기시킴으로써, 스크러버의 처리 효율성을 높일 수 있다. Additionally, by exhausting only a small amount of process gas through the
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. The description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as unitary may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
100: 공정 가스 처리 장치
110: 가스 도입부
120: 가스 분리기
125: 초저온 냉동기
130: 배출 펌프
135: 배관
140: 질소 포집기
150: 배출구
160: 후처리기
165: 스크러버100: Process gas processing device
110: gas inlet
120: gas separator
125: Ultra-low temperature freezer
130: discharge pump
135: Plumbing
140: Nitrogen collector
150: outlet
160: Post-processor
165: Scrubber
Claims (8)
진공 챔버 내의 공정 가스 및 상기 공정 가스를 희석시키기 위해 별도로 주입된 질소를 포함하는 배기 가스를 도입하는 가스 도입부;
초저온 냉동기를 이용하여 상기 도입된 배기 가스를 냉각시켜 상기 공정 가스를 액화시킴으로써 상기 배기 가스를 액화 공정 가스 및 상기 질소로 분리하는 가스 분리기;
상기 분리된 질소를 질소 포집기로 배출시키는 배출 펌프; 및
상기 분리된 액화 공정 가스를 스크러버로 배출시키는 배출구
를 포함하고,
상기 배출펌프는 상기 질소의 농도가 기설정된 제 1 농도를 만족하는지 여부에 기초하여 상기 질소를 상기 질소 포집기로 배출시키고, 상기 질소의 농도가 상기 기설정된 제 1 농도를 만족하지 못하는 경우, 상기 질소를 배관을 통해 상기 가스 도입부로 전달하는 것인, 공정 가스 처리 장치.
In a process gas processing device that processes process gas used in semiconductor equipment using a cryogenic refrigerator,
a gas introduction unit for introducing exhaust gas containing a process gas in the vacuum chamber and nitrogen separately injected to dilute the process gas;
a gas separator that separates the exhaust gas into the liquefied process gas and the nitrogen by cooling the introduced exhaust gas using a cryogenic refrigerator to liquefy the process gas;
a discharge pump discharging the separated nitrogen into a nitrogen collector; and
An outlet for discharging the separated liquefied process gas to a scrubber.
Including,
The discharge pump discharges the nitrogen to the nitrogen collector based on whether the nitrogen concentration satisfies the preset first concentration, and if the nitrogen concentration does not satisfy the preset first concentration, the nitrogen A process gas processing device that delivers to the gas introduction unit through a pipe.
상기 가스 분리기는 상기 질소의 비점에 해당하는 제 1 온도 및 상기 공정 가스의 비점에 해당하는 제 2 온도 간의 온도차에 기초하여 상기 배기 가스를 상기 액화 공정 가스 및 상기 질소로 분리하는 것인, 공정 가스 처리 장치.
According to claim 1,
wherein the gas separator separates the exhaust gas into the liquefied process gas and the nitrogen based on a temperature difference between a first temperature corresponding to the boiling point of the nitrogen and a second temperature corresponding to the boiling point of the process gas. processing unit.
상기 가스 도입부는 상기 질소의 농도가 상기 기설정된 제 1 농도를 만족하지 못하는 경우, 상기 질소를 더 도입하여 상기 질소의 농도를 더 증가시키는 것인, 공정 가스 처리 장치.
According to claim 1,
The gas introduction unit further increases the nitrogen concentration by introducing more nitrogen when the nitrogen concentration does not satisfy the preset first concentration.
상기 배출구는 상기 액화 공정 가스의 농도가 기설정된 제 2 농도를 만족하는지 여부에 기초하여 상기 액화 공정 가스를 상기 스크러버로 배출시키는 것인, 공정 가스 처리 장치.
According to claim 1,
The outlet discharges the liquefied process gas to the scrubber based on whether the concentration of the liquefied process gas satisfies a preset second concentration.
상기 배출된 액화 공정 가스를 상기 스크러버에서 후처리하는 후처리기를 더 포함하는 것인, 공정 가스 처리 장치.
According to claim 1,
A process gas processing device further comprising a post-processor for post-processing the discharged liquefied process gas in the scrubber.
상기 후처리기는 상기 액화 공정 가스의 농도가 상기 기설정된 제 2 농도를 만족하는 경우, 상기 액화 공정 가스를 가열하여 상기 공정 가스로 재생성하고,
상기 재생성된 공정 가스를 상기 스크러버에서 후처리하는 것인, 공정 가스 처리 장치.
According to claim 6,
When the concentration of the liquefied process gas satisfies the preset second concentration, the post-processor heats the liquefied process gas to regenerate it into the process gas,
A process gas processing device wherein the regenerated process gas is post-treated in the scrubber.
상기 후처리기는 상기 배출된 공정 가스를 플라즈마를 이용하여 후처리하는 플라즈마식 스크러버를 포함하는 것인, 공정 가스 처리 장치.According to claim 7,
The post-processor includes a plasma scrubber that post-processes the discharged process gas using plasma.
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| WO2024123123A1 (en) | 2024-06-13 |
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