KR100197335B1 - 반도체 장치의 가스 세정기 및 이를 이용한 필터링법 - Google Patents

반도체 장치의 가스 세정기 및 이를 이용한 필터링법 Download PDF

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Abstract

반도체 장치의 가스 세정기의 필터 및 이를 이용한 필터링법에 대해 기재되어 있다. 이는, 그 상부에 가스 유입구를 갖는 제1플랜지, 제1플랜지와 체결되도록 플랜지의 하부에 위치하는 하우징, 하우징 내부에 장착되고, 가스를 필터링하는 캡 모양의 필터, 하우징의 하부에 위치하여 하우징과 체결되는 제2플랜지, 제2플랜지 상부에 장착되어 필터를 고정시키는 클램프 및 클램프에 장착되어 필터의 모양을 지지하는 지지대를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 필터링될 분말은 필터의 외부에서 내부를 통과하면서 필터링된다. 따라서, 필터의 수명을 연장할 수 있다.

Description

반도체 장치의 가스 세정기 및 이를 이용한 필터링법
제1도는 반도체 장치의 일반적인 가스 세정기를 도시한 개략도이다.
제2도는 종래의 가스 세정기의 필터부를 도시한 분해 사시도이다.
제3도는 본 발명의 일실시예에 의한 가스 세정기의 필터부를 도시한 분해 사시도이다.
제4도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 가스 세정기의 필터부를 도시한 분해 사시도이다.
본 발명은 반도체 장치 및 이를 이용한 제조방법에 관한 것으로서, 특히 폐(廢)가스를 세정하기 위한 가스 세정기의 필터 및 이를 이용한 필터링법에 괸한 것이다.
반도체 제조 공정 중, 예컨대 열처리 공정, 박막 형성공정, 식각공정 등의 여러 가지 공정을 위해 화학가스를 사용하는 경우가 많다. 이러한 공정 중에 사용되었던 폐가스는 여러 가지 단계를 거쳐 세정된 후 재활용된다.
제1도는 반도체 장치의 일반적인 가스 세정기(gas scrubber)를 도시한 개략도로서, 특히 실래인(SiH4) 가스를 세정하는 가스 세정기를 도시한 것이다. 제1도에 있어서, 도면부호 1은 폐가스 유입관을, 3은 공기 유입관을, 5, 7 및 9는 제1, 제1 및 제3 가스관을, 14는 필터부를, 16은 촉매부를, 18은 블로워(blower)를 20은 첵크밸브(check valve)를 나타낸다.
폐가스 유입관(1)에 유입된 폐가스(세정대상 가스), 예컨대 실래인은 공기 유입관(3)에 유입된 공기와 반응하여 이산화 실리콘 분말을 생성(SiH4+ 2O2→ SiO2+ 2H2O)하고, 생성된 분말은 필터부(14)를 거쳐 필터링된다. 필터부(14)에 의해 충분히 필터링되지 못한 폐가스는 제1가스관(5)을 통해 촉매부(16)로 유입된 후, 이곳에 있는 촉매용액에 의해 재처리된다. 이후, 필터부(14) 또는 촉매부(16)에 의해 세정된 가스는 제2가스관(7)을 거친후 제3가스관(9)를 통해 외부로 배출된다.
이때, 상기한 블로워(18)는 필터부(14)가 분말에 의해 막힐 경우 생기는 압력의 손실을 방지하기 위해 설치된다.
상기한 가스 세정기에 있어서, 가스 세정기의 수명은 필터부(14)의 수명과 직접적으로 연관된다.
따라서, 반도체 장치의 가스 세정기에 투입되는 비용을 절약하기 위해서는 필터부의 수명을 연장하는 것이 바람직하다.
제2도는 종래의 가스 세정기의 필터부를 도시한 분해 사시도로서, 도면부호 20은 플랜지(flange)를, 22는 제1가스 유입구를, 24는 제2가스 유입구를, 30은 밀봉 링(ring)을, 32는 클램프(clamp)를, 40은 유입구(A)를 갖는 필터를, 그리고 50은 중공형 하우징(housing)을 나타낸다.
종래의 가스 세정기의 필터부는, 그 상부면 및 하부면 각각에 제1가스 유입구(22) 및 제2가스 유입구(24)가 안착되어 있는 플랜지(20)와, 상기 플랜지(20)의 외주면과 그 일단부면이 결합된 중공형 하우징(50)과, 상기 중공형 하우징(50) 내에 안착되고, 상기 제2가스 유입구(24)에 클램프(32)에 의해 고정된 필터(40)로 구성된다.
이때, 중공형 하우징(50)은 상기 필터(40)가 외부의 충격에 의해 손상되는 것을 보호하기 위해 사용되고, 상기 밀봉 링(30)은 플랜지(20)와 중공형 하우징(50)을 결합할 때 이들 사이에 끼워져 상기 플랜지(20)와 중공형 하우징(50)이 닿는 면에서 발생하는 충격을 완화하고, 필터(40)로 유입된 가스가 플랜지(20)와 중공형 하우징(50) 사이로 빠져나가는 것을 방지한다.
폐가스와 공기가 반응하여 형성된 분말과 수증기 및 반응하지 않고 남은 폐가스는 제1가스 유입구(22)를 통해 플랜지(20)를 통과한 후 제2가스 유입구(24)를 통해 필터(40) 내부로 유입된 후, 상기 필터(40)의 외부로 배출된다(화살표로 표시). 이때, 수증기 및 반응하지 않고 남은 폐가스는 그대로 상기 필터(40)을 통과하게 되나, 분말은 상기 필터(40) 내벽에 쌓이게 된다.
상술한 종래의 가스 세정기의 필터부는 아래에 나열하는 바와 같은 문제점들에 의해 그 수명이 단축된다.
첫째, 필터(40)가 제2가스 유입구(24)와 체결되어야 하므로 필터 입구(A)는 필터의 다른 부분보다 좁아지게 된다. 따라서, 필터링 공정에 의해 상기 필터(40)의 내벽에 쌓이게 되는 분말들에 의해 필터의 입구(A)가 막히게 되는 현상이 발생한다. 이러한 현상은 필터(40)의 수명을 단축시키는 가장 큰 원인이 되는데, 이는 필터의 다른 부분이 막히지 않은 상태에서도 필터(40)의 입구(A)가 먼저 막히게 되면 이에 의해 필터 전체를 교체해야 되기 때문이다.
둘째, 필터링된 분말은 필터(40)의 내벽에 쌓이게 되므로 수명연장에 불리하다. 즉, 필터링된 분말이 필터(40)의 외벽에 쌓이게 되면, 적당한 시간이 지날때마다 외부벽에 충격을 가해 쌓인 분말을 제거하면되지만, 분말이 내벽에 쌓이게 되면 이러한 제거작업이 용이하지 않아 결과적으로 필터 전체를 교체해야 되기 때문이다.
셋째, 필터(40)를 중공형 하우징(50) 내에 넣는 과정에서 필터(40)가 충분히 부풀리지 않은 상태가 되어(필터가 쭈그러든 상태로 하우징 내에 장착됨), 결과적으로, 필터링을 위한 면적이 작아지게 된다. 필터의 수명은 분말을 쌓을 수 있는 필터의 면적에 비례하므로 필터의 면적이 클수록 필터부의 수명도 연장된다.
본 발명의 목적은 가스 세정기의 필터부의 필터를 장기간 교체없이 사용할 수 있는 반도체 장치의 가스 세정기의 필터를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 가스 세정기의 필터부의 수명을 연장할 수 있는 가스 세정기의 필터를 이용한 필터링법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일실시예에 의한 가스 세정기의 필터는, 그 상부에 유입구를 갖는 제1플랜지와, 상기 제1플랜지의 외주면과 그 일단부면이 결합된 중공형 하우징과, 그 외주면이 상기 중공형 하우징의 타단부면과 결합된 제2플랜지와, 상기 중공형 하우징 내부에 안착되고, 상기 유입구로 유입된 불순물을 필터링하기 위한 캡 모양의 필터, 및 상기 제2플랜지 상면에 안착되고, 상기 필터의 모양을 유지하기 위한 돌기형 필터 지지대를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1플랜지와 중공형 하우징 사이에 가스 누설을 방지하기 위한 밀봉 링을 더 구비하고, 상기 중공형 하우징 내부에, 상기 필터의 외면에 쌓이는 분말을 제거하기 위하여, 진동기 또는 질소 정화기로 된 분말 제거 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 가스 세정기의 필터는, 그 상부에 유입구를 갖는 플랜지와, 상기 플랜지의 외주면과 그 일단부면이 결합된 중공형 하우징과, 상기 중공형 하우징 내부에 안착되고, 상기 유입구로 유입된 불순물을 필터링하기 위한 컵모양의 필터와, 상기 플랜지 하면에 안착되고, 상기 필터의 모양을 유지하기 위한 돌기형 필터 지지대들을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 플랜지와 중공형 하우징 사이에 가스 누설을 방지하기 위한 밀봉 링을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 가스 세정기의 필터를 이용한 필터링법은, 중공형 하우징 내부로 불순물을 유입시키는 단계와 상기 불순물을 상기 중공형 하우징 내부에 안착된 캡 모양의 필터의 외부에서 내부로 통과시키면서 필터링하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 의한 가스 세정기의 필터 및 이를 이용한 필터링법에 의하면, 필터의 수명을 종래 보다 늘릴 수 있어 가스 세정기의 수명을 연장할 수 있으므로, 결과적으로 반도체 제조 비용을 절감할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 더욱 자세하게 설명하고자 한다.
제3도는 본 발명의 일실시예에 의한 가스 세정기의 필터부를 도시한 분해 사시도로서, 도면부호 60은 제1플랜지를, 62는 제1가스 유입구를, 70은 밀봉 링을, 80은 캡(cap)모양의 필터를, 90은 중공형 하우징을, 100은 제2플랜지를, 110은 클램프를, 그리고 120은 돌기형 필터 지지대 나타낸다.
제1플랜지(60) 상부면에는 가스 유입구(62)가 돌출되어 있다. 상기 가스 유입구(62)는, 예컨대 실래인과 공기가 반응하여 생성한 분말과 수증기 및 반응하지 않고 남은 폐가스가 유입되는 부분이다.
중공형 하우징(90)은 상기 제1플랜지(60) 하부에 위치하고, 그 일단부면이 상기 제1플랜지(60)의 외주면과 결합되어 있으며, 그 내부에 안착되는 필터(80)를 보호하기 위한 것이다. 이는 스테인레스강(stainles steel)으로 형성되어 있다.
상기 제1플랜지(60)와 상기 중공형 하우징(90)은 밀봉 링(70)을 그 사이에 개재하여 결합되는데, 상기 밀봉 링(70)은 제1플랜지(60)와 중공형 하우징(90)을 체결할 때 발생하는 충격을 완화하고 제1플랜지(60)와 중공형 하우징(90) 사이로 가스가 누출되는 것을 방지하기 위한 것이다.
필터(80)는 분말 및 폐가스가 유입되는 입구부가 다른 부분보다 좁던 종래(제2도의 도면부호 40 참조)와는 달리, 전체적으로 그 폭이 일정하며 캡(cap) 모양으로 되어 있다. 이때, 상기 필터(80)는 중공형 하우징(90)의 내부에 장착되어 폐가스와 공기가 반응하여 생성된 분말을 필터링하는 역할을 한다.
상기 필터(80)은 그 외주면이 상기 중공형 하우징(90)의 타단부면과 결합하는 제2플랜지(100)의 상부면에 안착되어 있는 돌기형 필터 지지대들(120)에 의해 그 모양이 유지된다. 이때, 상기 필터(80)는 상기 클램프(110)에 의해 상기 돌기형 필터 지지대들(120)에 고정된다.
필터(80)를 중공형 하우징(90)에 넣는 과정에서 필터(80)의 일부가 쭈그러든다 하더라도 상기 돌기형 필터 지지대들(120)에 의해 필터(80)가 완전하게 펼쳐지게 되므로, 결과적으로 필터링을 위한 면적이 종래 보다 더 커지게 된다(종래에는 쭈그러진 상태에서 필터링을 행함).
제3도에 도시된 가스 세정기의 필터를 참조하여, 본 발명에 의한 필터링법을 성명한다.
가스 유입구(62)로 통해 상기 제1플랜지(60)를 통과하여 중공형 하우징(90)으로 유입된 분말등은(상기 제3도의 화살표 참조) 캡 모양의 상기 필터(80) 외부에서 내부로 통과하는 과정에서 필터링된 후 중공형 하우징(90) 밖으로 배출된다. 즉, 도시된 바와 같이, 상기 필터(80)는 중공형 하우징(90) 내부에 꼭 끼워지게 안착되도록 제조되어 있으므로 중공형 하우징(90)으로 유입된 분말등은 반드시 필터(80)를 통과하게 된다. 상기 필터(80)는 캡 모양이므로, 분말등은 상기 필터의 외부에서 내부로 통과하는 과정에서 필터링된다.
필터(80)에 의해 필터링된 분말은, 종래 및 제3도의 실시예와는 달리, 상기 필터(80)의 외벽에 쌓이게 된다. 필터(80)의 외벽에 쌓인 분말은 중공형 하우징(90) 내에 설치된 진동기 또는 질소 정화기(purge)(130)와 같은 분말제거 수단에 의해 용이하게 제거될 수 있다. 이때. 필터의 외벽이란 중공형 하우징(90)와 인접하게 되는 면을 의미하고, 필터의 내벽이란 상기 외벽에 대향하는 면을 의미한다.
이때, 상기 진동기는 상기 필터(80)를 진동시키는 것에 의해 그 외벽에 쌓여있는 분말을 제거하고, 상기 질소 정화기(130)는 상기 필터(80) 내부로부터 외부로 강한 질소(N2)압(질소의 분출에 의해 생긴 압력)에 의해 분말을 제거한다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 의한 가스 세정기의 필터부 및 이를 이용한 필터링법에 의하면, 첫째, 필터(80)의 입구의 폭과 다른 부분의 폭이 동일하므로 필터의 입구에 분말이 먼저 쌓여 필터의 수명을 단축하는 경우가 발생하지 않는다. 둘째, 돌기형 필터 지지대들(120)에 의해 필터의 쭈그러짐이 방지되므로 필터링을 위한 면적확보가 용이하여 결과적으로 필터의 수명을 연장시킨다. 셋째, 중공형 하우징(90)에 유입된 분마등은 필터(80)의 외부에서 내부로 통과하는 과정에서 필터링되므로 필터링된 분말은 필터(80)의 외벽에 쌓이게 된다. 따라서 분말제거가 용이하여 필터의 수명을 연장시킬 수 있다.
제4도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 가스 세정기의 필터를 도시한 분해 사시도로서, 도면부호 130은 플랜지를, 132는 가스 유입구를, 140은 밀봉 링을, 150는 클램프를, 160은 돌기형 피터 지지대들을, 170은 컵(cup) 모양의 필터를, 그리고 180은 중공형 하우징을 나타낸다.
플랜지(130)의 상부면에는, 예컨대 실래인과 공기가 반응하여 생긴 분말과 수증기 및 반응하지 않고 남은 폐가스가 유입되는 가스 유입구(132)가 돌출되어 있고, 플랜지(130)의 하부면에는 필터(170)를 컵 모양으로 유지시키기 위한 돌기형 필터 지지대들(160)이 안착되어 있다.
필터(170)는 클램프(150)에 으해 상기 돌기형 필터 지지대들(160)에 고정되고, 그 모양은 완전한 컵 모양을 유지한다(즉, 쭈그러짐이 없다).
중공형 하우징(180)은 밀봉 링(140)을 개재하여 상기 플랜지(130)와 결합된다. 상기 중공형 하우징(180)의 내부에는 필터(170)가 안착된다.
가스 유입구(132)를 통해 중공형 하우징(180)으로 유입된 분말 및 폐가스는 필터(170)를 통해 중공형 하우징(180) 밖으로 배출된다(화살표로 표시).
이때, 본 실시예에서는, 상기 제3도에서와 달리, 상기 분말 및 폐가스는 필터(170)의 내부에서 외부로 통과하는 것에 의해 필터링되므로, 필터리된 분말은 필터(170)의 내벽에 쌓이게 된다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 의한 가스 세정기의 필터에 의하면, 첫째, 필터(170)의 입구부의 폭과 다른 부분의 폭이 동일하므로 필터(170)의 입구에 분말이 먼저 쌓여 필터의 수명을 단축하는 경우가 발생하지 않는다. 둘째, 돌기형 필터 지지대들(160)에 의해 필터(170)의 쭈그러짐이 방지되므로 결과적으로 필터의 수명을 연장시킨다.
본 발명에서는 세정될 폐가스로 실래인을 사용하였으나, 실래인외에 다른 폐가스를 이용하여 본 발명에 의한 필터 및 필터링법을 행한다할지라도 본 발명에 의한 효과는 변함이 없다는 것은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 명백하게 알 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 실시 가능함은 명백하다.

Claims (6)

  1. 그 상부에 유입구를 갖는 제1플랜지; 상기 제1플랜지의 외주면과 그 일단부면이 결합된 중공형 하우징; 그 외주면이 상기 중공형 하우징의 타단부면과 결합된 제2플랜지; 상기 중공형 하우징 내부에 안착되고, 상기 유입구로 유입된 불순물을 필터링하기 위한 캡 모양의 필터; 및 상기 제2플랜지 상면에 안착되고, 상기 필터의 모양을 유지하기 위한 돌기형 필터 지지대를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 가스 세정기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1플랜지와 중공향 하우징 사이에 가스 누설을 방지하기 위한 밀봉 링을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 가스 세정기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중공형 하우징 내부에, 상기 필터의 외면에 쌓이는 분말을 제거하기 위하여, 진동기 및 질소 정화기 중 어느 하나로 된 분말 제거 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 가스 세정기.
  4. 그 상부에 유입구를 갖는 플랜지; 상기 플랜지의 외주면과 그 일단부면이 결합된 중공형 하우징; 상기 중공형 하우징 내부에 안착되고, 상기 유입구로 유입된 불순물을 필터링하기 위한 컵 모양의 필터; 및 상기 플랜지 하면에 안착되고, 상기 필터의 모양을 유지하기 위한 돌기형 필터 지지대들을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 가스 세정기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 플랜지와 중공형 하우징 사이에 가스 누설을 방지하기 위한 밀봉 링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 가스 세정기.
  6. 중공형 하우징 내부로 불순물을 유입시키는 단계; 및 상기 불순물을 상기 중공형 하우징 내부에 안착된 캡 모양의 필터의 외부에서 내부로 통과시키면서 필터링하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 필터링법.
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