KR101447629B1 - 반도체 부산물 포집차단수단을 구비한 반도체 부산물 포집장치 - Google Patents

반도체 부산물 포집차단수단을 구비한 반도체 부산물 포집장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 제조공정 중 박막의 증착 및 식각시 프로세서 챔버에서 발생하여 배기(배출)되는 반도체(반응) 부산물이 진공펌프로 흡입되는 것을 방지하기 위한 반도체 부산물을 포집하도록 이루어진 반도체 부산물 포집장치에 관한 것으로, 상세하게는 제1연결관으로 유입된 후 제2연결관으로 배출시 반도체 부산물이 제2연결관으로 배출되는 것을 방지하기 위하여 제2연결관에 반도체 부산물이 배출되는 것을 방지할 수 있도록 차단과 포집을 할 수 있도록 이루어진 반도체 부산물 포집차단수단을 구비한 반도체 부산물 포집장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 반도체 부산물 포집차단수단을 구비한 반도체 부산물 포집장치는, 제1연결관과 제2연결관이 형성된 원통형의 하우징과, 상기 하우징 내에 설치된 다수의 트랩 플레이트과, 상기 하우징 내의 온도를 조절하기 위한 온도조절수단을 포함하여 반도체 제조공정 시 프로세서 챔버에서 발생하는 반도체 부산물이 진공펌프로 흡입되는 것을 방지하도록 하는 반도체 부산물 포집장치에 있어서, 상기 하우징 내주면으로 돌출되는 제2연결관의 끝단부에는 반도체 부산물의 배출을 차단하도록 이루어지는 반도체 부산물 포집차단수단을 포함하며, 상기 반도체 부산물 포집차단수단은, 제2연결관의 끝단부와 상측으로 이격되게 설치되어 낙화하는 반도체 부산물을 차단하는 상부 차단판과, 상기 끝단부의 하측으로 제2연결관의 외주연에 설치되어 하측에서 올라오는 반도체 부산물을 차단하는 하부 차단판을 포함하도록 이루어진 것이다.

Description

반도체 부산물 포집차단수단을 구비한 반도체 부산물 포집장치{Semiconductor byproduct trapping device}
본 발명은 반도체 제조공정 중 박막의 증착 및 식각시 프로세서 챔버에서 발생하여 배기(배출)되는 반도체(반응) 부산물이 진공펌프로 흡입되는 것을 방지하기 위한 반도체 부산물을 포집하도록 이루어진 반도체 부산물 포집장치에 관한 것으로, 상세하게는 제1연결관으로 유입된 후 제2연결관으로 배출시 반도체 부산물이 제2연결관으로 배출되는 것을 방지하기 위하여 제2연결관에 반도체 부산물이 배출되는 것을 방지할 수 있도록 차단과 포집을 할 수 있도록 이루어진 반도체 부산물 포집차단수단을 구비한 반도체 부산물 포집장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 공정은 크게 전 공정(Fabrication 공정)과 후 공정(Assembly 공정)으로 이루어지며, 전 공정이라 함은 각종 프로세서 챔버(Chamber)내에서 웨이퍼(Wafer)상에 박막을 증착하고, 증착된 박막을 선택적으로 식각하는 과정을 반복적으로 수행하여 특정의 패턴을 가공하는 것에 의해 이른바, 반도체 칩(Chip)을 제조하는 공정을 말하고, 후공정이라 함은 상기 전 공정에서 제조된 칩을 개별적으로 분리한 후, 리드프레임과 결합하여 완제품으로 조립하는 공정을 말한다.
이때, 상기 웨이퍼 상에 박막을 증착하거나, 웨이퍼 상에 증착된 박막을 식각하는 공정은 프로세서 챔버 내에서 실란(Silane), 아르신(Arsine) 및 염화 붕소 등의 유해 가스와 수소 등의 프로세서 가스를 사용하여 고온에서 수행되며, 상기 공정이 진행되는 동안 프로세서 챔버 내부에는 각종 발화성 가스와 부식성 이물질 및 유독 성분을 함유한 유해가스 등이 다량 발생하게 된다.
따라서, 반도체 제조장비에는 프로세서 챔버를 진공상태로 만들어 주는 진공펌프의 후단에 상기 프로세서 챔버에서 배출되는 배기가스를 정화시킨 후 대기로 방출하는 스크루버(Scrubber)를 설치한다. 하지만, 상기 프로세서 챔버에서 배출되는 배기가스는 대기와 접촉하거나 주변의 온도가 낮으면 고형화되어 파우더로 변하게 되는데, 상기 파우더는 배기라인에 고착되어 배기압력을 상승시킴과 동시에 진공펌프로 유입될 경우 진공펌프의 고장을 유발하고, 배기가스의 역류를 초래하여 프로세서 챔버 내에 있는 웨이퍼를 오염시키는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 첨부된 특허문헌들과 같이 다양한 반도체 부산물 포집장치가 제공되어 있다.
일반적인 반도체 부산물 포집장치는, 반응부산물이 파우더 상태로 전환되는 시간을 단축하기 위하여 프로세서 챔버와 진공펌프 사이에 상기 프로세서 챔버에서 배출되는 배기가스를 냉각하여 파우더 상태로 응착시키는 냉각수단이 구비된 반도체 부산물 포집장치를 설치하여 사용하고 있다.
그러나 이러한, 냉각수단이 구비된 반도체 부산물 포집장치의 경우에는 냉각수단이 반도체 부산물이 노출되어 있어 반도체 부산물이 냉각수단에 부착되어 냉각효율의 저하 및 포진된 부산물의 제거(크리닝)시 냉각수단에 부착된 반도체 부산물에 의하여 냉각수단이 파손되어 유지보수비용을 상승시키는 문제점이 있다.
또한 (KR) 등록특허 10-0621660호의 반도체 부산물 트랩장치에서는 제2연결관(130)의 입구부분에 위치하는 차단용 캡(160)이 제시되어 있으나, 상기 차단용 캡(160)이 설치되지 않을 시보다는 차단효과가 있으나, 진공펌프의 진공압에 의하여 반도체 부산물을 빨려들어가는 현상이 발생하는 한편, 장기간 사용시에는 주변에 포집되어 있는 반도체 부산물이 빨려들어가는 현상이 증가하여 급속하게 반도체 부산물의 포집효율이 떨어지는 단점이 있다. 이로 인하여 포집된 반도체 부산물을 제거하기 위한 보수주기가 짧아 생산 및 제거효율이 떨어지는 단점이 있다.
(KR) 등록특허 10-0555385호 (KR) 등록특허 10-0621660호 (KR) 등록특허 10-0647725호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로,
본 발명은 반도체 부산물 포집장치로 유입되어 포집되는 반도체 (반응)부산물이 공기의 흐름을 타고 배출되는 것을 방지할 수 있도록 하는 한편, 장시간 사용시에도 포집효율이 저하되지 않도록 함으로써 청소(보수)에 의한 생산효율을 감소되는 것을 방지할 수 있도록 이루어진 반도체 부산물 포집차단수단을 구비한 반도체 부산물 포집장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 반도체 부산물 포집장치로 유입되어 포집되는 반도체 (반응)부산물의 제거(크리닝)시 반도체 부산물에 의하여 반도체 부산물 포집장치의 구성품인 온도조절을 위하여 구비되는 온도조절용 코일이 파손되는 문제점을 해소할 수 있는 반도체 부산물 포집차단수단을 구비한 반도체 부산물 포집장치를 제공하고자 한다.
이러한 상기 목적을 해결하고자 이루어진 본 발명인 반도체 부산물 포집장치는, 본 발명의 반도체 부산물 포집차단수단을 구비한 반도체 부산물 포집장치는, 제1연결관과 제2연결관이 형성된 원통형의 하우징과, 상기 하우징 내에 설치된 다수의 트랩 플레이트과, 상기 하우징 내의 온도를 조절하기 위한 온도조절수단을 포함하여 반도체 제조공정 시 프로세서 챔버에서 발생하는 반도체 부산물이 진공펌프로 흡입되는 것을 방지하도록 하는 반도체 부산물 포집장치에 있어서, 상기 하우징 내주면으로 돌출되는 제2연결관의 끝단부에는 반도체 부산물의 배출을 차단하도록 이루어지는 반도체 부산물 포집차단수단을 포함하며, 상기 반도체 부산물 포집차단수단은, 제2연결관의 끝단부와 상측으로 이격되게 설치되는 경사진 빗면을 가지는 상부 차단판과, 상기 끝단부의 하측으로 제2연결관의 외주연에 설치되는 경사진 빗면을 가지는 하부 차단판을 포함하도록 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 상부 차단판의 상부에는 낙화하는 반도체 부산물을 포집하는 상부 포집부를 포함할 수 있으며, 상기 하부 차단판은 복수개로 설치되며, 하측에는 하부 차단판에 의하여 반도체 부산물을 포집하는 하부 포집부가 형성됨을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어진 본 발명인 반도체 부산물 포집장치는, 프로세서 챔버에서 배기되는 반도체 부산물을 포집함에 있어 포집되는 반도체 부산물이 히팅수단(또는 냉각수단)의 히팅 봉(또는 냉각 코일)과의 접촉을 방지함으로써 포집되는 반도체 부산물로 인한 문제점을 해소할 수 있는 장점이 있다.
즉, 포집되는 반도체 부산물이 히팅수단(또는 냉각수단)의 히팅 봉(또는 냉각 코일)에 부착되는 경우 효율저하와, 포집되는 반도체 부산물을 제거(크리닝)시 히팅수단 또는 냉각수단이 파손되는 문제점을 해결할 수 있음으로써 효율저하와 유지보수비용의 상승 등에 대한 문제점을 해소할 수 있는 장점이 있다.
또한, 제2연결관에 구비되는 반도체 부산물 차단수단은 하우징 내로 유입 후 제2연결관을 통해 배기 시 낙화 또는 충돌하여 반사되어 반도체 부산물의 배기(배출)되는 것을 방지할 수 있어 반도체 부산물의 포집효율을 상승시킬 수 있다.
도 1은 본 발명인 반도체 부산물 포집장치와 프로세서 챔버와 진공펌프와의 연결상태를 보인 개념개략도.
도 2는 본 발명의 실시 예를 나타낸 반도체 부산물 포집장치의 사시개략도.
도 3은 본 발명의 실시 예를 나타낸 반도체 부산물 포집장치의 정면인 일부 단면개략도.
도 4는 본 발명의 실시 예를 나타낸 반도체 부산물 포집장치의 측면인 단면개략도.
도 5는 본 발명의 실시 예를 나타낸 반도체 부산물 포집장치의 트랩 플레이트의 사시개략도.
도 6은 도 3의 'A'부분에 대한 사시개략도.
도 7은 도 4의 'A'부분에 대한 상세개략도.
도 8은 본 발명의 실시 예를 나타낸 반도체 부산물 포집장치의 반도체 부산물 포집차단수단에 대한 사시개략도.
도 9는 도 4의 'B'부분에 대한 상세개략도.
도 10은 도 4의 'B'부분에 대한 다른 실시 예를 나타낸 상세개략도.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명인 반도체 부산물 포집장치(1)는 도 1과 같이 반도체 제조공정 중 박막의 증착 및 식각시 프로세서 챔버(a)와 진공펌프(b) 사이에 설치되어 상기 프로세서 챔버(a)에서 발생하여 배기되는 반도체(반응) 부산물이 진공펌프(b)로 흡입되는 것을 방지하기 위한 것으로, 이하, 일 실시 예를 나타내고 있는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 살펴보면,
본 발명인 반도체 부산물 포집장치(1)의 구성은, 크게 프로세서 챔버(a) 쪽과 연결하기 위한 입구인 제1연결관(11)과 진공펌프(b) 쪽과 연결하기 위한 출구인 제2연결관(12)을 구비하는 원통형의 하우징(10)과, 상기 하우징(10) 내에 분리가능하도록 설치되는 트랩 플레이트(20)와, 하우징(10) 내의 온도를 조절하기 위한 온도조절용 코일(32)을 구비하는 온도조절수단(30)과, 상기 제2연결관(12)의 상단부분에 설치되어 반도체 부산물이 배출되는 것을 방지하도록 차단하고 포집하도록 이루어진 반도체 부산물 포집차단수단(40)으로 구성된다.
상기 하우징(10)은, 원통형태로 이루어지며, 외주면에는 프로세서 챔버(a) 쪽과 연결하기 위한 제1연결관(11)과 진공펌프(b) 쪽과 연결하기 위한 제2연결관(12)이 형성되고, 양단부는 플랜지부가 형성되어 경판이 설치된다.
특히, 하우징(10) 내에 위치하는 상기 제2연결관(12)의 끝단부(12a)는 반도체 부산물 포집차단수단(40)가 설치될 수 있도록 하우징(10)의 내주면으로 돌출되게 형성된다.
도 2 내지 도 5를 참조하면,
상기 트랩 플레이트(20)는, 카트리지 형태로 형성될 수 있으며, 하우징(10)의 내측에 형성된 트랩 플레이트용 가이드부재에 안착되어 설치되도록 하여 설치 및 분리가 용이하도록 설치된다.
이러한 상기 트랩 플레이트(20)는 다수의 타공(22)이 형성된 플레이트(21)와, 상기 플레이트(21)에 격자 형태로 형성된 수직 플레이트(23)로 이루어지며, 다수개가 적층된다.
또한, 상기 플레이트(21)의 하측으로는 온도조절수단(30)의 온도조절용 코일(32)이 삽입되어 설치될 수 있도록 이루어진 설치용 브라켓(24)이 형성된다.
상기 타공(22)은 격자 형태로 형성된 수직 플레이트(23)로 구획되는 구획공간에 각각 형성되며, 하측 또는 상측에 위치하는 플레이트(21)에 형성된 타공(22)과 일직선(수선)에 위치하지 않도록 지그재그 형태로 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 도 2에서 보이는 바와 같이 제1연결관(11)로 유입되는 반도체 부산물의 이동거리가 길도록 하측 또는 상측에 위치하는 플레이트(21)에 형성된 타공(22)과 일직선(수선)에 위치하지 않고 지그재그 형태로 위치하도록 한다.
도 3과 도 6과 도 7을 참조하면,
상기 온도조절수단(30)은 하우징(10) 내부의 온도를 조절하도록 하는 구성으로, 하우징(10) 외측의 일측 밑면에 설치되는 온도조절장치(31)와, 상기 온도조절장치(31)에 연결되어 하우징(10) 내부를 가열하도록 하는 다수의 온도조절용 코일(32)과, 상기 각 온도조절용 코일(32)의 외주면을 감싸는 보호용 튜브(33)와, 상기 보호용 튜브(33)의 단부를 온도조절용 코일(32)에 밀착시키도록 하는 클립(34)으로 구성된다. 또한 온도조절장치(31)에는 온도조절용 코일(32)을 이용하여 온도를 조절할 수 있도록 제어수단이 구비된 제어부를 포함함은 당연하다.
이와 같이 이루어진 온도조절수단(30)은 하우징(10) 내부의 온도를 조절하여 제1연결관(11)로 유입되는 반도체 부산물을 포집할 수 있도록 히팅을 시키거나, 또는 냉각시킬 수 있는 것으로, 포집된 반도체 부산물의 제거(크리닝)시 온도조절용 코일(32)은 보호용 튜브(33)에 의하여 보호됨으로써 온도조절용 코일(32)의 파손을 방지할 수 있다.
즉, 포집된 반도체 부산물의 제거(크리닝)시 클립(34)을 제거한 후 온도조절용 코일(32)에서 보호용 튜브(33)를 분리하게 되면 반도체 부산물에 의하여 온도조절용 코일(32)이 파손되는 현상을 방지할 수 있게 된다.
상기 온도조절수단(30)의 온도조절장치(31)는 반도체 부산물의 종류 또는 목적 등의 환경적 요인에 따라 하우징(10) 내부의 온도조절시 승온 또는 냉각을 시킬 수 있도록 하는 구성으로, 승온(가열)시에는 가열장치가 이용되고, 냉각시에는 냉각장치가 이용된다.
도 2 내지 도 4와 도 8 내지 도 10을 참조하면,
상기 반도체 부산물 포집차단수단(40)은, 제2연결관(12)의 끝단부(12a)에 설치되어 반도체 부산물이 제2연결관(12)을 통하여 배출되는 것을 방지하여 위한 구성이다.
즉, 1차로 트랩 플레이트(20)에서 반도체 부산물을 포집하고, 2차로 반도체 부산물 포집차단수단(40)에서 반도체 부산물을 포집 및 차단함으로써 포집효율과, 사용기간을 연장시킬 수 있도록 하는 구성이다.
이러한 상기 반도체 부산물 포집차단수단(40)은, 상기 하우징(10)의 내주면으로부터 돌출된 제2연결관(12)의 끝단부(12a)의 상부에 소정의 간격을 가지도록 이격되게 설치되어 상부에서 떨어지는 반도체 부산물을 차단하도록 하는 갓(Cone) 형태의 상부 차단판(41)과, 제2 연결관(12)의 끝단부의 외주연에 설치되어 하측에서 올라오는 반도체 부산물을 차단하도록 하부 차단판(42)으로 이루어진다.
상기 상부 차단판(41)은 낙화하는 반도체 부산물이 제2 연결관(12)으로 유입되지 않고 하측 바닥으로 떨어지게 유도함으로써 상측에서 떨어지는 반도체 부산물의 배출을 차단하는 한편, 상부에 낙화하는 반도체 부산물을 포집하도록 평면부와 턱을 형성하여 이루어지는 상부 포집부(45)를 구비하여 반도체 부산물을 포집할 수도 있다(도 8과 도 9 참조).
상기 상부 포집부(45)에는 포집된 반도체 부산물이 배출되지 않도록 격자모양의 차단판이 더 구비될 수도 있을 것이다.
상기 하부 차단판(42)은 상부 차단판(41)의 하측으로 떨어지는 반도체 부산물이 공기의 흐름을 타서 하측에서 상측으로 올라오는 것을 차단하는 한편, 반도체 부산물을 포집하도록 하는 구성으로, 제1 하부 차단판(43)과 제2 하부 차단판(44)으로 구성된다. 즉, 상기 하부 차단판(42)은 다수의 차단판으로 이루어진다. 특히 맨 하측에 위치하는 제2 하부 차단판(44)에 의하여 반도체 부산물을 포집하는 하부 포집부(46)가 형성된다. 상기 하부 포집부(46)는 상부 차단판(41)의 하측으로 떨어지는 반도체 부산물을 포집함으로써 공기의 흐름을 타고 제2 연결관(12)을 통해 배출되는 것을 방지할 수 있다(도 8과 도 9 참조).
또한, 상기 하부 포집부(46)를 형성하는 제2 하부 차단판(44)은 포집된 반도체 부산물이 외부로 배출되지 않도록 하기 위하여 빗면을 라운드(R) 형상으로 형성할 수도 있다. 즉, 빗면을 라운드(R) 형상으로 형성하게 되면 포집된 반도체 부산물이 외부로 배출이 잘 이루어지지 않게 할 수 있다(도 10 참조).
이와 같이 이루어진 본 발명인 반도체 부산물 포집장치(1)는, 1차로 트랩 플레이트(20)에서 포집하고, 2차로 반도체 부산물 포집차단수단(40)에서 포집 및 차단을 함으로써 반도체 부산물의 차단 및 포집 효율을 높일 수 있다.
더욱이, 반도체 부산물 포집차단수단(40)에서 차단과 포집을 함으로써 종래의 포집장치보다 장기간 사용시에도 포집효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있어 보수(청소)에 의한 생산활동의 정지 등으로 인한 손실을 해소할 수 있다.
또한, 포집되는 반도체 부산물이 온도조절수단(30)의 온도조절용 코일(32)에 부착되어 크리닝시 온도조절용 코일(32)을 파손시키는 현상을 방지함과 크리닝을 용이하도록 함으로써 유지보수가 쉬운 장점을 가진다.
1 : 반도체 부산물 포집장치
10 : 하우징
20, 20' : 트랩 플레이트
30 : 온도조절수단 32 : 온도조절용 코일
33 : 보호용 튜브 34 : 클립
40 : 반도체 부산물 포집차단수단 41 : 상부 차단판
42, 43, 44 : 하부 차단판 45 : 상부 포집부
46 : 하부 포집부

Claims (5)

  1. 제1연결관(11)과 제2연결관(12)이 형성된 원통형의 하우징(10)과, 상기 하우징(10) 내에 설치된 다수의 트랩 플레이트(20)과, 상기 하우징(10) 내의 온도를 조절하기 위한 온도조절수단(30)을 포함하여 반도체 제조공정 시 프로세서 챔버에서 발생하는 반도체 부산물이 진공펌프로 흡입되는 것을 방지하도록 하는 반도체 부산물 포집장치에 있어서,
    상기 하우징(10) 내주면으로 돌출되는 제2연결관(12)의 끝단부(12a)에는 반도체 부산물의 배출을 차단하도록 이루어지는 반도체 부산물 포집차단수단(40)을 포함하며,
    상기 반도체 부산물 포집차단수단(40)은, 제2연결관(12)의 끝단부(12a)와 상측으로 이격되게 설치되는 경사진 빗면을 가지는 상부 차단판(41)과, 상기 끝단부(12a)의 하측으로 제2연결관(12)의 외주연에 설치되는 경사진 빗면을 가지는 하부 차단판(42)을 포함하는 한편,
    상기 하부 차단판(42)은 복수개로 설치되며, 하측에는 반도체 부산물을 포집하는 하부 포집부(46)가 형성됨을 특징으로 하는 반도체 부산물 포집차단수단을 구비한 반도체 부산물 포집장치.
  2. 제1연결관(11)과 제2연결관(12)이 형성된 원통형의 하우징(10)과, 상기 하우징(10) 내에 설치된 다수의 트랩 플레이트(20)과, 상기 하우징(10) 내의 온도를 조절하기 위한 온도조절수단(30)을 포함하여 반도체 제조공정 시 프로세서 챔버에서 발생하는 반도체 부산물이 진공펌프로 흡입되는 것을 방지하도록 하는 반도체 부산물 포집장치에 있어서,
    상기 하우징(10) 내주면으로 돌출되는 제2연결관(12)의 끝단부(12a)에는 반도체 부산물의 배출을 차단하도록 이루어지는 반도체 부산물 포집차단수단(40)을 포함하며,
    상기 반도체 부산물 포집차단수단(40)은, 제2연결관(12)의 끝단부(12a)와 상측으로 이격되게 설치되어 낙화하는 반도체 부산물을 차단하는 상부 차단판(41)과, 상기 끝단부(12a)의 하측으로 제2연결관(12)의 외주연에 설치되어 하측에서 올라오는 반도체 부산물을 차단하는 하부 차단판(42)을 포함하는 한편,
    상기 하부 차단판(42)은 복수개로 설치되며, 하측에는 반도체 부산물을 포집하는 하부 포집부(46)가 형성됨을 특징으로 하는 반도체 부산물 포집차단수단을 구비한 반도체 부산물 포집장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상부 차단판(41)의 상부에는 낙화하는 반도체 부산물을 포집하는 상부 포집부(45)를 포함함을 특징으로 하는 반도체 부산물 포집차단수단을 구비한 반도체 부산물 포집장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하부 포집부(46)를 형성하도록 하측에 설치된 제2 하부 차단판(44)은 하부 포집부(46)로 포집되는 반도체 부산물이 외측으로 다시 배출되는 것을 방지하도록 라운드(R)지게 형성됨을 특징으로 하는 반도체 부산물 포집차단수단을 구비한 반도체 부산물 포집장치.
  5. 삭제
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