KR20020049086A - In-line Vacuum Heater for Semiconductor Processing Facilities - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An inline vacuum heater for semiconductor process equipment is provided to improve tolerance of a main part like a pump and to smoothly perform consecutive processes in a stable state, by preventing a scale inside a vacuum pipe. CONSTITUTION: A plurality of ventilation holes(10a) are formed on the outer circumferential surface of an inner pipe of a body(10), having a dual pipe structure in which a flange(11) is installed at both ends of the body. A nipple(12) is mounted on an outer pipe so that nitrogen gas for preventing corrosion is inserted into the body. A heater(20) is installed in the coaxial line. Power is supplied to the heater through an outer terminal(21). A temperature sensor(22) detects the temperature inside the body and generates a predetermined signal.

Description

반도체 공정 설비용 인라인 진공히터{In-line Vacuum Heater for Semiconductor Processing Facilities}In-line Vacuum Heater for Semiconductor Processing Facilities

본 발명은 반도체 공정 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공배관 내부에 스케일이 발생하지 않도록 하여 펌프 밸브 등 주요부의 내구성을 향상시키고공정 장비의 안정적인 상태에서 연속공정을 원활히 수행하도록 하는 반도체 공정 설비용 인라인 진공히터에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor processing equipment, and more particularly, to improve the durability of main parts such as a pump valve by preventing scale from occurring in a vacuum pipe, and to perform a continuous process smoothly in a stable state of a process equipment. An inline vacuum heater.

PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등과 같은 증착장비나 에칭장비는 공정챔버에서 반응 가스나 공정가스를 사용한다. 소정의 공정이 완료된 후 생성되는 가스는 진공펌프를 통하여 배출된다. 그러나 이러한 배출 가스에는 공해물질이나 파티클들이 많이 함유되어 있어 스크러버(Scrubber)를 사용하여 이를 중화한다.Deposition equipment or etching equipment such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) uses a reaction gas or a process gas in the process chamber. The gas produced after the predetermined process is completed is discharged through the vacuum pump. However, these exhaust gases contain a lot of pollutants or particles and neutralizes them using a scrubber.

고온의 챔버에서 배출되는 가스는 저온에서 미세 입자화되는 경향이 있고 이러한 입자는 파이프와 진공라인 내면에 흡착되어 스케일을 발생시키므로 관로를 좁히게 된다. 이를 방지하기 위한 방안으로 도 1과 같은 히팅재킷(Heating Jacket)이 사용된다.The gas exiting the high temperature chamber tends to be fine granulated at low temperature, and these particles are adsorbed on the inner surface of the pipe and the vacuum line to generate scale, thereby narrowing the pipeline. In order to prevent this, a heating jacket as shown in FIG. 1 is used.

도 1은 종래의 재킷형 히터의 설치 상태를 나타내는 사시도가 도시된다.1 is a perspective view showing an installation state of a conventional jacket-type heater.

공정챔버의 진공라인(P) 상에서 외주면을 감싸도록 장착되는 히팅재킷(H)은 컨트롤러(C)에 의해 설정 온도로 제어된다. 이러한 히팅재킷(H)은 진공펌프의 전 후단부에 설치되어 관로를 간접적으로 가열시켜줌으로써 배기 라인 내면에서 발생되는 스케일을 방지하게 된다.The heating jacket H mounted to surround the outer circumferential surface on the vacuum line P of the process chamber is controlled to a set temperature by the controller C. The heating jacket (H) is installed at the front and rear ends of the vacuum pump to indirectly heat the pipe to prevent the scale generated on the inner surface of the exhaust line.

그러나 미세입자의 발생원인을 근본적으로 해결할 수 없으므로 한번 스케일이 발생되면 급속히 성장하여 관로를 막아 공정 불량을 유발하고 진공펌프와 밸브를 손상시키는 문제점이 초래된다.However, since the cause of the microparticles cannot be fundamentally solved, once a scale is generated, it grows rapidly to block the pipeline, causing a process defect and damaging the vacuum pump and the valve.

또한 설치 및 유지보수에 따른 작업이 비교적 복잡하며 결국 장비구입시 구매원가를 증가시키는 단점이 있다.In addition, installation and maintenance work is relatively complicated, and eventually has the disadvantage of increasing the purchase cost when purchasing equipment.

그러므로 본 발명의 목적은 상기에 제시한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 진공배관 내부에 스케일이 발생하지 않도록 하여 펌프 등 주요부의 내구성을 향상하고 공정 장비의 안정적인 상태에서 연속공정을 원활히 수행하도록 하는 반도체 공정 설비용 인라인 진공히터를 제공한다.Therefore, an object of the present invention is to solve the problems described above, the semiconductor process to improve the durability of the main part, such as a pump by preventing the scale does not occur inside the vacuum pipe and to perform the continuous process in a stable state of the process equipment Provides inline vacuum heaters for equipment.

도 1은 종래의 재킷형 히터의 설치 상태를 나타내는 사시도,1 is a perspective view showing an installation state of a conventional jacket-type heater,

도 2는 본 발명에 따른 히터의 내부 구성을 나타내는 예시도,2 is an exemplary view showing an internal configuration of a heater according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 히터의 설치 상태를 나타내는 구성도.3 is a configuration diagram showing an installation state of a heater according to the present invention;

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 몸체10a : 통기구10: body 10a: vent

11 : 플랜지12 : 니플11 flange 12 nipple

20 : 히터21 : 터미널20: heater 21: terminal

22 : 온도센서30 : 컨트롤러22: temperature sensor 30: controller

31 : 펌프32 : 스크러버31: pump 32: scrubber

33 : 플렉시블 조인트33: flexible joint

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 양단에 플랜지(11)를 구비하는 이중관 구조이고, 내측관의 외주면에 복수의 통기구(10a)가 형성되는 몸체(10); 상기 몸체(10) 내부로 부식방지용 질소 가스를 투입하도록 외측관 상에 장착되는 니플(12); 상기 몸체(10) 내부를 가온하도록 그 동심축 상에 설치되고, 외부의 터미널(21)로 전원을 공급받는 히터(20); 및 상기 몸체(10) 내부의 온도를 검출하여 소정의 신호를 발생하도록 구비되는 온도센서(22)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a double tube structure having a flange (11) at both ends, the body 10 is formed with a plurality of vents (10a) on the outer peripheral surface of the inner tube; A nipple (12) mounted on an outer tube to inject nitrogen gas for corrosion prevention into the body (10); A heater 20 installed on the concentric shaft to warm the inside of the body 10 and receiving power to an external terminal 21; And a temperature sensor 22 provided to detect a temperature inside the body 10 and generate a predetermined signal.

본 발명의 다른 특징으로서, 상기 몸체(10)의 통기구(10a)는 원추형 단면으로 형성되고 외주면 상에 균일하게 분포된다.As another feature of the invention, the vent 10a of the body 10 is formed in a conical cross section and uniformly distributed on the outer circumferential surface.

반도체 공정 중에는 많은 종류의 가스가 사용되고 있고 고온의 공정장비에서 배출되는 가스는 저온에서 미세 입자화되는 경향이 있어 배관이나 펌프 내면에 흡착되어 스케일을 발생시킨다. 본 발명은 이러한 스케일의 발생을 근본적으로 차단하고, 공정장비를 중단하고 진공라인을 해체 및 청소하는 번거로움과 이에 따른 시간과 경비의 소요를 절감한다.Many kinds of gases are used in the semiconductor process, and the gas discharged from the high temperature process equipment tends to be finely granulated at low temperature and is adsorbed on the inner surface of the pipe or pump to generate scale. The present invention fundamentally cuts off the generation of scale, stops the process equipment, and saves the trouble of dismantling and cleaning the vacuum line and thus the time and expense.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 히터의 내부 구성을 나타내는 예시도가 도시된다.2 is an exemplary view showing an internal configuration of a heater according to the present invention.

본 발명에 따르면 양단에 플랜지(11)를 구비하는 이중관 구조의 몸체(10)가 사용된다. 플랜지(11)는 전술한 진공라인(P)과 동심축상에 인라인(in-line)으로 설치하기 위해 배관상의 플랜지와 연결하는 수단이다. 내측관과 외측관이 동심축상에 설치되는 이중관 구조의 몸체(10)에서 내측관의 외주면에는 복수의 통기구(10a)가 형성된다.According to the present invention, a double tube structure body 10 having a flange 11 at both ends is used. The flange 11 is a means for connecting with the flange on the pipe for installation in-line on the concentric axis with the vacuum line P described above. A plurality of vents 10a are formed on the outer circumferential surface of the inner tube in the body 10 of the double tube structure in which the inner tube and the outer tube are installed on the concentric shaft.

또, 본 발명에 따르면 상기 몸체(10) 내부로 질소 가스를 투입하도록 외측관 상에 니플(12)이 장착된다. 니플(12)은 몸체(10)의 외측관에 접합되고 내측관과 외측간의 중간까지 연장된다. 니플(12)의 외측으로는 질소 가스를 송출하는 기구(도시 생략)와 별도의 배관이 연결된다. 도시에서 몸체(10) 좌우측의 화살표는 배출 가스의 유동방향을 나타내는 것으로 니플(12)은 몸체(10)의 우측인 상류 지점에 설치하는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, the nipple 12 is mounted on the outer tube to inject nitrogen gas into the body 10. The nipple 12 is joined to the outer tube of the body 10 and extends to the middle between the inner tube and the outer side. Outside of the nipple 12, a mechanism (not shown) for sending nitrogen gas and a separate pipe are connected. Arrows on the left and right sides of the body 10 indicate the flow direction of the exhaust gas, and the nipple 12 is preferably installed at an upstream point on the right side of the body 10.

또, 본 발명에 따르면 외부의 터미널(21)로 전원을 공급받아 작동되는 히터(20)가 상기 몸체(10) 내부를 가온하도록 그 동심축상에 설치된다. 히터(20)는 몸체(10)의 중앙인 동심축상에서 그 길이 방향에 걸쳐 고르게 열을 발산하도록 설치한다. 배출 가스의 미세 입자화를 방지하기 위한 열원으로 비교적 제어가 간단하고 정확한 전기식 히터(20)를 제안하였으나 이에 국한되는 것은 아니며 다른방식의 열원을 사용할 수도 있다.In addition, according to the present invention, a heater 20 operated by being supplied with power to an external terminal 21 is installed on its concentric shaft so as to warm the inside of the body 10. The heater 20 is installed to dissipate heat evenly over its longitudinal direction on the concentric shaft which is the center of the body 10. Although a relatively simple control and accurate electric heater 20 is proposed as a heat source for preventing fine particle formation of the exhaust gas, it is not limited thereto, and other heat sources may be used.

또, 본 발명에 따르면 상기 몸체(10) 내부의 온도를 검출하여 소정의 신호를 발생하도록 온도센서(22)가 구비된다. 온도센서(22)는 서모커플 등을 사용할 수 있으며 몸체(10)에서 내측관과 외측관 사이에 설치한다. 온도센서(22)의 신호는 몸체(10)의 현재 온도 상태를 모니터링하고 적절한 온도 범위로 유지되는지 판단하기 위한 데이터로 이용된다.In addition, according to the present invention, the temperature sensor 22 is provided to detect a temperature inside the body 10 and generate a predetermined signal. The temperature sensor 22 may use a thermocouple or the like, and is installed between the inner tube and the outer tube in the body 10. The signal of the temperature sensor 22 is used as data for monitoring the current temperature state of the body 10 and determining whether it is maintained in an appropriate temperature range.

이와 같은 구성에 따르면 니플(12)을 통해 몸체(10)에 유입되는 질소 가스는 세정시 사용되는 NF3 등의 반응 가스에 의해 히터(20)의 표면이 손상되지 않도록 보호하게 된다. 대상 공정에 따라 질소 가스 대신 다른 가스를 니플(12)에 보내도록 하는 것도 가능하다. 공정 진행중에 히터 부식 방지용 가스를 공급할 필요가 있는 경우에는 선택 밸브를 추가로 설치한다.According to such a configuration, the nitrogen gas flowing into the body 10 through the nipple 12 is protected so that the surface of the heater 20 is not damaged by a reaction gas such as NF 3 used during cleaning. It is also possible to send another gas to the nipple 12 instead of nitrogen gas according to the target process. If it is necessary to supply gas to prevent corrosion of the heater during the process, install additional selection valves.

이때 상기 몸체(10)의 통기구(10a)는 원추형 단면으로 형성되고 외주면 상에 균일하게 분포된다. 이는 몸체(10)의 내측관과 외측관 사이에 충전되는 질소 가스가 통기구(10a)를 통하여 배출 가스와 원활하게 혼합되도록 하기 위한 구성으로서 몸체(10)의 중심을 향하는 방향의 직경이 커지는 원추형의 통기구(10a)를 성형한다. 통기구(10a)의 크기와 배치 간격은 본 고안의 진공히터를 통한 배출 가스의 처리 용량에 따라 달라진다.At this time, the vent (10a) of the body 10 is formed in a conical cross section and uniformly distributed on the outer peripheral surface. It is a constitution in which the nitrogen gas filled between the inner tube and the outer tube of the body 10 is smoothly mixed with the exhaust gas through the vent 10a, and the diameter of the conical shape toward the center of the body 10 increases. The vent 10a is molded. The size and arrangement interval of the vent 10a depends on the processing capacity of the exhaust gas through the vacuum heater of the present invention.

본 발명은 종래와 같이 관로 외부에 히터를 설치하여 배출 가스에 대한 간접적 가열이 아니라 관내에 설치한 히터에 의해 가스 유동경로를 직접적으로 열을 가해주어 혼합가스의 온도를 직접적이고 강제적으로 높여 주는 방식에 의해 가스의미세 입자화 현상이 발생되지 않는다.The present invention is to install a heater on the outside of the pipeline as in the prior art to directly heat the gas flow path by a heater installed in the tube rather than indirect heating to the exhaust gas to directly and forcibly raise the temperature of the mixed gas As a result, no fine particle formation of gas occurs.

도 3은 본 발명에 따른 히터의 설치 상태를 나타내는 구성도가 도시된다.3 is a block diagram showing an installation state of a heater according to the present invention.

본 고안의 히터는 진공라인(P)의 펌프(31)를 중심으로 그 상류 및 하류측에 플렉시블 조인트(33)를 개재하여 설치한다. 플렉시블 조인트(33)는 진공라인(P)의 신축에 따른 히터 몸체(10)의 파손을 방지한다. 이와 같이 플렉시블 조인트(33)를 해체하고 몸체(10)를 삽입하는 방식으로 설치가 이루어지므로 종래의 실리콘 러버 히터(Silicon Rubber Heater)처럼 배관과 피팅의 외부에 히터를 감고 보온재로 감싸는 작업이 불필요하다.The heater of the present invention is installed via the flexible joint 33 upstream and downstream of the pump 31 of the vacuum line P. The flexible joint 33 prevents the heater body 10 from being damaged by the expansion and contraction of the vacuum line P. FIG. Since the installation is performed by disassembling the flexible joint 33 and inserting the body 10, it is unnecessary to wrap the heater around the pipe and the fitting and wrap it with a heat insulating material like a conventional silicone rubber heater. .

그리고 진공라인(P)의 하류단에는 배출 가스를 중화하기 위한 스크러버(32)가 설치된다. 히터의 몸체(10)에 설치된 온도센서(22)는 컨트롤러(30)에 결선된다. 컨트롤러(30)는 반도체 공정 장비의 메인 판넬과 통신(RS-232)하여 그 상태를 실시간으로 모니터링하는 것이 가능하다.And a downstream of the vacuum line (P) is provided with a scrubber 32 for neutralizing the exhaust gas. The temperature sensor 22 installed in the body 10 of the heater is connected to the controller 30. The controller 30 may communicate with the main panel of the semiconductor process equipment (RS-232) to monitor the state in real time.

한편, 본 발명의 히터가 설치되는 현장에는 시그널 타워(Signal Tower)를 설치한다. 시그널 타워는 컨트롤러(30)와 연계되는 적, 녹, 황색 램프를 구비하여 먼 거리의 작업자가 작동 상태를 쉽게 판단하도록 한다.On the other hand, a signal tower is installed at the site where the heater of the present invention is installed. The signal tower is provided with red, green, and yellow lamps associated with the controller 30 to allow a long distance operator to easily determine the operating state.

이상의 구성 및 작용에 따르면 본 발명은 진공배관 내부에 스케일이 발생하지 않도록 하여 펌프 등 주요부의 내구성을 향상하고 공정 장비의 안정적인 상태에서 연속공정을 원활히 수행하도록 하는 효과가 있다.According to the above configuration and action, the present invention has the effect of improving the durability of the main part, such as a pump so that the scale does not occur inside the vacuum pipe and to perform the continuous process smoothly in a stable state of the process equipment.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will have to belong to the claims of the present invention.

Claims (2)

양단에 플랜지(11)를 구비하는 이중관 구조이고, 내측관의 외주면에 복수의 통기구(10a)가 형성되는 몸체(10);A body 10 having a double pipe structure having flanges 11 at both ends and having a plurality of vents 10a formed on an outer circumferential surface of the inner pipe; 상기 몸체(10) 내부로 부식방지용 질소 가스를 투입하도록 외측관 상에 장착되는 니플(12);A nipple (12) mounted on an outer tube to inject nitrogen gas for corrosion prevention into the body (10); 상기 몸체(10) 내부를 가온하도록 그 동심축상에 설치되고, 외부의 터미널(21)로 전원을 공급받는 히터(20); 및A heater 20 installed on the concentric shaft to warm the inside of the body 10 and receiving power to an external terminal 21; And 상기 몸체(10) 내부의 온도를 검출하여 소정의 신호를 발생하도록 구비되는 온도센서(22)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 설비용 인라인 진공히터.Inline vacuum heater for a semiconductor process equipment, characterized in that it comprises a temperature sensor 22 is provided to detect a temperature inside the body (10) to generate a predetermined signal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 몸체(10)의 통기구(10a)는 원추형 단면으로 형성되고 외주면 상에 균일하게 분포되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 설비용 인라인 진공히터.In-line vacuum heater for a semiconductor process equipment, characterized in that the vent (10a) of the body (10) is formed in a conical section and uniformly distributed on the outer peripheral surface.
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