KR20130035140A - 케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템, 특히 가공 챔버에서 발생한 유기 케미컬이 가공 챔버들이 배치된 클린룸으로 유입되는 것을 차단할 수 있는 것으로, 본 발명은 공기 중에 혼입되는 유기 케미컬을 발생시키는 가공 챔버의 도어 프레임 상부에 장착되며, 도어 프레임의 하부로 고압의 공기를 분사하여 가공 챔버의 내외부 공기 소통을 차단하는 에어 분사기(10); 에어 분사기에 대향하는 가공 챔버의 도어 프레임 하부에 장착되며, 가공 챔버 내의 공기를 흡입하여 외부로 배출함으로써 에어 분사기로부터 분사된 공기로부터 가공 챔버 내에서 상승되는 공기압을 감소시키는 에어 흡입기(20);를 포함하여 구성된다.

Description

케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템 {air curtain system for preventing diffusion of chemicals}

본 발명은 가공 챔버 내에서 반도체 소자를 가공하면서 발생하는 유기 케미컬이 가공 챔버들이 배치된 클린룸으로 유입되는 것을 차단하기 위한 것으로, 상세하게 가공 챔버의 도어 인접 부위에 고압의 공기를 분사하여 에어 커튼을 형성하는 에어 분사기를 구비하고, 가공 챔버 내부의 상승 압력을 낮추기 위해 에어 흡입기를 구비한 케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템에 관한 것이다.

보통 반도체 소자는 가공 공정 중에 미세 파티클 등으로 인한 오염 물질이 흡착되는 것을 방지하기 위해 반도체 소자를 가공하는 가공부(process part)가 실장되는 가공 챔버의 내부는 높은 청정 수준을 유지한다.

또한 이러한 가공 챔버들이 배치되는 클린룸도 비교적 높은 청정 수준을 유지해야만 하며, 청정 수준을 유지할 수 있도록 클린룸으로부터 가공 챔버의 내부로 미세 파티클 등이 유입되는 것을 방지하기 위해 가공 챔버의 내부는 클린룸의 압력보다 높게 설정하게 된다.

이러한 이유로 가공 챔버 내에 실장된 가공부의 주기적인 정비를 하기 위해 가공 챔버의 도어를 오픈하게 되는 경우, 가공 챔버의 내측에서 반도체 소자를 가공할 때 사용되던 유기 케미컬이 클린룸으로 유출됨으로써 클린룸에서 작업하는 작업자들에게 심각한 건강상의 해를 끼치게 된다.

위와 같은 문제를 해결하기 위해 가공 챔버의 도어를 개폐하는 경우 가공 챔버 내부의 유기 케미컬이 클린룸으로의 유출을 차단할 수 있는 획기적인 기술이 종래로 요망되어 왔다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 가공 챔버에서 발생한 유해 케미컬이 가공 챔버들이 배치된 클린룸으로 유입되는 것을 차단할 수 있는 케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템은, 공기 중에 혼입되는 유기 케미컬을 발생시키는 가공 챔버의 도어 프레임 상부에 장착되며, 도어 프레임의 하부로 고압의 공기를 분사하여 가공 챔버의 내외부 공기 소통을 차단하는 에어 분사기; 에어 분사기에 대향하는 가공 챔버의 도어 프레임 하부에 장착되며, 가공 챔버 내의 공기를 흡입하여 외부로 배출함으로써 에어 분사기로부터 분사된 공기로부터 가공 챔버 내에서 상승되는 공기압을 감소시키는 에어 흡입기;를 포함하여 구성된다.

본 발명의 에어 분사기는, 에어 분사기의 하부에 길이 방향을 따라 절개 형성되어 연직 하방을 향해 커튼 형태로 공기를 분사하는 제 1 슬릿부; 제 1 슬릿부와 나란히 절개 형성되어 연직 하방으로부터 가공 챔버의 내측 방향으로 일정 각도 조절이 가능하게 공기를 분사하는 제 2 슬릿부; 제 2 슬릿부의 공기 분사 각도를 유도하는 가이드부; 제 1 슬릿부와 제 2 슬릿부를 통해 분사되는 공기를 외부로부터 공급하는 주입부;를 포함하여 구성된다.

본 발명의 가이드부는, 바람직하게 플레이트 형태로 이루어지고 양단부에 돌출 형성된 브라켓이 상기 에어 분사기의 양측부에 일정 각도 회전 가능하게 연결되며, 에어 분사기로부터 일정 각도 회전된 상태에서 제 2 슬릿부로부터 분사되는 공기를 가공 챔버의 내측으로 유도한다.

본 발명의 에어 흡입기는, 에어 분사기로부터 분사되는 공기와 가공 챔버 내측의 공기를 빨아 들이는 흡입부; 흡입부의 공기 흡입을 유도하기 위해 외부로부터 압축 공기를 주입시키는 주입부; 흡입부로부터 빨아 들인 공기와 주입부로부터 주입된 공기를 외부로 배출하는 배기부;를 포함하여 구성된다.

본 발명의 흡입부는 바람직하게 주입부로부터 주입된 압축 공기가 배기부로 이동하는 관의 측부에 형성되며, 주입부로부터 주입된 압축 공기가 배기부로 이동하는 힘에 의해 흡입부를 통해 공기가 흡입된다.

또한 흡입부는 가공 챔버의 도어 프레임 하부 길이에 대응하여 복수 개 배치됨이 바람직하다.

본 발명에 따른 케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템은 가공 챔버에서 발생한 유기 케미컬이 클린룸으로 유입되는 것을 차단하여 클린룸에서 작업하는 작업자가 인체에 유해한 유기 케미컬에 노출되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 발명의 에어 흡입기는 가공 챔버의 가공부에서 발생한 유기 케미컬을 다운플로우시키기 위해 미리 마련된 배출관과 연통시키는 구조로써 시공이 간편하다는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따른 케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템은 기존 가공 챔버를 작동시키기 위한 설비 이외에 작동을 위해 별도의 전원공급이 요구되지 않는다.

[도 1]은 본 발명에 따른 케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템을 도시한 측단면도,
[도 2]는 [도 1]의 A-A 선 단면도,
[도 3]은 본 발명에 따른 에어 분사기를 도시한 사시도,
[도 4]는 본 발명에 따른 에어 분사기를 도시한 또 다른 사시도,
[도 5]는 본 발명에 따른 에어 흡입기를 도시한 측단면도,

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

[도 1]은 본 발명에 따른 케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템을 도시한 측단면도이고, [도 2]는 [도 1]의 A-A 선 단면도를 나타낸다.

[도 1] 및 [도 2]를 참조하면, 본 발명에 따른 케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템은 에어 분사기(10), 에어 흡입기(20)를 포함하여 구성된다.

에어 분사기(10)는 공기 중에 혼입되는 유기 케미컬을 발생시키는 가공 챔버(1)의 도어 프레임 상부에 장착되며, 도어 프레임의 하부로 고압의 압축 공기를 분사하여 가공 챔버(1)의 내외부 공기 소통을 차단한다.

도어 프레임은 바람직하게 도어(미도시)와 대응되는 형태의 장방형으로 이루어지며, 도어가 닫힐 때 맞물릴 수 있도록 장방형의 개구부(2)가 형성된다.

가공 챔버(1)의 내부에는 웨이퍼 등 반도체 소자를 가공하는 가공부(3)가 구비된다. 가공부(3)에 반도체 소자가 안착된 상태에서 유기 케미컬을 가공 챔버(1)에 주입하여 박막 형성 등 여러 가지 가공 공정을 거치게 된다.

또한 가공 챔버들은 비교적 청정 수준을 유지하고 있는 클린룸에 배치되며, 이 클린룸에는 작업자들이 작업하는 공간이기도 하다.

반도체 소자에 가공을 하는 경우에는 가공 챔버(1)의 측부에 형성된 도어(미도시)는 도어 프레임의 개구부(2)에 맞물려 닫힌 상태를 유지하게 된다. 즉 가공 챔버(1)와 이 가공 챔버들이 배치되는 클린룸과 공기의 소통이 차단되는 상태를 유지하게 된다.

가공 챔버(1) 내의 가공부(3)를 통한 반도체 소자의 가공 공정이 진행되고 있는 경우에는 에어 분사기(10)는 동작을 하지 않는 상태이며, 가공 챔버(1) 내의 가공부(3)를 통한 반도체 소자의 가공 공정을 멈추고 가공부(3)에 대한 주기적인 정비가 필요한 경우 가공 챔버(1)의 도어를 개방할 때 에어 분사기(10)를 동작시켜 에어 커튼을 형성함으로써 가공 챔버(1)와 클린룸 간의 공기 소통을 차단하게 된다.

가공 챔버(1) 내의 가공부(3)를 통한 반도체 소자의 가공 공정을 멈춘 상태에서도 가동 챔버(1) 내에는 가공 공정 중에 사용되었던 유기 케미컬이 예컨대 베이퍼 형태로 잔류하게 된다. 가공부(3)에 주기적인 정비를 위해 가공 챔버(1)의 도어를 개방할 때 이러한 잔류 유기 케미컬이 공기 중에 섞여 클린룸으로 유입될 수 있으며, 이러한 유기 케미컬은 클린룸에서 작업하는 작업자의 인체에는 매우 좋지 않은 유해 물질이 된다.

한편, 가공 챔버(1)의 가공부(3)에 안착된 반도체 소자를 가공하기 위해 주입되는 유기 케미컬을 외부로 배출하기 위해 가공부(3)의 하부에는 유기 케미컬을 다운플로우시키는 배출관(4)이 구비된다.

위에서 설명한 바와 같이, 반도체 소자의 가공시 가공 챔버(1) 내로 유입된 유기 케미컬은 가공이 종료된 후에도 배출관(4)을 통해 100%로 배출되지 못하고 가공 챔버(1) 내에 일부 잔류하게 된다.

다른 한편, 에어 분사기(10)를 통해 압축 공기가 도어 프레임의 하부를 향해 분사되면서 에어 커튼을 형성하는 경우, 이렇게 지속적으로 압축 공기가 분사되면, 가공 챔버(1)의 내부에는 그 분사된 공기로 인하여 공기 압력이 시간이 경과함에 따라 점차적으로 상승하게 된다. 이러한 공기 압력 차이로 인하여 가공 챔버(1) 내에서 상승된 공기압이 에어 커튼을 뚫고 클린룸으로 유입되는 현상이 발생할 수 있는데, 이를 방지하기 위해 가공 챔버(1) 내의 공기압을 감소시킬 에어 흡입기(10)가 구비되어야 한다.

에어 흡입기(20)는 에어 분사기(10)에 대향하는 가공 챔버(1)의 도어 프레임 하부에 장착되며, 가공 챔버(1) 내의 공기를 흡입하여 외부로 배출함으로써 에어 분사기(10)로부터 분사된 공기로부터 가공 챔버(1) 내에서 상승되는 공기압을 감소시킨다.

바람직하게 에어 분사기(10)는 도어 프레임의 상단부 내측에 장착되고 에어 흡입기(20)는 상기 에어 분사기(10)의 연직 하방에 대응하는 도어 프레임의 하단부 내측에 배치된다.

에어 흡입기(20)를 에어 분사기(10)의 연직 하방에 배치함으로써, 에어 분사기(10)로부터 고압의 압축 공기가 분사되어 도어 프레임의 하부에 대응하는 가공 챔버(1)의 바닥면에 부딪쳐 와류 형태로 되튀는 경우, 와류 공기 속에 가공 챔버(1) 내의 유기 케미컬이 섞여 클린룸으로 유입될 수 있는 부분도 흡입할 수 있게 된다.

[도 3]은 본 발명에 따른 에어 분사기를 도시한 사시도이고, [도 4]는 본 발명에 따른 에어 분사기를 도시한 또 다른 사시도를 나타낸다.

[도 1], [도 3], [도 4]를 참조하여 살펴보면, 본 발명에 따른 에어 분사기(10)는 제 1 슬릿부(11), 제 2 슬리부(12), 가이드부(13), 주입부(14)를 포함하여 구성된다.

먼저, 제 1 슬릿부(11)는 에어 분사기(10)의 하부에 예컨대 길이 방향을 따라 절개 형성되어 연직 하방을 향해 커튼 형태로 공기를 분사한다. 이렇게 분사된 공기는 에어 커튼을 형성하여 가공 챔버(1)와 클린룸 사이의 공기 소통을 차단하게 된다.

제 2 슬릿부(12)는 제 1 슬릿부(11)와 나란히 절개 형성되어 연직 하방으로부터 가공 챔버(1)의 내측 방향으로 일정 각도 조절이 가능하게 공기를 분사한다. 이렇게 분사된 공기는 에어 커튼을 형성하며, 제 1 슬릿부(11)를 통한 에어 커튼과 더불어 2단의 에어 커튼을 형성하게 된다.

이렇게 제 1 슬릿부(11)와 제 2 슬릿부(12)를 통해 2단으로 형성된 에어 커튼은 가공 챔버(1)의 도어가 열린 경우 도어 프레임의 개구부(2)를 효과적으로 차단하게 된다.

가이드부(13)는 플레이트 형태로 이루어지고 양단부에 돌출 형성된 브라켓(15)이 에어 분사기(10)의 양측부에 일정 각도 회전 가능하게 연결되며, 에어 분사기(10)로부터 일정 각도 회전된 상태에서 제 2 슬릿부(12)로부터 분사되는 공기를 가공 챔버(1)의 내측으로 유도한다.

바람직하게는 가이드부(13)의 제 2 슬릿부(12)에 대한 공기 분사 각도의 유도는 코안다 원리에 따라 설정된다. 코안다 원리는 이미 공개된 개념이므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

주입부(14)는 제 1 슬릿부(11)와 제 2 슬릿부(12)를 통해 분사되는 공기를 외부로부터 공급한다. 주입부(14)는 외부와 통하는 주입관(미도시)으로 연결되고, 도어 프레임의 개구부(2)에 에어 커튼을 형성할 수 있을 정도의 압축 공기를 공급하게 되며, 바람직하게는 60 psig 이상의 압축 공기를 공급하게 된다.

[도 3] 및 [도 4]의 도면부호 16은 가이드부의 브라켓이 끼워져 회전하는 회동핀으로써, 에어 분사기의 양 측벽에 돌출형성된다.

[도 5]는 본 발명에 따른 에어 흡입기를 도시한 측단면도를 나타낸다.

[도 1], [도 5]를 참조하면, 에어 흡입기(20)는 흡입부(21), 주입부(22), 배기부(23)를 포함하여 구성된다.

흡입부(21)는 에어 분사기(10)로부터 분사되는 공기와 가공 챔버 내측의 공기를 빨아 들인다. 이로 인해 가공 챔버(1) 내측의 공기압이 감소하게 되고 에어 분사기(10)에 의해 도어 프레임의 개구부(2)에 형성된 에어 커튼을 통해 가공 챔버(1) 내의 공기가 소통되는 것을 효율적으로 차단하게 한다.

주입부(22)는 흡입부(21)의 공기 흡입을 유도하기 위해 외부로부터 압축 공기를 주입시킨다. 이 주입부(22)는 압축 공기를 공급하는 외부와 주입관(22a)에 의해 연결된다.

배기부(23)는 흡입부(21)로부터 빨아 들인 공기와 주입부(22)로부터 주입된 공기를 외부로 배출한다. 이 배기부(23)는 외부로 통하는 배기관(23a)에 연결되며, 이 배기관(23a)은 가공 챔버(1)의 가공부(3)에서 발생한 유기 케미컬을 다운플로우시키기 위해 미리 마련된 배출관(4)과 연통된다.

즉 흡입부(21)는 주입부(22)로부터 주입된 압축 공기가 배기부(23)로 이동하는 관(에어 흡입기 몸체)의 측부에 형성되며, 주입부(22)로부터 주입된 압축 공기가 배기부(23)로 이동하는 힘에 의해 흡입부(21)를 통해 가공 챔버(1) 내부의 공기가 흡입된다.

상세하게 주입부(22)와 배기부(23)의 사이에 압축 공기가 통과하는 통로의 단면적이 충분히 작은 노즐부(24)를 구비하게 되며, 이 노즐부(24)와 흡입부(21)가 연통하는 구조로 이루어진다.

이와 같이 주입부(22)를 통해 주입된 압축 공기가 노즐부(24)를 통해 배기부(23)로 이동하는 과정 중, 노즐부(24)를 통과하는 과정에서 압축 공기의 이동 통로가 급격히 작아짐으로써 압축 공기의 이동 속도는 급격히 빨라지게 되고, 이때 노즐부(24)와 연통하는 흡입부(21)의 인접부위는 상대적으로 압력이 낮아지게 되며, 이로 인해 가공 챔버(1) 내측의 공기가 흡입부(21)로 빨려들어가게 된다. 이렇게 주입부(22)로 주입된 압축 공기와 흡입부(21)를 통해 흡입된 공기는 배기부(23)를 통해 외부로 배출된다.

주입부(22)를 통해 에어 흡입기(20)에 공급되는 공기는 바람직하게 70psig 이상의 압축 공기를 공급하게 된다. 주입부(22)를 통해 70psig 이상의 압축 공기를 공급하는 경우 주입부(22)를 통해 공급된 압축 공기 대비 흡입부(21)를 통해 가공 챔버(1)로부터 흡입되어 외부로 배출된 공기는 대략 30배 이상을 유지할 수 있는데, 이는 노즐부(24)의 압축 공기 통로 규격과 주입부(22)로 주입되는 압축 공기의 압력을 조정함으로써 적절히 조절할 수도 있다.

한편, 흡입부(21)는 가공 챔버(1)의 도어 프레임 하부 길이에 대응하여 복수 개 배치될 수 있다. 이처럼 복수 개 배치된 흠입부(21)로 인해 에어 분사기(10)로부터 형성되는 에어 커튼의 넓이에 대응하여 효과적으로 가공 챔버(1) 내의 공기를 흡입할 수 있게 된다.

[도 6]은 본 발명의 다른 실시예에 따른 [도 1]의 A-A 선 단면도를 나타낸다.

[도 6]을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 가공 챔버(1)의 도어 프레임 하부 길이에 대응하여 흡입 덕트(30)를 별도로 배치할 수 있다.

흡입 덕트(30)는 도어 프레임의 상방을 향해 복수 개의 통공이 형성되며, 이 통공을 통해 가공 챔버(1) 내의 공기가 흡입되어 가공 챔버(1) 내의 공기압을 낮추어 에어 분사기(10)로부터 형성된 에어 커튼을 통해 가공 챔버(1) 내외부 공기를 효율적으로 차단한다.

1 : 가공 챔버 2 : 개구부
3 : 가공부 4 : 배출관
10 : 에어 분사기 11 : 제 1 슬릿부
12 : 제 2 슬릿부 13 : 가이드부
14 : 주입부 15 : 브라켓
16 : 회동핀 20 : 에어 흡입기
21 : 흡입부 22 : 주입부
22a : 주입관 23 : 배기부
23a : 배기관 24 : 노즐부
30 : 흡입 덕트

Claims (6)

1. 공기 중에 혼입되는 유기 케미컬을 발생시키는 가공 챔버의 도어 프레임 상부에 장착되며, 상기 도어 프레임의 하부로 고압의 공기를 분사하여 상기 가공 챔버의 내외부 공기 소통을 차단하는 에어 분사기(10);
   상기 에어 분사기에 대향하는 상기 가공 챔버의 도어 프레임 하부에 장착되며, 상기 가공 챔버 내의 공기를 흡입하여 외부로 배출함으로써 상기 에어 분사기로부터 분사된 공기로부터 상기 가공 챔버 내에서 상승되는 공기압을 감소시키는 에어 흡입기(20);
   를 포함하는 케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 에어 분사기(10)는,
   상기 에어 분사기의 하부에 길이 방향을 따라 절개 형성되어 연직 하방을 향해 커튼 형태로 공기를 분사하는 제 1 슬릿부(11);
   상기 제 1 슬릿부와 나란히 절개 형성되어 연직 하방으로부터 상기 가공 챔버의 내측 방향으로 일정 각도 조절이 가능하게 공기를 분사하는 제 2 슬릿부(12);
   상기 제 2 슬릿부의 공기 분사 각도를 유도하는 가이드부(13);
   상기 제 1 슬릿부(11)와 상기 제 2 슬릿부(12)를 통해 분사되는 공기를 외부로부터 공급하는 주입부(14);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 가이드부(13)는,
   플레이트 형태로 이루어지고 양단부에 돌출 형성된 브라켓이 상기 에어 분사기의 양측부에 일정 각도 회전 가능하게 연결되며,
   상기 에어 분사기로부터 일정 각도 회전된 상태에서 상기 제 2 슬릿부로부터 분사되는 공기를 상기 가공 챔버의 내측으로 유도하는 것을 특징으로 하는 케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 에어 흡입기(20)는,
   상기 에어 분사기로부터 분사되는 공기와 상기 가공 챔버 내측의 공기를 빨아 들이는 흡입부(21);
   상기 흡입부의 공기 흡입을 유도하기 위해 외부로부터 압축 공기를 주입시키는 주입부(22);
   상기 흡입부로부터 빨아 들인 공기와 상기 주입부로부터 주입된 공기를 외부로 배출하는 배기부(23);
   를 포함하는 케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 흡입부(21)는 상기 주입부로부터 주입된 압축 공기가 상기 배기부로 이동하는 관의 측부에 형성되며, 상기 주입부로부터 주입된 압축 공기가 상기 배기부로 이동하는 힘에 의해 상기 흡입부를 통해 공기가 흡입되는 것을 특징으로 하는 케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 흡입부(21)는 상기 가공 챔버의 도어 프레임 하부 길이에 대응하여 복수 개 배치되는 것을 특징으로 하는 케미컬 확산 방지 에어커튼 시스템.

Images