KR0134818Y1 - 상압 화학증착 장비용 가스공급라인 내의 잔류가스 배출장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 제조장비용 APCVD 장비에서 가스공급라인에 연결된 가스실린더를 신속하고 안전하게 교환할 수 있을 뿐만 아니라, 가스실린더 교체후 피팅부의 가스누설 여부를 신속히 확인할 수 있도록 하므로써 가스실린더의 교체작업이 작업효율을 향상시킨 것이다.

이를 위해, 본 고안은 가스실린더(1)와 가스유량조절기(2) 사이의 가스공급라인에 잔류가스 배출라인(4)을 연결하는 한편, 상기 잔류가스 배출라인(4)상에 잔류가스를 반응시켜 무해하게 만들며 독성가스 희석용 질소가스를 공급하기 위한 반응로(7)와 상기 반응로(7)에서 반응한 가스를 흡입하여 배출시키는 진공펌프(6) 및, 가스 세정용 스크러버(5)를 설치하여서 된 상압 화학증착 장비용 가스공급라인 내의 잔류가스 배출장치이다.

Description

상압 화학증착 장비용 가스공급라인 내의 잔류가스 배출장치

제1도는 종래의 잔류가스 배출장치를 나타낸 구성도.

제2도는 본 고안을 나타낸 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가스실린더 2 : 가스유량 조절기

4a : 공정가스 배출라인 4 : 잔류가스 배출라인

6 : 진공펌프 7 : 반응로

8 : 질소가스 공급라인 9 : 가스밸브

본 고안은 반도체 제조 공정중 웨이퍼의 표면에 반응기체를 증착하는 상압화학증착(Atmosphere Pressure Chemical Vapour Deposition; 이하, APCVD라 함) 장비에서 가스공급라인에 연결되어 있는 가스실린더를 교환시, 상기 가스공급라인 내에 잔류하고 있는 유독가스를 신속하고 안전하게 배출하여 가스실린더의 교체에 따른 작업시간의 단축 및 안전성의 향상을 기할 수 있도록 한 상압 화학증착 장비용 가스공급라인 내의 잔류가스 배출장치이다.

종래의 APCVD 장비는 제1도에 나타낸 바와 같이 공급되는 가스의 유량을 조절하는 가스유량조절기(Mass Flow Controller)(2)와, 고온의 머플(Muffle)(13) 및, 상기 머플을 지나 유입된 공정가스가 웨이퍼 상면에 증착되는 반응챔버(20)가 구비된다.

이때, 상기 APCVD 장비의 가스유량조절기(2) 측에는 SiH₄, 3%의 PH₃, 3%의 B₆H₆등의 유독성 가스가 충진된 가스실린더(1)가 각각 연결되고, 머플(13)측에는 반응하여 나오는 가스를 세정시키기 위한 스크러버(Scrubber)(5)가 연결된다.

또한, 유독성가스가 채워진 각 가스실린더(1)의 피팅부에는 질소(N₂) 가스 실린더(15)가 공통으로 연결되어 구성된다.

이와 같이 구성된 장비에서 공정의 진행에 따라 가스실린더(1) 내의 가스가 거의 소진되어 가스실린더(1)를 교체할 필요가 있을 경우에는, 교체 작업시 유독가스의 누출에 따른 안전사고의 방지를 위하여 가스공급라인(3)에 남아있는 잔류가스를 완전히 배출시킨 후 새로운 가스실린더(1)로 교체해야 한다.

이를 위해, 가스공급라인(3)과 가스실린더(1)를 연결하는 피팅(fitting)을 풀기전에 질소가스 실린더(15)를 열어 가스공급라인(3)내에 잔류한 유독성가스를 질소가스의 압력을 이용하여 가스 유량조절기(2)측으로 밀어낸다.

따라서, 질소가스의 운반작용에 의해 가스 유량조절기(2) 및 머플(13), 반응챔버(20)를 지난 잔류가스는 공정가스 배출라인(4a)을 따라 스크러버(Scrubber)(5)로 유입된 후, 다시 스크러버(5)를 통과하면서 세정되어 안정한 상태로 외부로 배출된다.

그러나, 이와 같은 종래의 가스실린더 교환용 잔류가스 배출장치는 가스공급라인(3)에 남아있는 유독성 잔류가스를 질소가스의 압력을 이용하여 머플(13)측으로 밀어낼 때 가스유량조절기(2)를 통해 배출시킨다.

이때, 1회 20분 정도 걸리는 배출(Purge)작업을 약 15회 정도 반복해 주어야만 가스공급라인(3) 내의 잔류가스 농도가 규정치 이하로 되므로, 잔류가스를 배출하는 사이클 퍼지(Cycle Purge)시 많은 시간이 소요되는 단점이 있었다.

뿐만 아니라, 사이클 퍼지(Cycle Purge)가 끝난 상태에서 가스실린더(1)를 새것으로 교체할 때 외부공기가 가스공급라인(3)내로 유입되므로써 외부공기에 들어있는 먼지입자에 의해 APCVD 장비가 오염될 우려가 있었다.

또한, 가스실린더(1)의 교체 후 가스실린더(1)와 가스공급라인(3)이 연결되는 피팅부(14)의 가스누설 여부를 확인하는 누설검사(Leak Check)시에는 가스유량조저기(12)를 닫은 상태에서 가스공급라인(3)내에 질소가스를 일정 압력으로 인가한 후, 최소한 8시간 이상 지난 후에 레귤레이터(16)의 게이지(17)를 확인하여 압력저하 유무를 체크하여야 되었으므로 인해 누설검사에 많은 시간이 소요되었고, 이에 따라 장비의 가동율이 저하되는 등 많은 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반도체 제조공정용 상압화학 증착장비에서 가스공급라인에 연결된 가스실린더의 교체시, 가스공급라인에 잔류되어 있는 유독가스를 가스 유량조절기를 지나기 전에 진공펌프를 이용하여 진속히 뽑아낸 후 반응로에서 충분히 반응시켜 배출하므로써 가스실린더의 교체작업을 신속하고 안전하게 수행할 수 있도록 한 상압 화학증착 장비용 가스공급라인 내의 잔류가스 배출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 고안은 가스실린더(1)와 가스유량조절기(2) 사이의 가스공급라인에 잔류가스 배출라인(4)을 연결하는 한편, 상기 잔류가스 배출라인(4) 상에 잔류가스를 반응시켜 무해하게 만들며 독성가스 희석용 질소가스를 공급하기 위한 반응로(7)와 상기 반응로(7)에서 반응한 가스를 흡입하여 배출시키는 진공펌프(6) 및, 가스 세정용 스크러버(5)를 설치하여서 된 상압 화학증착 장비용 가스공급라인 내의 잔류가스 배출장치가 제공된다.

이하, 본 고안의 일실시예를 첨부도면 제2도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 고안에 따른 APCVD 장비를 나타낸 구성도로서, APCVD 장비에서 가스실린더(1)와 가스유량조절기(2)사이에 연결된 각 가스공급라인(3) 일측에 상기 가스공급라인내에 남은 잔류가스를 반응시켜 배출하는 잔류가스 배출라인(4)이 추가적으로 연결되고, 상기 잔류가스 배출라인(4)상에는 유입되는 잔류가스를 반응시켜 무해하게 만드는 반응로(7) 및 이 반응로(7)에서 반응한 가스를 흡입하여 배출시키는 진공펌프(6), 그리고 상기 진공펌프(6)에서 나온 가스를 세정하여 배출하는 스크러버(5)가 설치된다.

이때, 잔류가스 배출라인(4)상에 연결되는 반응로(7) 및 진공펌프(6)는 그 설치 위치가 바뀌어도 무방하다.

또한, 상기 반응로(7) 일측에는 질소가스공급 유니트(도시는 생략함)의 독성가스 희석용 질소가스를 반응로(7)에 공급하기 위한 질소가스 공급라인(8)이 연결된다.

그리고, 가스공급라인(3)에서 반응로(7)로 연결되는 잔류가스 배출라인(4)상에는 APCVD 공정 진행시, 공정가스(SiH₄, 3%의 PH₃, 3%의 B₂H₆)가 반응로(7)로 유입되지 않도록 잔류가스 배출라인(4)을 차단하는 가스밸브(9)가 설치되어 구성된다.

이와같이 구성된 본 고안은 제2도에 나타낸 바와 같이, APCVD 공정 진행시에는 밸브 A(10) 및 밸브 D(11)는 열고 밸브 B(9) 및 밸브 C(12)는 닫아 각 가스실린더(1)의 가스를 가스공급라인(3)을 통해 가스유량조절기(MFC)(2)로 보내어 공정을 진행시킨다.

이에 따라, 가스유량조절기(MFC)(2)를 통과한 공정가스의 일부는 머플(13)을 통과하여 반응챔버(20)로 유입된 후, 상기 반응챔버(20) 내에 로딩된 웨이퍼 상면에 증착되고, 나머지는 공정가스 배출라인(4a)을 통해 배출된다.

한편, 가스실린더(1)를 교환할 경우에는 가스공급라인(3)내에 남은 유독성 잔류가스를 외부로 배출시키게 되는데, 이를 위해 사이클 퍼지(Cycle Purge) 작업을 행하게 된다.

이때에는, 먼저 밸브 A(10) 및 밸브 D(11)를 닫은 상태에서 밸브 B(9) 및 밸브 C(12)를 열어준다.

이에 따라, 공정가스가 들어있는 각 가스실린더(1)와 가스공급라인(3)이 연결되는 피딩부(14)를 통해 배출되어 가스공급라인(3)을 통해 흐르는 N₂가스는 가스유량조절기(2)로 가는 라인이 밸브 A(10)에 의해 폐쇄되어 있으므로 측로인 잔류가스 배출라인(4)을 따라 반응로(7)로 유입된다.

이때, 잔류가스 배출라인(4)에 설치된 진공펌프(6)의 펌핑작용이 이루어지고, 반응로(7) 일측으로는 잔류가스 희석용 N₂가스가 별도의 공급라인을 통해 반응로로 공급됨에 따라 가스공급라인(3)내에 잔류한 유독성 가스는 신속히 반응로(7)로 유입되어 반응된다.

그후, 상기 반응로(7)에서 반응되어 희석된 가스는 진공펌프(6)를 통과하여 스크러버(5)로 유입되어 최종적으로 세정된 후 외부로 방출되어진다.

한편, 이와같이 사이클 퍼지를 통해 가스공급라인(3)내의 유독성 잔류가스를 모두 배출시킨 후에는 작업자가 손쉽게 가스실린더(1)를 새것으로 교체할 수 있게 된다.

이와 같이 가스실린더 교체시, 가스공급라인(3)내로 먼지 입자가 많이 포함된 외부공기가 유입되어, 이 외부공기가 가스유량조절기(2) 등 공정장비 내부에 잔류하게 되면 공정에 악영향을 미치게 되므로, 이를 방지하기 위하여 가스실린더(1)의 교체 후, 밸브 A(10), 밸브 C(12) 및 밸브 D(11)를 닫은 상태에서 진공펌프(6)를 작동시켜 가스공급라인(3)내에 유입된 외부공기를 다시 배출시키므로써 가스공급라인(3)을 완전히 정화시키게 된다.

또한, 상기의 작업이 끝난 후에는 가스실린더(13)와 가스공급라인(3)의 연결부에서의 가스누설 여부를 검사하는 리크체크(Leak Check)를 실시하게 되는데, 이때에는 밸브 A(10), 밸브 C(12) 및 밸브 D(11)를 닫고 밸브 B(9)를 연 상태에서 진공펌프(6)를 작동시키게 된다.

따라서 진공펌프(6)의 흡입력을 일정하여 유지하면 가스공급라인(3)내에는 일정크기의 진공도를 가지는 진공상태가 유지되므로 가스공급라인(3)내에 유기된 진공도를 측정하여 가스공급라인(3)과 가스실린더(1)를 연결하는 피팅부(14)에서의 누설여부를 쉽게 판별할 수 있게 된다.

이때, 만약 가스공급라인(3)내에 유기된 진공도가 일정 크기 이하가 되면 피팅부의 누설부위를 통해 외부공기가 유입되므로써 가스공급라인(3)내에 유기된 진공도가 낮아진 것이므로 피팅부(14)를 다시 점검하여 누설이 없도록 해주게 된다.

이와 같이, APCVD 공정장비의 가스공급라인(3)내에 남은 유독성 잔류가스를 진공펌프(6)의 흡입력을 이용하여 신속히 반응로(7)로 흡입한 후, 반응로(7)내에서 충분히 반응시켜 무해한 상태로 배출시키므로써, 신속하고 안전하게 가스실린더(3)를 교체할 수 있을 뿐만 아니라, 교체시의 외부공기 유입에 의해 장비 내부가 오염되는 현상을 방지하고 누설검사(Leak Check)를 신속하고 정확하게 끝낼 수 있으므로 인해, 가스실린더(1)의 교체에 따른 작업시간을 효과적으로 단축시킬 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 고안은 반도체 제조공정용 APCVD 장비에서 가스공급라인(3)에 연결된 가스실린더(1)를 신속하고 안전하게 교환할 수 있을 뿐만 아니라, 가스실린더(1) 교체후 피팅부의 가스누설 여부를 신속히 확인할 수 있도록 하므로써 가스실린더 교체작업에 따른 작업시간의 단축 및 안전성의 향상을 도모할 수 있도록 한 매우 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 가스 실린더와 가스 유량조절기를 구비한 상압 화학증착 장치의 가스 공급라인에 있어서, 상기 가스실린더와 가스유량조절기를 연결하는 가스 공급라인 상에서 분기되어 상기 가스 실린더의 교환시에 가스공급라인 상에 잔류하는 가스를 배출시키는 잔류가스 배출라인과, 상기 잔류가스 배출라인 상에 설치되며 잔류가스를 반응시켜 무해하게 만들기 위한 반응로와, 상기 잔류가스 배출라인의 반응로 하류측에 설치되어 잔류가스를 흡입하는 진공펌프와, 상기 잔류가스 배출라인의 진공펌프 하류측에 설치되어 상기 진공펌프를 통해 토출된 가스를 세정하는 스크러버와, 상기 반응로 상류측의 잔류가스 배출라인에 설치되어 APCVD 공정진행시, 공정가스가 잔류가스 배출라인의 반응로로 유입되지 않도록 하는 가스밸브로 구성됨을 특징으로 하는 상압 화학증착 장비용 가스공급라인 내의 잔류가스 배출장치.