KR100242945B1 - 가스 배기 시스템 - Google Patents

Abstract

발명은 가스 배기 장치에 관한 것으로써, 실란가스를 중화시키고 폴리머를 필터링하는 중화장치를 제거하여 실란가스를 대기중으로 원활히 배출시킴으로써 진공 펌프가 다운되어 실란가스가 설비 쪽으로 역류되는 것과 배기관 내부에서 화재가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

또한 중화장치를 제거함으로써 설비의 운용 비용이 절감할 수 있고 실란가스를 대기중에서 직접 자연 발화시키므로 대기중에서 발화되는 불꽃의 유무를 통해 설비의 다운이나 진공 펌프의 다운 유무를 판단할 수 있다.

Description

가스 배기 시스템{A system for exhausting gas}

본 발명은 실란 가스 배기 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스 용기에 잔존해 있는 소량의 실란 가스를 배출할 때 발생되는 분말 가루가 중화장치를 막음으로 펌프가 다운되는 것을 방지하기 위해 중화장치를 제거한 가스 배기 시스템 구조에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자를 제조하는 반도체 제조 공정중에는 여러 종류의 가스를 이용하는 공정이 포함된다. 이와 같이 가스를 이용하는 공정이 적용되는 설비는 가스 용기에 고압으로 충진되어 있는 가스를 일정압력과 일정유량으로 조정하여 프로세서 챔버에 가스를 공급해주는 역할을 하며, 가스 용기 교체시에 가스 용기와 가스 공급라인에 남아 있는 가스를 퍼지하는 역할을 하는 시스템이 필요하다. 상기와 같은 역할을 하도록 구성된 시스템을 통상적으로 가스 실린더 시스템 또는 가스 실린더 캐비넷 및 가스 봄베 박스라 명명하고 있다.

상기와 같은 가스 공급 시스템에 장착되어 이용되는 가스 용기내의 가스가 소진되면 가스가 충전되어 있는 새로운 용기로 교체하여야 하는데, 이때, 가스 용기에 충진되어 있는 가스는 유독가스이거나 공기중에서 폭발하는 가연성 가스이므로 질소가스와 같은 불활성 가스를 사용하여 가스 용기와 가스 공급 라인에 잔존해 있는 가스를 퍼지시켜 외부로 배출시킨다.

도 1 은 종래의 실란가스 배기 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도시된 바와 같이 실란 가스 배기 시스템은 무독성이며 공기와 반응하여 자연발와되는 실란(SiH₄) 가스를 프로세서 챔버(11)에 공급해 주고 실란 가스 용기(미도시) 교체시 불활성 가스를 공급하여 가스 공급라인(12)을 퍼지시켜주는 봄베 박스(10)와, 가스 공급라인(12)에 잔류해 있는 실란 가스를 펌핑하여 배출시키는 진공 배기 장치(20)와, 진공 배기 장치(20)에 의해 배기된 실란가스를 중화시키는 중화장치(scrubber)(30)와, 중화 장치(30)에 의해서 중화된 실란가스를 외부로 배출시키는 배기덕트(40)로 구성되어 있다. 여기서, 진공 배기 장치(20)는 진공 펌프(24)와 제 1 배기관(22) 및 제 2 배기관(26)으로 구성되어 있다.

봄베 박스(10)는 반도체 제조 공정이 진행되는 프로세서 챔버(11)와 가스 공급라인(12)으로 연통되어 있고, 프로세서 챔버(11)와 진공 펌프(24) 사이에는 제 1 배기관(22)이 설치되어 상호 연통되어 있고, 진공 펌프(24)와 중화장치(30) 사이에는 제 2 배관(26)이 설치되어 있어 상호 연통되어 있으며, 중화장치(30)와 배기덕트(40)는 제 3 배기관(42)이 설치되어 있어 상호 연통되어 있다.

이와 같이 구성된 실란 가스 배기 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 가스 용기에 채워져 있던 실란 가스를 반도체 제조 공정에 전부 소비하였을 경우 빈 가스 용기를 실란 가스가 충전되어 있는 새로운 가스 용기로 교체하여야 한다. 이때, 가스 공급 라인(12)에 남아 있는 실란 가스는 산소와 반응했을 경우 발화되는 성질이 가지고 있는 가연성 가스이므로 가스 용기 교체시 실란 가스가 작업장 외부로 누출되어 화재가 발생되는 사고를 미연에 방지하기 위해서 가스 공급라인(12)에 잔류해 있는 실란 가스를 외부로 배기시킨다.

가스 공급 라인(12)에 잔류해 있는 실란 가스를 외부로 배기시키기 위해서 먼저, 가스 공급 라인(12)에 잔류되어 있는 실란가스가 불활성 가스, 예를 들어 질소 가스에 의해 프로세서 챔버(11) 내부로 유입되면 진공 펌프(24)는 프로세서 챔버(11) 내부로 유입된 실란가스를 펌핑한다. 이와 같이 진공펌프(24)에 의해 펌핑되는 실란가스는 제 1 배기관(22)과 진공 펌프(24)를 거쳐 제 2 배기관(26)으로 배기되고, 제 2 배기관(26)을 통과한 실란가스는 중화장치(30)에 유입되어 중화되고, 중화장치(30)에 의해서 중화된 실란가스는 제 3 배기관(42)과 배기덕트(40)를 거쳐 대기중으로 배기된다.

그러나, 가스 공급라인(12)에 잔류되어 있던 실란가스들이 질소가스의 퍼지에 의해 프로세서 챔버(11)로 유입된 후 진공 배기 장치(20)로 배기될 때 프로세서 챔버(11) 내부에 흡착되어 있던 파티클도 함께 배기된다.

이 경우 실란가스와 함께 배기된 파티클은 중화장치(30)의 배출구(미도시)쪽에서 필터링되고 실란가스만이 배기덕트(40)를 통하여 외부로 배출되므로 일정시간 경과후 파티클이 중화장치(30)에 계속 쌓여 중화장치(30)의 배기구를 막는다. 이로 인해 배기되지 못하는 실란가스와 진공펌프(24)에 의해서 제 2 배기관(26) 쪽으로 펌핑되는 실란가스는 제 2 배기관에서 가압되어 포화상태에 이르게 된다.

이와 같이 실란 가스가 배기되지 못하면 진공펌프(24)의 과부화로 인해 진공펌프(24)가 다운(down)되고 이로 인해 제 2 배기관(26)에 가압되어 있던 실란가스가 설비 쪽으로 역류되어 설비가 다운되며, 외부에서 배기관 및 프로세서 챔버로 공기가 유입될 경우 프로세서 챔버 및 배기관 내부에 존재하는 실란가스와 반응함으로 큰 화재가 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 중화 장치에 의해 필터링된 파티클들로 인해 중화장치의 배출구쪽이 막혀 실란가스가 외부로 배기되지 못하고 배기관 내부에 계속 잔류되어 있는 것을 방지하기 위해서 파티클들이 가장 많이 쌓이는 중화장치를 제거함으로써 진공펌프의 다운과 실란가스의 역류로 인한 설비의 다운 및 화재의 발생을 방지한 가스 배기 시스템에 관한 것이다.

도 1은 종래의 가연성 가스 배기관을 개략적으로 나타낸 블록도이고,

도 2는 본 발명에 의한 가연성 가스 배기관을 개략적으로 나타낸 블록도 이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉

50 : 봄베 박스 51 : 프로세서 챔버

60 : 진공 배기 장치 62 : 제 1 배기관

64 : 진공 펌프 66 : 제 2 배기관

70 : 배기덕트

이와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 공정가스인 가연성 가스 저장된 용기와 가연성 가스를 퍼지시키기 위한 불활성 가스 저장 용기들이 설치된 봄베 박스와, 프로세서 챔버로 유입된 가연성 가스를 펌핑하기 위한 진공펌프와, 진공펌프에 의해 펌핑된 가연성 가스를 외부로 배출시키는 배기덕트와, 프로세서 챔버와 진공 펌프 사이에 연통된 제 1 배기관 및 진공펌프와 상기 배기덕트 사이에 연통된 제 2 배기관을 포함한다.

이하 본 발명에 의한 실란 가스 배기 장치의 작용을 첨부된 도면 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 실란 가스 배기 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도시된 바와 같이 실란 가스 배기 장치는 실란(SiH₄) 가스가 채워진 용기와 불활성 가스가 채원진 용기들이 설치되고 실란가스를 프로세서 챔버(51)에 공급해 주고 실란 가스가 채원진 용기를 교체할 경우 불활성 가스를 공급하여 가스 공급라인(52)을 퍼징시켜주는 봄베 박스(50)와, 가스 공급라인(52)에 남아 있는 실란 가스를 펌핑하여 배출시키는 진공 배기 장치(60)와, 진공 배기 장치(60)에 의해 배기된 실란가스를 외부로 배출하는 배기덕트(70)로 구성되어 있다. 여기서, 진공 배기 장치(60)는 진공 펌프(64)와 제 1 배기관(62) 및 제 2 배기관(66)으로 구성되어 있다.

봄베 박스(50)와 도체 제조 공정이 진행되는 프로세서 챔버(51)는 가스 공급라인(52)으로 연통되어 있고, 프로세서 챔버(51)와 진공 펌프(24) 사이에는 제 1 배기관(62)이 설치되어 상호 연통되어 있으며, 진공 펌프(64)와 배기덕트(70) 사이에는 제 2 배기관(662)이 설치되어 있어 상호 연통되어 있다.

이와 같이 구성된 실란 가스 배기 장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 가스 용기(미도시)에 채워져 있던 실란 가스를 반도체 제조 공정에 전부 소비하였을 경우 빈 가스 용기를 실란 가스가 충전되어 있는 새로운 가스 용기로 교체하여야 한다.

가스 용기를 교체하기 위해서는 불활성 가스, 예를 들어 질소 가스를 가스 공급 라인(52)에 공급하여 가스 공급 라인(52)에 잔류되어 있는 실란가스를 프로세서 챔버(51)로 퍼지시킨다. 이후, 프로세서 챔버(51)로 퍼지된 실란 가스는 진공펌프(64)의 펌핑에 의해 프로세서 챔버(51)에 흡착되어 있는 파티클과 함께 제 1 배기관(62)과 제 2 배기관(66) 및 배기덕트(70)를 차례대로 통과하여 대기중으로 배기된다. 이와 같이 배기된 실란가스는 대기중에 존재하는 산소와 반응하여 하여 대기 상태에서 자연발화 된다. 여기서, 가스 배기 장치에 의해 대기중으로 직접 배출된 실란가스의 양은 극히 적기 때문에 대기중에서 자연 발화되어도 그 불꽃은 아주 미약하여 화재 발생 위험은 없다.

이와 같이 가스 배기장치에서 중화장치가 제거됨으로써 실란가스가 원활하게 배출되고 설비의 운용 비용이 절감되었다. 또한, 중화장치를 제거하여 실란가스를 중화시키지 않고 대기중에서 직접 자연 발화시키므로 대기중에서 발화되는 불꽃의 유무를 통해 설비의 다운이나 진공 펌프의 다운 유무를 판단할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 가스 배기 장치에 설치되어 실란가스를 중화시키고 파티클을 필터링하는 중화장치를 제거하여 실란가스를 원활하게 배출시킴으로써, 파티클에 의한 진공 펌프의 다운과 실란가스의 역류로 인해 설비가 다운되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 자연발화된 작은 불꽃의 유무를 통해 진공펌프 및 설비의 다운 유무를 쉽게 확인하여 빠른 시간재에 후속조치를 취할 수 있어 진공펌프 및 설비가 다운되어 있는 동안 배기관 및 프로세서 챔버로 공기가 유입되어 화재가 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 공기와 반응하여 자연발화되며 무독성인 가연성 가스가 저장된 용기와 상기 가연성 가스를 퍼지시키기 위한 불활성 가스가 저장 용기들이 설치된 봄베 박스;

   소정의 공정이 진행되는 프로세서 챔버의 내부로 유입된 상기 가연성 가스를 펌핑하기 위한 진공펌프;

   상기 진공펌프에 의해 펌핑된 가연성 가스를 외부로 배출시키는 배기덕트;

   상기 프로세서 챔버와 상기 진공 펌프 사이에 연통된 제 1 배기관; 및

   상기 진공펌프와 상기 배기덕트 사이에 연통된 제 2 배기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 배기 시스템.
2. 제 1 항에 있어서 상기 가연성 가스는 실란가스인 것을 특징으로 하는 가스 배기 시스템.

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