KR100508665B1 - 상압 화학적 기상 성장 장치의 파우더 트랩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상압 화학적 기상 성장 장치의 파우더 트랩에 관한 것으로서, 직육면체 형상으로 내부가 비어 있는 하우징과, 하우징 내부에 설치되고 구멍을 갖는 복수 개의 칸막이 판을 포함하고, 하우징의 앞 벽과 뒷 벽에는 배기 라인이 연통되며, 칸막이 판의 대략 절반은 배기 가스 흐름 방향에 대해서 눕는 방향으로 기우러져 있는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 반응 체임버의 압력 및 반응 가스의 흐름에 영향을 미치지 않고 배기 가스의 역류를 억제하면서 배기가스로부터 파우더를 포집함으로써 반응 체임버 내 웨이퍼에 형성되는 박막의 오염을 줄이며 따라서 수율을 높이는 효과를 가지고 있다.

Description

상압 화학적 기상 성장 장치의 파우더 트랩{POWDER TRAP FOR USE IN AN APCVD APPARATUS}

본 발명은 상압 화학 기상 성장(atmospheric pressure chemical vapor deposition; APCVD) 장치의 파우더 트랩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 APCVD 장치의 반응 체임버 내 압력과 반응 가스의 흐름에 대한 영향을 최소화하고 반응 체임버로의 파우더의 역류를 방지하여 체임버 내 웨이퍼에 형성되는 박막의 오염을 억제할 수 있는 APCVD 장치의 파우더 트랩에 관한 것이다.

반도체 소자 제조 공정에 있어서, 일반적으로 웨이퍼 상에 형성되는 박막은 CVD(chemical vapor deposition) 또는 PVD(physical vapor deposition)에 의해서 형성된다. 그리고 CVD 장치로는 반응 체임버의 압력을 일정하게 유지하면서 반응 가스를 체임버에 공급하여 웨이퍼 상에 박막이 형성되도록 하는 APCVD 장치와 LPCVD(low pressure chemical vapor deposition) 장치가 있다.

이들 CVD 장치의 경우, 박막 형성 공정 중에 체임버 내에 공급되는 반응 가스를 배기하여야 하며, 이 배기되는 가스는 부식성이 강하고 유독한 성분을 포함하고 있기 때문에 대기 중에 그대로 방출하게 되면 인체 및 환경에 악영향을 끼치게 된다. 따라서 반응 체임버에서 배기되는 가스는 적절하게 정화되어 대기중에 배출되어야 한다.

이에 따라, 도 1에 도시되어 있는 APCVD 장치와 같이, 대부분의 CVD 장치에서 배출되는 배기가스는 스크러버(40)를 거쳐서 정화된 후 방출된다. 그런데 배기가스가 스크러버(40)에 도달하기 전에 이미 배기 라인 내에서 파우더가 형성되고 이 파우더는 배기 라인의 내벽에 고착된다. 이런 경우 반응 체임버(10)의 압력에 영향을 주고 배기가스를 역류하게 하여 웨이퍼에 형성되는 박막을 오염시킬 수가 있다. 또한, 스크러버(40) 내에 있는 펌프(도시 안됨)에 유입되어 고장이 빈번해지는 문제점이 있다. 따라서 특히 파우더를 많이 포함하는 배기가스를 배출하는 APCVD 장치에는, 반응 체임버(10)와 배기 펌프(30) 사이 배기 라인의 수평한 부분에 반응 체임버(10)로부터 배출되는 배기가스의 파우더를 포집하여 일시적으로 저장하는 파우더 트랩(20)이 설치된다.

도 2는 이러한 종래의 파우더 트랩(20)을 개략적으로 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 파우더 트랩(20)은 대략 직육면체 형상이며 불투명한 금속으로 만들어진 하우징(24)과 하우징(24) 내부에 수직하게 설치되고 중간 부분에 원형 구멍이 형성되며 서로 평행한 복수개의 칸막이 판(25)을 포함하고, 칸막이 판(25)과 마주보는 하우징(24)의 앞 벽과 뒷 벽에는 배기 라인이 연통되어있다. 또한 하우징(24)의 아래 벽과 옆 벽에는 원형의 파우더 석션포트(suction port; 도시 안됨)가 형성되어 있어, 공정이 끝난 후에 파우더 트랩 내에 포집된 파우더를 석션포트를 통해서 제거한다.

그런데, 이와 같은 파우더 트랩(20)의 경우, 파우더 트랩(20) 내부에 터뷸런스가 발생하며 이로 인하여 파우더 트랩(20) 내면에 고착되어 있던 파우더 덩어리가 떨어져 반응 체임버(10) 내에 프레셔 헌팅(pressure hunting), 반응 가스 흐름의 변동(fluctuation) 및 배기가스의 역류 등을 유발한다. 이로 인해 반응 체임버(10) 내 웨이퍼 상에 형성되는 박막이 역류된 파우더나 반응 가스의 부산물(by-product)로 오염되어 수율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 반응 체임버의 압력 및 반응 가스의 흐름에 영향을 미치지 않고 배기가스의 역류를 방지하여 반응 체임버 내 웨이퍼에 형성되는 박막의 오염을 방지하여 수율 향상시킬 수 있는 APCVD 장치의 파우더 트랩을 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 상압 화학적 기상 성장 장치의 파우더 트랩에 있어서, 직육면체 형상으로 내부가 비어 있는 하우징과, 하우징 내부에 설치되고 구멍을 갖는 복수 개의 칸막이 판을 포함하고,상기 하우징의 앞 벽과 뒷 벽에는 배기 라인이 연통되며, 상기 칸막이 판의 대략 절반은 배기가스 흐름 방향에 대해서 눕는 방향으로 기우러져 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 APCVD의 파우더 트랩을 개략적으로 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파우더 트랩(20a)은 직육면체 형상이고 내부가 비어있는 하우징(24a)과 하우징 내에 설치되며 중간 부분에 구멍을 갖는 복수개의 칸막이 판(25a)을 포함하고, 하우징의 앞 벽과 뒷 벽에는 배기 라인이 연통되어있고, 칸막이 판(25a)은 구멍을 중심으로 구멍 보다 아래 부분에 해당하는 칸막이 판(25a)은 파우더 트랩(20) 내에서 배기가스가 흘러가는 방향에 따라 눕혀지도록 45。 각도로 기우러져 있고 나머지 위 부분은 수직으로 형성되어 있다.

반응 체임버(10)로부터 파우더 트랩(20a)으로 유입되는 배기가스가 포함하는 파우더는 칸막이 판(25a)에 고착되고 자중이나 터뷸런스 등에 의해서 칸막이 판(25a)으로부터 떨어진다. 그러나 칸막이 판(25a)의 아래쪽 부분이 배기가스의 흐름에 따라 눕는 방향으로 기우러져 있어서 파우더 덩어리가 미끄러져 내려가고 따라서 반응 체임버 내에 프레셔 헌팅과 반응 체임버 내의 흐름의 변동을 유발하지 않는다.

또한, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 하우징(24a)의 옆면 중의 하나(24s)는 투명한 물질로 형성되어 있기 때문에 파우더 트랩(20a)의 내부를 관찰할 수 있어 파우더 트랩(20a) 내부에서 발생하는 파우더의 흐름과 쌓이는 경향을 통해서 배기와 관련된 장치의 이상 여부를 미리 체크할 수 있다.

또한, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 하우징(24a)과 칸막이 벽(25a)에 의해서 형성되는 공간들 중 배기가스가 파우더 트랩(20a)으로 유입되는 구역과 배기가스가 파우더 트랩(20a)으로부터 유출되는 구역에는 압력 센서가 설치되어 있다. 압력 센서(23a)는 측정한 압력 값을 PLC(programmable logic controller; 도시 안됨)로 보내고 여기서 일정 값 이상을 벗어나면 경고 신호를 발생한다. 즉, 배기 라인내의 난류나 파우더 막힘 현상이 발생했을 경우 배기 라인과 가까운 파우더 트랩(20a) 내 구역의 압력 변화를 압력 센서(23a)를 이용해서 측정하고 PLC를 이용해서 이상 여부를 판단함으로써, 큰 문제가 발생하기 전에 APCVD 장치를 유지 보수할 수 있다.

또한, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 하우징(24a)에는 파우더 트랩 내에 쌓인 파우더를 제거하기 위한 파우더 석션 포트(26a)가 형성될 수 있으며 바람직하게는 파우더 석션 포트(26a)는 하우징(24a)과 칸막이 판(25a)에 의해서 형성되는 구역에 대해서 하나가 할당 되도록 형성될 수 있다. 박막 형성 공정이 끝나면 파우더 트랩 내에 쌓인 파우더를 파우더 석션 포트(26a)를 개방하여 진공 흡입기 등을 이용하여 제거할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 파우더 트랩이 반응 체임버 내의 압력과 반응 가스의 흐름에 영향을 주지 않고 배기 가스의 역류를 억제하기 때문에 반응 체임버 내 웨이퍼 상에 형성되는 박막의 오염을 방지할 수 있어 수율을 높일 수 있고, 파우더 트랩내의 압력이 이상 변화를 빠르게 감지할 수 있어 APCVD 장치의 유지 보수를 적시에 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 APCVD 장치의 파우더 트랩은 반응 체임버의 압력 및 반응 가스의 흐름에 영향을 미치지 않고 배기가스의 역류를 억제하면서 배기가스로부터 파우더를 포집함으로써 반응 체임버 내 웨이퍼에 형성되는 박막의 오염을 줄이며 따라서 수율을 높이는 효과를 가지고 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 APCVD 장치의 파우더 트랩을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 APCVD 장치를 개략적으로 도시한 블록 도이고,

도 2는 종래의 APCVD 장치의 파우더 트랩을 개략적으로 도시한 사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 APCVD 장치의 파우더 트랩을 개략적으로 도시한 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 반응 체임버 20 : 파우더 트랩

20a : 파우더 트랩 23a : 압력 센서

24a : 하우징 25a : 칸막이 판

26a : 파우더 석션 포트 40 : 스크러버

Claims (8)

1. 상압 화학적 기상 성장 장치의 파우더 트랩에 있어서,

   직육면체 형상으로 내부가 비어 있는 하우징과,

   상기 하우징 내부의 상하면에 설치되고, 상면으로 부터 수직으로 형성되어, 그 중앙에 구멍을 가지는 수직부와, 상기 수직부로 부터 하면까지 상기 하우징 내부에서 배기가스가 흘러가는 방향에 따라 눕는 방향으로 기우러져 있는 경사부가 각각 형성되는 복수 개의 칸막이 판을 포함하고,

   상기 하우징의 앞 벽과 뒤 벽에는 배기 라인이 연통되는 것을 특징으로 하는 상압 화학적 기상 성장 장치의 파우더 트랩.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 칸막이 판의 경사부는 상기 수직부에 데해서 45°의 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 상압 화학적 기상 성장 장치의 파우더 트랩.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징의 옆 벽 중 적어도 하나는 투명한 재질로 만들어진 것을 특징으로 하는 상압 화학적 기상 성장 장치의 파우더 트랩.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 파우더 트랩은 압력 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 화학적 기상 성장 장치의 파우더 트랩.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 압력 센서는 상기 하우징과 상기 칸막이 판이 만드는 구역 중 배기 라인과 연결된 구역의 압력을 측정하는 것을 특징으로 하는 상압 화학적 기상 성장 장치의 파우더 트랩.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징은 적어도 하나의 파우더 석션 포트를 갖는 것을 특징으로 하는 상압 화학적 기상 성장 장치의 파우더 트랩.