KR100928182B1 - 방전판 및 초음파진동자를 이용하여 파우더를 포집할 수있는 300㎜ 디퓨젼 플랜지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조장비에서 주입된 가스나 공정중 발생된 먼지 등을 진공펌프에 의해 흡입하면서 방전판 및 초음파진동자에 의해 포집하는 300mm 디퓨젼 플랜지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디퓨젼 플랜지는 원통형 플랜지의 입구측 내부에 음극전압이 접점되는 망 형태의 방전판이 장착되고, 방전판의 하측에는 양극전압이 접점되면서 하향경사진 집진판이 장착되고, 플랜지의 바닥면에는 출구를 가로막으면서 상향 경사져 포집공간을 형성시키는 포집막이 장착되며, 방전판과 집진판의 일단에는 초음파진동자가 부착되는 구성을 갖는다. 이때, 포집공간의 외측벽에는 내부를 확인할 수 있는 투시창이 형성되어 포집된 먼지 등의 양을 확인할 수 있게 한다. 그리고 포집막은 더욱 많은 양의 먼지 등을 포집하기 위해 다단으로 된 기울기를 갖도록 설계된다.

Description

방전판 및 초음파진동자를 이용하여 파우더를 포집할 수 있는 300㎜ 디퓨젼 플랜지{Diffusion flange}

본 발명은 반도체 제조용 설비에서 장치와 진공펌프의 사이에 결합되어 주입된 가스나 공정중 발생된 먼지 등을 흡입하는 디퓨젼 플랜지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡입되는 먼지들에 음전극을 부여하여 하층의 양전극을 띠는 집진판으로 흡입된 먼지 등을 집진시키고, 초음파진동자를 이용하여 집진된 먼지 등을 털어내어 포집공간에 쌓은 후, 배출시키는 파우더 포집용 300mm 디퓨젼 플랜지에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 반도체 기판인 웨이퍼상에 사진, 식각, 확산, 이온주입, 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행함으로써 만들어진다. 이러한 여러 공정중 빈번히 수행되는 공정의 하나로 웨이퍼상에 P형 또는 N형 불순물을 침투시키거나 산화막 또는 질화막 등의 특정막을 형성 또는 성장시키는 확산공정이 있다.

이러한 확산공정에서는 주로 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD)법이 이용된다. 상기 CVD방법은 화학소스를 가스 상태로 장치내에 공급하여 웨이퍼 표면상에서 확산을 일으키게 함으로써 웨이퍼상에 유전체막, 도전막, 반도전막 등을 증착시키는 기술이다.

이러한 CVD방법은 통상 장치내의 압력에 따라 저압CVD, 상압CVD로 구분되고, 그 외에도 플라즈마CVD 또는 광여기CVD 등이 일반적으로 사용되고 있다. 이 중에서 LP(Low Pressure)CVD는 상압보다 낮은 압력에서 웨이퍼의 표면상에 필요한 물질을 증착시키는 방법으로서 주로 사용된다.

이러한 LPCVD방법을 이용한 확산공정은 주로 우수한 균일성과 반복성 및 낮은 결함률 등의 장점을 갖는 종형확산로(Vertical Diffusion Furnace)에서 그 진행이 이루어진다.

이처럼 종형확산로와 같은 진공챔버에는 주입된 가스를 배출시키기 위해 진공펌프의 사이에 디퓨젼 플랜지가 배치된다.

디퓨젼 플랜지는 상부의 진공챔버와 연결되도록 상부체결부가 형성되고, 하부의 진공펌프와 연결되도록 하부체결부가 형성되어, 사용되고 난 가스난 발생된 먼지 등을 진공에 의해 빨아내게 된다.

본 발명은 상기와 같은 플랜지의 내부에 방전판과 초음파 진동자를 구비하여 더욱 효율적으로 파우더(먼지, 가스 등)를 포집할 수 있는 300mm 디퓨젼 플랜지를 제공하는데 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은,

진공챔버와 진공펌프의 사이에 결합되는 디퓨젼 플랜지에 있어서,

디퓨젼 플랜지의 입구측 내부에는 음극전압이 접점되는 망 형태의 방전판이 장착되고, 방전판의 하측에는 양극전압이 접점되면서 하향경사진 집진판이 장착되고, 디퓨젼 플랜지의 바닥면에는 출구를 가로막으면서 상향 경사져 포집공간을 형성시키는 포집막이 장착되며, 방전판과 집진판의 일단에는 초음파진동자가 부착됨을 특징으로 하는 파우더 포집용 디퓨젼 플랜지를 제공한다.

이때, 포집공간의 외측벽에는 내부를 확인할 수 있는 투시창이 형성됨이 바람직하다.

그리고 포집막은 서로 다른 기울기를 갖도록 3단으로 되며, 최상층의 제3단이 제일 높은 기울기를 가지며, 제2단이 제일 낮은 기울기를 갖는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 파우더 포집용 300mm 디퓨젼 플랜지는 방 전판과 집진판을 이용해 먼지를 한곳에 모은 후, 초음파진동자에 의해 모두 떨어뜨려 모으는 것으로, 먼지를 효율적으로 포집하여 빠른 시간안에 재설치 할 수 있어 생산장비의 운전을 멈췄을때 발생하는 많은 비용손실을 줄일 수 있는 잇점이 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우더 포집용 300mm 디퓨젼 플랜지를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 파우더 포집용 디퓨젼 플랜지를 나타낸 단면도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 디퓨젼 플랜지(100)는 원통형상을 갖는 것으로, 그 상부측에는 입구(111)가 형성되어 반도체 제조용 진공챔버와 연결되는 상부체결부(110)가 결합되고, 그 하부측에는 출구(121)가 형성되어 진공펌프와 연결되는 하부체결부(120)가 형성된다. 바람직하게는 본 발명에 따른 디퓨젼 플랜지(100)는 300mm 디퓨젼 플랜지이다.

이러한 디퓨젼 플랜지(100)에는 방전판(130), 집진판(140), 포집막(160) 및 초음파진동자(150)를 더 포함한다.

먼저, 방전판(130)은 디퓨젼 플랜지(100)의 내부에서 상부측에 횡방향으로 장착되는 것으로, 망 형태로 형성되어 디퓨젼 플랜지(100)의 상부측 입구(111)에 인접하게 장착된다. 따라서 디퓨젼 플랜지(100)의 입구(111)를 통해 유입된 가스나 먼지 등이 이 방전판(130)을 관통하여 하강하도록 된다. 이러한 방전판(130)은 외부의 DC 전압중에서 음(-)극이 접점되는 것으로, 방전판(130)이 음극을 띠므로 이 방전판(130)을 통과하는 가스나 먼지 들이 음극을 띠도록 만들어 준다.

이와 같이 형성된 방전판(130)의 일단에는 방전판(130)을 흔들어 주기 위한 초음파진동자(150a)가 결합된다. 즉, 초음파진동자(150a)는 가스나 먼지 등이 방전판(130)을 통과하다가 붙어있게 되는 것들을 털어내주는 역할을 수행한다.

한편, 방전판(130)의 하부에는 가스나 먼지 등을 흡착시키는 집진판(140)이 배치된다.

집진판(140)은 그 일단이 디퓨젼 플랜지(100)의 내측 상부에 고정되면서 하향으로 경사지게 결합되는 것으로, 약 하향 30ㅀ정도의 기울기를 갖도록 형성된다. 이러한 집진판(140)의 일단에는 방전판(130)과 마찬가지로 초음파진동자(150b)가 장착된다. 그리고 집진판(140)에는 방전판(130)과 반대로 DC 전압중에서 양(+)극이 접점된다.

즉, 방전판(130)을 통과하면서 음극(-)을 띠게 되는 가스나 먼지들이 집진판(140)이 양극(+)을 띠므로 자성에 의해 집진판(140)으로 모두 달라붙게 된다. 그리고 초음파진동자(150)에 의해 집진된 가스나 먼지 등을 털어내게 된다. 이때, 집진판(140)의 타측은 집진된 먼지 등이 초음파진동자(150b)에 의해 털어질때에 하강 할 수 있도록 디퓨젼 플랜지(100)의 내벽과 맞닿지 않도록 플랜지(100)의 내벽과 이격되게 형성됨이 바람직하다.

이와 같이 형성된 집진판(140)의 하부에는 집진된 먼지 등이 모이도록 포집공간이 형성되며, 이 포집공간을 형성시키기 위해 디퓨젼 플랜지(100)의 하부에 형성되는 출구(121)와 포집공간을 이격시키는 포집막(160)이 형성된다.

포집막(160)은 진공에 의해 포집된 먼지 등이 빨려 나가는 것을 방지하기 위 한 것으로, 디퓨젼 플랜지(100)의 바닥면에서부터 집진판(140)과는 반대로 상측으로 경사지게 연장된다. 즉, 포집막(160)은 디퓨젼 플랜지(100)의 출구(121)와 연통은 시키되, 서로 인접해 있는 포집공간과 출구(121)를 막에 의해 분리시켜 포집된 먼지 등이 포집막(160)의 경사면에 의해 가로 막히게 된다. 이때, 포집막(160)은 세 번의 기울기 변화를 주어 좀더 효율적이면서 많은 양의 먼지 등을 포집할 수 있도록 설계된다.

즉, 포집막(160)은 3단으로 되며, 제1단(161)은 약50~60ㅀ의 기울기를 갖고, 제2단(162)은 이보다 작은 20~30ㅀ의 기울기를 가지며, 제3단(163)은 가장 큰 80ㅀ이상의 기울기를 갖도록 설계되어 제1단(161)에서 1차로 먼지가 포집되고, 이 위로 다시 좀더 넓게 제2단(162)으로 먼지가 포집되며, 제3단(163)은 포집된 먼지들이 포집막(160)을 넘지 못하도록 막아주게 된다.

한편, 디퓨젼 플랜지(100)의 포집공간 외측벽에는 내부가 투시되는 투시창(170)이 형성된다. 투시창(170)은 내부의 포집공간에 얼마만큼의 먼지 등이 쌓였는지를 육안으로 확인하여 쌓여진 먼지의 배출시기를 확인할 수 있게 된다. 이때, 투시창(170)은 고압의 진공에 견딜 수 있도록 캐노피(canopy) 형태의 강화유리나 투명한 강화플라스틱으로 제작됨이 바람직하다.

하기에는 전술한 바와 같이 형성된 파우더 포집용 디퓨젼 플랜지(100)의 작용에 대해 간략하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 디퓨젼 플랜지의 작용을 나타낸 단면도이다.

도 2를 참고하면, 상부체결부(110) 및 하부체결부(120)를 각각 반도체 확산 공정의 진공챔버와 진공펌프측에 결합시킨 후, 반도체 장비를 작동시킨다.

반도체 장비가 작동되면서 가스 주입이 되고, 공정이 마치게 되면 주입된 가스를 진공펌프쪽으로 빨아들인다.

진공펌프에 의해 흡입되는 가스 및 먼지 등은 디퓨젼 플랜지(100)의 입구(111)를 통해 유입되고, 이 가스나 먼지 등은 방전판(130)을 통과하면서 음극(-)을 띠게 된다.

음극을 띠는 가스나 먼지 미립자들은 양극을 띠는 집진판(140)에 모두 달라 붙게 된다.

이와 같이 집진판(140)에 붙게 되는 미립자들은 일정한 시간 주기로 초음파진동자(150)가 작동되어 아래로 떨어지게 된다. 즉, 초음파진동자(150)는 약 30분에 5분정도의 주기로 작동되어 방전판(130)에 붙어있는 미립자들을 떨어뜨리고, 집진판(140)에 붙어있는 미립자들을 떨어뜨리게 된다. 이때, 집진판(140)에 붙어있던 미립자들은 서로 엉겨붙으면서 덩어리로 만들어지고, 이 덩어리 들이 밑으로 굴러 떨어지게 된다. 물론 덩어리 외에도 미립자들이 떨어질 수도 있다.

이와 같이 집진판(140)에서 떨어지게 되는 미립자들은 진공펌프에 의해 흡입되지만, 포집막(160)이 가로막고 있어 포집막(160)의 내측에 차곡차곡 쌓이게 된다.

이와 같이 미립자들이 쌓이게 되면, 투시창(170)으로 그 양을 확인하여 적당한 양이 되면 디퓨젼 플랜지(100)를 해체하여 쌓인 미립자들을 제거하고 다시 결합시켜 재가동시키게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 디퓨젼 플랜지를 나타낸 단면도이며, 그리고

도 2는 본 발명에 따른 디퓨젼 플랜지의 작용을 나타낸 단면도이다.

Claims (3)

1. 반도체 확산공정과 진공펌프의 사이에 결합되는 디퓨젼 플랜지에 있어서,

   상기 디퓨젼 플랜지의 입구(111)측 내부에는 음극전압이 접점되는 망 형태의 방전판(130)이 장착되고, 상기 방전판(130)의 하측에는 양극전압이 접점되면서 하향경사진 집진판(140)이 장착되고, 상기 디퓨젼 플랜지의 바닥면에는 출구(121)를 가로막으면서 상향 경사져 포집공간을 형성시키는 포집막(160)이 장착되고, 상기 방전판(130)과 상기 집진판(140)의 일단에는 초음파진동자(150a,b)가 부착되고, 상기 포집공간의 외측벽에는 내부를 확인할 수 있는 투시창(170)이 형성되며, 상기 포집막(160)은 서로 다른 기울기를 갖도록 3단으로 되되, 최상층의 제3단(163)이 제일 높은 기울기를 갖고, 제2단(162)이 제일 낮은 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 파우더 포집용 디퓨젼 플랜지.
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