KR101263402B1 - One body type cold trap - Google Patents

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KR101263402B1 KR1020110115439A KR20110115439A KR101263402B1 KR 101263402 B1 KR101263402 B1 KR 101263402B1 KR 1020110115439 A KR1020110115439 A KR 1020110115439A KR 20110115439 A KR20110115439 A KR 20110115439A KR 101263402 B1 KR101263402 B1 KR 101263402B1
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    • F16L53/70Cooling of pipes or pipe systems

Abstract

PURPOSE: An integrated cold trap is provided to integrally form a gas pipe and a cooling pipe surrounding the gas pipe and reduce the unit cost of the product. CONSTITUTION: A partition wall of a zigzag shape is formed in a gas pipe(20). A hollow nut(30) of a ferrule structure is combined to both ends of the gas pipe. A cooling pipe(10) includes a cooling water inlet(11) and a cooling water discharge pipe(12). The cooling pipe and a hot gas pipe are integrally formed. A bracket(40) detachably combines the peripheral apparatuses with the cooling pipe.

Description

일체형 냉각 트랩 {One body type cold trap}Integrated cold trap {One body type cold trap}

본 발명은 일체형 냉각 트랩에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated cold trap.

본 발명은 반도체 제조 장비에 관한 것으로 좀더 상세하게는 냉각 트랩을 구비하는 반도체 제조 장비에 관한 것이다.The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment, and more particularly, to semiconductor manufacturing equipment having a cooling trap.

반도체 제조 공정 중에서 증착 및 식각과 같은 화학반응을 수반하는 공정에서는 폴리머와 같은 원하지 않는 부산물이 생성될 수 있다. 이러한 부산물이 포함된 배기가스를 여과 없이 배출할 경우 대기오염, 웨이퍼 오염등의 여러 문제를 유발할 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위하여 상기 배기가스를 여과하는 방법중의 한가지가 냉각 트랩을 이용하여 부산물을 응축 및 흡착시키는 것이다.In semiconductor manufacturing processes, processes involving chemical reactions such as deposition and etching can produce unwanted byproducts such as polymers. Exhaust gas containing these by-products without filtration may cause various problems such as air pollution and wafer contamination. To avoid this problem, one of the methods of filtering the exhaust gas is to condense and adsorb the byproducts using a cold trap.

도 1은 종래기술에 따른 냉각 트랩을 구비하는 반도체 제조 장비를 개략적으로 나타낸다.1 schematically shows a semiconductor manufacturing equipment having a cooling trap according to the prior art.

도 1을 참조하면, 반응챔버(1)안에서 소스가스들의 반응에 의해 부산물들이 생성되고 이러한 부산물이 섞인 배기가스는 제 1 파이프(4a)에 의해 냉각트랩(3)으로 이동된다. 냉각트랩(3)에서 온도차를 이용하여 상기 배기가스를 응축시켜 배기가스 속에 섞인 폴리머와 같은 부산물들을 상당량 제거한다. 부산물들이 상당량 제거된 배기가스는 제 2 파이프(4b)에 의해 펌프(5)로 들어가고 제 3 파이프(4c)를 통해 배출된다. 냉각 트랩(3)은 제 1파이프(4a) 및 제 2 파이프(4b)와 나사(6)에 의해 연결되어 있다. 제 1 파이프(4a)의 단부중에서 반응 챔버(1)쪽에 제 1 밸브(2a)가 위치하고, 상기 제 2 파이프(4b)의 단부중에서 펌프(5) 쪽으로 제 2 밸브(2b)가 위치한다.Referring to FIG. 1, by-products are generated by reaction of source gases in the reaction chamber 1, and the exhaust gas mixed with these by-products is moved to the cooling trap 3 by the first pipe 4a. The temperature difference is used in the cooling trap 3 to condense the exhaust gas to remove a considerable amount of by-products such as polymer mixed in the exhaust gas. Exhaust gas from which the by-products have been substantially removed is entered into the pump 5 by the second pipe 4b and discharged through the third pipe 4c. The cooling trap 3 is connected with the 1st pipe 4a and the 2nd pipe 4b by the screw 6. The first valve 2a is located at the end of the first pipe 4a toward the reaction chamber 1, and the second valve 2b is located toward the pump 5 at the end of the second pipe 4b.

냉각트랩(3)에 부산물들이 많이 쌓이게 되면 상기 냉각트랩(3)은 더이상 냉각트랩(3)의 정상적인 역할을 하는데 어려움을 갖는다. 따라서 일정 주기마다 냉각트랩(3)을 교환하는 문제점이 있다.When a lot of by-products are accumulated in the cooling trap (3), the cooling trap (3) is no longer difficult to play a normal role of the cooling trap (3). Therefore, there is a problem in that the cooling trap 3 is replaced at regular intervals.

또한, 냉각트랩(3)의 양단에 파이프를 결합하기 위해서는 나사(6)를 이용하여 탈착하므로 탈착에 시간이 오래걸리는 문제점이 있었다.
In addition, in order to couple the pipes to both ends of the cooling trap (3) by using the screw (6), there is a problem that takes a long time to remove.

또한, 반도체 제조장비 이외에도 화학반응한 고온의 가스를 냉각시켜 이를 대기로 방출하기 위한 냉각 트랩이 사용되나, 이러한 냉각 트랩은 석영으로 제조되어 운반이나 사용시 파손이 쉽게 일어나는 문제점이 있다.In addition, in addition to the semiconductor manufacturing equipment, a cooling trap for cooling the chemically reacted high-temperature gas and releasing it into the atmosphere is used. However, the cooling trap is made of quartz, and thus there is a problem that breakage occurs easily during transportation or use.

도 2는 종래의 석영으로 제조된 냉각트랩을 도시한다.Figure 2 shows a cold trap made of conventional quartz.

도 2에 도시된 바와 같이, 고온 가스가 흐르는 가스관(20)의 외주면으로 냉각수가 흘러 열교환이 일어나도록 설치된 냉각관(10)이 있고, 가스관(20)은 석영으로 제조되며, 냉각관(10)은 스테인레스강이고, 냉각관(10)에는 냉각수 인입관(11)과 냉각수 배출관(12)이 설치되고, 이러한 경우, 석영재질의 가스관(20)이 쉽게 파손되는 문제점과 석영재질의 가스관(20) 내부에 부산물이 응축, 흡착되는 문제점이 있다.As shown in FIG. 2, there is a cooling tube 10 installed so that the cooling water flows to the outer circumferential surface of the gas tube 20 through which the hot gas flows, and the gas tube 20 is made of quartz, and the cooling tube 10 is Is stainless steel, the cooling tube 10 is provided with a cooling water inlet pipe 11 and the cooling water discharge pipe 12, in this case, the problem that the quartz gas pipe 20 is easily broken and the quartz gas pipe 20 There is a problem that the by-products are condensed and adsorbed therein.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 가스관 내부에 레조나 코팅 또는 테프론 코팅을 하여 불순물의 증착을 방지하고, 가스관의 재질도 스테인레스재질로 변환하여 가스관의 외부를 감싸는 냉각관과 일체로 형성하며, 가스관의 양 끝단에 다른 배관과 연결이 용이하도록 페룰 구조의 중공형 나사를 결합하여 설치의 용이성을 확보하는데 그 목적이 있다.The present invention, in order to solve the problems of the prior art, to prevent the deposition of impurities by the coating or Teflon coating inside the gas pipe, converting the material of the gas pipe to stainless material integrally with the cooling pipe surrounding the outside of the gas pipe The purpose is to secure the ease of installation by coupling the hollow screw of the ferrule structure to facilitate connection with other pipes at both ends of the gas pipe.

본 발명에 따른 냉각트랩은 복수개의 지그재그 형상의 격벽이 내부에 형성된 스테인레스 재질의 고온 가스관; 상기 고온 가스관의 외주면을 감싸는 스테인레스 재질의 냉각관; 및 상기 냉각관에 냉각수가 인입되는 냉각수 인입구와 상기 냉각수가 배출되는 냉각수 배출관을 포함하는 것을 특징으로 한다.The cooling trap according to the present invention comprises a stainless steel hot gas pipe having a plurality of zigzag partition walls formed therein; A stainless steel cooling tube surrounding an outer circumferential surface of the hot gas pipe; And a coolant inlet through which coolant is introduced into the cooling tube and a coolant discharge tube through which the coolant is discharged.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 고온 가스관은 고온 가스가 인입되는 가스 인입구와 상기 냉각수에 의해 냉각된 가스가 배출되는 가스 배출구를 포함하고, 상기 가스 인입구와 가스 배출구에는 페롤구조(ferrule)의 중공형 너트가 결합된 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the hot gas pipe includes a gas inlet through which hot gas is introduced and a gas outlet through which gas cooled by the cooling water is discharged, and the gas inlet and the gas outlet have a ferrule hollow structure. It is characterized in that the nut is coupled.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 중공형 너트 및 상기 고온 가스관은 테프론 코팅된 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the hollow nut and the hot gas pipe are characterized in that the Teflon coating.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 중공형 너트 및 상기 고온 가스관은 레조나 코팅(Resona coating)된 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the hollow nut and the hot gas pipe may be resona coated.

본 발명에 따른 냉각트랩은 가스관 내부에 레조나 코팅 또는 테프론 코팅을 하여 불순물의 증착이 방지되어 가스관을 일정 주기로 교체할 때 그 주기가 연장되어 제품 수명이 연장되고, 가스관의 재질도 스테인레스 재질로 변환하여 가스관의 외부를 감싸는 냉각관과 일체로 성형하여 제품 단가가 낮아지며, 석영 재질의 가스관의 파손위험을 해소하고, 가스관의 양 끝단에 다른 배관과 연결이 용이하도록 페룰 구조의 중공형 나사를 결합하여 설치가 용이한 효과가 있다.The cooling trap according to the present invention has a resona coating or Teflon coating inside the gas pipe to prevent the deposition of impurities, so that the period is extended when the gas pipe is replaced at regular intervals, thereby extending the product life and converting the material of the gas pipe into stainless steel. It is molded integrally with the cooling tube surrounding the outside of the gas pipe to lower the product cost, eliminates the risk of breakage of the quartz gas pipe, and combines the hollow screw of the ferrule structure to easily connect with other pipes at both ends of the gas pipe. It is easy to install.

도 1은 종래기술에 따른 냉각 트랩을 구비하는 반도체 제조 장비를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 종래의 석영으로 제조된 냉각트랩을 개략도이다.
도 3은 종래의 석영으로 제조된 냉각트랩의 절단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 냉각트랩의 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 냉각트랩의 절단면도이다.
도 6은 레조나 코팅의 원리를 도시한다.
도7은 본 발명에 따라 레조나 코팅을 한 가스관과 종래 가스관의 부산물 부착정도를 비교한다.
1 schematically shows a semiconductor manufacturing equipment having a cooling trap according to the prior art.
2 is a schematic view of a cooling trap made of conventional quartz.
3 is a cross-sectional view of a cooling trap made of conventional quartz.
4 is a schematic view of a cooling trap according to the invention.
5 is a cross-sectional view of the cooling trap according to the present invention.
6 illustrates the principle of resona coating.
Figure 7 compares the degree of adhesion of the by-products of the gas pipe coated with the resona coating according to the present invention.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.

도 1은 종래기술에 따른 냉각 트랩을 구비하는 반도체 제조 장비를 개략적으로 나타내고, 도 2는 종래의 석영으로 제조된 냉각트랩을 개략도이며, 도 3은 종래의 석영으로 제조된 냉각트랩의 절단면도이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that the same components or parts among the drawings denote the same reference numerals whenever possible. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention.

1 schematically shows a semiconductor manufacturing equipment having a cooling trap according to the prior art, FIG. 2 is a schematic view of a cooling trap made of conventional quartz, and FIG. 3 is a cutaway view of a cooling trap made of conventional quartz. .

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 석영으로 제조된 가스관(20)과 그 주위를 감싸서 냉각수가 흐르도록 하는 냉각관(10)은 서로 다른 재질로 중공의 냉각관(10) 사이에 석영 재질의 가스관(20)이 삽입되어 결합된 형태이다.
As shown in FIGS. 1 to 3, the gas pipe 20 made of quartz and the cooling tube 10 wrapped around the cooling tube 10 to allow the cooling water to flow are made of quartz material between the hollow cooling tubes 10. The gas pipe 20 is inserted into the combined form.

도 4는 본 발명에 따른 냉각트랩의 개략도이고, 도 5는 본 발명에 따른 냉각트랩의 절단면도이로서, 종래의 냉각트랩과는 달리, 본 발명에 따른 냉각트랩(3)은 냉각관(10)과 가스관(20)이 모두 스테인레스 재질로 구성되며, 하나의 일체형 몸체를 형성한다.4 is a schematic view of a cooling trap according to the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view of the cooling trap according to the present invention, unlike the conventional cooling trap, the cooling trap 3 according to the present invention is a cooling tube 10 Both the gas pipe 20 is made of stainless steel, and forms an integrated body.

일체형 몸통이므로 제조가 간편하고, 운반시 파손의 우려가 없다.
As it is an integrated body, it is easy to manufacture and there is no fear of damage during transportation.

가스관(20)의 내벽에는 복수개의 격벽(21)이 지그재그 형상으로 형성되어 고온의 가스가 가스관(20)으로 유입되어 배출되는 유로를 길게 하여 가스관(20) 주위로 흐르는 냉각수에 의해 고온의 가스가 오랜 시간 냉각되어 냉각 효율을 향상시킨다.A plurality of partitions 21 are formed in a zigzag shape on the inner wall of the gas pipe 20 to increase the flow path through which the hot gas flows into the gas pipe 20 and discharges the hot water to flow by the cooling water flowing around the gas pipe 20. Long time cooling to improve cooling efficiency.

냉각관(10)은 냉각수가 유입되는 냉각수 인입구(11)와 가스관(20) 주위를 감싸고 흐르면서 열교환이 이루어진 냉각수가 배출되는 냉각수 배출관(12)이 양 단에 설치된다.
The cooling pipe 10 is installed at both ends of the cooling water inlet 11 through which the cooling water is introduced and the cooling water discharge pipe 12 through which the cooling water made of heat exchange is discharged while surrounding and flowing around the gas pipe 20.

냉각관(10)의 외부에는 냉각트랩(3)이 다른 장비에 결합되어 설치되기 용이하도록 브라켓(40)이 부착되어 탈착이 용이하다.
The bracket 40 is attached to the outside of the cooling tube 10 so that the cooling trap 3 is coupled to other equipment and is easily installed and detached.

가스관(20)은 고온의 가스가 인입되는 가스 인입구와 고온의 가스가 냉각관(10)에 흐르는 냉각수에 의해 냉각되어 배출되는 가스 배출구를 포함하며, 이들 가스 인입구와 가스 배출구는 가스관(20)의 양끝단에 위치한다.The gas pipe 20 includes a gas inlet through which hot gas is introduced and a gas outlet through which hot gas is cooled and discharged by the cooling water flowing in the cooling tube 10, and these gas inlets and the gas outlet are provided in the gas pipe 20. Located at both ends.

가스관(20)의 양 끝단, 즉 가스 인입구와 가스 배출구는 다른 배관이 연결된다.Both ends of the gas pipe 20, that is, the gas inlet and the gas outlet, are connected to other pipes.

가스 인입구까지 고온 가스가 연결되는 배관과, 가스 배출구를 바로 대기로 방출하는 것이 아니라, 배관을 통해 진공펌프로 이동하게 된다.The hot gas is connected to the gas inlet and the gas outlet is not directly discharged to the atmosphere, but is moved to the vacuum pump through the pipe.

이러한 배관이 가스관(20)의 양 끝단에 용이하게 탈착되도록 하기 위해 가스관(20)의 양 끝단에는 페룰(ferrule) 구조의 중공형 너트(30)가 결합된다.The hollow nut 30 having a ferrule structure is coupled to both ends of the gas pipe 20 so that the pipe is easily detached from both ends of the gas pipe 20.

페룰(ferrule) 구조란, 중공형 너트(30)를 조이게 되면, 전체 중공의 사이즈가 조여지면서 그 내부에 삽입된 배관이 고정되게 되는 구조를 말한다.
The ferrule structure refers to a structure in which when the hollow nut 30 is tightened, the size of the entire hollow is tightened and the pipe inserted therein is fixed.

가스관(20)의 내벽에는 고온 가스가 유동하면서 부산물이 부착되게 되고, 이로 인해 가스관(20)을 정기적으로 교체해야 되는 문제점이 있었으나, 본 발명에 따른 냉각트랩(3)의 가스관(20) 내벽에는 테프론 코팅 또는 레조나 코팅(RESONA coatning)을 하여 부산물이 부착되는 것을 방지한다.
By-products are attached to the inner wall of the gas pipe 20 while the hot gas flows, and thus there is a problem that the gas pipe 20 needs to be replaced regularly, but the inner wall of the gas pipe 20 of the cooling trap 3 according to the present invention has a problem. Teflon coating or RESONA coatning is used to prevent the attachment of by-products.

여기서, 레조나 코팅이란, 모재인 스테인레스 가스관(20)에 니켈, 코발트, 40중량%이상의 불소를 나노 입자 형태로 균일하게 분산, 결합한 코팅으로서, 무전해 반응법을 통해 성막을 형성하게 되며, 그 원리가 도 6에 도시되어 있다.
Here, the resona coating is a coating in which nickel, cobalt, and 40 wt% or more of fluorine are uniformly dispersed and bonded to the base metal stainless steel pipe 20 in the form of nanoparticles to form a film through an electroless reaction method. The principle is shown in FIG.

가스관(20) 뿐만 아니라, 중공형 너트(30)의 내벽에도 고온의 가스가 유동하면서 부산물이 증착되므로, 중공형 너트(30)에도 테프론 코팅 또는 레조나 코팅을 하는 것이 바람직하다.
Since not only the gas pipe 20 but also the by-products are deposited as the hot gas flows on the inner wall of the hollow nut 30, it is preferable to apply the Teflon coating or the resona coating to the hollow nut 30 as well.

도7은 본 발명에 따라 레조나 코팅을 한 가스관과 종래 가스관의 부산물 부착정도를 비교한다.Figure 7 compares the degree of adhesion of the by-products of the gas pipe coated with the resona coating according to the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 레조나 코팅을 한 가스관(오른편)의 경우 동일 시간동안 고온 가스가 흐른 상태에서 코팅을 하지 않은 가스관(왼편)과 비교하면 부산물의 증착이 현저히 감소한 것을 나타낸다.
As shown in FIG. 7, in the case of the gas pipe (right side) coated with resona coating, the deposition of by-products was significantly reduced compared to the gas pipe (left side) uncoated while hot gas flowed for the same time.

이상에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변경, 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments thereof, it is conventional in the art that various changes, modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the appended claims. Anyone who knows the knowledge of is easy to know.

3: 냉각트랩 10: 냉각관
11: 냉각수 인입구 12: 냉각수 배출관
20: 가스관 21: 격벽
30: 중공형 너트 40: 브라켓
3: cooling trap 10: cooling tube
11: coolant inlet 12: coolant outlet
20: gas pipe 21: bulkhead
30: hollow nut 40: bracket

Claims (4)

복수개의 지그재그 형상의 격벽이 내벽에 형성되어 내부를 유동하는 고온 가스의 유로를 신장시키는 스테인레스 재질의 고온 가스관;
일 끝단에 냉각수가 인입되는 냉각수 인입구와, 타 끝단에 상기 냉각수가 배출되는 냉각수 배출관을 포함하고, 상기 고온 가스관의 외주면을 감싸며 설치되어 상기 고온 가스관과 일체형 몸체를 형성하는 스테인레스 재질의 냉각관; 및
상기 냉각관의 외부에 부착되어 상기 냉각관에 주변 장비를 착탈가능하게 결합시키는 브라켓;을 포함하고,
상기 고온 가스관은 일 끝단에 고온 가스가 인입되는 가스 인입구와, 타 끝단에 상기 고온 가스가 상기 냉각수에 의해 냉각되어 배출되는 가스 배출구를 포함하며,
상기 가스 인입구와 상기 가스 배출구에는 페룰구조(ferrule)의 중공형 너트가 각각 결합되어 상기 중공형 너트의 내부에 삽입된 주변 배관을 상기 고온 가스관으로 삽입시키며 상기 고온 가스관의 양 끝단에 착탈가능하게 결합시키고,
상기 고온 가스관 및 상기 중공형 너트의 내벽은 테프론 코팅 또는 레조나 코팅(Resona coating)되어 부산물이 상기 고온 가스관 및 상기 중공형 너트의 내벽에 부착되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 일체형 냉각트랩.
A high temperature gas pipe made of stainless material having a plurality of zigzag partition walls formed on the inner wall to extend a flow path of the hot gas flowing therein;
A stainless steel cooling tube including a coolant inlet through which coolant is introduced at one end and a coolant discharge pipe through which the coolant is discharged at the other end, and surrounding the outer circumferential surface of the hot gas pipe to form an integrated body with the hot gas pipe; And
Includes a bracket attached to the outside of the cooling tube for detachably coupling peripheral equipment to the cooling tube;
The hot gas pipe includes a gas inlet through which hot gas is introduced at one end, and a gas outlet through which the hot gas is cooled and discharged by the cooling water at the other end.
A hollow nut of a ferrule is coupled to the gas inlet and the gas outlet, respectively, and inserts a peripheral pipe inserted into the hollow nut into the hot gas pipe and detachably couples both ends of the hot gas pipe. Let's
The inner wall of the hot gas pipe and the hollow nut is Teflon coating or Resona coating to prevent by-products from adhering to the inner wall of the hot gas pipe and the hollow nut.
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KR20170011411A (en) * 2015-07-22 2017-02-02 반채헌 Cold trap
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