KR101614853B1 - 멀티포집장치 및 이를 이용한 배기 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내부공간으로 유입되는 프로세스 가스를 이온화시키고, 이온화된 상기 프로세스 가스를 고온의 열을 이용하여 성막형태로 증착시키는 포집하우징부를 포함하는 멀티포집장치로 구성되어 반도체 공정챔버에서 반응하지 않은 미반응 가스 및 반응 부산물을 이온화시키고, 고온의 열로 증착하여 포집율을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 멀티포집장치 및 이를 이용한 배기 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공정챔버와 펌프 사이에 미반응 가스 및 반응 부산물을 이온화시키고, 고온의 열로 증착하여 포집율을 개선시킬 수 있는 멀티포집장치 및 이를 이용한 배기 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체는 LED, 레이저, 파워 트랜지스터, 태양전지 등을 제조할 때 가장 중요한 기자재이다. 이러한 반도체의 소자 제조 공정을 할 때 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition: CVD) 공정, 확산(Diffusion) 공정, 건식 식각(Dry Etch) 공정 등을 사용하는 공정 챔버 내에는 다양한 공정이 진행된다. 즉, 에칭, 증착, 세정 등의 공정을 진행하면서 발생되는 불소계 가스를 모두 포함한 가스가 프로세스 가스이다. 여기서 프로세스 가스 중 일부는 반응하지 않고, 잔류된 미반응 가스 및 반응이 진행되면서 부수적으로 발생하는 반응 부산물 등이 다량 존재하게 된다.
이러한 미반응 가스를 포함하는 반응 부산물은 공정챔버의 일측에 형성된 배기 시스템에 의해 외부로 배기된다. 이를 간략히 설명하면 공정챔버에 소정의 반응 가스를 유입시켜 소정의 반응 공정을 실시한 후, 미반응 가스 및 반응 부산물은 배기관을 통해 배기된다.
하지만, 고온의 공정챔버 내의 미반응 가스가 저온의 배기관으로 배기되면, 기체 상태의 미반응 가스가 고체 상태의 파티클로 변하게 된다. 이러한 미반응 가스에 의한 파티클 및 반응 부산물이 펌프 내부에 쌓이게 됨에 따라, 펌프의 수명이 급격하게 단축되는 현상이 발생된다.
이를 해결하기 위하여, 공정챔버와 펌프 사이에 미반응 가스 및 반응 부산물을 포집하는 포집장치를 설치하여 미반응 가스 및 반응 불순물로 인한 펌프의 손상을 방지하였다.
하지만, 포집장치가 설치된 종래의 배기 시스템에서는 미반응 가스 및 반응 부산물이 미쳐 포집되지 못하고 배기관에 퇴적되거나 펌프로 투입되는 문제가 여전히 발생되었다. 이러한, 미반응 가스에 의한 파티클 및 반응 부산물이 펌프의 동작을 방해함으로써, 챔버 내부의 압력에 변화를 주는 문제가 발생하였다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 반도체 등을 포함하는 다양한 공정챔버에서 프로세스 가스 중 반응하지 않은 미반응 가스 및 반응 부산물을 이온화시키고, 고온의 열로 증착하여 포집율을 개선시킬 수 있는 멀티포집장치 및 이를 이용한 배기 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적은, 내부공간으로 유입되는 프로세스 가스를 이온화시키고, 이온화된 상기 프로세스 가스를 고온의 열을 이용하여 성막형태로 증착시키는 포집하우징부를 포함하는 멀티포집장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 포집하우징부는 내부공간의 일측에 배치되고, 프로세스 가스에 반응에너지를 부여하여 이온화시키는 플라즈마를 제공하는 이온화포집부와 이온화포집부로부터 일방향으로 나열되면서 내부공간의 타측에 배치되고, 이온화포집부에서 이온화된 프로세스 가스가 성막성태로 증착되도록 고온의 열을 제공하는 증착포집부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 포집하우징부는 이온화포집부와 증착포집부 사이에 배치되는 분할수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이온화포집부는 제1 전극 내지 제3 전극이 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제3 전극은 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 증착포집부는 프로세스 가스를 성막형태로 증착시키는 적어도 하나 이상의 포집플레이트가 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 포집플레이트는 이웃하여 배열되는 포집플레이트와 서로 다른 방향으로 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 증착포집부는 포집플레이트를 지지하면서 포집플레이트에 열을 제공하는 열선을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 증착포집부가 탈착되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 전술한 본 발명의 목적은, 기판의 증착공정을 처리할 수 있는 반응공간이 형성되는 공정챔버에서 내부공간으로 유입되는 프로세스 가스를 이온화시키고, 이온화된 프로세스 가스를 고온의 열을 이용하여 성막형태로 증착시키는 포집하우징부를 포함하는 멀티포집장치와 멀티포집장치에 연결되어 공정챔버의 내부와 멀티포집장치의 내부를 펌핑하는 펌프를 포함하는 멀티포집장치를 이용한 배기 시스템을 제공함으로써 달성될 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 멀티포집장치 및 이를 이용한 배기 시스템은 반도체 공정챔버에서 반응하지 않은 미반응 가스 및 반응 부산물을 이온화시키고, 고온의 열로 증착하여 포집율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 멀티포집장치 및 이를 이용한 배기 시스템은 반도체 공정챔버에서 반응하지 않은 미반응 가스 및 반응 부산물을 이온화시키고, 고온의 열로 증착하여 포집율이 향상됨으로써, 미반응 가스에 의한 파티클 발생을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 펌프로 유입되는 미반응 가스가 최소화시킬 수 있어 펌프가 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따라 멀티포집장치가 배치되는 배기 시스템의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티포집장치의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티포집장치를 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 이온화포집부를 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 분할수단의 다양한 실시 예를 나타낸 도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 증착포집부의 다양한 실시 예를 나타낸 도이다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따라 멀티포집장치가 배치되는 배기 시스템의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티포집장치의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티포집장치를 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 이온화포집부를 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 분할수단의 다양한 실시 예를 나타낸 도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 증착포집부의 다양한 실시 예를 나타낸 도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시 예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 발명의 실시 예에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따라 멀티포집장치가 배치되는 배기 시스템(100)의 블럭도이다.
도 1을 살펴하면, 배기 시스템(100)은 LED, 레이저, 파워 트랜지스터, 태양전지 등을 제조할 때 사용되는 반도체를 생산하는데 필요한 웨이퍼 또는 기판을 처리하는 내부공간이 마련된 공정챔버(110), 공정챔버(110)와 연결되어 공정챔버(110) 내부를 배기하며, 미반응 가스를 포집하는 멀티포집장치(130) 및 멀티포집장치(130)에 접속된 펌프(150)를 구비하는 배기 시스템(100)을 포함한다.
공정챔버(110)는 LED, 레이저, 파워 트랜지스터, 태양전지 등을 제조할 때 가장 중요한 기자재인 반도체의 소자를 제조할 수 있다. 이러한 공정챔버(110)에서는 에칭, 증착, 세정 등의 공정을 진행할 수 있다. 이러한 다양한 공정을 진행하면서 불소계 가스인 프로세스 가스가 발생된다. 여기서 공정챔버(110)에 대한 자세한 내용은 선행기술 등을 통해 충분히 알 수 있기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.
배기 시스템(100)은 공정챔버(110) 내에서 프로세스 가스 중 반응하지 않은 미반응 가스를 이온화시키면서 고온의 열을 이용하여 증착시킴으로써, 미반응 가스를 포집하는 멀티포집장치(130), 공정챔버(110) 내부 및 멀티포집장치(130) 내부를 펌핑하는 펌프(150), 공정챔버(110)와 멀티포집장치(130) 내부를 연결시키는 제1 배관(171) 및 멀티포집장치(130)와 펌프(150)를 연결시키는 제2 배관(172)을 포함한다.
이때, 제2 배관(172)을 통해 멀티포집장치(130)와 연결되는 펌프(150)로 로터리 펌프를 사용하는 것이 효과적이다. 또한, 도시되지는 않았지만 제1 배관(171) 및 제2 배관(172) 각각에는 밸브(미도시)가 설치될 수 있으며, 공정챔버(110)와 멀티포집장치(130) 사이에 부스터 펌프(미도시)를 설치할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티포집장치의 블럭도이다. 도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티포집장치를 나타낸 측면도이다. 도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 이온화포집부를 나타낸 평면도이다.
도 2 내지 4를 살펴보면, 멀티포집장치(130)는 포집하우징부(131)를 포함하며, 포집하우징부(131)는 내부공간으로 유입되는 프로세스 가스를 이온화시키고, 이온화된 프로세스 가스를 고온의 열을 이용하여 성막형태로 증착시킨다.
포집하우징부(131)는 내부공간이 마련된 입체 형상으로 제작된다. 바람직하게는 사각통 형상으로 형성되며, 더욱 바람직하게는 포집하우징부(131)의 일측이 반원형상으로 형성되는 것이다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 모양의 포집하우징부(131)를 사용할 수 있다.
이러한 포집하우징부(131)는 내부공간의 일측에 배치되고, 프로세스 가스에 반응에너지를 부여하여 이온화시키는 플라즈마를 제공하는 이온화포집부(133)와 이온화포집부(133)로부터 일방향으로 나열되면서 내부공간의 타측에 배치되고, 이온화포집부(133)에서 이온화된 프로세스 가스가 성막성태로 증착되도록 고온의 열을 제공하는 증착포집부(135)를 포함할 수 있다. 이때, 이온화포집부(133)에서 플라즈마를 통해 이온화되는 프로세스 가스가 증착포집부(135)로 이동하여 포집플레이트(136)에 증착됨으로써 포집될 수 있다.
이와 같이, 실시 예에서는 포집하우징부(131)의 내부에 프로세스 가스를 이온화시키고, 이온화된 프로세스 가스를 고온의 열을 이용하여 성막형태로 증착할 수 있는 이온화포집부(133)와 증착포집부(135)를 동시에 마련하여, 프로세스 가스 중 미반응 가스의 반응율이 향상되면서 포집율이 개선될 수 있다.
또한, 포집하우징부(131)의 상측 일단에는 공정챔버(110)로부터 프로세스 가스가 유입되는 가스 입력단(132)이 배치된다. 이때, 가스 입력단(132)이 이온화포집부(133)와 연결되도록 포집하우징부(131)에 연결되는 것이 바람직하다. 그리고 일실시 예에서는 이러한 가스 입력단(132)에 반응가스를 공급하는 반응가스 공급관(미도시)을 연결한다. 하지만 이에 한정되지 않고, 반응가스 공급관(미도시)은 포집하우징부(131)의 이온화포집부(133)에 반응가스를 공급할 수 있는 어떠한 위치에 연결되어도 무방하다.
이때 반응가스는 프로세스 가스를 반응시킬 수 있을 뿐만 아니라 플라즈마 방전을 효과적으로 개선시킬 수 있는 성분의 가스도 포함될 수 있다.
또한, 포집하우징부(131)의 하측 일단에는 프로세스 가스가 출력되는 가스 출력단(138)이 연결된다. 여기서 가스 출력단(138)은 증착포집부(135)와 연결되도록 포집하우징부(131)와 연결되는 것이 바람직하다. 그리고 가스 입력단(132)은 공정챔버(110)와 연통된 제1 배관(171)과 연결되고, 가스 출력단(138)은 펌프(150)와 연통된 제2 배관(172)과 연결된다.
또한, 증착포집부(135)의 내주면에는 도시되지 않았지만 포집하우징부(131) 내부의 열 손실을 최소화하기 위한 단열부재(미도시)가 설치될 수 있다.
지금까지 설명한 포집하우징부(131)의 하측에는 이온화포집부(133) 또는 증착포집부(135)를 경유하면서 발생되는 생성물 또는 공정챔버(110)에서 발생되는 부산물을 포집할 수 있는 보조포집부(미도시)가 배치될 수 있다. 이러한 보조포집부(미도시)는 포집하우징부(131)의 하측으로부터 탈착되도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 4를 살펴보면, 이온화포집부(133)는 제1 전극(134a) 내지 제3 전극(134c)을 포함한다. 여기서 제1 전극(134a) 내지 제3 전극(134c)은 일정한 간격이 이격되어 배치될 수 있다.
여기서 제1 전극(134a)은 이온화포집부(133)의 내부내측면에 배치되고, 제2 전극(134b)은 이온화포집부(133)의 내부일측면과 이격되어 배치되는 이온화포집부(133)의 내부타측면에 배치된다.
제3 전극(134c)은 이온화포집부(133)의 하단에서 돌출되어 이온화포집부(133)의 중앙을 가로지르면서 이온화포집부(133)의 내부일측면과 이온화포집부(133)의 내부타측면의 사이에 형성되도록 배치된다. 즉, 제3 전극(134c)은 제1 전극(134a)과 제2 전극(134b) 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
외부로부터 AC전압을 공급받아 제1 전극(134a)에는 플러스 전압이 공급되고, 제2 전극(134b)에는 마이너스 전압이 번갈아 가면서 공급되고, 제3 전극(134c)에는 그라운드 전압이 공급된다. 이에 따라, 제1 전극(134a)과 제3 전극(134c) 간의 플러스 전압 차에 의해 프로세스 가스를 이온화시키는 플라즈마 방전이 발생되고, 제2 전극(134b)과 제3 전극(134c) 간의 마이너스 전압 차에 의해 프로세스 가스를 이온화시키는 플라즈마 방전이 발생된다.
이와 같이, 제1 전극(134a)과 제3 전극(134c), 제2 전극(134b)과 제3 전극(134c)이 번갈아 가면서 플라즈마 방전이 발생됨으로써, 더욱 빠르게 프로세스 가스를 이온화되는 동시에 이온화된 프로세스 가스가 증착포집부(135)로 이동시킬 수 있다.
도 4에서는 AC 전압이 제1 전극(134a) 내지 제3 전극(134c)에 제공되는 것을 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, DC 전압이 제1 전극(134a) 내지 제3 전극(134c)에 제공되어 플라즈마 방전을 발생할 수도 있다. 이때 제1 전극(134a) 내지 제3 전극(134c) 중 두 개의 전극에는 동일한 전압이 제공될 수 있다.
또한, 포집하우징부(131)는 이온화포집부(133)와 증착포집부(135) 사이에 배치되는 분할수단(137)을 포함한다. 여기서 분할수단(137)은 이온화포집부(133)에서 플라즈마의 밀도를 증가시켜 플라즈마 방전이 개선되도록 배치되는 것이 바람직하다.
여기서 분할수단(137)은 포집하우징부(131)의 내부상측에서 내부하측으로 가로질러 배치되되, 이온화포집부(133)에서 이온화되는 프로세스 가스가 증착포집부(135)로 이동할 수 있는 이동통로(a)가 형성될 수 있다. 이러한 이동통로(a)의 위치는 포집하우징부(131)의 내부상측에 배치되거나 내부하측에 배치되나 이에 한정되는 것은 아니며, 이온화되는 프로세스 가스를 이온화포집부(133)에서 증착포집부(135)로 용이하게 이동시킬 수 있는 구조라면 어떠한 구조라도 상관이 없다.
또한, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 분할수단(137)은 프로세스 가스가 주입되는 가스 입력단(132)과 수직을 이루도록 배치되며, 분할수단(137)을 관통하여 형성되는 복수의 개구홀(b)을 포함한다. 여기서, 분할수단(137)의 복수의 개구홀(b)은 이온화되는 프로세스 가스가 증착포집부(135)로 이동하는 이동 경로이다. 일실시 예에서는 분할수단(137)에 원형 형성의 복수의 개구홀(b)을 형성하였으나, 복수의 개구홀(b)의 형상 또는 배열은 다양하게 변화시킬 수 있다.
도시되지 않았지만, 분할수단(137)을 관통하는 개구홀(b)의 지름은 점진적으로 작아지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 프로세스 가스가 이온화포집부(133)에서 증착포집부(135)로 빠르게 이동될 수 있다.
또는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 분할수단(137)은 상하 방향으로 일정거리 이격 배치되어 형성되어 복수 개로 배치될 수 있다. 이때, 복수의 분할수단(137) 사이의 복수의 이격 공간(c)은 이온화되는 프로세스 가스가 이동하는 이동 경로이다.
또는, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 분할수단(137)은 상하 방향으로 일정거리 이격 배치되어 형성되어 복수 개로 배치될 수 있다. 여기서 복수의 분할수단(137)은 이온화포집부(133)로부터 증착포집부(135)가 배치된 방향으로 오르막 경사가 지도록 배치될 수 있다.
이때, 복수의 분할수단(137) 사이의 복수의 이격 공간(c)은 이온화되는 프로세스 가스가 이동하는 이동 경로이다. 이에 따라, 이온화되는 프로세스 가스가 복수의 분할수단(137)의 경사면을 따라 증착포집부(135)로 이동한다.
지금까지는 이온화포집부(133)와 증착포집부(135) 사이에 배치된 분할수단(137)이 가스 입력단(132)에 대하여 수직으로 배치되는 구조를 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않으며,복수의 분할수단(137)이 일정한 간격으로 수평으로 배치될 수도 있고, 이온화포집부(133)가 배치된 방향에서 증착포집부(135)가 배치된 방향으로 내리막 경사가 지도록 배치될 수도 있다.
도 6 및 도 7을 살펴보면, 증착포집부(135)는 프로세스 가스를 성막형태로 증착시키는 적어도 하나 이상의 포집플레이트(136)가 배치된다.
증착포집부(135)는 이온화포집부(133)로 이동한 이온화되는 프로세스 가스, 반응물 및 부산물을 고온의 열에 의해 포집플레이트(136)에 증착시켜 포집할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 포집플레이트(136a,136b)는 복수 개가 일정한 간격으로 이격되어 배치되면서 이온화되는 프로세스 가스가 이동할 수 있는 이동경로가 좌측 또는 우측으로 형성되어 지그재그로 이동할 수 있도록 형성될 수 있다.
지금까지 도 6에서는 포집플레이트(136a,136b)가 분할수단 또는 증착포집부의 둘레면에 배치되어 프로세스 가스가 좌우방향으로 지그재그로 이동하도록 형성하였으나 이에 한정하는 것은 아니며, 포집플레이트(136a,136b)가 증착포집부의 내부상측과 내부하측에 배치되어 프로세스 가스가 상하방향으로 지그재그로 이동하도록 형성하거나 대각선방향으로 지그재그로 이동하도록 형성될 수도 있다.
이와 같이, 포집플레이트(136a,136b)가 포집하우징부(131)의 내부에서 이동경로가 증가될 수 있게 이동경로가 좌우측 또는 상하측으로 형성됨으로써, 증가율이 상승될 수 있다.
또한, 도시되지 않았지만 복수 개의 포집플레이트(136)가 배치되는 제1 행과 제1 행과 이웃하는 제2 행에 배치되는 복수 개의 포집플레이트(136)의 방향이 다르게 형성될 수 있다. 즉, 제1 행에 배치되는 포집플레이트(136)가 내리막 경사로 형성되면, 제2 행에 배치되는 포집플레이트(136)는 오르막 경사로 형성될 수 있다.
이와 같이, 제1 행에 배치되는 포집플레이트(136)와 제2 행에 배치되는 포집플레이트(136)의 방향이 서로 다르게 배치되어 이온화되는 프로세스 가스가 증착되는 이동 경로를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 이온화되는 프로세스 가스를 더욱 많이 포집플레이트(136)에 증착하여 포집시킬 수 있다.
이와 달리, 복수 개의 포집플레이트(136)가 배치되는 제1 열과 제1 열과 이웃하는 제2 열에 배치되는 복수 개의 포집플레이트(136)의 방향이 다르게 형성될 수 있다. 즉, 제1 열에 배치되는 포집플레이트(136)가 내리막 경사로 형성되면, 제2 열에 배치되는 포집플레이트(136)는 오르막 경사로 형성될 수 있다.
여기서 분할수단의 옆에 배치되는 제1 열에 배치되는 복수 개의 포집플레이트(136)의 방향은 분할수단(137)이 형성되는 방향과 엇갈린 방향으로 형성되어 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 복수 개로 나누어진 분할수단(137)이 오르막 경사로 형성되면, 제1 열에 배치되는 복수 개의 포집플레이트(136)의 방향은 내리막 경사로 형성되도록 할 수 있다.
이에 따라, 분할수단(137)과 증착포집부(135)를 경유하는 이온화되는 프로세스 가스의 흐름을 방해하여 복수의 포집플레이트(136)와 접촉하는 시간을 증가시켜, 이온화되는 프로세스 가스, 부산물 및 반응물이 복수의 포집플레이트(136)에 증착되는 증착율이 증가할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 증착포집부(135)는 증착포집부(135)의 내부공간에 제1 열선(139a) 상에서 일방향으로 나열되어 일정거리 이격 배치된 복수의 제1 포집플레이트(136c), 제1 열선(139a)과 일정한 간격으로 이격되는 제2 열선(139b) 상에서 일방향으로 나열되어 일정거리 이격 배치된 복수의 제2 포집플레이트(136d)를 포함할 수 있다.
여기서 제1 열선(139a)과 제2 열선(139b)은 복층으로 형성될 수 있다. 이와 같이, 복층으로 이루어진 제1 열선(139a)에 설치된 복수의 제1 포집플레이트(136c)에 있어서, 상하 방향으로 배치된 복수의 제1 포집플레이트(136c)가 서로 엇갈리도록 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 복층으로 이루어진 제2 열선(139b)에 설치된 제2 포집플레이트(136d)에 있어서, 상하 방향으로 배치된 복수의 제2 포집플레이트(136d)가 서로 엇갈리도록 배치되는 것이 바람직하다. 그리고 제1 열선(139a)과 제2 열선(139b)을 이용하여 복수의 제1 포집플레이트(136c) 및 제2 포집플레이트(136d)를 이온화된 프로세스 가스, 부산물 및 반응물이 증착되는 증착온도로 가열하는 것이 바람직하다.
이때, 제1 포집플레이트(136c) 및 제2 포집플레이트(136d)가 제1 열선(139a) 및 제2 열선(139b)에 직접 권취됨에 따라, 제1 열선(139a) 및 제2 열선(139b)의 열을 복수의 제1 포집플레이트(136c) 및 제2 포집플레이트(136d)에 용이하게 전달할 수 있다.
도 7에서는 제1 열선(139a)과 제2 열선(139b)이 수평방향으로 배치되는 것을 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 열선(139a)과 제2 열선(139b)이 증착포집부(135)의 내부상단 또는 내부하단에서 수직방향 배치되도록 형성될 수 있다. 또는 대각선 방향으로 제1 열선(139a)과 제2 열선(139b)이 증착포집부(135)의 내부에 배치될 수 있다.
또한, 도 7에서는 제1 열선(139a)과 제2 열선(139b)이 배치되는 것을 도시하였으나 더 많은 제n 열선이 배치될 수 있고, 제1 열선(139a)과 제2 열선(139b)은 제1 포집플레이트(136c) 및 제2 포집플레이트(136d)를 통해 프로세스 가스를 더 많이 포집할 수 있는 있는 형상이라면 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
지금까지 포집플레이트(136)는 사각 판형상으로 제작하였으나, 이에 한정되지 않고 이온화되는 프로세스 가스, 부산물 반응물을 증착시켜 포집할 수 있는 형상이라면 어떠한 형상이라도 무방하다.
지금까지는 포집하우징부(131) 내부에 이온화포집부(133)와 증착포집부(135)의 포집공간을 마련하는 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 하나의 이온화포집부(133)와 2개 이상의 증착포집부(135)가 형성될 수도 있다.
또한, 증착포집부(135)의 일부면이 탈착되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 증착포집부(135)와 복수 개의 포집플레이트(136)를 용이하게 분리시킬 수 있어 복수 개의 포집플레이트(136)를 용이하게 청소할 수 있다.
도 1 내지 도 7을 참조하여, 일실시 예에 따른 멀티포집장치를 이용하여 프로세스 가스를 포집하는 방법을 설명한다.
공정챔버(110) 내에 배치된 가스 공급 수단을 이용하여 소정의 원료 가스, 반응가스 및 퍼지가스와 같은 다수의 가스를 공급하여, 기판 처리 공정을 실시한다. 실시 예에서는 공정챔버(110) 내에서 원료물질 흡착, 퍼지, 반응가스 공급, 퍼지의 공정을 여러 번 반복하는 원자층증착(ALD)법을 이용하여 기판 상에 ZnO 박막을 형성한다. 이를 위해 실시 예에서는 예를 들어, 원료 가스로 다이에틸 아연(Diethylzinc:DEZ) 및 다이메틸아연(Dimethylzinc:DMZ) 중 적어도 어느 하나를 사용하고, 반응가스로 O3를 이용하여 기판 상에 ZnO막을 형성한다.
본 발명에서는 기판 처리 공정을 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 증착, 에칭, 및 세정 등을 할 수 있는 공정을 포함한다.
공정챔버(110)에 접속된 배기 시스템(100)을 이용하여 공정챔버(110) 내에 잔류하는 프로세스 가스를 배출시키고, 공정챔버(110) 내부를 일정 압력으로 유지한다. 공정챔버(110) 하부에 마련된 배기구(미도시)를 개방한 후, 펌프(150)를 이용하여 프로세스 가스를 멀티포집장치(130)로 배기한다.
공정챔버(110) 내부의 프로세스 가스는 제1 배관 및 멀티포집장치(130)의 가스 입력단(132)을 통해 멀티포집장치(130)의 포집하우징부(131)로 유입된다.
이때, 이온화포집부(133)에 배치되는 제1 전극(134a) 내지 제3 전극(134c)에 AC 전압을 공급하여 플라즈마 방전을 발생하여 프로세스 가스에 반응에너지를 부여하여 이온화시키고, 증착포집부(135)에 배치된 복수의 포집플레이트(136)를 열선(139)을 이용하여 증착 온도로 가열한다. 이때 복수의 포집플레이트(136)를 100℃ 내지 900℃의 온도로 가열하는 것이 바람직하다.
이때, 프로세스 가스를 더욱 많이 이온화시키기 위해 반응가스인 O3를 주입할 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 공정챔버(110)에서 반응하지 않은 원료물질 즉, 프로세스 가스 중 미반응 가스와 반응하여 반응물을 생성시킬 수 있는 다양한 재료를 반응가스로 이용할 수 있다.
이와 같이, 이온화포집부(133)에서 플라즈마 방전을 통해 이온화되는 프로세스 가스가 분할수단(137)을 거쳐 증착포집부(135)로 이동한다. 이때, 이온화되는 프로세스 가스, 부산물 및 반응물이 이동하면서 증착포집부(135)에 배치되어 증착 온도로 가열된 복수의 포집플레이트(136)와 접속됨에 따라, 이온화되는 프로세스 가스, 부산물 및 반응물이 복수의 포집플레이트(136)에 증착된다.
이와 같이, 멀티포집장치(130)의 포집하우징부(131) 내부를 프로세스 가스를 이온화시키고, 이온화된 프로세스 가스를 고온의 열을 이용하여 성막형태로 증착할 수 있는 이온화포집부(133)와 증착포집부(135)를 동시에 마련되도록 분할하여 형성한다.
이에, 프로세스 가스를 이온화시키는 이온화포집부(133)와 고온의 열을 이용하여 증착시키는 증착포집부(135)가 순차적으로 나열되어 증착시킴으로써 포집율이 증가할 수 있다.
따라서, 가스 출력단(138)으로 출력되거나 가스 출력단(138)을 통해 펌프(150)로 유입되는 프로세스 가스의 양을 최소화할 수 있어, 펌프(150)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
100 : 배기 시스템
110 : 공정챔버
130 : 멀티포집장치
131 : 포집하우징부
132 : 가스 입력단
133 : 이온화포집부
134a : 제1 전극
134b : 제2 전극
134c : 제3 전극
135 : 증착포집부
136, 136a, 136b : 포집플레이트
136c : 제1 포집플레이트
136d : 제2 포집플레이트
137 : 분할수단
139 : 열선
139a : 제1 열선
139b : 제2 열선
150 : 펌프
171 : 제1 배관
172 : 제2 배관
110 : 공정챔버
130 : 멀티포집장치
131 : 포집하우징부
132 : 가스 입력단
133 : 이온화포집부
134a : 제1 전극
134b : 제2 전극
134c : 제3 전극
135 : 증착포집부
136, 136a, 136b : 포집플레이트
136c : 제1 포집플레이트
136d : 제2 포집플레이트
137 : 분할수단
139 : 열선
139a : 제1 열선
139b : 제2 열선
150 : 펌프
171 : 제1 배관
172 : 제2 배관
Claims (10)
- 반도체 공정챔버에 연결되는 멀티포집장치에 있어서,
내부공간으로 유입되는 프로세스 가스를 이온화시키고, 이온화된 상기 프로세스 가스를 고온의 열을 이용하여 성막형태로 증착시키는 포집하우징부;를 포함하는 멀티포집장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 포집하우징부는
상기 내부공간의 일측에 배치되고, 상기 프로세스 가스에 반응에너지를 부여하여 이온화시키는 플라즈마를 제공하는 이온화포집부;와
상기 이온화포집부로부터 일방향으로 나열되면서 상기 내부공간의 타측에 배치되고, 상기 이온화포집부에서 이온화된 상기 프로세스 가스가 성막성태로 증착되도록 고온의 열을 제공하는 증착포집부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티포집장치.
- 제2 항에 있어서,
상기 포집하우징부는
상기 이온화포집부와 상기 증착포집부 사이에 배치되는 분할수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티포집장치.
- 제2 항에 있어서,
상기 이온화포집부는 제1 전극 내지 제3 전극이 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티포집장치.
- 제4 항에 있어서,
상기 제3 전극은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티포집장치.
- 제4 항 또는 제5 항에 있어서,
상기 증착포집부는 상기 프로세스 가스를 성막형태로 증착시키는 적어도 하나 이상의 포집플레이트가 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티포집장치.
- 제6 항에 있어서,
상기 포집플레이트는 이웃하여 배열되는 포집플레이트와 서로 다른 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 멀티포집장치.
- 제7 항에 있어서,
상기 증착포집부는 상기 포집플레이트를 지지하면서 상기 포집플레이트에 열을 제공하는 열선을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티포집장치.
- 제6 항에 있어서,
상기 증착포집부가 탈착되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티포집장치.
- 기판의 증착공정을 처리할 수 있는 반응공간이 형성되는 공정챔버에서 내부공간으로 유입되는 프로세스 가스를 이온화시키고, 이온화된 상기 프로세스 가스를 고온의 열을 이용하여 성막형태로 증착시키는 포집하우징부를 포함하는 멀티포집장치;와
상기 멀티포집장치와 연결되어 상기 공정챔버의 내부와 상기 멀티포집장치의 내부를 펌핑하는 펌프;
를 포함하는 멀티포집장치 및 이를 이용한 배기 시스템.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020140070021A KR101614853B1 (ko) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | 멀티포집장치 및 이를 이용한 배기 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140070021A KR101614853B1 (ko) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | 멀티포집장치 및 이를 이용한 배기 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR20150141379A KR20150141379A (ko) | 2015-12-18 |
| KR101614853B1 true KR101614853B1 (ko) | 2016-04-22 |
Family
ID=55081284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140070021A KR101614853B1 (ko) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | 멀티포집장치 및 이를 이용한 배기 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101614853B1 (ko) |
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|---|---|---|---|---|
| CN112301312A (zh) * | 2019-07-25 | 2021-02-02 | 杭州纤纳光电科技有限公司 | 蒸镀装置及其蒸镀原料的回收方法 |
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|---|---|
| KR20150141379A (ko) | 2015-12-18 |
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