KR101874809B1 - 오염물질 배출 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면에 잔류 가스 등의 오염물질이 흡착된 웨이퍼가 내부로 진입할 때 질소 가스를 분사하여 대부분의 오염물질을 제거하고, 남아있는 일부 오염물질을 외부로 배기할 때 배기관에 삽입된 에어 노즐에서의 에어 분사로 역류를 차단하여 웨이퍼를 보호하는 배출 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 오염물질 배출 장치는 복수 개의 웨이퍼를 층별로 적재 가능한 웨이퍼 적재부가 내부에 구비되는 상부 챔버 및 상부 챔버 내의 오염물질을 외부로 배기시키는 배기부가 내부에 구비되는 하부 챔버로 구성되는 배출 장치에 있어서, 배출 장치는 상부 챔버 입구의 상방 및 양 측방의 3방향에서 상부 챔버의 내부로 진입하는 웨이퍼에 90° 및 25°로 분사 각도를 다르게 질소 가스를 분사하여 웨이퍼에 흡착 또는 잔류하는 오염물질을 제거하고 웨이퍼로부터 이탈된 오염물질의 역류 현상 및 상부 챔버로의 유입을 차단하는 복수 개의 분사 노즐과, 분사 노즐에 질소 가스를 공급하는 공급관과, 상부 챔버와 하부 챔버를 연통시키는 배기구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

오염물질 배출 장치{Contaminant removal device}
본 발명은 반도체 생산공정 과정 중 에칭 공정을 거친 웨이퍼를 일시적으로 보관하며 오염물질을 배출시키는 배출 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 표면에 잔류 가스 등의 오염물질이 흡착된 웨이퍼가 내부로 진입할 때 질소 가스를 분사하여 대부분의 오염물질을 제거하고 남아있는 일부 오염물질을 외부로 배기할 때 배기관에 삽입된 에어 노즐에서의 에어 분사로 역류를 차단하여 웨이퍼를 보호하는 오염물질 배출 장치에 관한 것이다.
반도체를 생산하기 위한 공정 중의 하나인 에칭(Etching) 공정은 실리콘 기판인 웨이퍼의 표면에 회로 패턴을 형성시키기 위해, 부식성 가스 또는 화학 약품을 사용하여 웨이퍼의 표면 일부를 선택적으로 제거하는 공정이다.
이때, 부식성 가스를 이용하는 방식을 건식 방식, 화학 약품을 이용하는 방식을 습식 방식이라고 하는데, 건식 방식에서 주로 사용되는 Cl2, HBr 등의 가스는 대기 상태에 노출되면 응축되는 성질이 있는 등 부식성 가스 또는 화약 약품의 사용으로 인한 잔류 가스 등의 오염물질이 웨이퍼의 표면에 흡착 또는 잔류하는 문제가 발생한다.
따라서, 에칭 공정 후에는 일정 온도하에서 일정시간 동안 웨이퍼를 보관하며 웨이퍼의 표면에 흡착 또는 잔류하는 잔류 가스 등의 오염물질을 제거하기 위한 용도로 웨이퍼 스토리지가 사용되고 있으나, 이러한 웨이퍼 스토리지에 일정시간 동안 웨이퍼를 보관하는 방식만으로는 웨이퍼의 표면에 흡착 또는 잔류하는 오염물질을 완벽히 제거하기 어려운 문제가 있는 실정이다.
이러한 문제를 해결하기 위한 스토리지에 관한 발명으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0100992호의 “웨이퍼 세정용 보트 및 이를 갖는 스토리지” 및 대한민국 등록특허공보 제10-1075171호의 “가스분사블록을 구비하는 사이드 스토리지”, 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0088406호의 “퓸 제거 기능을 갖는 사이드 스토리지 챔버” 및 대한민국 등록특허공보 제10-1600307호의 “회전식 퓸 제거 웨이퍼 스토리지”가 제안되어 공개된 바 있다.
상기 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0100992호의 “웨이퍼 세정용 보트 및 이를 갖는 스토리지”에는 에칭(Etching) 공정 진행 후 복수 개의 웨이퍼를 보트에 적재시킨 상태에서 보트 자체 내에서 세정시킴으로써, 잔류가스로 인해 이물질이 웨이퍼 표면에 응착되는 것을 방지하여 제품 수율을 향상시키는 장치에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1075171호의 “가스분사블록을 구비하는 사이드 스토리지”에는 챔버 내에 적층된 다수의 웨이퍼 사이 공간으로 불활성 가스를 공급함으로써 웨이퍼를 보다 효과적으로 세정할 수 있고, 불활성 가스의 유동을 원활하게 함으로써 웨이퍼 세정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있으며, 웨이퍼 측으로 공급되는 불활성 가스를 사전에 가열함으로써 웨이퍼에 크랙 등의 손상이 발생되는 현상을 방지할 수 있는 장치에 관한 발명이 제안되었다.
또한, 상기 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0088406호의 “퓸 제거 기능을 갖는 사이드 스토리지 챔버”에는 적재 유닛의 각 층별로 노즐을 구성하여 각각의 웨이퍼 표면에 퓸 제거 가스를 개별 분사하고 웨이퍼와 적재 유닛의 접촉 부분에도 퓸 제거 기체를 분사함으로써 퓸 제거 효율성을 향상시킬 수 있고, 하우징에 투명창을 설치하여 외부에서 퓸의 제거 상태 및 내부 장치의 동작 상태를 확인할 수 있는 장치에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1600307호의 “회전식 퓸 제거 웨이퍼 스토리지”에는 웨이퍼 인입시와 웨이퍼에서 퓸 제거 시 웨이퍼 수납 회전 모듈의 방향이 가변될 수 있으므로, 웨이퍼 인입에 방해되지 않도록 웨이퍼 인입 방향과 대략 수직인 상하 방향으로 퓸 제거를 위한 가스를 공급해주더라도 적층된 웨이퍼 사이 공간의 퓸이 원활하게 제거될 수 있게 되고, 그에 따라 웨이퍼의 간편하고 신속한 인입을 이루면서도 웨이퍼에 묻은 퓸 제거도 원활하게 이루어질 수 있게 되는 장치에 관한 발명이 제안되었다.
그러나 상기와 같은 종래 기술들은 스토리지 내부에 안착된 웨이퍼에 흡착 또는 잔류하는 잔류 가스 등의 오염물질을 제거할 때 오염물질이 비산하게 되어 외부로의 배기가 원활하지 않고, 스토리지 내부와 배기관 등을 오염시키게 되어 장비의 유지보수 및 교체 주기가 짧아지는 문제가 발생하였고, 스토리지 내부의 압력이 외부의 압력보다 낮아지게 되면, 스토리지의 외부로 배기된 오염물질이 배기관을 통해 역류하여 웨이퍼에 손상을 입히는 문제가 발생하였다.
따라서, 스토리지 내부에서 비산되는 잔류 가스 등의 양을 감소시킬 수 있고, 스토리지 외부로 배기된 잔류 가스 등의 오염물질이 배기관을 통해 역류하는 현상을 방지할 수 있는 장치에 관한 발명이 요구되는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2006-0100992호(2006. 09. 22) 대한민국 등록특허공보 제10-1075171호(2011. 10. 13) 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0088406호(2014. 07. 10) 대한민국 등록특허공보 제10-1600307호(2016. 02. 29)
본 발명에 의한 오염물질 배출 장치는 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위해 제안된 기술로써,
배출 장치 내부에 안착된 웨이퍼에 흡착 또는 잔류하는 잔류 가스 등의 오염물질을 제거할 때 오염물질이 비산하게 되어 외부로의 배기가 원활하지 않고, 내부와 배기관 등을 오염시키게 되어 웨이퍼의 품질이 떨어지고 장비의 유지보수 및 교체 주기가 짧아지는 문제가 발생하였고,
배출 장치 내부의 압력이 외부의 압력보다 낮아지게 되면, 배출 장치의 외부로 배기된 잔류 가스 등의 오염물질이 배기관을 통해 역류하여 웨이퍼에 손상을 입히는 문제가 발생하였기 때문에, 이에 대한 해결책을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 의한 오염물질 배출 장치는 상기와 같은 목적을 실현하고자,
복수 개의 웨이퍼를 층별로 적재 가능한 웨이퍼 적재부가 내부에 구비되는 상부 챔버 및 상부 챔버 내의 오염물질을 외부로 배기시키는 배기부가 내부에 구비되는 하부 챔버로 구성되는 배출 장치에 있어서, 상기 배출 장치는 상기 상부 챔버 입구의 상방 및 양 측방의 3방향에서 상부 챔버의 내부로 진입하는 웨이퍼에 90° 및 상부 챔버의 외부를 향하여 25°로 분사 각도를 다르게 질소 가스를 분사하여 웨이퍼에 흡착 또는 잔류하는 오염물질을 제거하고 웨이퍼로부터 이탈된 오염물질의 역류 현상 및 상부 챔버로의 유입을 차단하는 복수 개의 분사 노즐; 상기 분사 노즐에 질소 가스를 공급하는 공급관; 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버를 연통시키는 배기구; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오염물질 배출 장치를 제시한다.
본 발명에 의한 오염물질 배출 장치는,
배출 장치의 내부로 진입하는 웨이퍼에 복수 개의 분사 노즐이 3방향에서 질소 가스를 분사함으로써 웨이퍼의 표면에 흡착 또는 잔류하는 오염물질을 제거함과 동시에 비산된 오염물질이 배출 장치의 내부로 진입하는 것을 대부분 차단하여 배출 장치 내부와 배기관 등이 오염되는 속도가 현저하게 낮아지고 웨이퍼의 품질이 확보되는 효과가 발생하였고,
배기관의 내부에 구비되는 에어 노즐이 가스가 배기되는 방향과 동일한 방향으로 에어를 분사함으로써, 배출 장치의 외부로 배기된 잔류 가스 등의 오염물질이 배기관을 통해 역류하는 현상을 방지하여 웨이퍼의 안정성이 확보되는 효과가 발생하였다.
도 1은 본 발명에 의한 오염물질 배출 장치의 외부 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 오염물질 배출 장치의 상부 챔버의 내부 모습을 나타낸 내부 사시도.
도 3(a) 내지 도 3(b)는 본 발명에 의한 오염물질 배출 장치의 상부 챔버에 진입하는 웨이퍼 표면에 흡착된 오염물질을 제거하는 모습을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 오염물질 배출 장치의 측방 노즐의 분사 각도에 관한 실험 결과를 나타낸 결과표.
도 5(a) 내지 도 5(b)는 본 발명에 의한 오염물질 배출 장치의 배기구에 흡입 덕트가 끼워지는 모습을 나타낸 예시도.
본 발명은 반도체 생산공정 과정 중 에칭 공정을 거친 웨이퍼를 일시적으로 보관하며 오염물질을 배기시키는 배출 장치(100)에 관한 것으로써,
복수 개의 웨이퍼를 층별로 적재 가능한 웨이퍼 적재부(110)가 내부에 구비되는 상부 챔버(101) 및 상부 챔버(101) 내의 오염물질을 외부로 배기시키는 배기부(150)가 내부에 구비되는 하부 챔버(102)로 구성되는 배출 장치(100)에 있어서, 상기 배출 장치(100)는 상기 상부 챔버(101) 입구의 상방 및 양 측방의 3방향에서 상부 챔버(101)의 내부로 진입하는 웨이퍼에 90° 및 상부 챔버(101)의 외부를 향하여 25°로 분사 각도를 다르게 질소 가스를 분사하여 웨이퍼에 흡착 또는 잔류하는 오염물질을 제거하고 웨이퍼로부터 이탈된 오염물질의 역류 현상 및 상부 챔버(101)로의 유입을 차단하는 복수 개의 분사 노즐(120); 상기 분사 노즐(120)에 질소 가스를 공급하는 공급관(130); 상기 상부 챔버(101)와 상기 하부 챔버(102)를 연통시키는 배기구(140); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오염물질 배출 장치에 관한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 오염물질 배출 장치는 복수 개의 웨이퍼를 층별로 적재 가능한 웨이퍼 적재부(110)가 내부에 구비되는 상부 챔버(101) 및 상부 챔버(101) 내의 오염물질을 외부로 배기시키는 배기부(150)가 내부에 구비되는 하부 챔버(102)로 구성되는 배출 장치(100)에 관한 것이다.
구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 오염물질 배출 장치는 상기 상부 챔버(101) 입구의 상방 및 양 측방의 3방향에서 상부 챔버(101)의 내부로 진입하는 웨이퍼에 90° 및 상부 챔버(101)의 외부를 향하여 25°로 분사 각도를 다르게 질소 가스를 분사하여 웨이퍼에 흡착 또는 잔류하는 오염물질을 제거하고 웨이퍼로부터 이탈된 오염물질의 역류 현상 및 상부 챔버(101)로의 유입을 차단하는 복수 개의 분사 노즐(120)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 분사 노즐(120)은 에칭 공정 후 웨이퍼의 표면에 흡착 또는 잔류하는 미세먼지, 폴리머(Polymer), 잔류 가스 등의 오염물질을 제거하기 위하여 웨이퍼에 고순도의 질소 가스를 고압으로 분사하는 구성요소로써, 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 적재부(110)에 적재되기 위하여 배출 장치(100)의 상부 챔버(101) 내부로 진입하는 웨이퍼를 향해 질소 가스를 분사한다.
이는, 웨이퍼 스토리지에 관한 종래의 발명들이 웨이퍼 적재부에 적재된 상태의 웨이퍼를 향해 질소 가스 등을 분사하여 웨이퍼에 흡착 또는 잔류하는 잔류 가스 등의 오염물질을 웨이퍼 스토리지 내부에서만 처리하는 것과 대비되는 본 발명의 특징으로써, 상기 배출 장치(100)의 내부로 진입하는 웨이퍼에 흡착 또는 잔류하는 오염물질을 미리 상당량 제거하여 배출 장치(100) 내부가 빠르게 오염되어 장비의 유지보수 및 교체 주기가 빨라지는 것을 방지한다.
즉, 상기 분사 노즐(120)은 웨이퍼가 상부 챔버(101) 내부로 진입하기 전부터 질소 가스를 분사하여 웨이퍼의 표면에 흡착 또는 잔류하는 오염물질을 제거함으로써 웨이퍼 적재부(110)에 적재된 상태의 웨이퍼를 향해 질소 가스 등을 분사하는 종래의 발명들에 비하여 배출 장치(100) 내부에서 비산되는 오염물질의 양을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 발생하고, 비산된 오염물질이 배출 장치(100) 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있는 효과가 발생한다.
구체적으로, 상기 복수 개의 분사 노즐(120)은 상기 상부 챔버(101) 입구의 상방에 배치되어 수직 하방으로 질소 가스를 분사하여 에어 커튼을 형성하는 복수 개의 상방 노즐(121) 및 상기 상부 챔버(101) 입구의 양 측방에 배치되어 상부 챔버(101)의 외부를 향하여 25°의 각도로 질소 가스를 분사하여 웨이퍼의 표면에 흡착 또는 잔류하는 오염물질을 제거하는 복수 개의 측방 노즐(122)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수 개의 상방 노즐(121)은 수직 하방, 즉, 90°의 각도로 질소를 분사하여 웨이퍼의 표면에 흡착 또는 잔류하는 오염물질을 제거하고, 비산된 오염 물질, 먼지 등의 유입을 차단하는 에어 커튼을 형성하는 구성요소로써, 질소가 분사되는 분사 홀의 직경이 1mm로 형성될 수 있고, 복수 개의 분사 홀 각각의 간격은 25mm로 구성될 수 있으며, 모두 12개가 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 측방 노즐(122)은 상부 챔버(101)의 외부를 향하여 25°의 각도로 질소를 분사하여 웨이퍼에 흡착 또는 잔류하는 오염물질을 동시에 밀어내어 제거하는 구성요소로써, 질소가 분사되는 분사 홀의 직경이 1mm로 형성될 수 있고, 복수 개의 분사 홀 각각의 간격은 10mm로 구성될 수 있으며, 양 측방에 각각 30개씩 모두 60개가 구비될 수 있다.
즉, 이와 같은 구성은 상기 복수 개의 분사 노즐(120)에서 질소 가스를 분사하여 웨이퍼의 표면에 흡착 또는 잔류하는 잔류 가스 등의 오염물질을 효과적으로 제거하기 위한 구성으로써, 상기 복수 개의 분사 노즐(120)은 상호 간에 일정한 간격을 유지하며 상기 상부 챔버(101) 입구 측 상부 및 양 측부에 직렬로 배열됨이 바람직하고, 상부 챔버(101) 내부로 진입하는 웨이퍼를 향하여 3방향에서 고압의 질소 가스를 분사하여 웨이퍼의 상단 표면에 흡착 또는 잔류하는 오염물질을 웨이퍼로부터 이탈시킨다.
이때, 상기 복수 개의 측방 노즐(122)이 상부 챔버(101)의 외부를 향하여 25°의 각도로 질소 가스를 분사하는 것은 양측에서 분사되는 질소가 마주치게 되어 오염물질의 제거 효과가 감소하는 것을 방지함과 동시에 분사 각도를 90°가 아닌 다른 각도로 형성하였을 때 오염물질 제거 효과가 가장 우수한 각도를 실험을 통해 얻어낸 결과이며, 측방 노즐(122)의 분사 각도에 관한 실험 결과는 도 4에 도시되어 있다.
즉, 상기 측방 노즐(122)의 분사 각도를 상부 챔버(101)의 외부를 향하여 10°로 형성하였을 때 웨이퍼에 잔류하는 오염물질 파티클의 개수는 50,000개 이상이고, 측방 노즐(122)의 분사 각도를 상부 챔버(101)의 외부를 향하여 20°로 형성하였을 때 웨이퍼에 잔류하는 오염물질 파티클의 개수는 1,500개 이상이며, 측방 노즐(122)의 분사 각도를 상부 챔버(101)의 외부를 향하여 25°로 형성하였을 때 웨이퍼에 잔류하는 오염물질 파티클의 개수는 300개 이하이고, 측방 노즐(122)의 분사 각도를 상부 챔버(101)의 외부를 향하여 30°로 형성하였을 때 웨이퍼에 잔류하는 오염물질 파티클의 개수는 1,000개 이상으로 측정되었으므로, 가장 효율적인 분사 각도는 25°이다.
이러한 결과는 상기 측방 노즐(122)의 분사 각도에 따라 상부 챔버(101) 주변의 기류 밸런스가 흐트러짐으로 인한 역류 현상으로 웨이퍼로부터 이탈된 오염물질이 다시 되돌아와 웨이퍼를 오염시키기 때문이며, 분사 각도가 상부 챔버(101)의 외부를 향하여 25°인 경우 이러한 역류 현상이 가장 감소하여, 웨이퍼에 잔류하는 오염물질 파티클의 개수가 가장 감소한다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 오염물질 배출 장치는 상기 분사 노즐(120)에 질소 가스를 공급하는 공급관(130)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 공급관(130)은 상기 배출 장치(100)의 외부로부터 공급되는 질소 가스를 복수 개의 분사 노즐(120) 각각에 이송시키는 구성요소로써, 복수 개의 분사 노즐(120)이 상부 챔버(101)의 입구 측 상부 및 양 측부에 직렬로 배열될 수 있도록 상부 챔버(101)의 입구 측 상부 및 양 측부에 배치된 직선의 관들이 이어진 형태로 구성됨이 타당하다.
본 발명의 일 실시예로써, 상기 공급관(130)은 상기 상부 챔버(101)의 입구 측 상부 및 상기 하부 챔버(102)의 입구 측 상부에 각각 배치되는 수평관과 상부 챔버(101)의 입구 측, 양 측부에 각각 배치되되 몸체의 일부가 상부 챔버(101)의 바닥을 관통하여 하부 챔버(102)에 내재된 수직관을 포함하여 구성될 수 있고, 상부 챔버(101)의 상부에 배치되는 수평관의 양 말단에는 수직관의 일측 말단이 각각 연결되고, 상부 챔버(101)의 바닥을 관통하여 하부 챔버(102)에 위치된 수직관의 타측 말단에는 하부 챔버(102)의 상부에 배치되는 수평관의 양 말단이 각각 연결되며, 하부 챔버(102)의 상부에 배치되는 수평관의 중단에는 외부로부터 공급되는 질소 가스가 이송되는 관이 연결되는 형태일 수 있다.
즉, 상기 하부 챔버(102) 내부에서의 상기 공급관(130)의 배치 형태는 다양하게 형성되어도 무방하다 할 것이나, 상기 상부 챔버(101) 내부에서의 배치 형태는 상기 공급관(130)이 반드시 상부 챔버(101) 입구 측 상부 및 양 측부에 배치되는 형태로 구성되어야 한다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 오염물질 배출 장치는 상기 상부 챔버(101)와 상기 하부 챔버(102)를 연통시키는 배기구(140)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 배기구(140)는 웨이퍼가 상부 챔버(101)의 내부로 진입시 제거되지 않았으나 시간이 흐름에 따라 웨이퍼로부터 이탈된 오염물질을 상부 챔버(101)로부터 배기시키는 통로로써, 상부 챔버(101)의 바닥을 관통하여 형성되는 다양한 크기 및 모양의 홀의 형태로 하나 이상 형성 가능하며, 배기구(140)를 통과한 오염물질은 하부 챔버(102)에 구비되는 배기부(150)로 이동하여 배출 장치(100)의 외부로 배기되는 과정을 거친다.
또한, 본 발명에 의한 오염물질 배출 장치는 상기 상부 챔버(101)에 일측의 크기와 타측의 크기가 다르게 형성되는 복수 개의 장공(142)이 형성되는 배기판(141)이 구비되어 상기 웨이퍼 적재부(110)와 상기 배기구(140) 사이에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 배기구(140)는 상기 상부 챔버(101)의 바닥 일측에 형성되므로 상기 웨이퍼 적재부(110)에 적재된 웨이퍼로부터 이탈된 오염물질이 배기구 유입되기까지는 시간이 오래 걸리게 되며, 비산된 오염 물질이 상부 챔버(101) 내부에 잔류하게 되는 문제가 발생하게 되므로, 상기 배기판(141)은 상부 챔버(101)의 내부에 일정 크기의 분할된 공간을 형성함으로써, 상기 공간으로 유입된 오염물질의 유출을 방지함과 동시에 배기구로의 배출을 유도한다.
이때, 상기 배기판(141)은 상기 상부 챔버(101)에 설치되었을 때, 상기 장공(142)을 통과하여 상기 배기구(140)가 위치된 공간으로 유입된 오염물질이 다시 장공(142)을 통과하여 웨이퍼가 위치된 공간으로 쉽게 유출되지 아니하도록, 배기판(141)의 일측에 형성된 장공(142) 입구의 크기와 타측에 형성된 장공(142) 출구의 크기가 다르게 형성되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 배기판(141)은 상기 장공(142) 출구 측의 상측에 장공(142) 상측의 형태와 동일한 형태의 돌출부가 형성됨으로써 상기 상부 챔버(101)에 설치되었을 때, 장공(142)을 통과하여 상기 배기구(140)가 위치된 공간으로 유입된 오염물질이 하강하며 쉽게 다시 장공(142)을 통과하지 못하도록 차단할 수 있다.
즉, 상기 돌출부는 상기 장공(142)을 통과한 오염물질의 방향을 하방으로 유도할 수 있도록 장공(142) 상측의 형태와 동일한 형태를 가지며 하방만이 개방된 덮개 형태로 구성될 수 있고, 상방에 위치한 장공(142)을 통과하여 하강하는 오염물질의 방향을 양측으로 흩어주는 효과를 추가로 가진다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 오염물질 배출 장치는 상기 공급관(130)을 통해 상기 분사 노즐(120)로 공급되는 질소 가스의 양을 조절하는 가스 레귤레이터(131)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 레귤레이터(131)는 상기 웨이퍼 적재부(110)에 형성된 복수 개의 슬롯 중 최하단의 슬롯부터 순차적으로 적재되는 웨이퍼를 향해 분사되는 질소 가스의 분사량 및 분사 압력을 조절하는 구성요소로써 상부 챔버(101)로 진입하는 각각의 웨이퍼 표면에 흡착된 오염물질의 흡착 정도에 따라 질소 가스의 분사량 및 분사 압력을 조절하여 웨이퍼 표면에 흡착 또는 잔류하는 잔류 가스 등의 오염물질이 효과적으로 제거될 수 있도록 한다.
또한, 상기 웨이퍼 적재부(110)에 형성된 복수 개의 슬롯 중 최하단의 슬롯부터 순차적으로 적재되는 것이 바람직한 웨이퍼 각각은 상기 상부 챔버(101)의 입구 측, 양 측부에 직렬로 배열된 각각의 분사 노즐(120)로부터의 거리는 일정하게 유지되나 상부 챔버(101)의 입구 측 상부에 직렬로 배열된 각각의 분사 노즐(120)로부터의 거리는 항상 변동되므로 분사 노즐(120)로부터 분사되는 질소 가스의 분사량 및 분사 압력이 조절되어야 할 필요성이 발생할 수 있고, 상기 가스 레귤레이터(131)는 이러한 필요성에 의해 분사 노즐(120)로 공급되는 질소 가스의 양을 조절한다.
따라서, 본 발명을 이용하는 관리자는 에칭 공정 중 건식 방식에서 이용되는 부식성 가스의 종류 또는 습식 방식에서 이용되는 화학 약품의 종류에 따라 웨이퍼에 흡착 또는 잔류하게 되는 오염물질의 흡착량 또는 잔류량이 다르게 형성될 수 있으므로, 이용되는 방식 및 부식성 가스 또는 화학 약품의 종류에 따라 상기 가스 레귤레이터(131)의 설정압을 미리 조절하여 오염물질이 웨이퍼로부터 효과적으로 제거될 수 있도록 할 수 있다.
또한, 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 오염물질 배출 장치의 하부 챔버(102) 내부에 구비되는 배기부(150)는 상기 하부 챔버(102)의 상부에 구비되어 상기 배기구(140)를 통과하는 오염물질이 유입되는 흡입 덕트(151)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 흡입 덕트(151)는 상기 배기구(140)를 통과하여 내부로 유입되는 오염물질을 외부에서 확인 가능하도록 투명한 재질로 구성되어, 배기구(140)를 통과하는 오염물질의 양이나 오염 정도를 관리자가 파악 가능하도록 하고, 오염물질의 역류 여부를 파악 가능하도록 하며, 지속적인 사용에 의한 투명도의 감소에 의해 배기부(150)의 유지보수 및 교체 시기를 판단 가능하도록 하는 구성요소이다.
따라서, 상기 흡입 덕트(151)는 상기 배기구(140)를 통과하는 모든 오염물질이 내부로 유입될 수 있도록 상부 챔버(101)의 바닥을 관통하여 형성되는 배기구(140)의 개수와 동일한 개수의 유입구가 상단에 형성되는 것이 바람직하며, 배기구(140)와 유입구가 밀착하여 결합될 수 있도록 유입구의 상부가 수직으로 돌출되도록 형성됨이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 유입구를 대신하여 배기구(140)의 하부가 수직으로 돌출되도록 형성되어도 무방하다 할 것이다.
또한, 상기 배기부(150)는 상기 흡입 덕트(151)의 하부에 연결되어 오염물질을 외부로 배기하는 배기관(152)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 배기관(152)은 흡입 덕트(151)의 내부로 유입된 오염물질이 배출 장치(100)의 외부로 배기되기 위한 통로이며, 흡입 덕트(151)의 하부 또는 배기관(152)의 상부는 흡입 덕트(151)와 배기관(152)이 결합되어 흡입 덕트(151) 내부의 모든 오염물질이 배기관(152)의 내부로 유입될 수 있도록 그 형태가 형성됨이 바람직하다.
이때, 상기 배기부(150)의 재질은 내화학성, 내열성을 개선하기 위하여 HT-PVC(High Temperature Polyvinyl Chloride, 내열성 경질 염화비닐)로 구성됨이 바람직하다.
또한, 상기 배기관(152)의 내부에는 오염물질이 배기되는 방향과 동일한 방향으로 에어를 분사하는 에어 노즐이 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 에어 노즐은 상기 배출 장치(100) 내부의 압력이 외부의 압력보다 낮아지게 되거나, 배출 장치(100) 내부에서 상부 챔버(101) 내부의 압력이 배기관(152) 내부의 압력보다 낮아지게 되면 배출 장치(100)의 외부로 배기된 오염물질 또는 배출 장치(100)의 외부로 배기되기 위하여 배기관(152)을 통과 중인 오염물질이 배기관(152)을 통해 역류하여 웨이퍼에 손상을 입히는 문제를 방지하기 위한 구성요소로써, 에어가 분사되는 분사구가 배기관(152)의 출구 측을 향하도록 배치된다.
또한, 상기 배기부(150)에는 상기 에어 노즐로 공급되는 에어의 양을 조절하는 에어 레귤레이터(153)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 에어 레귤레이터(153)는 상기 에어 노즐에서 분사되는 에어의 분사량 및 분사 압력을 조절하는 구성요소로써, 상기 배기관(152)을 통과하여 외부로 배기된 오염물질이 역류하지 않는 상태에서는 구동되지 아니할 수 있으나, 오염물질이 배기관(152)을 통과하여 외부로 배기되는 흐름을 원활하게 하기 위하여 구동될 수도 있고, 배기관(152)을 통과하여 외부로 배기되는 오염물질이 역류하는 상태에서는 오염물질이 역류하는 속도보다 더 빠른 속도로 에어를 분사하도록 구동됨이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예로써, 본 발명에 의한 오염물질 배출 장치는 상기 상부 챔버(101)의 내부, 상기 배기관(152)의 내부 또는 상기 배출 장치(100) 외부 중 어느 하나 이상에 압력을 측정하는 압력계가 구비되도록 구성되고, 하나 이상 구비되는 압력계에서 측정되는 압력을 기반으로 하여 에어 레귤레이터(153)를 자동으로 구동시키는 제어장치가 더 구비되도록 구성되어 배출 장치(100) 내부의 압력이 외부의 압력보다 낮아지게 되거나, 배출 장치(100) 내부에서 상부 챔버(101) 내부의 압력이 배기관(152) 내부의 압력보다 낮아지게 되면 에어 노즐에서 에어가 분사되도록 구성될 수 있다.
위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
100 : 배출 장치 101 : 상부 챔버
102 : 하부 챔버 110 : 웨이퍼 적재부
120 : 분사 노즐 121 : 상방 노즐
122 : 측방 노즐 130 : 공급관
131 : 가스 레귤레이터 140 : 배기구
141 : 배기판 142 : 장공
150 : 배기부 151 : 흡입 덕트
152 : 배기관 153 : 에어 레귤레이터
A : 웨이퍼

Claims (6)

  1. 복수 개의 웨이퍼를 층별로 적재 가능한 웨이퍼 적재부(110)가 내부에 구비되는 상부 챔버(101) 및 상부 챔버(101) 내의 오염물질을 외부로 배기시키는 배기부(150)가 내부에 구비되는 하부 챔버(102)로 구성되는 배출 장치(100)에 있어서,
    상기 배출 장치(100)는,
    상기 상부 챔버(101) 입구의 상방 및 양 측방의 3방향에서 상부 챔버(101)의 내부로 진입하는 웨이퍼에 90° 및 상부 챔버(101)의 외부를 향하여 25°로 분사 각도를 달리하여 질소 가스를 분사하여 웨이퍼에 흡착 또는 잔류하는 오염물질을 제거하고 웨이퍼로부터 이탈된 오염물질의 역류 현상 및 상부 챔버(101)로의 유입을 차단하는 복수 개의 분사 노즐(120);
    상기 분사 노즐(120)에 질소 가스를 공급하는 공급관(130);
    상기 상부 챔버(101)와 상기 하부 챔버(102)를 연통시키는 배기구(140); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오염물질 배출 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 분사 노즐(120)은,
    상기 상부 챔버(101) 입구의 상방에 배치되어 수직 하방으로 질소 가스를 분사하여 에어 커튼을 형성하는 복수 개의 상방 노즐(121);
    상기 상부 챔버(101) 입구의 양 측방에 배치되어 상부 챔버(101)의 외부를 향하여 25°의 각도로 질소 가스를 분사하여 웨이퍼의 표면에 흡착 또는 잔류하는 오염물질을 제거하는 복수 개의 측방 노즐(122)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오염물질 배출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 챔버(101)에는,
    복수 개의 장공(142)이 형성되는 배기판(141)이 구비되어 상기 웨이퍼 적재부(110)와 상기 배기구(140) 사이에 설치되되,
    상기 장공(142)의 출구 측에는 장공(142) 상측의 형태와 동일한 형태를 가지며 하방만이 개방된 덮개 형태의 돌출부(미도시)가 형성되는 것을 특징으로 하는 오염물질 배출장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배출 장치(100)는,
    상기 공급관(130)을 통해 상기 분사 노즐(120)로 공급되는 질소 가스의 양을 조절하는 가스 레귤레이터(131)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오염물질 배출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배기부(150)는,
    상기 하부 챔버(102)의 상부에 구비되어 상기 배기구(140)를 통과하는 오염물질이 유입되는 흡입 덕트(151);
    상기 흡입 덕트(151)의 하부에 연결되어 오염물질을 외부로 배기하는 배기관(152); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오염물질 배출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배기관(152)의 내부에는,
    오염물질이 배기되는 방향과 동일한 방향으로 에어를 분사하는 에어 노즐이 구비되고,
    상기 배출 장치(100)는,
    상기 에어 노즐로 공급되는 에어의 양을 조절하는 에어 레귤레이터(153)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오염물질 배출 장치.
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