KR101999646B1

KR101999646B1 - Vacuum Pump system for semiconductor chamber

Info

Publication number: KR101999646B1
Application number: KR1020180141038A
Authority: KR
Inventors: 이인철
Original assignee: 이인철
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2018-11-15
Publication date: 2019-07-12
Also published as: KR20180125428A

Abstract

본 발명은 반도체 제조 공정 시 챔버의 내부를 진공으로 조성하거나, 챔버 내의 생성된 가스 등을 배출하거나, 챔버의 내부를 적정한 압력으로 유지하기 위해 사용하는 펌프 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 공정 챔버의 내부 환경 조성을 위한 펌프에 속해 있는 루츠 로터 영역과 스크류 로터 영역 사이를 외부 배관으로 연결하고, 루츠 로터 영역과 스크류 로터 영역 간의 배관에 히터 또는 쿨러, 히터와 쿨러 조합형 등과 같은 가열/냉각 수단을 구비하여 루츠 로터측에서 스크류 로터측으로 이동하는 가스를 가열 또는 냉각시키는 방식의 새로운 펌프 시스템을 구현함으로써, 로터 내부에 파우더 부산물이 쌓이는 것을 막아 로터의 손상을 방지할 수 있는 등 로터의 작동성능 향상 및 내구수명 향상을 도모할 수 있는 한편, 펌프의 루츠 로터 영역과 스크류 로터 영역 사이를 연결하는 가스 통로인 배관의 내부 온도를 모니터링하고, 가스 온도의 상태에 따라 히팅 또는 쿨링 제어를 선택적으로 실시할 수 있는 펌프 시스템을 구현함으로써, 각 챔버 특성에 맞는 최적의 온도로 펌프를 제어할 수 있는 등 경제적으로 설비를 운용할 수 있는 반도체 챔버용 펌프 시스템을 제공한다.
이와 더불어, 본 발명은 펌프의 루츠 로터 영역과 스크류 로터 영역 사이를 연결하는 가스 통로인 배관에 플라즈마 반응을 위한 소형의 플라즈마 장치를 구비하여, 배관 내부를 따라 흐르는 가스를 효율적으로 분해 및 처리할 수 있는 새로운 형태의 반응 부산물 가스 처리 시스템을 구현함으로써, 펌프의 성능 확보 및 수명 연장과 더불어 공정 부산물 가스의 분해 및 처리 효율을 향상시킬 수 있으며, 특히 소구경(Ø18∼Ø25)의 유체이송관에 플라즈마 설비를 적용함에 따라 공정 부산물 가스의 분해 및 처리 효율을 대폭 높일 수 있는 반도체 챔버용 펌프 시스템을 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pump system used to vacuumize the inside of a chamber during a semiconductor manufacturing process, to discharge generated gas or the like in the chamber, or to maintain the interior of the chamber at a proper pressure.
The present invention relates to a method for connecting a roots rotor region and a screw rotor region, which are included in a pump for forming an internal environment of a process chamber, to an outer pipe by means of an external piping, and to a piping between the roots rotor region and the screw rotor region, a heater or a cooler, / Cooling means to heat or cool the gas moving from the roots rotor side to the screw rotor, thereby preventing damage to the rotor by preventing accumulation of powder by-products in the rotor, It is possible to monitor the internal temperature of the piping, which is a gas passage connecting the roots rotor region and the screw rotor region of the pump, and to perform heating or cooling control selectively according to the state of the gas temperature By implementing a pump system that can be practiced with each chamber In an economically facilities which can control the pump to the optimum temperature of the appropriate gender to operate and provides a pump system for a semiconductor chamber.
In addition, the present invention provides a small plasma apparatus for plasma reaction in a pipeline which is a gas passage connecting between a roots rotor region and a screw rotor region of a pump, and can efficiently decompose and process the gas flowing along the inside of the pipeline By implementing the new reaction by-product gas treatment system, it is possible to improve the efficiency of the decomposition and treatment of the process by-product gas as well as to secure the performance of the pump and prolong the life of the pump. Particularly, The present invention provides a pump system for a semiconductor chamber that can significantly increase the efficiency of decomposition and treatment of a process by-product gas.

Description

[0001] The present invention relates to a pump system for a semiconductor chamber,

본 발명은 반도체 챔버용 펌프 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 또는 FPD(Flat Panel Display) 제조 공정 시 챔버의 내부를 진공으로 조성하거나, 챔버 내의 생성된 가스 등을 배출하거나, 챔버의 내부를 적정한 압력으로 유지하기 위해 사용하는 펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a pump system for a semiconductor chamber, and more particularly, to a pump system for semiconductor chambers, and more particularly, to a vacuum pump system for a semiconductor chamber, To a pump system used to maintain an appropriate pressure.

일반적으로 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 기판에 확산공정, 산화공정, 사진식각공정, 화학기상증착공정, 금속배선공정 등을 일련의 순서에 의해 반복 실시함으로써, 메모리 소자나 로직 소자 등과 같은 반도체 소자가 만들어진다. In general, a semiconductor device such as a memory device, a logic device, or the like is produced by repeatedly performing a diffusion process, an oxidation process, a photolithography process, a chemical vapor deposition process, a metal wiring process, and the like on a semiconductor substrate such as a silicon wafer by a series of procedures.

이러한 반도체 제조 공정은 공정 챔버에서 수행되며, 공정 챔버의 내부는 공정조건에 적합한 온도와 압력을 유지해야 하고, 특히 파티클 등에 의한 오염을 방지하기 위하여 진공상태를 지속적으로 유지하면서 공정을 진행해야 한다.Such a semiconductor manufacturing process is performed in a process chamber, and the inside of the process chamber should be maintained at a temperature and a pressure suitable for the process conditions, and in particular, the process should be continued while maintaining a vacuum state in order to prevent contamination by particles or the like.

보통 반도체 공정 챔버의 진공펌프 시스템은 성형금형에 의해 성형되는 반도체 부재의 성형과정을 진공상태로 유지시키기 위한 공정 챔버, 상기 공정 챔버로부터 외부공기를 공급하고 챔버 내의 공기를 흡기하여 공정 챔버 내부를 진공상태로 조성하는 진공펌프 등을 포함한다. A vacuum pump system of a semiconductor process chamber usually includes a process chamber for holding a forming process of a semiconductor member formed by a forming mold in a vacuum state, a process chamber for supplying external air and sucking air in the chamber, And the like.

그리고, 반도체 제조 공정 중에서 공정 개시를 위해 웨이퍼를 로딩하거나 공정 완료 후에 웨이퍼를 언로딩하는 공정은 로드락 챔버에서 수행되며, 이러한 로드락 챔버는 로드락 챔버용 펌프에 의해 적정한 압력으로 유지되고, 이렇게 적정 압력이 유지된 로드락 챔버 내의 웨이퍼는 적정 압력이 유지되어 있는 공정 챔버로 이동되어 소정의 공정으로 처리된다.Then, in the semiconductor manufacturing process, the process of loading the wafer for process initiation or unloading the wafer after completion of the process is performed in the load lock chamber, and the load lock chamber is maintained at a proper pressure by the pump for the load lock chamber, The wafer in the load lock chamber in which the appropriate pressure is maintained is transferred to the process chamber in which the appropriate pressure is maintained and is processed in a predetermined process.

한편, 공정 챔버의 내부를 진공화시키기 위해서 또는 공정 챔버에서 생성된 기체 상태의 물질이나 공정 부산물을 외부로 배출시키기 위해서는 보통 진공 펌프, 예를 들면 드라이 타입의 진공 펌프가 적용된다. On the other hand, in order to evacuate the inside of the process chamber or to discharge the gaseous substance or process by-products generated in the process chamber to the outside, a vacuum pump, for example, a dry type vacuum pump is usually applied.

이러한 진공 펌프는 주로 루츠형 로터, 스크류형 로터, 루츠형과 스크류형의 조합 형태 등이 사용된다.Such a vacuum pump is mainly used as a roots type rotor, a screw type rotor, a combination of a roots type and a screw type.

최근의 진공 펌프는 공정 챔버에서의 완벽한 진공 상태 유지 및 요구되는 동력 비용의 절감을 목적으로 하나 이상의 로브(LOBE)가 구비되어 있는 루츠형 로터(ROOTS ROTOR)와 하나 이상의 스크루형 로터(SCREW ROTOR)를 포함하는 구조로 이루어진다. BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] Recent vacuum pumps include a ROOTS ROTOR and one or more SCREW ROTORs equipped with one or more lobes for the purpose of maintaining a complete vacuum in the process chamber and reducing the required power cost. .

상기 루츠형 로터는 공정 챔버에 연결되어 공정 챔버에서 발생된 기체 상태의 물질을 포함한 공정 부산물을 흡입 및 압축시키는데 이용되고, 상기 스크루형 로터는 루츠형 로터로부터 흡입되는 기체 및 공정 부산물을 공정 챔버의 외부로 배출시키는데 이용된다.The roots-type rotor is connected to the process chamber and is used to suck and compress process by-products, including gaseous materials generated in the process chamber, and the screw-type rotor rotates the gas and process by- And discharged to the outside.

그리고, 이러한 루츠형 로터나 스크류형 로터는 공정 챔버의 진공 환경과 연계되면서 밀폐된 상태로 작동된다.Such a roots type rotor or screw type rotor is operated in a sealed state in conjunction with the vacuum environment of the process chamber.

그러나, 반도체 제조 공정 시에 챔버의 내부를 진공으로 조성하는 기능, 챔버 내의 생성된 가스 등을 배출하는 기능, 챔버의 내부를 적정한 압력으로 유지하는 기능 등을 수행하는 기존의 펌프 시스템은 다음과 같은 문제가 있다. However, in the semiconductor manufacturing process, the conventional pump system that performs the function of forming the inside of the chamber in vacuum, the function of discharging the generated gas in the chamber, the function of keeping the inside of the chamber at a proper pressure, etc., there is a problem.

첫째, 루츠 로터측에서 스크류 로터측으로 가스 배출 시 루츠 로터를 빠져나오는 시점에서 압축되어 있던 가스가 순간적으로 팽창되면서 온도가 떨어지고 압력이 높아지게 되고, 이로 인해 가스가 고체화되면서 파우더 부산물이 생성된다. First, at the time of exhausting the gas from the roots rotor to the screw rotor, the compressed gas is momentarily expanded at the time of exiting the roots rotor, and the temperature is lowered and the pressure is increased. As a result, the gas is solidified and powder byproduct is generated.

이렇게 생성된 파우더 부산물은 스크류 로터의 내부로 유입되어 로터와 하우징 벽면 간의 미세한 갭, 예를 들면 100∼200㎛ 정도의 갭 사이에 끼임과 더불어 계속 누적 및 고착화되고, 결국 이렇게 누적 및 고착화된 파우더에 의해 스크류가 갈려 나가게 되면서 스크류 손상을 초래하게 되는 등 펌프의 내구수명을 떨어뜨리는 문제가 있다. The powder by-product thus generated flows into the inside of the screw rotor and is pinched between fine gaps between the rotor and the wall of the housing, for example, between gaps of about 100 to 200 mu m, and is accumulated and fixed continuously. As a result, There is a problem that the life of the pump is shortened because the screw is scraped by the screw and the screw is damaged.

둘째, 공정 챔버에 속해 있는 진공 펌프와 달리 로드락 챔버에 속해 있는 펌프의 경우에는 대기를 압축하여 챔버 내에 적정 압력을 유지시켜주는 기능을 하게 되는데, 이러한 로드락 챔버용 펌프에서는 가스 흡입량이 많아 높은 압축열이 발생하게 되고, 이러한 높은 압축열로 인해 로터가 과도하게 팽창되면서 하우징 벽면과의 접촉 간섭이 일어나게 되므로서, 즉 로터의 과도한 팽창으로 인해 회전 시 하우징 벽면에 갈리면서 손상을 입게 되고, 결국 로터의 작동성능 저하 및 내구수명 저하로 이어지는 문제가 있다. Second, unlike the vacuum pump belonging to the process chamber, the pump belonging to the load lock chamber functions to compress the atmosphere to maintain the proper pressure in the chamber. In such a pump for the load lock chamber, The rotor is excessively inflated due to the high compression heat, so that contact interference with the wall surface of the housing occurs. As a result, due to excessive expansion of the rotor, the rotor is damaged by being caught on the wall surface of the housing during rotation, There is a problem that the operation performance of the rotor is lowered and the durability life is lowered.

현재의 반도체 제조 공정에서는 각 챔버의 특성에 관계없이 한가지 타입의 펌프 시스템을 적용하고 있는 실정이며, 이로 인해 펌프 이용과 관련한 효율성 측면에서 불리한 점이 있고, 또 각 챔버 특성에 맞게 여러 사양별 펌프 시스템을 적용하여 운용할 경우에도 설비 투자비용과 운용비용 등이 증가하기 때문에 경제적으로 부담이 많은 실정이다. In the present semiconductor manufacturing process, one type of pump system is applied regardless of the characteristics of each chamber, which is disadvantageous from the viewpoint of efficiency in relation to the use of the pump. In addition, It is economically burdensome because the facility investment cost and the operation cost increase.

한편, 반도체, 디스플레이 패널, 태양광 전지 등의 제조를 위한 애싱, 식각, 증착, 세정 및 질화 처리 등의 공정에서 사용되는 가스로는 휘발성 유기 화합물, 산 계열 물질, 악취 유발 물질, 자연 발화 기체, 지구 온난화 유발 물질 등이 있으며, 이러한 가스들은 제조 공정을 거치면서 미반응 가스, 폐가스 등의 공정 부산물로 배출된다.On the other hand, gases used in processes such as ashing, etching, deposition, cleaning and nitrification processes for the production of semiconductors, display panels, photovoltaic cells and the like include volatile organic compounds, acid-based materials, odor- And warming-inducing substances. These gases are emitted as process by-products such as unreacted gases and waste gases through the production process.

보통 제조 공정에서 발생하는 미반응 가스, 폐가스 등의 공정 부산물 중에서 HF, 플루오르화물, 염화물 등은 진공 펌프와 배관 내부를 통해 이동하면서 금속 표면 등에 대한 부식을 유발할 뿐만 아니라, 제조 공정에서 사용되는 대부분의 가스들은 환경 오염 물질이기 때문에 대기 중으로 최종 배출되기 전에 반드시 제거되어야 한다.HF, fluoride, and chloride among process by-products such as unreacted gas and waste gas generated in the ordinary manufacturing process cause corrosion to the metal surface while moving through the vacuum pump and piping, and most of the gases Are environmental pollutants and must be removed before final discharge into the atmosphere.

그리고, 제조 공정에서 발생되는 미세 입자 및 금속 등은 배관과 같이 유체가 이송되는 다양한 이송 경로에 설치된 부품들을 통과하면서 냉각 혹은 압력의 변화 등에 의한 상변이 과정을 거친 후에 분말 형태로 변하게 되고, 이러한 분말은 진공 펌프의 수명을 단축시키는 원인이 된다.The fine particles and metals generated in the manufacturing process are transformed into a powder form after passing through components installed in various transport paths through which the fluid is transported, such as piping, while passing through a phase change process such as cooling or pressure change. Is a cause of shortening the life of the vacuum pump.

또한, 지구 온난화 현상을 유발하는 온실가스 중 하나인 과불화탄소는 반도체 제조 공정 중 절연체 건식식각(Dry etch)을 위한 공정가스로 사용되고 있으며, 공정 완료 후 챔버에서 100% 소진되지 않은 채 공기 중에 배출되는 과불화탄소는 환경 규제의 대상이 되기 때문에 배출되기 전에 분해시켜서 제거해야 한다.One of the greenhouse gases that cause global warming, perfluorocarbons, is used as a process gas for dry etch during the semiconductor manufacturing process. After the process is completed, the chamber is exhausted to the air without exhausting 100% Since perfluorocarbons are subject to environmental regulations, they must be decomposed and removed before they are released.

이와 같은 과불화탄소 등을 포함하는 대부분의 가스들을 처리하기위하여 현재 반도체 분야에서는 연소 및 습식 타입 스크러버(Burn & Wet type scrubber)를 대부분 사용하고 있지만, 이러한 연소 및 습식 타입 스크러버는 과불화탄소 분해를 위해 고온을 사용하는 관계로 또 다른 규제 대상인 NOx를 발생시키는 문제가 있고, 이를 해소하기 위하여 온도를 낮추게 되면 과불화탄소 분해 효율이 떨어지는 단점이 있다.Most burning and wet type scrubbers are currently used in the semiconductor field to treat most gases including perfluorocarbons. However, such burning and wet type scrubbers require high temperature , There is a problem of generating NOx which is another regulated target, and there is a disadvantage that the decomposition efficiency of perfluorocarbon is lowered when the temperature is lowered to solve this problem.

최근에는 진공 펌프의 전방 혹은 후방에서 플라즈마 반응을 이용하여 공정 부산물 등을 처리하는 진공 펌프 세정방식을 많이 사용하고 있으며, 이러한 플라즈마를 이용하는 방식은 에너지 낭비를 막을 수 있고 진공 펌프로 유입되는 고체성 공정 부산물의 유동성을 향상시켜 진공 펌프 내부에서의 축적량을 감소시킴으로써 진공 펌프의 수명을 연장할 수 있는 등 최근에 많이 사용하고 있는 추세이다.In recent years, a vacuum pump cleaning method for treating process by-products and the like using a plasma reaction at the front or rear of a vacuum pump has been widely used. Such a plasma using method can prevent energy wastage and lead to a solid- And the lifetime of the vacuum pump can be extended by reducing the accumulation amount in the vacuum pump by improving the fluidity of the byproduct.

그러나, 플라즈마 반응 설비 자체가 매우 고가인 단점이 있고, 플라즈마 유지를 위한 전력 소비가 많기 때문에 설치 및 유지 비용이 매우 높은 단점이 있고, 설비의 무게가 200kg 정도로 무겁기 때문에 작업이 어려울 뿐만 아니라 시간이 많이 소요되는 등 작업성 측면에서 불리한 점이 있다.However, there is a disadvantage that the plasma reaction equipment itself is very expensive, and there is a disadvantage that the installation and maintenance cost is very high due to the high power consumption for plasma maintenance, and since the weight of the equipment is heavy by about 200 kg, There is a disadvantage in terms of workability.

이러한 플라즈마 반응 설비의 과도한 무게는 예방 정비 및 고장 수리 시 많은 문제점을 유발한다.Excessive weight of such a plasma reaction facility causes many problems in preventive maintenance and repair.

즉, 설치 환경 상 사람이 직접 무거운 설비를 들어 올려야 하고, 높은 곳에 설치해야 하므로 작업 상 심각한 사고를 유발할 경우가 많기 때문이다.In other words, people have to raise heavy equipment directly on the installation environment and install it on a high place, which often causes serious accidents in operation.

특히, 대부분의 플라즈마 반응 설비가 공정 챔버와 진공 펌프 사이를 연결하는 대구경(Ø100mm∼Ø250mm)의 관 주위에 설치되는 관계로 관 중심부를 흐르는 유체의 경우에는 플라즈마 영향을 적게 받는 등 전반적으로 처리 효율이 떨어지는 단점이 있다.Particularly, since most of the plasma reaction equipment is installed around a pipe having a large diameter (Ø100 mm to Ø250 mm) connecting between the process chamber and the vacuum pump, in the case of a fluid flowing in the center of the pipe, There is a downside.

한국 등록특허 10-0151320호Korean Patent No. 10-0151320 한국 등록특허 10-0624982호Korean Patent No. 10-0624982 한국 등록특허 10-0497982호Korean Patent No. 10-0497982 한국 공개특허 10-2013-0024028호Korean Patent Publication No. 10-2013-0024028 한국 공개특허 10-2012-0073482호Korean Patent Publication No. 10-2012-0073482 한국 공개특허 10-2015-0057663호Korean Patent Publication No. 10-2015-0057663

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 공정 챔버, 로드락 챔버 등과 같은 챔버의 내부 환경 조성을 위한 펌프에 속해 있는 루츠 로터 영역과 스크류 로터 영역 사이를 외부 배관으로 연결하고, 루츠 로터 영역과 스크류 로터 영역 간의 배관에 히터 또는 쿨러, 히터와 쿨러 조합형 등과 같은 가열/냉각 수단을 구비하여 루츠 로터측에서 스크류 로터측으로 이동하는 가스를 가열 또는 냉각시키는 방식의 새로운 펌프 시스템을 구현함으로써, 로터 내부에 파우더 부산물이 쌓이는 것을 막아 로터의 손상을 방지할 수 있는 등 로터의 작동성능 향상 및 내구수명 향상을 도모할 수 있는 반도체 챔버용 펌프 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for connecting a roots rotor region and a screw rotor region, which are included in a pump for forming an internal environment of a chamber such as a process chamber and a load lock chamber, By implementing a new pump system in which piping between a region and a screw rotor region is provided with a heating / cooling means such as a heater or a cooler, a combination of a heater and a cooler to heat or cool the gas moving from the roots rotor side to the screw rotor side, And it is an object of the present invention to provide a pump system for semiconductor chambers which can prevent the damage of the rotor by preventing accumulation of powder by-products in the inside, thereby improving the operating performance and durability life of the rotor.

또한, 본 발명의 다른 목적은 펌프의 루츠 로터 영역과 스크류 로터 영역 사이를 연결하는 가스 통로인 배관의 내부 온도를 모니터링하고, 가스 온도의 상태에 따라 히팅 또는 쿨링 제어를 선택적으로 실시할 수 있는 펌프 시스템을 구현함으로써, 각 챔버 특성에 맞는 최적의 온도로 펌프를 제어할 수 있는 등 경제적으로 설비를 운용할 수 있는 반도체 챔버용 펌프 시스템을 제공하는데 있다. It is another object of the present invention to provide a pump capable of monitoring the internal temperature of a pipe which is a gas passage connecting the roots rotor region and the screw rotor region of the pump and selectively performing heating or cooling control according to the state of the gas temperature. The present invention is to provide a pump system for a semiconductor chamber which can economically operate a facility by controlling the pump at an optimum temperature suitable for each chamber characteristic.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 펌프의 루츠 로터 영역과 스크류 로터 영역 사이를 연결하는 가스 통로인 배관에 플라즈마 반응을 위한 소형의 플라즈마 장치를 구비하여, 배관 내부를 따라 흐르는 가스를 효율적으로 분해 및 처리할 수 있는 새로운 형태의 반응 부산물 가스 처리 시스템을 구현함으로써, 펌프의 성능 확보 및 수명 연장과 더불어 공정 부산물 가스의 분해 및 처리 효율을 향상시킬 수 있으며, 특히 소구경(Ø18∼Ø25)의 유체이송관에 플라즈마 설비를 적용함에 따라 공정 부산물 가스의 분해 및 처리 효율을 대폭 높일 수 있는 반도체 챔버용 펌프 시스템을 제공하는데 있다. It is still another object of the present invention to provide a small plasma apparatus for plasma reaction in piping which is a gas passage connecting the roots rotor region and the screw rotor region of the pump to efficiently decompose and remove the gas flowing along the inside of the piping. By implementing the new reaction by-product gas treatment system that can be treated, it is possible to improve the efficiency of decomposition and treatment of the process by-product gas in addition to securing the performance of the pump and prolonging the life of the pump. Particularly, The present invention provides a pump system for a semiconductor chamber that can significantly increase the efficiency of decomposition and treatment of a process by-product gas.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 반도체 챔버용 펌프 시스템은: 유체의 유입을 위한 입구가 있는 전방 챔버 및 유체의 배출을 위한 출구가 있는 후방 챔버를 가지는 하우징과, 상기 하우징의 전방 챔버에 설치되는 루츠 로터와, 상기 하우징의 후방 챔버에 설치되는 스크류 로터와, 상기 루츠 로터 및 스크류 로터에 관통 결합되어 회전 중심축 역할을 하는 샤프트와, 상기 하우징의 외부 일측에 설치되는 동시에 축을 통해 샤프트와 연결되어 루츠 로터 및 스크류 로터의 작동을 위한 동력을 제공하는 구동 모터를 포함하는 구조로 이루어지는 한편, 상기 루츠 로터가 속해 있는 전방 챔버와 스크류 로터가 속해 있는 후방 챔버 사이에 하우징의 외부에 배치되는 유체이송관을 연결하고, 상기 유체이송관의 둘레에는 제너레이터로부터 전압을 인가받아 플라즈마를 발생시키는 코일을 수회 권취하여, 상기 코일에 전압 인가 시 유체이송관의 내부에 플라즈마 방전이 유도되면서 유체이송관을 통과하는 유체가 분해되도록 할 수 있는 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a pump system for a semiconductor chamber, comprising: a housing having a front chamber having an inlet for fluid inflow and a rear chamber having an outlet for fluid discharge; A screw rotatably installed in a rear chamber of the housing; a shaft penetratingly coupled to the roots rotor and the screw rotor to serve as a rotational center shaft; and a shaft disposed on an outer side of the housing, And a drive motor connected to the rotor to provide power for operation of the rotor and the screw rotor, wherein a fluid disposed outside the housing between a front chamber to which the rotor rotates and a rear chamber to which the screw rotor belongs, A fluid delivery conduit is connected to the fluid delivery conduit, Receiving the pressure applied by taking the coil generating a plasma volumes several times, it is characterized in that while the plasma discharge is induced within the time yucheyi songgwan applied to the coil voltage, the fluid passing through the yucheyi songgwan to such degradation.

여기서, 상기 유체이송관에 권취되어 있는 코일의 둘레에는 페라이트 코어가 배치될 수 있다. Here, the ferrite core may be disposed around the coil wound around the fluid transfer pipe.

그리고, 상기 유체이송관의 외주면 둘레에는 냉각수 유로를 가지는 쿨링 블럭이 설치되고, 상기 쿨링 블럭의 내측에 유체이송관에 권취되어 있는 코일이 배치되거나 또는 코일과 그 주변의 페라이트 코어가 배치될 수 있다. A cooling block having a cooling water channel is provided around the outer circumferential surface of the fluid delivery pipe, and a coil wound around the fluid transfer pipe is disposed inside the cooling block, or a coil and a ferrite core around the coil may be disposed.

바람직한 일 실시예로서, 상기 유체이송관에 있는 코일에 전압을 인가하는 수단으로서, 챔버측에 전원을 제공하는 제너레이터를 공용으로 사용함과 더불어 챔버측과 코일측으로 인가되는 전압을 개폐하는 진공 릴레이를 통해 전압이 선택적으로 인가되도록 하는 것이 좋다. As a preferred embodiment, as a means for applying a voltage to the coil in the fluid transfer pipe, a generator for supplying power to the chamber side is commonly used, and a voltage relay for opening and closing a voltage applied to the chamber side and the coil side Is selectively applied.

바람직한 다른 실시예로서, 상기 유체이송관으로 리액턴트 가스를 공급하는 수단으로서, 유체이송관에 연결되는 리액턴트 배관을 더 포함할 수 있다. As another preferred embodiment, the means for supplying a reactant gas to the fluid delivery pipe may further comprise a reactant pipe connected to the fluid delivery pipe.

바람직한 또 다른 실시예로서, 상기 리액턴트 배관의 둘레에는 제너레이터로부터 전압을 인가받아 플라즈마를 발생시키는 리액턴트 배관용 코일을 수회 권취함으로써, 상기 리액턴트 배관용 코일에 전압 인가 시 리액턴트 배관의 내부에 플라즈마 방전이 유도되면서 리액턴트 배관을 통과하는 리액턴트 가스가 분해될 수 있도록 할 수 있다. As another preferred embodiment, a plurality of coils for reactant piping, which generate a plasma by receiving a voltage from a generator, are wound around the circumferential surface of the reactant piping, and when the voltage is applied to the coil for reactant piping, The plasma discharge is induced and the reactant gas passing through the reactant piping can be decomposed.

본 발명에서 제공하는 반도체 챔버용 펌프 시스템은 다음과 같은 장점이 있다. The pump system for semiconductor chambers provided in the present invention has the following advantages.

첫째, 펌프의 루츠 로터 영역과 스크류 로터 영역 사이를 연결하는 외부 배관에 히터 또는 쿨러, 히터와 쿨러 조합형 등과 같은 가열/냉각 수단을 설치하여 루츠 로터측에서 스크류 로터측으로 이동하는 가스를 가열 또는 냉각시켜줌으로써, 가열 운전 시 가스의 파우더화를 근본적으로 막아 로터 내부에 파우더 부산물이 쌓이는 것을 막을 수 있으며, 따라서 로터의 손상을 방지할 수 있는 등 로터의 작동성능 및 내구수명을 향상시킬 수 있는 장점이 있고, 냉각 운전 시 가스의 압축열을 낮춰서 로터가 과열되는 것을 방지할 수 있는 등 로터의 작동성능을 확보할 수 있는 장점이 있다. First, a heating / cooling means such as a heater or a cooler, a combination of a heater and a cooler is installed on an external piping connecting the roots rotor region and the screw rotor region of the pump to heat or cool the gas moving from the roots rotor side to the screw rotor side It is possible to prevent the powder from being accumulated inside the rotor by fundamentally blocking the powderization of the gas during the heating operation and thus to prevent the damage of the rotor and to improve the operating performance and the durability life of the rotor , It is possible to secure the operating performance of the rotor, for example, by preventing the rotor from overheating by lowering the heat of compression of the gas during the cooling operation.

둘째, 펌프의 루츠 로터 영역과 스크류 로터 영역 사이를 연결하는 가스 통로인 배관의 내부 온도를 모니터링하여 가스 온도의 상태에 따라 히팅 제어 또는 쿨링 제어를 선택적으로 실시하는 방식을 적용함으로써, 반도체 제조 공정에 사용되는 다양한 챔버들의 각각의 특성에 맞는 최적의 온도로 펌프를 제어할 수 있고, 또 한가지 타입의 펌프로 모든 챔버들을 커버할 수 있는 등 설비 투자비용과 운용비용 등을 절감할 수 있는 장점이 있다. Second, by monitoring the internal temperature of the pipe, which is a gas passage connecting between the roots rotor region and the screw rotor region of the pump, the heating control or the cooling control is selectively performed according to the state of the gas temperature, It is possible to control the pump at the optimum temperature according to the characteristics of the various chambers used and to cover all the chambers with one type of pump, thereby saving the facility investment cost and the operation cost .

셋째, 펌프의 루츠 로터 영역과 스크류 로터 영역 사이에 연결 설치되어 있는 배관에 플라즈마 반응을 위한 장치를 설치하여, 배관을 따라 흐르는 가스를 효율적으로 분해 및 제거할 수 있도록 함으로써, NOx 개선 등은 물론 진공 펌프의 성능 확보 및 수명 연장은 물론, 플라즈마 설비의 소형화에 따른 설치 비용 및 유지 비용을 대폭 줄일 수 있는 등 경제적으로 유리하며, 소구경으로 되어 있는 유체이송관에 플라즈마 설비를 적용됨에 따라 공정 부산물 가스의 분해 및 처리 효율을 대폭 높일 수 있는 장점이 있다.Third, by arranging a device for plasma reaction in the piping connected between the roots rotor area and the screw rotor area of the pump, it is possible to efficiently decompose and remove the gas flowing along the piping, It is economically advantageous that the installation cost and the maintenance cost due to the miniaturization of the plasma facility can be greatly reduced as well as securing the performance of the pump and extending the life of the pump. As a plasma facility is applied to a fluid transfer pipe having a small diameter, There is an advantage that the decomposition and treatment efficiency can be greatly improved.

넷째, 가스가 흐르는 유체이송관 내부에 리액턴트 가스(Reactant gas)를 추가로 제공함으로써, 가스 분해 효율을 한층 향상시킬 수 있으며, 리액턴트 가스와 과불화탄소의 완전 반응으로 Burn-Wet(연소 및 습식 타입 스크러버) 장치에서 연소 장치를 없애고 습식 타입의 스크러버만 사용할 수 있는 장점이 있다. Fourthly, it is possible to further improve the gas decomposition efficiency by additionally providing a reactant gas in the gas-flowing fluid transfer pipe. By the reaction of reactant gas and perfluorocarbon, burn-wet (combustion and wet type There is an advantage that only the wet type scrubber can be used by removing the combustion device from the scrubber device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 챔버용 펌프 시스템을 나타내는 개략적인 단면도
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 챔버용 펌프 시스템을 나타내는 개략적인 단면도
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 챔버용 펌프 시스템을 나타내는 개략적인 단면도 및 사시도
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 챔버용 펌프 시스템을 나타내는 개략적인 단면도1 is a schematic cross-sectional view showing a pump system for a semiconductor chamber according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic cross-sectional view showing a pump system for a semiconductor chamber according to another embodiment of the present invention
3 is a schematic cross-sectional view and a perspective view showing a pump system for a semiconductor chamber according to another embodiment of the present invention;
4 is a schematic cross-sectional view showing a pump system for a semiconductor chamber according to another embodiment of the present invention

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 챔버용 펌프 시스템을 나타내는 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view showing a pump system for a semiconductor chamber according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 반도체 챔버용 펌프 시스템은 가스유입측 회전체로서의 루츠 로터와 가스배출측 회전체로서의 스크류 로터의 조합 형태를 채택함으로써 단일 스크류 로터 타입을 적용할 때보다 동일 용량 시 사이즈 축소는 물론 전기소모량을 1/2 정도 줄일 수 있고 진공도 또한 향상시킬 수 있으며, 특히 루츠 로터측에서 스크류 로터측으로 보내지는 유체(예를 들면, 가스)를 가열하거나 냉각시켜서 스크류 로터측이 받는 부하, 예를 들면 파우더 소착, 과열 등과 같은 부하를 최소화함으로써 펌프의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.As shown in Fig. 1, the pump system for the semiconductor chamber adopts a combination of a roots rotor as a gas inlet side rotary body and a screw rotor as a gas discharge side rotary body, so that the same capacity It is possible to reduce the size as well as reduce the size and reduce the amount of electricity consumed and improve the degree of vacuum. In particular, the fluid (for example, gas) sent from the roots rotor side to the screw rotor is heated or cooled, , For example, by minimizing loads such as powder dislodging, overheating, and the like, thereby improving the overall performance of the pump.

이때, 상기 가스유입측 회전체는 루츠 로터 외에 다른 형태의 단일 회전체 또는 복수개가 일렬로 정렬된 복수 회전체가 적용될 수 있고, 또한 상기 가스배출측 회전체는 스크류 로터 외에 다른 형태의 단일 회전체 또는 복수개가 일렬로 정렬된 복수 회전체가 조합된 것으로 적용될 수 있다.In this case, the gas inlet side rotary body may be a single rotary body other than the Roots rotor or a plurality of rotary bodies in which a plurality of the rotary bodies are arranged in a line, and the gas discharge side rotary body may be a single rotor Or a combination of a plurality of revolutions in which a plurality of motors are arranged in a line.

본 발명의 이해를 돕기 위하여 본 발명의 각 한 실시예에서는 가스유입측 회전체를 루츠 로터로 사용하고 가스배출측 회전체를 스크류 로터로 사용한 것으로 설명하기로 한다.In order to facilitate understanding of the present invention, each of the embodiments of the present invention will be described in which the gas inlet side rotary body is used as a roots rotor and the gas discharge side rotary body is used as a screw rotor.

이를 위하여, 상기 반도체 챔버용 펌프 시스템은 루츠 로터(15)와 스크류 로터(16)의 수용을 위한 수단으로 원통형의 하우징(14)을 포함한다. To this end, the pump system for the semiconductor chamber comprises a cylindrical housing 14 as a means for receiving the roots rotor 15 and the screw rotor 16.

상기 하우징(14)에는 유체의 유입을 위해 공정 챔버 등과 같은 챔버측(미도시)과 연결되는 위한 입구(10)와, 유체의 배출을 위해 대기 또는 후처리 설비(미도시)측으로 연결되는 출구(12)가 구비된다. The housing 14 is provided with an inlet 10 to be connected to a chamber side (not shown) such as a process chamber for the inflow of fluid and an outlet 10 to be connected to the atmosphere or post treatment facility (not shown) 12 are provided.

이러한 하우징(14)의 내부는 루츠 로터(15)가 배치되는 전방 챔버(11)와 스크류 로터(16)가 배치되는 후방 챔버(13)로 구획되어 있는 구조로 이루어지게 된다. The inside of the housing 14 is divided into a front chamber 11 in which the roots rotor 15 is disposed and a rear chamber 13 in which the screw rotor 16 is disposed.

또한, 상기 반도체 챔버용 펌프 시스템은 하우징(14)의 전방 챔버(11)에 설치되는 루츠 로터(15) 및 하우징(14)의 후방 챔버(13)에 설치되는 스크류 로터(16)를 포함한다.The pump system for semiconductor chambers also includes a roots rotor 15 installed in the front chamber 11 of the housing 14 and a screw rotor 16 installed in the rear chamber 13 of the housing 14. [

상기 루츠 로터(15)는 챔버측에서 발생된 기체 상태의 물질을 포함한 공정 부산물을 흡입 및 압축시키는 역할을 하게 되고, 상기 스크류 로터(16)는 루츠 로터(15)에 의해 흡입 및 압축된 기체나 공정 부산물을 챔버 외부로 배출시키는 역할을 하게 된다. The roots rotor 15 sucks and compresses process by-products including gaseous substances generated in the chamber side. The screw rotor 16 rotates the sucked and compressed gas or the like by the roots rotor 15 Thereby discharging the process by-products to the outside of the chamber.

이러한 상기 루츠 로터(15)와 스크류 로터(16)는 공정 챔버에 적용되는 경우 진공을 유지시키기 위해 밀폐된 상태로 작동될 수 있게 된다. The roots rotor 15 and the screw rotor 16 can be operated in a closed state to maintain a vacuum when applied to a process chamber.

또한, 상기 반도체 챔버용 펌프 시스템은 루츠 로터(15) 및 스크류 로터(16)에 관통 결합되어 회전 중심축 역할을 하는 샤프트(17)는 물론, 상기 하우징(14)의 외부 일측에 설치되는 동시에 축을 통해 샤프트(17)와 연결되어 루츠 로터(15) 및 스크류 로터(16)의 작동을 위한 동력을 제공하는 구동 모터(18)를 포함한다. The pump system for semiconductor chambers is installed on one side of the housing 14 as well as a shaft 17 which is inserted through the roots rotor 15 and the screw rotor 16 and serves as a center of rotation, And a drive motor 18 connected to the shaft 17 to provide power for operation of the roots rotor 15 and the screw rotor 16.

상기 샤프트(17)는 한 쌍의 루츠 로터(15) 및 스크류 로터(16)의 중심을 관통하면서 하우징(14)측에 베어링을 매개로 하여 지지되는 구조로 설치되는 한 쌍으로 구성되며, 이러한 한 쌍의 샤프트(17) 중에서 1개의 샤프트(17)는 구동 모터(18)의 축에 연결되고, 다른 1개의 샤프트(17)는 하우징(14)의 일측에 설치되어 있는 기어 박스(31)를 매개로 하여 구동 모터(18)측과 연결되어 있는 샤프트(17)와 연결되므로서, 상기 구동 모터(18)의 작동 시 한 쌍의 루츠 로터(15) 및 스크류 로터(16)가 함께 작동될 수 있게 된다. The shaft 17 is constituted by a pair of roots 15 and screw rotors 16 that are installed in a structure that is supported by a bearing on the side of the housing 14 while passing through the centers of the pair of roots rotors 15 and screw rotors 16, One shaft 17 of the pair of shafts 17 is connected to the shaft of the drive motor 18 and the other shaft 17 is connected to the gear box 31 provided at one side of the housing 14 The pair of roots rotor 15 and the screw rotor 16 can be operated together when the drive motor 18 is operated, do.

여기서, 상기 구동 모터로부터 동력을 제공받아 한 쌍의 루츠 로터 및 스크류 로터가 함께 작동되는 구조는 종래의 루츠 로터 및 스크류 로터를 포함하는 복합식 펌프의 작동 구조와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Here, the structure in which the pair of roots rotor and the screw rotor are operated together by receiving power from the drive motor is the same as the operation structure of the combined pump including the conventional roots rotor and the screw rotor, and thus a detailed description thereof will be omitted.

즉, 본 발명에서 제공하는 펌프 시스템의 기본적인 작동은 종래의 복합식 펌프와 마찬가지로공정 챔버 등에서 발생한 기체 상태의 물질 및/또는 공정 부산물이 입구를 통해 루츠 로터측으로 흡입되고, 이렇게 흡입된 기체 상태의 물질 및/또는 공정 부산물은 스크류 로터측으로 이동된 후에 각각의 출구를 통해 토출되는 방식으로 이루어질 수 있게 된다. That is, the basic operation of the pump system provided in the present invention is similar to that of the conventional combined type pump, in which the gaseous material and / or process by-products generated in the process chamber or the like are sucked into the roots rotor through the inlet, And / or the process by-products may be discharged through the respective outlets after being moved to the screw rotor side.

또한, 상기 반도체 챔버용 펌프 시스템은 루츠 로터(15)가 속해 있는 전방 챔버(11)와 스크류 로터(16)가 속해 있는 후방 챔버(13) 사이에 설치되어, 루츠 로터측 유체를 스크류 로터측으로 이동시켜주는 통로 역할의 유체이송관(19)을 포함한다. The pump system for the semiconductor chamber is provided between the front chamber 11 to which the roots rotor 15 belongs and the rear chamber 13 to which the screw rotor 16 belongs so as to move the roots rotor side fluid to the screw rotor side And a fluid delivery pipe 19 serving as a passage for supplying the fluid.

상기 유체이송관(19)은 하우징(14)의 외부에 배치되면서 전방 챔버(11)의 일측, 예를 들면 입구(10)의 맞은편에 위치하는 하측과 후방 챔버(13)의 일측, 예를 들면 후방 챔버 입구단에 위치하는 하측 사이에 연결 설치된다.The fluid transfer pipe 19 is disposed on the outside of the housing 14 and is connected to one side of the front chamber 11, for example, the lower side located on the opposite side of the inlet 10 and one side of the rear chamber 13, And the lower side located at the inlet end of the rear chamber.

선택적으로, 상기 유체이송관(19)은 하우징(14)의 외부가 아닌 내부의 여유공간 및 면적을 활용하여 소정의 배열을 이루면서 전방 챔버(11)과 후방 챔버(13) 사이에 연결될 수도 있다.Alternatively, the fluid transfer pipe 19 may be connected between the front chamber 11 and the rear chamber 13 in a predetermined arrangement utilizing the internal space and area of the inside of the housing 14, not the outside.

이러한 유체이송관(19)은 원형의 관 형태, 사각형의 관 형태 등 다양한 단면을 가지는 형태로 이루어질 수 있으며, 세라믹, 알루미늄, 스테인레스, 철 등의 소재로 이루어질 수 있다. The fluid transfer pipe 19 may have various cross-sectional shapes such as a circular pipe shape and a rectangular pipe shape, and may be made of ceramic, aluminum, stainless steel, iron, or the like.

그리고, 상기 유체이송관(19)의 내부 벽면은 요철면(34)으로 이루어져 있어서, 유체이송관(19)의 내부를 흐르는 유체와의 접촉면적을 넓게 확보할 수 있고, 결국 전열 효과를 한층 높일 수 있게 된다. Since the inner wall surface of the fluid transfer pipe 19 is made of the uneven surface 34, it is possible to secure a large contact area with the fluid flowing inside the fluid transfer pipe 19, and as a result, do.

특히, 상기 유체이송관(19)에는 유체이송관 내부를 따라 흐르는 유체를 가열할 수 있음은 물론 유체이송관(19)을 가열하여 유체 이송관 자체 온도를 유지할 수 있는 히터(20)가 구비된다. Particularly, the fluid transfer pipe 19 is provided with a heater 20 capable of heating the fluid flowing along the inside of the fluid transfer pipe and maintaining the temperature of the fluid transfer pipe itself by heating the fluid transfer pipe 19.

상기 히터(20)의 일 예로서, 유체이송관(19)의 벽체 내부 또는 벽체 외벽에 설치되는 카트리지 타입의 히터(20a)나 몰드 히터(20b)를 적용할 수 있다.As an example of the heater 20, a cartridge type heater 20a or a mold heater 20b installed inside the wall of the fluid transfer pipe 19 or on the wall outer wall can be applied.

예를 들면, 상기 유체이송관(19)의 벽체 내부에 홀을 형성하고, 이렇게 형성한 홀 내에 카트리지 타입의 히터를 삽입 설치하거나, 또는 벽체 외벽을 감싸거나 벽체 외벽을 구성하는 몰드 히터를 적용함으로써, 히터 가동 시에 유체이송관(19)의 자체 벽면 온도를 항상 일정하게 유지할 수 있음은 물론, 유체이송관(19)의 벽체를 통해 관 내부로 가해지는 열로 유체를 간접적으로 가열할 수도 있게 된다.For example, by forming a hole in the wall of the fluid transportation pipe 19 and inserting a cartridge-type heater into the hole thus formed, or by surrounding the wall of the wall or by using a mold heater constituting the wall wall, The temperature of the inner wall surface of the fluid transfer pipe 19 can be always kept constant at the time of operating the heater, and the fluid can indirectly be heated by the heat applied to the inside of the pipe through the wall of the fluid transfer pipe 19.

이렇게 히터 열을 이용하여 유체이송관(19)의 표면 온도를 항상 일정하게 유지함으로써, 유체이송관측으로 빼앗기는 열 손실을 줄일 수 있어 유체이송관(19)의 내부를 흐르는 유체의 온도를 컨트롤하는데 유리하고, 또 유체이송관(19)의 내벽에 파우더가 소착되는 것도 부수적으로 막을 수 있는 이점이 있다. By keeping the surface temperature of the fluid transfer pipe 19 constant by using the heater row in this way, it is possible to reduce the heat loss taken by the fluid transfer pipe side, thereby advantageously controlling the temperature of the fluid flowing inside the fluid transfer pipe 19, In addition, there is an advantage that the powder can be additionally prevented from being attached to the inner wall of the fluid transportation pipe 19.

그리고, 상기 유체이송관(19)의 내부에 삽입되는 히터(20)의 경우 부식 방지를 위해 DLC, 도료, 세라믹, AL₂O₃, TiAlN, ALN, TiN 등으로 코팅 처리될 수 있으며, 또 니켈, 크롬 등으로 도금 처리될 수 있다. And, can be coated with the yucheyi songgwan 19 inside the case of the heater 20 is inserted in order to prevent corrosion DLC, paints, ceramics, AL ₂ O _3, TiAlN of, ALN, TiN, etc., and also nickel, Chromium or the like.

상기 히터(20)의 다른 예로서, 유체이송관(19)의 내부 공간을 따라 설치되는 카트리지 타입의 방열핀 히터, 즉 히터봉 둘레를 따라 다수의 방열핀(38)이 부착되어 있는 형태의 히터를 적용할 수 있다. As another example of the heater 20, a heater of a cartridge-type radiating fin heater installed along the inner space of the fluid transfer pipe 19, that is, a heater in which a plurality of radiating fins 38 are attached along the heater rod is applied .

이러한 방열핀 히터는 유체이송관(19)의 내부를 따라 흐르는 유체(가스)를 가열하여 유체의 온도를 실질적으로 제어하는 역할을 할 수 있게 된다. Such a heat radiating fin heater can serve to substantially control the temperature of the fluid by heating the fluid (gas) flowing along the inside of the fluid transport tube 19. [

특히, 상기 방열핀 히터의 경우 히터봉에 있는 다수의 방열핀을 통해 유체와의 접촉면적을 보다 많이 확보할 수 있게 되고, 따라서 전열 효과의 향상을 기대할 수 있게 된다. Particularly, in the case of the heat radiating fin heater, it is possible to secure a larger contact area with the fluid through the plurality of heat radiating fins in the heater rod, and thus it is possible to expect an improvement in heat transfer effect.

이와 같은 상기 히터(20)의 가동을 이용하여 유체를 가열하기 위한 유체이송관(19)의 내부 온도는 50∼250℃ 정도로 설정하는 것이 바람직하다.The internal temperature of the fluid transfer pipe 19 for heating the fluid by operating the heater 20 is preferably set to about 50 to 250 캜.

따라서, 공정 챔버 내의 진공을 조성하기 위한 진공 펌프의 경우, 루츠 로터측에서 스크류 로터측으로 유체 배출 시 루츠 로터를 빠져나오는 시점에서 압축되어 있던 유체가 순간적으로 팽창되면서 온도가 떨어지게 되는데, 이때 온도가 떨어지기 직전에 유체가 유체이송관(19)을 거치면서 가열되어 온도가 올라가게 되므로서, 유체 온도 저하로 인한 파우더 부산물의 발생을 최소화시킬 수 있게 되고, 결국 스크류 로터측에 파우더 부산물이 고착화되는 현상을 방지할 수 있게 된다.Accordingly, in the case of a vacuum pump for forming a vacuum in the process chamber, when the fluid is discharged from the roots rotor side to the screw rotor side, the compressed fluid instantaneously expands at the time of exiting the roots rotor and the temperature drops. It is possible to minimize the generation of powder byproducts due to a decrease in fluid temperature and to fix the byproduct of powder to the screw rotor in the end, because the fluid is heated while passing through the fluid transfer pipe (19) .

그리고, 상기 유체이송관(19)에는 유체이송관 내부를 따라 흐르는 유체를 냉각시킬 수 있는 쿨러(21)가 구비된다. The fluid transfer pipe 19 is provided with a cooler 21 capable of cooling the fluid flowing along the inside of the fluid transfer pipe.

이때의 쿨러(21)는 유체이송관(19)의 외부 둘레에 감겨지는 수냉식 배관 타입의 쿨러를 적용할 수 있다. The cooler 21 may be a water-cooled pipe-type cooler that is wound around the outer periphery of the fluid transfer pipe 19.

예를 들면, 상기 유체이송관(19)의 외벽 둘레에 냉각수가 흐르는 파이프를 나선식으로 수회 감은 다음에 파이프 내에 냉각수를 순환시켜줌으로써, 쿨러 가동 시에, 즉 냉각수 순환 시에 유체이송관(19)의 벽체를 통해 관 내부로 가해지는 냉기로 유체를 냉각할 수 있게 된다. For example, a pipe through which cooling water flows around the outer wall of the fluid transfer pipe 19 is spirally wound several times, and then the cooling water is circulated in the pipe. Thus, during the operation of the cooler, It is possible to cool the fluid by the cold air which is introduced into the pipe through the wall.

이러한 수냉식 배관 타입의 쿨러(21)에는 밸브(37)를 설치하여 냉각수 공급을 선택적으로 단속하는 것이 바람직하다. It is preferable that the cooler 21 of the water-cooled type is provided with a valve 37 to selectively intermittently supply cooling water.

상기 쿨러(21)의 다른 예로서, 상기 유체이송관(19)의 외벽면에 냉각수가 흐를 수 있는 홈 구조의 유로(35)를 형성함과 더불어 상기 유로(35)를 마감하는 블럭(36)을 설치하고, 상기 유로(35)에 냉각수를 순환시키는 방식으로 유체이송관(19)의 벽체 둘레의 온도를 떨어뜨리고, 이러한 온도저하를 이용하여 관 내부를 흐르는 유체(가스)를 냉각시킬 수 있게 된다. As another example of the cooler 21, a flow path 35 having a groove structure through which cooling water can flow can be formed on the outer wall surface of the fluid transfer pipe 19, and a block 36 closing the flow path 35 And the temperature around the wall of the fluid transportation pipe 19 is lowered in such a manner that the cooling water is circulated in the flow path 35. The temperature of the wall of the fluid transfer pipe 19 is lowered to cool the fluid (gas) flowing in the pipe.

이때, 상기 쿨러(21)에 사용되는 냉각수는 펌프 시스템에서 챔버 등의 냉각을 위한 용도로 사용되는 냉각수를 활용하는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the cooling water used in the cooler 21 is used for cooling the chamber in the pump system.

이와 같은 상기 쿨러(21)의 가동을 이용한 유체이송관(19)의 내부 온도는 50∼250℃ 정도로 설정하는 것이 바람직하다. The internal temperature of the fluid transfer pipe 19 using the operation of the cooler 21 is preferably set to about 50 to 250 캜.

따라서, 로드락 챔버의 내부를 적정 압력으로 유지시키기 위한 로드락 챔버용 펌프의 경우, 루츠 로터측에서 스크류 로터측으로 유체 배출 시 루츠 로터를 빠져나온 고온의 유체가 유체이송관(19)을 거치면서 냉각되어 온도가 내려가게 되므로서, 유체 온도 상승으로 인한 스크류 로터의 과열을 방지할 수 있게 된다. Therefore, in the case of the pump for the load lock chamber for maintaining the inside of the load lock chamber at an appropriate pressure, the high temperature fluid which exits the roots rotor when the fluid is discharged from the roots rotor side to the screw rotor is cooled So that it is possible to prevent the screw rotor from overheating due to a rise in fluid temperature.

여기서, 상기 유체이송관(19)에 구비되는 히터(20)와 쿨러(21)의 경우, 각 챔버의 특성에 따라 히터(20)나 쿨러(21)가 각각 단독으로 적용될 수 있거나, 히터(20)와 쿨러(21)가 함께 적용될 수 있다. In the case of the heater 20 and the cooler 21 provided in the fluid transfer pipe 19, the heater 20 and the cooler 21 may be used alone, respectively, And the cooler 21 can be applied together.

바람직한 실시예로서, 본 발명에서는 유체이송관(19)의 내부를 따라 흐르는 유체를 효율적으로 가열 및/또는 냉각시키는 방식을 제공한다. As a preferred embodiment, the present invention provides a way to efficiently heat and / or cool the fluid flowing along the interior of the fluid delivery tube 19.

이를 위하여, 상기 유체이송관(19)의 내부에는 카트리지 타입의 히터(20a)가 배치되는 한편, 유체이송관(19)의 외벽면에는 파이프 홈(40), 예를 들면 지그재그 형상으로 파여 있는 파이프 홈(40)이 형성됨과 더불어 이렇게 형성되는 파이프 홈(40)에는 냉각수가 공급되는 냉각수 파이프(41)가 삽입 설치되고, 냉각수 파이프(41)가 설치되어 있는 유체이송관(19)의 외벽면에는 러버 히터(20b)가 설치된다. A cartridge type heater 20a is disposed inside the fluid transfer pipe 19 and a pipe groove 40 is formed on the outer wall surface of the fluid transfer pipe 19, A cooling water pipe 41 to which cooling water is supplied is inserted into the pipe groove 40 thus formed and a rubber heater 41 is attached to the outer wall surface of the fluid transfer pipe 19 provided with the cooling water pipe 41 20b.

여기서, 상기 냉각수 파이프(41)와 러버 히터(20b)는 유체이송관(19)의 적어도 1면 이상에 설치될 수 있게 된다. Here, the cooling water pipe 41 and the rubber heater 20b can be installed on at least one side of the fluid transfer pipe 19.

이에 따라, 유체이송관(19)의 내부를 따라 흐르는 유체를 가열하는 경우에는 관 내부에 있는 히터(20a)와 외벽에 있는 러버 히터(20b)를 작동시켜 유체를 가열할 수 있게 되고, 유체를 냉각하는 경우에는 히터 작동을 중단함과 더불어 냉각수 파이프(41)를 통해 냉각수를 공급함으로써 유체를 냉각시킬 수 있게 된다.Accordingly, when the fluid flowing along the inside of the fluid transportation pipe 19 is heated, the heater 20a in the pipe and the rubber heater 20b in the outer wall are operated to heat the fluid, The heater operation is interrupted and the cooling water can be supplied through the cooling water pipe 41 to cool the fluid.

한편, 본 발명에서는 루츠 로터(15) 및 스크류 로터(16) 등을 포함하는 펌프, 예를 들면 진공 펌프 내의 유체 온도를 모니터링하여 펌프 상황에 맞게 유체 온도를 적절히 제어할 수 있는 수단을 제공한다. In the meantime, the present invention provides a means for appropriately controlling the fluid temperature in accordance with the pump condition by monitoring the fluid temperature in the pump including the roots rotor 15 and the screw rotor 16, for example, the vacuum pump.

이를 위하여, 상기 유체이송관(19)에는 유체의 온도 검출을 위한 수단으로 적어도 1개 이상의 센서(22)가 구비되며, 이러한 센서(22)는 유체이송관(19)의 벽면 1곳과 유체이송관(19)과 연결되는 후방 챔버(13)의 입구단 1곳에 각각 설치될 수 있게 된다. At least one sensor 22 is provided as a means for detecting the temperature of the fluid and the sensor 22 is connected to one of the wall surface of the fluid transfer pipe 19 and the fluid transfer pipe 19 The front end of the rear chamber 13 is connected to the inlet end of the rear chamber 13, respectively.

즉, 온도 감지를 위한 2개의 센서(22a,22b)를 구비하여, 그 중에서 1개의 센서(22a)는 유체이송관(19)의 벽면에 설치할 수 있고, 다른 1개의 센서(22b)는 유체이송관(19) 내부에서 후방 챔버(13)의 입구단에 근접한 위치에 설치할 수 있다.That is, two sensors 22a and 22b for temperature sensing are provided. One of the sensors 22a can be installed on the wall surface of the fluid transfer pipe 19, and the other sensor 22b is connected to the fluid transfer pipe 19 in the vicinity of the inlet end of the rear chamber 13.

이에 따라, 상기 센서(22a,22b)로부터 검출한 유체 온도와 유체이송관(19)의 온도는 제어부(미도시)로 입력되고, 제어부에서는 입력된 온도를 모니터링함과 더불어 이때의 입력된 온도를 기반으로 하여 히터(20)와 쿨러(21)의 작동을 적절히 선택한 후에 이를 출력 제어하게 되므로서, 공정 챔버, 로드락 챔버 등의 각 챔버 특성이나 운전 조건 등에 맞게 펌프 내부를 흐르는 유체 온도를 포함하여 펌프 내의 전반적인 온도를 적절히 제어할 수 있게 된다. Accordingly, the fluid temperature detected by the sensors 22a and 22b and the temperature of the fluid transfer pipe 19 are input to a control unit (not shown), and the control unit monitors the input temperature, And controls the output of the heater 20 and the cooler 21 so as to control the output of the pump 20 so as to control the pump 20 including the fluid temperature flowing in the pump in accordance with the characteristics of each chamber and the operation conditions of the process chamber, So that it is possible to appropriately control the overall temperature within the chamber.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 챔버용 펌프 시스템을 나타내는 개략적인 단면도이다. 2 is a schematic cross-sectional view showing a pump system for a semiconductor chamber according to another embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 반도체 챔버용 펌프 시스템은 위의 일 실시예와 마찬가지로 하우징(14), 루츠 로터(15), 스크류 로터(16), 샤프트(17) 및 구동 모터(18), 유체이송관(19) 등을 포함하며, 이들의 결합관계는 위의 일 실시예와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 2, the pump system for semiconductor chambers includes a housing 14, a roots rotor 15, a screw rotor 16, a shaft 17 and a drive motor 18, as well as the above- A fluid transfer pipe 19, and the like, and their coupling relationship is the same as that of the above embodiment, so a detailed description thereof will be omitted.

특히, 여기서는 유체이송관(19)의 내부를 흐르는 유체 등을 가열 또는 냉각시킬 수 있는 수단으로 펠티어 기구(23)를 보여준다. Particularly, here, the Peltier mechanism 23 is shown as a means by which the fluid or the like flowing in the fluid transfer pipe 19 can be heated or cooled.

즉, 상기 루츠 로터(15)가 속해 있는 전방 챔버(11)와 스크류 로터(16)가 속해 있는 후방 챔버(13) 사이에는 하우징(14)의 외부에 배치되는 유체이송관(19)이 연결되고, 이렇게 연결되는 유체이송관(19)에는 가열 또는 냉각이 가능한 펠티어 기구(23)가 설치된다. A fluid transfer pipe 19 disposed outside the housing 14 is connected between the front chamber 11 to which the roots rotor 15 belongs and the rear chamber 13 to which the screw rotor 16 belongs, A Peltier mechanism (23) capable of heating or cooling is installed in the fluid transfer pipe (19) connected to the pipe (19).

이때의 펠티어 기구(23)는 유체이송관(19)의 일측, 예를 들면 저면부나 상면부, 또는 양쪽 측면부 중에서 적어도 한 곳 이상에 체결 등의 결합구조에 의해 지지되는 구조로 설치될 수 있게 된다. At this time, the Peltier mechanism 23 can be installed in a structure in which the Peltier mechanism 23 is supported by a coupling structure such as a fastening or the like on at least one side of the fluid transfer pipe 19, for example, the bottom face or the top face, or both side faces.

그리고, 상기 펠티어 기구(23)에는 냉각수 유로를 가지는 쿨링블럭(39)이 구비될 수 있으며, 이때의 쿨링블럭(39)의 냉각수 유로를 따라 순환하는 냉각수는 반도체 설비에서 챔버 등의 냉각을 위한 용도로 사용되는 냉각수를 활용할 수 있다. The Peltier mechanism 23 may be provided with a cooling block 39 having a cooling water flow path. The cooling water circulating along the cooling water flow path of the cooling block 39 at this time may be used for cooling Can be utilized.

이러한 펠티어 기구(23)는 직류 전류로 냉각ㆍ가열 및 온도 제어를 자유롭게 할 수 있는 반도체 소자로서, 이러한 펠티어 기구(23)는 직류 전류가 흐를 때 다음과 같은 기능을 발휘하게 된다. The Peltier mechanism 23 is a semiconductor element that can be freely cooled, heated, and temperature controlled by a DC current. Such a Peltier mechanism 23 exhibits the following functions when a DC current flows.

1) 소자 양면에 온도차가 발생한다. 1) Temperature difference occurs on both sides of device.

2) 온도가 낮은 쪽에서 열을 흡수하고, 온도가 높은 쪽에서 열을 방출하여, 열전소자의 저온 방면에서 고온 방면으로 열을 밀어올리는 열 펌프의 역할을 한다. 2) It absorbs heat from the lower temperature side and releases heat from the higher temperature side, and acts as a heat pump to push the heat from the low temperature side of the thermoelectric element toward the high temperature side.

3) 전류의 극성을 바꾸면 열 펌핑 방향 및 전류량이 바뀌기 때문에 펌핑되는 열량을 변화시킬 수 있으며, 이로 인해 냉각ㆍ가열 및 온도 제어가 용이한 이점이 있다.3) If the polarity of the current is changed, the heat pumped direction and the amount of current are changed, so that the amount of heat to be pumped can be changed, thereby facilitating cooling, heating and temperature control.

따라서, 상기 펠티어 기구(23)의 극성을 적절히 바꾸어가면서 유체이송관(19)의 내부를 흐르는 유체의 온도를 가열 또는 냉각시킬 수 있게 되며, 결국 파우더 부산물의 발생을 최소화시킬 수 있고, 또 스크류 로터의 과열을 방지할 수 있다. Accordingly, it is possible to heat or cool the temperature of the fluid flowing in the fluid transfer pipe 19 while appropriately changing the polarity of the Peltier mechanism 23, thereby minimizing the generation of powder byproducts, Overheating can be prevented.

첨부한 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 챔버용 펌프 시스템을 나타내는 개략적인 단면도 및 사시도이다. 3 is a schematic cross-sectional view and a perspective view showing a pump system for a semiconductor chamber according to another embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 반도체 챔버용 펌프 시스템은 위의 일 실시예 및 다른 실시예와 마찬가지로 하우징(14), 루츠 로터(15), 스크류 로터(16), 샤프트(17) 및 구동 모터(18), 유체이송관(19) 등을 포함하며, 이들의 결합관계는 위의 일 실시예 및 다른 실시예와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 3, the pump system for the semiconductor chamber includes a housing 14, a roots rotor 15, a screw rotor 16, a shaft 17, and a drive motor 16, as in the above embodiment and other embodiments. A fluid passage 18, a fluid transfer pipe 19, and the like, and their coupling relationship is the same as that of the above embodiment and other embodiments, so a detailed description thereof will be omitted.

특히, 여기서는 유체이송관(19)의 내부를 흐르는 유체, 예를 들면 반도체 제조 공정에서 발생되는 미반응 가스, 폐가스 등과 같은 공정 부산물을 효과적으로 처리할 수 있는 배기유체 처리 수단을 보여준다. Particularly, here, it shows an exhaust fluid treatment means capable of effectively treating a process-by-product such as a fluid flowing in the fluid transfer pipe 19, for example, an unreacted gas generated in a semiconductor manufacturing process, a waste gas and the like.

이러한 배기유체 처리 수단은 루츠 로터(15)측과 스크류 로터(16)측 사이를 연결하는 유체이송관(19)에 플라즈마 발생을 위한 코일을 감아서 세정 가스 또는 배기 유체를 분해하는 기능을 수행하도록 함으로써, 소구경의 배관을 이용하여 플라즈마 반응을 통한 세정 가스 또는 배기 유체 분해 및 처리를 실현할 수 있는 등 플라즈마 장치의 소형화를 구현할 수 있고, 펌프 내에 분말이 쌓이는 것을 방지할 수 있는 등 배기 유체 처리 효율을 높일 수 있는 구조로 이루어진다. This exhaust fluid processing means is provided with a function of disposing a cleaning gas or an exhausting fluid by winding a coil for generating plasma in a fluid transfer pipe 19 connecting between the side of the roots rotor 15 and the side of the screw rotor 16 , It is possible to realize a reduction in the size of the plasma apparatus by using a small diameter piping to realize decomposition and treatment of the cleaning gas or the exhaust gas through the plasma reaction and to prevent the accumulation of powder in the pump, .

이를 위하여, 반도체 제조 설비에서 각종 제조 공정의 수행을 위한 공정 챔버와 상기 공정 챔버의 내부를 진공상태로 유지시켜주는 역할을 하는 진공 펌프가 마련되며, 이때의 진공 펌프 가동 시 공정 챔버 내의 배기 유체, 예를 들면 미반응 가스, 폐가스 등과 같은 각종 공정 부산물 가스는 진공 펌프의 루츠 로터(15)측으로 진행될 수 있게 된다.To this end, a vacuum chamber is provided in the semiconductor manufacturing facility for performing various manufacturing processes and a vacuum pump for maintaining the inside of the process chamber in a vacuum state. During operation of the vacuum pump, For example, various process by-product gases such as unreacted gas, waste gas and the like can be advanced to the roots rotor 15 side of the vacuum pump.

그리고, 상기 공정 챔버측으로 전원을 제공하기 위한 제너레이터(24)와 공정 가스나 세정 가스를 공급하기 위한 가스 박스(미도시)가 마련된다.A generator (24) for supplying power to the process chamber side and a gas box (not shown) for supplying a process gas or a cleaning gas are provided.

이러한 공정 챔버, 진공 펌프, 가스 박스 등 간의 연계적인 가동 방식, 공정의 진행, 가스의 공급 및 배출 등은 종래와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Since the operation mode, the progress of the process, the supply and discharge of the gas, etc. between the process chamber, the vacuum pump, the gas box and the like are the same as in the conventional art, a detailed description thereof will be omitted.

여기서, 상기 제너레이터(24)의 경우, 공정 챔버측으로 전원을 제공하는 역할은 물론 후술하는 유체이송관(19)에 있는 코일(25)에 전압을 인가하는 역할도 할 수 있게 된다.Here, in the case of the generator 24, it is possible not only to supply power to the process chamber side, but also to apply a voltage to the coil 25 in the fluid transfer pipe 19, which will be described later.

즉, 상기 제너레이터(24)는 공정 챔버측 전원 제공용 및 코일(25)측 전압 인가용의 공용으로 사용될 수 있게 된다.That is, the generator 24 can be used for supplying power to the process chamber side and for applying a voltage to the coil 25 side.

이와 같은 제너레이터(24)의 공용 사용과 연계하여 공정 챔버측과 코일측으로 인가되는 전압을 선택적으로 개폐하는 진공 릴레이(미도시)가 마련되고, 이때의 진공 릴레이에 의해 진공 챔버측과 코일측에 전압이 선택적으로 공급될 수 있게 된다.A vacuum relay (not shown) is provided for selectively opening and closing a voltage applied to the process chamber side and the coil side in conjunction with the common use of the generator 24. The vacuum relay at this time supplies a voltage Can be selectively supplied.

여기서, 상기 진공 릴레이는 공정 진행 메인 설비에서 제공하는 시그널에 의해 동작될 수 있게 된다.Here, the vacuum relay can be operated by a signal provided by the process main equipment.

이렇게 공정 챔버측과 코일측에 전원을 제공하는 수단을 각각 구비하지 않고, 하나의 제너레이터(24)를 이용하여 공정 챔버측과 코일(25)측에 전원을 제공함으로써, 구조적인 측면이나 비용적인 측면, 그리고 운용적인 측면에서 유리한 점이 있다.By providing power to the process chamber side and the coil 25 side by using one generator 24 without providing the means for supplying power to the process chamber side and the coil side in this way, , And is advantageous in terms of operation.

물론, 상기 제너레이터(24)의 경우 위와 같이 하나를 공용으로 사용할 수 있지만, 공정 챔버측에 전원을 제공하는 제너레이터와 코일측에 전원을 제공하는 제너레이터를 각각 운용할 수도 있다. Of course, in the case of the generator 24, one can be commonly used as described above, but a generator for supplying power to the process chamber side and a generator for supplying power to the coil side may be operated respectively.

특히, 상기 진공 펌프의 루츠 로터(15)가 속해 있는 전방 챔버(11)와 스크류 로터(16)가 속해 있는 후방 챔버(13)를 연결하는 유체이송관(19)은 세정 가스 분해를 위해 플라즈마 반응이 이루어지는 배관으로 사용될 수 있게 된다.Particularly, the fluid transfer pipe 19 connecting the front chamber 11 to which the roots rotor 15 of the vacuum pump belongs and the rear chamber 13 to which the screw rotor 16 belongs is subjected to a plasma reaction It can be used as a piping.

예를 들면, 펌프 가동 시 펌프측으로 유입되는 세정 가스는 유체이송관(19)을 경유하여 진행하게 되고, 이렇게 진행되는 세정 가스 중 플라즈마 발생이 일어나는 유체이송관(19)을 지나는 동안에 플라즈마 반응에 의해 분해 처리될 수 있게 되고, 이렇게 분해된 가스가 펌프측에 증착되어 있는 분말, 예를 들면 SiO₂ 파우더와 반응하게 되며, 결국 펌프 세정이 이루어질 수 있게 된다.For example, the cleaning gas flowing into the pump side during the pump operation proceeds via the fluid transfer pipe 19, and during the progress of the cleaning gas passing through the fluid transfer pipe 19 where the plasma is generated, And the thus-decomposed gas is reacted with a powder, for example, SiO ₂ powder deposited on the pump side, so that the pump can be cleaned.

여기서, 위의 플라즈마 반응이 일반 대기압 하의 조건이 아닌 진공펌프 내의 진공 조건에서 일어나기 때문에 전력소모를 줄일 수 있는 이점이 있다.Here, since the above plasma reaction occurs under a vacuum condition in a vacuum pump, not under a normal atmospheric pressure, there is an advantage that power consumption can be reduced.

특히, 상기 유체이송관(19)의 둘레에는 제너레이터(24)로부터 전압을 인가받아 플라즈마를 발생시키는 나선형의 코일(25)이 수회 권취되며, 이러한 코일(25)에 전압 인가 시 유체이송관(19)의 내부에 플라즈마 방전이 유도되면서 유체이송관(19)을 통과하는 세정 가스가 분해될 수 있게 된다.A spiral coil 25 is wound around the fluid transfer pipe 19 for generating a plasma by receiving a voltage from the generator 24. The voltage applied to the coil 25 is applied to the fluid transfer pipe 19 So that the cleaning gas passing through the fluid transfer pipe 19 can be decomposed while the plasma discharge is induced therein.

일 예로서, 진공 펌프 세정 공정 시, 가스 박스로부터 Ar 가스와 NF₃ 가스 등의 세정 가스가 공급되는 상황에서, 상기 유체이송관(19)의 내부에 Ar 가스와 NF₃ 가스가 흐르는 경우, 이들 가스가 플라즈마 방전을 통해 Ar 가스와 N₂ 가스와 F₂ 가스로 분해되고(이때 Ar 가스는 플라즈마 효율을 높이는 용도로 사용된다), 이렇게 분해된 가스가 스크류 로터(16)측으로 진행된 후에 스크류 로터(16) 내에 잔존하고 있던 SiO₂ 파우더와 반응하게 되며, 최종적으로 SiF4 가스와 NxO 가스, N₂ 가스로 배출되므로서, 스크류 로터(16) 내에 증착되어 있는 SiO₂ 파우더가 제거될 수 있게 된다.As one example, when the vacuum pump washing step, in the case where in the situation that the cleaning gas, such as Ar gas and the NF ₃ gas supplied from the gas box, Ar gas and NF ₃ gas to the interior of the yucheyi songgwan 19 flows, these gases The Ar gas is decomposed into Ar gas, N ₂ gas, and F ₂ gas through the plasma discharge (the Ar gas is used for increasing the plasma efficiency). After the decomposed gas advances toward the screw rotor 16, 0.0 > SiO2 < / RTI _> And finally discharged with SiF 4 gas, N ₂ O gas and N ₂ gas, so that the SiO ₂ powder deposited in the screw rotor 16 can be removed.

여기서, 상기 세정 가스로는 Ar 가스와 NF₃ 가스 이외에도 CF₄, C₂F₆, C₃F₈ 등의 CxFy 계열 및 F₂ 가스 등을 사용할 수 있게 된다.Here, as the cleaning gas, CxFy series such as CF ₄ , C ₂ F ₆ , C ₃ F ₈ , F ₂ gas and the like can be used in addition to Ar gas and NF ₃ gas.

이렇게 진공 펌프에 구비되는 유체이송관(19)에 플라즈마 배관을 적용하는 경우 배관 내의 외곽부는 물론 중심부 까지 플라즈마 반응이 충분히 일어날 수 있게 되고, 결국 배기 유체 분해 효율을 한층 향상시킬 수 있게 된다.When the plasma piping is applied to the fluid transfer pipe 19 provided in the vacuum pump, the plasma reaction can sufficiently take place to the central portion of the pipeline, thereby further improving the efficiency of the exhaust gas decomposition.

보통 부스터 펌프와 드라이 펌프 사이를 연결하는 배관의 경우 보통 직경이 50∼60mm 정도이므로 이러한 크기의 관에 플라즈마 장치를 갖추기 위해서는 플라즈마 장치의 소형화에 어려움이 있고, 또 펌프 내부에 그만큼의 공간을 확보하는데에도 어려움이 있으며, 결국 플라즈마 장치의 적용을 위해서는 펌프 전체 사이즈를 크게 설계해야 하는 불리한 점이 있다.Usually, the pipe connecting between the booster pump and the dry pump has a diameter of 50 to 60 mm. Therefore, it is difficult to miniaturize the plasma device in order to equip the plasma device with this size pipe. In addition, There is a disadvantage that the overall size of the pump must be designed to be large for the application of the plasma apparatus.

또한, 50∼60mm 정도의 직경을 가지는 관의 주위에 코일을 설치하고 플라즈마 반응을 일으키는 경우 관 심부에서는 플라즈마 생성이 활발하게 일어나지 않게 되고, 결국 플라즈마 반응 효율이 떨어질 수 밖에 없게 된다. In addition, when a coil is provided around a tube having a diameter of about 50 to 60 mm and a plasma reaction is caused, the plasma generation is not actively generated at the tube portion, and the plasma reaction efficiency is inevitably lowered.

이러한 점을 감안하여 본 발명에서는 진공 펌프측에 구비한 상대적으로 적은 직경의 유체이송관에 코일을 설치하여 플라즈마 반응이 일어나도록 함으로써, 플라즈마 장치를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 플라즈마 반응 효율을 높일 수 있다.In view of the above, according to the present invention, a coil is provided in a relatively small-diameter fluid transfer pipe provided on the side of a vacuum pump to cause a plasma reaction so that the plasma apparatus can be miniaturized and the plasma reaction efficiency can be increased.

또한, 상기 유체이송관(19)에 권취되어 있는 코일(25)의 주변에는 반원 단면의 관 형태로 이루어진 페라이트 코어(26)가 배치될 수 있게 된다.In addition, a ferrite core 26 having a tube shape of a semicircular cross section can be disposed around the coil 25 wound around the fluid feed pipe 19.

이렇게 코일(25)의 주변에 페라이트 코어(26)가 배치되므로서, 코일측 자기장이 외부로 빠져나가는 것을 막을 수 있게 되고, 결국 플라즈마 반응 효율을 한층 높일 수 있게 된다.Thus, since the ferrite core 26 is disposed around the coil 25, it is possible to prevent the coil side magnetic field from escaping to the outside, and as a result, the plasma reaction efficiency can be further enhanced.

이와 더불어, 상기 유체이송관(19)에 감겨 있는 코일(25)을 이용한 플라즈마 반응 시에 열이 발생하게 되는데, 이렇게 발생하는 열을 활용하여 유체이송관(19)의 내부를 흐르는 유체를 가열할 수 있게 되고, 이에 따라 별도의 히팅수단 없이도 파우더 생성을 억제하기 위해 유체를 효과적으로 가열할 수 있는 이점을 얻을 수 있게 된다. In addition, heat is generated during the plasma reaction using the coil 25 wound around the fluid transfer pipe 19, so that the fluid flowing in the fluid transfer pipe 19 can be heated So that it is possible to obtain an advantage that the fluid can be efficiently heated so as to suppress the generation of powder even without a separate heating means.

한편, 플라즈마 발생에 따른 유체이송관(19)의 과열 방지를 위한 구조로서, 상기 유체이송관(19)의 외주면 둘레에는 외부로부터 냉각수를 공급받는 냉각수 유로(27)를 가지는 쿨링 블럭(30)이 설치되고, 이렇게 설치되는 쿨링 블럭(30)의 내측, 예를 들면 블럭 내주면에 형성되어 있는 홈 부분의 내측에 코일(25) 등이 배치될 수 있게 된다.As a structure for preventing overheat of the fluid transfer pipe 19 due to plasma generation, a cooling block 30 having a cooling water flow path 27 for receiving cooling water from the outside is installed around the outer circumferential surface of the fluid transfer pipe 19 The coil 25 or the like can be disposed inside the cooling block 30 installed in this manner, for example, inside the groove portion formed in the inner peripheral surface of the block.

예를 들면, 상기 유체이송관(19)에 권취되어 있는 코일(25)의 외주 둘레에 링 모양의 쿨링 블럭(30)이 감싸듯이 설치될 수 있게 된다.For example, a ring-shaped cooling block 30 can be installed around the outer periphery of the coil 25 wound around the fluid transfer pipe 19.

이때, 상기 쿨링 블럭(30)의 내측으로는 코일(25)만 배치되거나, 또는 코일(25)과 이 코일(25) 바깥쪽에 위치되는 페라이트 코어(26)가 함께 배치될 수 있게 된다.At this time, only the coil 25 is disposed inside the cooling block 30, or the coil 25 and the ferrite core 26 positioned outside the coil 25 can be disposed together.

이러한 쿨링 블럭(30)은 다단으로 적층되는 구조로 설치될 수 있으며, 이렇게 설치되는 쿨링 블럭(30)에는 각 블럭의 두께를 수직으로 관통하는 냉각수 유로(27)가 서로 연통되는 구조로 연결될 수 있게 된다.The cooling block 30 may be installed in a multi-stage structure. In the cooling block 30, the cooling water flow passages 27 passing through the thickness of each block may be connected to each other do.

첨부한 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 챔버용 펌프 시스템을 나타내는 개략적인 단면도이다. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a pump system for a semiconductor chamber according to another embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 여기서는 공정 챔버에서 배출되는 배기 유체를 100% 분해하는 용도로 사용하는 예를 보여주며, 아래에서는 공정 챔버에서 배출되는 배기 유체를 분해하는 용도로 설명하겠지만, 이외에도 세정 가스를 분해 및 처리하는 용도로도 사용할 수 있음은 물론이다.As shown in FIG. 4, here, an example is shown in which the exhaust gas discharged from the process chamber is used for 100% decomposition. In the following description, the exhaust gas discharged from the process chamber is decomposed. However, It can also be used as a decomposing and treating means.

이를 위하여, 외부 둘레에 코일(25)이 감겨져 있는 유체이송관(19)이 구비되며, 이에 따라 코일(25)에 전압 인가 시 유체이송관(19)의 내부에 플라즈마 방전이 유도되면서 유체이송관(19)을 통과하는 배기 유체에 대해 플라즈마 반응을 통한 분해가 이루어질 수 있게 된다.The fluid transfer tube 19 is wound around the outer circumference of the coil 25 so that the plasma discharge is induced in the fluid transfer tube 19 when a voltage is applied to the coil 25, It is possible to perform the decomposition through the plasma reaction with respect to the exhaust fluid passing through the plasma reactor.

그리고, 상기 유체이송관(19)으로 리액턴트 가스를 공급하는 수단으로서, 유체이송관(19)에 연결되는 리액턴트 배관(32)이 마련된다.As a means for supplying a reactant gas to the fluid transfer pipe 19, a reactant pipe 32 connected to the fluid transfer pipe 19 is provided.

이에 따라, 외부의 가스 공급부(미도시)로부터 공급되는 리액턴트 가스가 리액턴트 배관(32)을 통해 유체이송관(19)으로 들어갈 수 있게 되므로서, 배기 유체에 대한 분해가 촉진될 수 있게 된다.Accordingly, since the reactant gas supplied from the external gas supply unit (not shown) can be introduced into the fluid transfer pipe 19 through the reactant pipe 32, the decomposition of the exhaust fluid can be promoted.

이때의 배기 유체를 분해하는 리액턴트 가스로는 아르곤, 메탄, 암모니아, H₂O, O₂ 등이 사용될 수 있게 된다.Argon, methane, ammonia, H ₂ O, O _2, or the like can be used as the reactant gas for decomposing the exhaust fluid at this time.

여기서, 상기 아르곤 가스는 플라즈마 내 이온화를 통해 전자를 생성하고 이렇게 생성된 전자는 배기 유체, 예를 들면 과불화탄소와 충돌해 가스를 분해할 수 있게 된다.Here, the argon gas generates electrons through ionization in the plasma, and the generated electrons collide with an exhaust fluid, for example, perfluorocarbon gas, to decompose the gas.

또한, 상기 기화된 수증기는 플라즈마 내에서 전자와 충돌로 H₂O→OH+H 반응식과 같은 라디칼을 형성하고, 수산화기(OH)는 산소(O)보다 강한 산화제로 과불화탄소와 반응해 불소(F)를 형성하며, 과불화탄소에서 분해된 불소는 수소와 반응하여 불화수소(HF)를 형성하고 기상으로 배출된다.In addition, the vaporized water vapor forms radicals such as H ₂ O → OH + H in the plasma, collides with electrons in the plasma, and the hydroxyl group (OH) reacts with perfluorocarbon as an oxidizing agent stronger than oxygen (O) ), And fluorine decomposed in perfluorocarbon reacts with hydrogen to form hydrogen fluoride (HF) and is discharged into the gaseous phase.

그리고, 상기 리액턴트 배관(32)의 둘레에는 제너레이터(24)로부터 전압을 인가받아 플라즈마를 발생시키는 리액턴트 배관용 코일(33)이 수회 권취될 수 있게 된다.Around the circumference of the reactant piping 32, a coil 33 for reactant piping, which receives a voltage from the generator 24 and generates plasma, can be wound several times.

이에 따라, 상기 리액턴트 배관용 코일(33)에 전압 인가 시 리액턴트 배관(32)의 내부에 플라즈마 방전이 유도되면서 리액턴트 배관(32)을 통과하는 리액턴트 가스가 분해될 수 있게 되고, 결국 리액턴트 가스에 플라즈마를 걸어서 미리 분해된 상태로 유체이송관(19)으로 공급되므로 배기 유체에 대한 분해 반응 효율을 더욱 높일 수 있게 된다.Accordingly, when a voltage is applied to the reactant piping coil 33, the plasma discharge is induced in the reactant piping 32, so that the reactant gas passing through the reactant piping 32 can be decomposed, The plasma is supplied to the reactant gas and is supplied to the fluid transfer pipe 19 in a previously decomposed state, so that the decomposition reaction efficiency with respect to the exhaust fluid can be further increased.

예를 들면, 공정 챔버에서 공정 부산물 가스로 CF₄ 가스가 배출되어 진공 펌프 내의 유체이송관(19)으로 유입된 후에 플라즈마 반응을 거쳐 C와 F₂로 분해되고, 이와 동시에 리액턴트 배관(40)으로는 수증기 상태의 H₂O가 유입되면서 플라즈마 반응을 거쳐 OH와 O로 분해된다.For example, after the CF ₄ gas is discharged from the process chamber to the process by-product gas and flows into the fluid transfer pipe 19 in the vacuum pump, the CF ₄ gas is decomposed into C and F ₂ through the plasma reaction. At the same time, Is decomposed into OH and O through the plasma reaction as H ₂ O in the water vapor enters.

계속해서, 상기 유체이송관(19) 내에서는 C, F2, OH, O가 반응함으로써, 최종 펌프 배출측을 통해서는 HF 가스, CO₂ 가스가 배출되고, 이렇게 배출되는 HF 가스, CO₂ 가스는 진공 펌프 배기측에 설치되어 있는 버너와 워터 샤워를 가지는 가스 스크러버(미도시)를 거치게 되며, 그 결과 가스 상태로 배출된 HF는 워터 샤워를 거치면서 물에 녹아 폐수가 된다.Subsequently, the inside of the yucheyi songgwan (19) C, F2, OH, by O the reaction, the HF gas through the end-pump discharge side, CO ₂ gas is discharged, HF gas, CO ₂ gas thus discharged is vacuum (Not shown) having a burner and a water shower installed on the pump exhaust side. As a result, the HF discharged in a gaseous state is dissolved in water through a water shower to become wastewater.

해당 산 폐수는 별도의 중화 작업을 거쳐 인체에 무해한 중성수로 배출되어서 해당 환경 규제 물질인 F(플루오린)는 완전히 제거된다.The acid wastewater is discharged as neutral water harmless to the human body through separate neutralization, and F (fluorine) which is the environmental regulation substance is completely removed.

이렇게 리액턴트 가스와 과불화 탄소의 완전 반응이 이루어질 수 있도록 하는 장치를 구현함으로써, 연소 장치의 필요성을 완전히 배제할 수 있고, 이에 따라 진공 펌프의 후단측으로(후단 배기라인측으로) 설치되는 후처리 장치인 스크러버로서, 기존 연소 및 습식 타입의 스크러버를 대신하여 연소 장치가 없는 습식 타입의 스크러버로 대체 사용할 수 있는 등 규모면이나 운용면에서 유리한 점이 있다.By implementing such a device that allows complete reaction of the reactant gas and the perfluorocarbon, it is possible to completely eliminate the necessity of the combustion device, and accordingly, the post-treatment device As a scrubber, there is an advantage in terms of scale and operation, in place of a conventional burner and wet type scrubber, which can be replaced by a wet type scrubber without a combustion device.

특히, 상기 리액턴트 배관(40)이나 유체이송관(19)의 내부에 플라즈마 방전 유도 시 일반 대기압 하의 조건이 아닌 진공 펌프 내의 진공 조건에서 플라즈마 방전을 일으키기 때문에 전력소모를 줄일 수 있는 이점이 있다.Particularly, there is an advantage that power consumption can be reduced because a plasma discharge is generated under a vacuum condition in a vacuum pump, not under a condition of a normal atmospheric pressure, when plasma discharge is induced in the inside of the reactant pipe 40 or the fluid transfer pipe 19.

이와 같이, 본 발명에서는 펌프의 루츠 로터 영역과 스크류 로터 영역 사이에 연결되어 있는 외부 배관에 히터, 쿨러, 히터와 쿨러 조합형 등과 같은 가열/냉각 수단을 구비한 새로운 펌프 시스템을 구현함으로써, 로터 내부에 파우더 부산물이 쌓이는 것을 막아 로터의 손상을 방지할 수 있고, 배관의 내부를 흐르는 유체의 온도를 모니터링하여 각 챔버 특성에 맞는 최적의 온도로 펌프를 제어할 수 있다.As described above, in the present invention, by implementing a new pump system having heating / cooling means such as a heater, a cooler, a heater and a cooler combination type in an external pipe connected between a roots rotor region and a screw rotor region of a pump, It is possible to prevent the damage of the rotor by preventing accumulation of powder byproducts and to monitor the temperature of the fluid flowing inside the pipe to control the pump at the optimum temperature according to each chamber characteristic.

또한, 본 발명에서는 진공 펌프의 외부 배관에 플라즈마 반응을 위한 수단을 구비하여, 진공 펌프 외부 배관을 따라 흐르는 유체를 효율적으로 분해 및 제거하는 방식의 새로운 반응 부산물 가스 처리 수단을 구현함으로써, 공정 부산물 가스의 분해 및 처리 효율을 대폭 높일 수 있다.In the present invention, since a means for plasma reaction is provided in the external pipe of the vacuum pump to realize a new reaction by-product gas treatment means of efficiently decomposing and removing the fluid flowing along the external pipe of the vacuum pump, It is possible to greatly improve the decomposition and treatment efficiency.

10 : 입구
11 : 전방 챔버
12 : 출구
13 : 후방 챔버
14 : 하우징
15 : 루츠 로터
16 : 스크류 로터
17 : 샤프트
18 : 구동 모터
19 : 유체이송관
20 : 히터
21 : 쿨러
22,22a,22b : 센서
23 : 펠티어 기구
24 : 제너레이터
25 : 코일
26 : 페라이트 코어
27 : 냉각수 유로
30 : 쿨링 블럭
31 : 기어 박스
32 : 리액턴트 배관
33 : 리액턴트 배관용 코일
34 : 요철면
35 : 유로
36 : 블럭
37 : 밸브
38 : 방열핀
39 : 쿨링 블럭
40 : 파이프 홈
41 : 냉각수 파이프10: Entrance
11: front chamber
12: Exit
13: rear chamber
14: Housing
15: Roots rotor
16: screw rotor
17: Shaft
18: Driving motor
19: fluid conduit
20: Heater
21: Cooler
22, 22a, 22b:
23: Peltier mechanism
24: generator
25: Coil
26: ferrite core
27: cooling water flow path
30: Cooling block
31: Gearbox
32: Reactant piping
33: Coil for reactant piping
34: uneven surface
35: Euro
36: Block
37: Valve
38: heat sink fin
39: Cooling Block
40: Pipe groove
41: cooling water pipe

Claims

A housing (14) having a front chamber (11) with an inlet (10) for the inflow of fluid and a rear chamber (13) with an outlet (12) for the discharge of fluid;
A gas inlet side rotating body installed in the front chamber (11) of the housing (14);
A gas discharge side rotating body installed in a rear chamber (13) of the housing (14);
A shaft 17 penetratingly connected to the gas inlet side rotary body and the gas discharge side rotary body and serving as a rotation center shaft;
A drive motor 18 installed at one side of the housing 14 and connected to the shaft 17 through a shaft to provide power for operation of the gas inlet side rotary body and the gas discharge side rotary body;
, And a fluid transfer pipe (19) is connected between a front chamber (11) to which the gas inlet side rotary body belongs and a rear chamber (13) to which the gas discharge side rotary body belongs, A coil 25 for generating a plasma by receiving a voltage from the generator 24 is wound around the coil 25 and a plasma discharge is induced inside the fluid transfer pipe 19 when a voltage is applied to the coil 25, Is capable of decomposing the fluid passing through the pump chamber.

The method according to claim 1,
And a ferrite core (26) is disposed around the coil (25) wound on the fluid transfer pipe (19).

The method according to claim 1,
A cooling block 30 having a cooling water flow path 27 is provided around the outer circumferential surface of the fluid transfer pipe 19 and a coil 25 wound around the fluid transfer pipe 19 is disposed inside the cooling block 30 Or a ferrite core (26) is disposed around the coil (25).

The method according to claim 1,
As a means for applying a voltage to the coil 25 in the fluid delivery pipe 19, a generator 24 for commonly supplying power to the chamber side is commonly used, and a vacuum relay for opening and closing a voltage applied to the chamber- So that the voltage is selectively applied to the semiconductor chamber.

The method according to claim 1,
Further comprising a reactant piping (32) connected to the fluid delivery line (19) as means for supplying a reactant gas to the fluid delivery line (19).

The method of claim 5,
A plurality of reactant piping coils 33 are wound around the circumference of the reactant piping 32 to generate plasma by receiving a voltage from the generator 24. When the voltage is applied to the reactant piping coils 33, Wherein a plasma discharge is induced in the interior of the tentative piping (32) so that the reactant gas passing through the reactant piping (32) can be decomposed.