KR102599805B1 - 연결배관 내 반응부산물 생성을 방지하고 교체가 용이한 구조를 가지는 협소공간용 반응부산물 포집시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연결배관 내 반응부산물 생성을 방지하고 교체가 용이한 구조를 가지는 협소공간용 반응부산물 포집시스템에 관한 것으로, 그 목적은 메인공장과 서브공장으로 이루어진 기존 반도체 제조시설이 공정가스 사용량 증대시 협소한 서브공장의 공간구조로 인해 대용량 포집장치 설치가 어려운 서브공장의 수직공간 구조를 활용하여 기 설치된 진공펌프가 위치한 지점에서 수직배관으로 연결되면서도 매립형 포집장치 보다 처리용량이 많고 교체 가능한 구조를 제공하여 반응부산물 포집 처리 용량 증대가 가능한 협소공간용 포집시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 구성은 진공펌프(1); 포집장치(2); 지반에 고정된 진공펌프를 감싸게 이동시키는 이동수단(31)과, 수평을 조정하도록 설치된 수평조정 수단(32)과, 지반에 고정되는 고정수단(33)을 포함하는 진공펌프 수납 고정부(3); 수납 고정부 상단에 설치되어 포집장치의 하중을 지지하되, 포집장치의 위치 조정과 교체시 사용되는 이송수단(41)이 구비된 적재부(4); 적재부 상부에 설치되어 포집장치를 감싸 고정시키는 포집장치 지지부(5); 진공펌프와 포집장치 간을 수직 연결하면서 유격을 흡수하는 배관(6); 배관을 흐르는 배기가스의 유로를 제어하도록 설치된 밸브(61);를 포함하는 연결배관 내 반응부산물 생성을 방지하고 교체가 용이한 구조를 가지는 협소공간용 반응부산물 포집시스템을 발명의 특징으로 한다.

Description

연결배관 내 반응부산물 생성을 방지하고 교체가 용이한 구조를 가지는 협소공간용 반응부산물 포집시스템{Reactive by-product collection system for a narrow space having prevent generation of reaction by-products in the connection pipe and easy to replace structure}

본 발명은 연결배관 내 반응부산물 생성을 방지하고 교체가 용이한 구조를 가지는 협소공간용 반응부산물 포집시스템에 관한 것으로, 자세하게는 메인공장과 서브공장의 이층구조로 이루어진 기존 반도체 제조시설의 협소한 서브공장 구조를 활용하여 진공펌프와 수직하게 배관으로 연결되면서도 포집 처리용량이 증대된 교체 가능한 포집장치 구조를 제공하여 공정가스 사용 증대로 인한 반응부산물 포집 처리용량 부족 문제를 해결한 포집시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조 공정은 크게 전 공정(Fabrication 공정)과 후 공정(Assembly 공정)으로 이루어진다. 전 공정은 각종 프로세스 챔버(Chamber) 내에서 웨이퍼(Wafer) 상에 박막을 증착하고, 증착된 박막을 선택적으로 식각하는 과정을 반복적으로 수행하여 특정의 패턴을 가공하여 반도체 칩(Chip)을 제조하는 공정이고, 후 공정은 상기 전 공정에서 제조된 칩을 개별적으로 분리한 후, 리드 프레임과 결합하여 완제품으로 조립하는 공정을 말한다.

이때, 상기 웨이퍼 상에 박막을 증착하거나, 웨이퍼 상에 증착된 박막을 식각하는 공정은 프로세스 챔버 내로 가스주입 시스템을 통해 TiCl₄(사염화 티타늄), NH₃(암모니아), SiH₄(모노 실란), SiCl₂H₂(디클로로 실란), WF₆(육불화텅스텐), Hf(하프늄) 등의 전구체와 반응가스를 주입하여 고온에서 수행되며, 상기 공정이 진행되는 동안 프로세스 챔버 내부에는 각종 발화성 가스와 부식성 이물질 및 유독 성분을 함유한 유해가스 등이 다량 발생하게 된다.

이러한 유해가스를 정화하여 방출하기 위해 반도체 제조용 프로세스 챔버를 진공상태로 만들어 주는 진공펌프 후단에는 상기 프로세스 챔버에서 배출되는 배기가스를 정화시킨 후 대기로 방출하는 스크러버(Scrubber)가 설치된다.

다만, 스크러버는 주로 가스 형태의 반응부산물 만을 정화처리하기 때문에 반응부산물이 프로세스 챔버의 외부로 배출 후 고형화 될 경우 배기라인에 고착되어 배기압력이 상승하는 문제가 발생하거나, 진공펌프로 유입시는 펌프의 고장유발, 프로세스 챔버로 유해가스가 역류하여 웨이퍼를 오염시키는 문제점이 발생할 수 있다.

이 때문에 대부분의 반도체 제조장비는 프로세스 챔버와 진공펌프 사이에 배기가스를 응집시켜 분말 또는 고형물 상태로 포집하는 반응부산물 포집장치를 설치한다.

한편, 상기 프로세스 챔버, 포집장치 및 진공펌프가 설치되는 종래의 반도체 제조시설을 보면 크게 2층 구조의 반도체 제조시설과 3층 구조의 반도체 제조시설로 이루어진다.

먼저 2층구조의 반도체 제조시설 구조는 프로세스챔버와 매립형 포집장치가 수직배관으로 연결되어 클린룸 내에 설치된 메인공장과, 상기 프로세스챔버와 매립형 포집장치와 수직배관으로 연결되어 진공상태를 제공하는 진공펌프가 설치된 서브공장으로 이루어진 메인공장과 서브공장의 2층 구조로 이루어진다.

또한 3층 구조의 반도체 제조시설 구조는 프로세스챔버가 클린룸 내에 설치된 메인공장과, 상기 프로세스챔버와 수직배관으로 연결되어 대량의 반응부산물을 포집할 수 있는 대용량 포집장치가 설치된 중간 공장과, 상기 대용량 포집장치와 수직배관으로 연결되어 진공상태를 제공하는 진공펌프가 설치된 서브공장으로 이루어진 메인공장, 중간공장 및 서브공장의 3층 구조로 이루어진다.

상기와 같은 구조 중 3층 구조의 반도체 제조시설은 반도체 제조 공정의 변화에 따라 공정 가스의 사용량이 증가해도 중간 공장의 대용량 포집장치의 용량을 증대하거나 교체함으로써 용량증대에 대응할 수 있다는 구조적 장점이 있다.

하지만 2층 구조의 반도체 제조시설은 반도체 제조 공정의 변화에 따라 공정 가스의 사용량이 증가할 경우 물리적인 공간 구조가 협소하여 이를 매립형 포집장치가 수용하여 처리하기 어렵다는 구조적 문제점이 있다.

즉, 2층 구조의 반도체 제조시설은 매립형 포집장치 설치시 프로세스 챔버를 포함한 복잡한 반도체 제조시설을 한정된 공간의 클린룸에 최적화되게 설계된 대용량 포집장치의 설치공간을 제공하기 어렵기 때문에 반도체 제조 공정 변화로 투입되는 공정가스가 증가하게 되면 기존 공정에 최적화된 매립형 포집장치로서는 반응부산물 포집 처리용량이 금방 한계에 다다르게 된다.

이 경우 반도체 제조공정을 중단하고, 새로운 포집장치로 교체 하던가 세정 과정을 거쳐야 포집공정을 재개할 수 있기에 유지관리 주기가 짧아진다는 단점이 발생한다.

물론 메인 공장에 설치한 매립형 포집장치를 제거하고 서브공장에 대용량 포집장치를 설치할 수 있으나, 이 경우 수직 높이로 인해 진공펌프 상부에 수직배관으로 연결하여 설치할 수 없다는 구조적 문제점이 있다.

이 때문에 도 7과 같이 서브공장에 대용량 포집장치의 하부 배출관으로 배출된 배기가스는 배관을 상부로 꺽고 다시 하부로 꺽는 꺽임배관 구조를 통해 진공펌프의 상단으로 연결되는 꺽임배관 구조로 연결되어야 한다. 이와 같은 구조로 배관되는 이유는 포집장치는 하단으로 배출되는 구조를 가지고 진공펌프는 펌프구조상 상단을 통해 흡입되어 측면으로 배출되는 구조가 일반적인 배관구조여서 필연적으로 하부에서 상단으로 연결하기 위한 꺽임배관 구조로 연결되게 된다.

하지만 이와 같은 배관구조는 절곡지점 마다 유동되는 배기가스가 배관에 부딪치면서 유로가 변경되는 과정에서 와류가 발생하여 반응부산물이 생성될 수 있다는 문제점이 발생한다. 반응생성물이 생성되면 배기가스가 이동하는 배관이 막히면서 진공효율이 급격히 떨어지거나 반응부산물이 포집장치로 역류할 수 있기 때문에 반도체 제조설비에서는 바람직한 설치구조가 되지 못한다.

따라서 메인공장과 서브공장의 상하층 구조로 이루어진 반도체 제조시설을 신설하지 않고 반도체 제조 공정 변화로 투입되는 공정가스가 증가되는 상황에 대처할 수 있는 용량 증대된 포집장치와 수직하게 배관으로 연결된 진공펌프 구조를 가진 포집시스템의 필요성이 대두되고 있다.

한국 등록특허공보 등록번호 10-1806480(2017.12.01.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-0717837(2007.05.07.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-0862684(2008.10.02.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-1447629(2014.09.29.)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 프로세스챔버가 클린룸 내에 설치된 메인공장과 진공펌프가 설치된 서브공장으로 이루어진 기존 반도체 제조시설이 공정가스 사용량 증대시 협소한 서브공장의 공간구조로 인해 대용량 포집장치 설치가 어려운 서브공장의 수직공간 구조를 활용하여 기 설치된 진공펌프가 위치한 지점에서 수직방향 배관으로 연결되면서도 매립형 포집장치 보다 처리용량이 많고 교체 가능한 구조를 제공하여 반응부산물 포집 처리 용량 증대가 가능한 협소공간용 포집시스템을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 메인공장의 하층을 이루는 서브공장의 지반에 고정된 진공펌프;

프로세스 챔버에서 배출된 배기가스로부터 반응부산물을 포집하여 하부로 배출하는 포집장치;

지반에 고정된 진공펌프를 감싸게 이동시키는 이동수단과, 수평을 조정하도록 설치된 수평조정 수단과, 지반에 고정되는 고정수단을 포함하는 진공펌프 수납 고정부;

수납 고정부 상단에 설치되어 포집장치의 하중을 지지하되, 포집장치의 위치 조정과 교체시 사용되는 이송수단이 구비된 적재부;

적재부 상부에 설치되어 포집장치를 감싸 고정시키는 포집장치 지지부;

진공펌프와 포집장치 간을 수직 연결하면서 유격을 흡수하는 배관;

배관을 흐르는 배기가스의 유로를 제어하도록 설치된 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결배관 내 반응부산물 생성을 방지하고 교체가 용이한 구조를 가지는 협소공간용 반응부산물 포집시스템을 제공함으로써 달성된다.

바람직한 실시예로, 상기 포집장치는 용량이 증대된 포집장치로, 매립형 포집장치의 용량 보다 크고 대용량 포집장치의 용량 보다 적은 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 진공펌프 수납 고정부는 복수개의 수평프레임과 수직프레임들을 용접 또는 체결수단을 이용해 구조체를 형성하되, 진공펌프가 진입할 수 있게 일측면이 개방된 개방부를 가지는 8각 구조체인 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 이동수단은 자유 회전되는 캐스터 또는 볼 또는 롤러 중 어느 하나 이상의 회전체가 복수개로 구성되고,

상기 수평조정 수단은 프레임에 체결되는 볼트부와 지반에 접촉하는 지반지지부로 구성되어 지반지지부의 회전에 의해 볼트부가 승하강되게 구성되고,

상기 고정수단은 프레임에 볼트 체결되는 수직체결부와 지반에 체결되는 수평체결부로 구성하되, 수직체결부와 수평체결부에는 각각 하나 이상의 장공홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 적재부는 포집장치가 진입하는 일측에서 배관이 설치되는 중앙부위까지 개방된 개방부가 형성되고, 용량 증대된 포집장치의 적재 및 교체 그리고 포집장치의 위치 조절을 위한 이송수단이 구비된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 이송수단은 수납 고정부의 상단 양측에 설치되는 적재부에 각각 복수개가 구비되되, 캐스터 또는 볼 또는 롤러 중 어느 하나의 회전체로 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 포집장치 지지부는 복수개의 수평프레임과 수직프레임들을 용접 또는 체결수단을 이용해 구조체를 형성하되, 포집장치가 적재부로 진입할 수 있게 일측면이 개방된 개방부가 형성된 8각 구조체로 이루어지고,

상기 개방부에 위치한 양측 수직프레임 외부로 돌출된 수납부에 스톱퍼가 삽입되어 포집장치의 낙하를 방지하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 포집장치 지지부는 상단을 구성하는 3면의 수평프레임 내측에 충격 흡수 및 이격방지를 위한 지지패드가 각각 구비되어 접촉되는 포집장치의 외측면을 지지하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 반응부산물 포집시스템은 프로세스챔버가 클린룸 내에 설치된 메인공장과 진공펌프가 설치된 서브공장으로 이루어진 기존 반도체 제조시설의 협소한 서브공장 구조를 활용하여 기존에 바닥에 고정 설치된 진공펌프와 수직배관으로 연결되면서도 기존 매립형 포집장치 보다 상대적으로 처리용량이 큰 포집장치가 설치된 구성을 구비함으로써 더 많은 반도체 제조를 위해 공정가스 사용 증대로 인해 종래 메인공장의 클린룸 내에 프로세스챔버와 수직배관으로 연결된 매립형 포집장치를 통한 반응부산물 포집 처리용량 부족과 클린룸 내에 설치되어 수리 또는 교체와 같은 유지관리의 어려움을 해결하였다는 효과를 가진다.

또한 본 발명은 협소한 서브공장 구조에 진공펌프와 수직배관으로 연결된 반응부산물 포집 처리용량이 증대된 교체가능한 포집장치를 구비함으로써 기존 서브공장의 협소한 공간에 대용량 포집시스템을 설치시 진공펌프와 포집장치 간을 연결하기 위해 필연적으로 수반되는 꺽임배관 구조로 인해 배기가스가 배관을 흐르면서 와류발생으로 생성되는 반응부산물 문제가 해결되어 새로운 반도체 제조 공장을 건설하지 않고도 기존 메인공장과 서브공장이 상하층으로 구성된 공장 구조를 활용하여 반응부산물 포집 처리 용량 증대가 가능하다는 효과를 가진다.

이와 같이 본 발명은 다양한 효과를 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 협소공간용 반응부산물 포집시스템의 구성을 보인 예시도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 협소공간용 반응부산물 포집시스템의 분해 구성을 보인 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 협소공간용 반응부산물 포집시스템 중 포집장치와 진공펌프 및 배관이 제외된 구성을 보인 예시도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 협소공간용 반응부산물 포집시스템에 포집장치를 적재하는 과정을 보인 예시도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 협소공간용 반응부산물 포집시스템에 포집장치를 교체하는 과정을 보인 예시도이고,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 협소공간용 반응부산물 포집시스템이 설치된 반도체 제조공장 구조를 보인 예시도이고,
도 7은 종래 협소공간에 대용량 반응부산물 포집시스템이 설치된 반도체 제조공장 구조를 보인 예시도이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 협소공간용 반응부산물 포집시스템의 구성을 보인 예시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 협소공간용 반응부산물 포집시스템의 분해 구성을 보인 예시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 협소공간용 반응부산물 포집시스템 중 포집장치와 진공펌프 및 배관이 제외된 구성을 보인 예시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 협소공간용 반응부산물 포집시스템은 진공펌프(1), 포집장치(2), 진공펌프 수납 고정부(3), 적재부(4), 포집장치 지지부(5), 배관(6)으로 구성된다.

상기와 같은 구성을 가지는 협소공간용 반응부산물 포집시스템은 상부의 메인공장(Main Fabrication, Main Fab.)과 하부의 서브공장(Sub Fabrication, Sub Fab.)으로 구성되어 한정된 공간 구조를 가지는 협소한 서브공장에 설치되는 포집시스템으로 반도체 제조용 공정가스 사용이 증대될 경우에 기본 서브공장에 설치된 진공펌프가 설치된 지점에서 그 상단에 용량이 증대된 포집장치를 설치하여 반응부산물 포집 처리 용량 증대를 제공할 수 있는 시스템이다.

진공펌프(1)는 프로세스챔버와 포집장치에 진공 상태를 제공함과 동시에 포집장치에서 배출된 배기가스를 스크러버로 배출시키는 장치이다.

이러한 진공펌프는 모터 또는 엔진에 의해 펜이 회전 작동하면서 배관내 공기를 일측 배출구로 배출함으로써 타측 유입구쪽으로 형성되는 흡입력에 의해 프로세스챔버와 포집장치의 내부 공간에 진공 상태를 제공하게 된다. 이때 유입되는 배기가스는 배출구 및 배관을 통해 스크러버 쪽으로 토출하게 된다.

이를 위해 진공펌프는 상부로 유입구(11)가 형성되어 포집장치의 하부 배출구와 수직배관으로 연결되고, 측방향으로 배출구(12)가 형성되어 배관을 통해 스크러버와 연결되도록 배관을 구성하는 것이 일반적이다.

다만, 본 발명에서 진공펌프의 작동을 위한 엔진이나 모터 구성과 전원장치 및 배관 구조 등은 본 발명의 핵심사항이 아니므로 필요시 반도체 제조공정에 사용되는 공지의 진공펌프를 참고하면 충분하므로 구체적인 설명은 생략한다.

상기 진공펌프는 메인공장의 클린룸 내에 설치되는 반도체 제조용 프로세스챔버 등의 세팅이 끝나고 배기가스 배출용 수직배관이 서브공간으로 내려오게 되면 해당 위치에 진공펌프가 설치되고 지반에 고정된다. 다만, 한 실시예에 따른 도면에서는 편의상 지반에 고정시키는 체결구조가 보이지 않지만 본 발명에서 진공펌프는 지반된 고정된 상태를 기준으로 설명된다.

상기 진공펌프는 한정된 작업 공간을 가지는 서브 공장의 실내 높이 중 상당한 부분을 차지하게 된다. 설치 시, 대략 1m 정도의 설치 공간을 갖게 되며 고소작업높이 기준 2m 이하를 준수해야 하기 때문에 진공펌프 상부쪽으로 추가 설비가 위치할 물리적 공간이 적어지게 된다.

포집장치(2)는 프로세스 챔버에서 배출된 배기가스로부터 반응부산물을 포집하여 하부로 배출하는 용량증대된 포집장치이다.

이러한 포집장치의 구성은 공지의 포집장치와 같은 일반적인 내부 구조를 가지면 충분하다. 예를 들면 프로세스 챔버와 진공펌프 사이의 배기라인 상에 설치되고, 프로세서 챔버에서 배출되는 배기가스 내의 반응부산물을 포집하기 위해 상단의 유입구(21)로 유입된 배기가스를 수용 후 하부의 배출구(22)로 배출하는 하우징과; 하우징 내부로 유입된 배기가스가 초입부에서 응집되는 것을 방지하면서 하우징 내 포집온도 조건을 제공하는 히터와; 하우징 내부에 설치되어 유입된 배기가스 중에서 입자상 반응부산물을 포집하는 내부포집타워가 구비되면 충분하다.

하지만 본 발명의 포집장치는 상부의 메인공장과 하부의 서브공장으로 구성되어 한정된 공간 구조를 가지는 협소한 서브공장에 설치되어 공정가스 사용 증대로 인한 반응부산물 포집 처리용량 부족 문제를 해결하기 위한 포집시스템에 적용되기 위해 배기가스 중 반응부산물 포집 처리용량 증대를 제공하면서도 협소한 공간구조 내에서 설치가 가능한 수직높이를 가진 포집장치를 사용하는 것이 중요하다.

즉, 종래 메인공장의 클린룸 내 설치되는 매립형 포집장치는 공정가스 사용 증대로 인한 반응부산물 포집 처리용량 부족 문제를 해결하기 위해서는 자주 교체해야 하기 때문에 반도체 제조공정을 자주 중단해야 하기 때문에 원활한 반도체 제조공정을 수행하기 어렵고, 통상 중간공장에 설치되는 대용량 포집장치는 물리적 크기로 인해 서브공장에 적용되기 어렵기 때문이다.

따라서 본 발명처럼 매립형 포집장치 보다 용량이 증대된 포집장치를 사용하면 상대적으로 충분한 용량을 제공하여 원활한 반도체 제조공정을 수행하면서도 서브공장의 물리적 공간의 한계를 해결할 수 있는 수직높이 크기를 가지기 때문이다.

구체적으로 본 발명에 따른 용량이 증대된 포집장치는 매립형 포집장치의 용량 보다 크고 대용량 포집장치의 용량 보다 적은 것이 바람직하다. 이와 같은 용량을 한정한 이유는 한정된 공간을 가지는 작업 공간 높이가 보통 2m 내외 정도여서 프로세스 챔버와 포집장치에 정상적인 진공 상태를 제공하는 일반적인 진공펌프를 수직배관으로 설치할 경우 최적의 용량이기 때문이다.

이와 같은 용량일 경우 수직 높이의 한계가 1m 보다 작은 것을 사용하면서도 종래 매립형보다는 훨씬 대용량을 적용할 수 있다.

여기서 1m 보다 작은 것을 사용하는 것이 필요한 이유는 서브공장 구조상 진공펌프가 차지하는 공간 구조가 대략적으로 1 m 정도 보다 작지만 수직배관 및 포집장치의 적재 및 교체를 위한 각종 필요 구조 등을 제외하면 실제 가용 공간의 수직 크기가 1m 보다 작기 때문이다.

다만, 상기 부피를 구성하는 특정 수치가 의해 본 발명이 한정하는 것은 아니고 상기와 같은 용량을 제공하면서 진공펌프의 여유공간에 설치될 수 잇는 1m 보다 작은 수직높이를 가지면서 종래 매립형 포집장치보다 증대된 용량의 포집장치를 제공하기만 하면 충분하다.

참고로 약 1m(높이) 정도의 대용량 포집장치는 진공팜프와의 수직배관과 적재 및 교체를 위한 여유 공간 그리고 고소 작업으로 인한 작업자의 안전을 감안시 수직 설치가 불가능하다.

진공펌프 수납 고정부(3)는 진공펌프가 위치한 공간으로 이동시킨 후 개방부 방향에서 진입하여 수납시킴으로써 진공펌프 외부를 3방향에서 감싼 구조를 제공하고 진공펌프가 내측에 위치한 상태에서 지반에 고정됨으로써 안정적으로 진공펌프를 보호하면서 상부에 설치되는 구성들이 흔들리지 않도록 지지하는 구성이다.

이를 위해 진공펌프 수납 고정부(3)는 복수개의 수평프레임(3a)과 수직프레임(3b)들을 용접 또는 체결수단을 이용해 구조체를 형성하되, 진공펌프가 진입할 수 있게 일측면이 개방된 개방부(3c)를 가지는 8각 구조체로 이루어진다.

이와 같이 구성된 진공펌프 수납 고정부(3)는 반도체 제조공정에서 발생되는 진동이나 배관을 통한 진공 또는 배기가스의 유동발생시 안정적으로 지지력을 제공하게 된다.

이를 위해 진공펌프 수납 고정부(3)를 구성하는 하단의 수평프레임 하부에는 이동수단(31)과 수평조정 수단(32) 및 고정수단(33)이 설치되어 구비된다.

상기 이동수단(31)은 자유 회전되는 캐스터 또는 볼 또는 롤러 등의 회전체로 구성되는데 바람직하게는 길이방향으로 설치된 하부의 양측단 수평 프레임 마다 각 2개씩 설치하여 이동시의 하중을 안정적으로 지지하면서 주행이 가능하도록 구성한다.

또한 상기 수평조정 수단(32)은 이동수단(31)을 이용해 진공펌프가 내측에 위치하여 수납되도록 이동하는 과정이 종료되면 해당 지점에서 더 이상 움직이지 않도록 지반에 밀착된 채로 수직 높낮이를 조절하여 수평을 조절하는 구성한다.

이와 같은 수평조정 수단(32)을 통해 지반이 균일하지 않을 경우에도 진공펌프 수납 고정부(3)가 수평한 상태를 유지하면서 움직이지 않고 고정된 상태를 제공하게 된다.

수평조정 수단(32)은 하부의 수평프레임 또는 수직프레임에 설치하면 되는데 바람직하게는 4개의 수직프레임 각각 하부에 설치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 설치하면 수평 조절시 무게중심이 안정적이고 볼트부를 승하강시 볼트 상단이 노출되지 않으면서도 수직 하중을 지지하는데 유리하게 된다.

수평조정 수단(32)은 프레임에 체결되는 볼트부(32a)와 지반에 접촉되는 지반지지부(32b)로 구성되는데 지반지지부(32b)를 일측방향으로 회전시키면 볼트부(32a)가 수직프레임으로부터 돌출되거나 수납되어 반지지부(32b)가 승하강하게 된다.

따라서 지반지지부(32b)를 회전시켜 지반에 접촉된 후 계속 회전시키면 이동수단(31)이 지반으로부터 이격되면서 진공펌프 수납 고정부(3)의 위치가 고정되고, 수평이 맞지 않을 경우 4개의 수평조절 수단 중 어느 하나 이상의 회전방향을 조절하여 돌출 또는 수납시킴으로써 수평을 조절하게 된다.

또한 상기 고정수단(33)은 이동수단(31)처럼 하부의 양측단 수평 프레임 마다 각 2개씩 설치하여 수평조정 수단(32)에 의한 수평 조정이 끝나면 진공펌프 수납 고정부(3)를 지반에 고정시키는 수단이다.

고정수단(33)은 일종의 절곡된 브라켓 구조로 이루어져 일측면인 수직체결부(331)는 하부프레임에 볼트 체결되어 고정되고 타측면인 수평체결부(332)는 지반에 앙카 볼트 같은 체결수단으로 체결되어 고정되는 구성이다. 이때 수직체결부와 수평체결부에는 각각 하나 이상의 장공홀(331a, 332a)이 형성된다.

이에 따라 수직체결부는 수평조정 수단(32)의 높이 조절에 의해 수평프레임의 높이가 약간 변동되더라도 장공홀의 범위내에서 충분히 체결높이 조절이 가능하다.

마찬가지로 수평체결부 역시 지반에 앙카볼트 등의 체결수단을 체결시 일정간격의 체결부위 조절이 가능하게 된다.

적재부(4)는 수납 고정부 상단에서 내측으로 돌출되게 설치되어 포집장치의 하중을 지지하여 하부에 위치하는 진공펌프와 배관이 수직하게 연결되도록 하는 수단이다.

이때 적재부는 하부에 위치한 진공펌프와 포집장치간의 배관 연결을 위해 적어도 포집장치가 진입하는 일측에서 배관이 설치되는 중앙부위까지 개방된 개방부(4a)가 형성된 상태로 설치되고, 적재부의 하중을 안정적으로 지지하기 위해 수납 고정부의 상부를 구성하는 수평프레임(3a)과 수직프레임(3b)에 설치된 복수개의 지지부재(4b)가 내측으로 돌출되어 하부면을 지지함으로써 적재부가 외팔보 형태로 안정적인 구조를 가지게 된다.

또한 적재부(4)는 용량 증대된 포집장치의 적재 및 교체과정에서 원활한 이동을 가능하게 하고 적재 상태에서 하부에 위치하는 진공펌프 간의 위치를 용이하게 조절하기 위해 이송수단(41)이 구비된다.

이러한 이송수단(41)을 구비한 적재부(4)는 용량이 증대되어 무거운 포집장치가 리프트나 지게차를 이용해 진공펌프의 상단에 위치한 적재부까지 상승되면 작업자가 이송수단(41)을 이용해 포집장치를 수평이동시켜 포집장치의 하부로 돌출된 배출구와 진공펌프 상부로 돌출된 유입구 간을 위치정렬시킴으로써 수직배관이 연결되게 조정하게 된다. 이처럼 적재부의 이송수단이 구비됨으로써 포집장치의 하중을 지지하면서 위치까지 조절할 수 있게 된다.

상기 이송수단(41)은 수납 고정부(3)의 상단 양측에 설치되는 적재부(4)에 각각 복수개가 구비되는데 바람직하게는 캐스터 또는 롤러 또는 볼 등의 수단으로 구성하여 이동시의 마찰력을 줄이면서도 포집장치의 하중을 충분히 견딜수 있게 구성된다. 바람직하게는 이송수단은 일측당 6개씩 총 12개가 설치될 수 있고, 개당 400kg의 하중을 견딜 수 있는 것을 사용하며, 각 이송수단은 고장등으로 수리가 필요할 경우 교체 가능하도록 개별적으로 적재부(4)를 구성하는 플레이트에 체결되어 구성될 수 있다.

포집장치 지지부(5)는 적재부 상부에 적대된 상태에서 낙하 등으로 인한 파손이나 안전사고 등을 방지하기 위해 포집장치의 둘레를 감싸 지지하는 구성이다.

이를 위해 포집장치 지지부(5)는 복수개의 수평프레임(5a)과 수직프레임(5b)들을 용접 또는 체결수단을 이용해 구조체를 형성하되, 포집장치가 적재부로 진입할 수 있게 일측면이 개방된 개방부(5c)가 형성된 8각 구조체로 이루어진다.

다만, 포집장치 지지부는 포집장치가 내측으로 이동하여 위치가 정렬될 경우 개방된 일측 개방부(5c)를 통해 낙하하지 않도록 개방부 양측면에 위치한 각 수직프레임(5b)의 일지점에 돌출된 수납부(51a)를 구비하여 스톱퍼(51)가 수납시 포집장치의 낙하를 방지하도록 구성된다. 이때 스톱퍼는 체결수단에 의해 수납부에 고정되어 이탈되지 않도록 구성할 수 있다.

또한 포집장치 지지부(5)의 상단을 구성하는 3면의 수평프레임(5a) 내측에는 충격 흡수 및 이격방지를 위한 지지패드(52)가 각각 구비되어 접촉되는 포집장치의 외측면을 지지하도록 구성한다.

상기 지지패드(52)의 재질은 탄성을 가진 실리콘 패드로 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 재질로 구성하면 포집장치가 설치되면서 접촉을 통해 수축되면서 탄성력을 발휘하여 포집장치를 안정적으로 지지할 수 있어서 운전 중 발생하는 각종 충격을 흡수하거나 포집장치가 이격되는 것을 방지할 수 있게 된다.

배관(6)은 진공펌프와 포집장치 간을 수직 연결하는 배관으로 통관이 아닌 주름관 형태로 구성함으로써 상하에 위치하는 진공펌프의 상부로 돌출된 유입구와 포집장치의 하부로 돌출된 배출구 간의 위치가 어느 정도 유격이 발생할 경우라도 이를 흡수하면서 용이하게 위치를 조절하여 수직연통되게 연결할 수 있다.

이때 배관을 흐르는 배기가스의 유로를 제어하도록 배관하부에 밸브(61)가 형성된다. 한 실시예로 밸브는 진공펌프 상단쪽과 배관의 하부에 설치되어 배기가스의 유로를 개폐 제어하게 된다.

밸브의 상단 구조는 배관과 연통되는 관이 돌출되어 형성되어 있고 하단 구조는 진공펌프의 상단 유입구와 연통되는 관이 돌출되어 형성된다.

이와 같이 상하단이 포집장치 및 진공펌프와 연통된 밸브는 원격 신호에 의해 내부에서 엑츄에이터 등에 의해 유로를 개폐시키는 구조가 형성된 자동밸브 또는 노브(핸들)을 돌려 내부에서 유로를 기계식으로 개폐시키는 구조가 형성된 수동밸브로 구성되어 배관을 이동하는 배기가스의 유로를 개폐할 수 있다. 참고로 이와 같이 배기가스의 흐름이 생기는 이유는 진공펌프의 유입관을 통해 진공상태가 형성되도록 프로세스챔버와 포집장치 내부의 공기를 흡입하기 때문이다.

상기한 밸브 종류 및 구조는 공지의 밸브 중에서 선택하여 사용하면 되므로 구체적인 내구 구조 설명은 생략한다.

상기 설명된 진공펌프 수납 고정부(3), 적재부(4), 포집장치 지지부(5)는 처음부터 일체로 구성되거나 현장에서 용접이나 볼트나 피스 또는 공지의 체결수단에 의해 조립하여 일체화되어 서로 분리되지 않도록 구성된 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 협소공간용 반응부산물 포집시스템에 포집장치를 적재하는 과정을 보인 예시도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 협소공간용 반응부산물 포집시스템에 포집장치를 교체하는 과정을 보인 예시도이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 협소공간용 반응부산물 포집시스템이 설치된 반도체 제조공장 구조를 보인 예시도이다.

도면을 참조하여 본 발명에 따른 협소공간용 포집시스템의 설치 및 교체 과정과 이러한 포집시스템이 설치된 반도체 제조 공장을 설명한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 수납 고정부(3), 적재부(4), 포집장치 지지부(5)가 처음부터 일체화된 구조를 가진 것을 가지고 설명한다. 또한 도면에 도시되지 않은 부호는 도 1 내지 3을 참조한다.

이동수단(31)이 구비된 수납 고정부(3)를 높이가 한정된 수직 높이 공간(예 2m 정도 내외)을 가지는 서브공장(b)에 설치되어 고정된 진공펌프(1)로 이동시켜 둘레를 감싸게 한 후 수평조정 수단(32)을 이용해 지면 상태에 따라 높낮이를 조절하여 수평을 맞춘 후 앙카 볼트 등의 체결수단을 이용해 지면에 고정시킨다.

이후 포집장치를 리프트(f)나 지게차를 이용해 진공펌프의 상단에 위치한 적재부(4)의 이송수단(41)에 올려 놓는다. 이때 일측면이 개방된 포집장치 지지부(5)의 내측에 형성된 지지패드(52)에 의해 탄성적으로 지지되면서 이동수단을 통해 수평이동되어 포집장치의 하부로 돌출된 배출구와 진공펌프 상부로 돌출된 유입구 간을 위치정렬시킨다.

이후 위치정렬된 상태에서 용량 증대된 포집장치의 낙하를 방지하기 위해 포집장치 지지부(5)의 개방된 측면을 스톱퍼(51)로 막는다. 이와 같은 단계가 수행된 상태에서 진공펌프와 포집장치를 포함한 높이는 2m 보다 작아 설치시에 어려움이 없게 되어 서브공장을 통한 반응부산물 처리를 위한 용량증대가 이루어지게 된다.

이후 진공펌프의 상단에 설치되어 유격을 흡수하는 배관(6)을 이용해 포집장치의 하부로 돌출된 배출구 간을 연결한다.

이후 포집장치의 상단 유입구와 메인공장(a)의 클린룸(c) 내부에 설치된 프로세스 챔버(d)에서 배기가스를 배출하는 수직배관도 연결한다. 이 과정은 경우에 따라 상기 배관을 연결하기 전에 먼저 수행할 수도 있다.

이와 같은 과정이 종료되면 메인공장의 프로세스챔버와 포집장치 및 진공펌프는 수직배관을 통해 연결된 상태를 가지게 되고, 진공펌프는 측방향으로 스크러버와 수평배관으로 연결된 상태를 가지게 된다.

이후 배관(6)의 하부와 진공펌프의 상단 간에 설치된 밸브(61)를 연다.

이후 진공펌프를 작동시켜 포집장치와 프로세스챔버 내부를 진공상태로 만들게 되면 프로세스챔버로 공정가스를 공급하여 웨이퍼 상에 반도체를 제조하고, 이 과정에서 배출되는 배기가스 중에 포함된 반응부산물을 포집장치에서 포집 후 나머지 배기가스를 하부에 위치한 진공펌프를 통해 스크러버(e)로 배출시킨다.

이처럼 본원발명은 용량이 증대된 포집장치를 가짐에도 종래의 대용량 포집장치를 진공펌프와 연결하기 위한 꺽임배관 구조가 없게되어 운전 중 포집장치에서 진공펌프로 배출되는 배기가스가 꺽임배관의 절곡부위에서 와류가 발생하지 않아 반응부산물을 배과내에 발생시키지 않게 된다

이후 용량 증대된 상태의 포집장치가 종래 매립된 포집장치 보다 오랜시간 동안 포집운전을 한 후 처리용량이 한계에 이르게 되면 프로세스챔버의 운전을 중지하거나 아이들링 상태로 전환시킨 후, 배관(6)의 밸브(61)를 닫고, 리프트(f)나 지게차를 이용해 스톱퍼가 제거된 포집장치를 적재부에서 수평이동시켜 적재 후 내린 후 새로운 용량증대된 포집장치를 교체하면 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

(1) : 진공펌프 (2) : 포집장치
(3) : 진공펌프 수납 고정부 (3a) : 수평프레임
(3b) : 수직프레임 (3c) : 개방부
(4) : 적재부 (4a) : 개방부
(4b) : 지지부재 (5) : 포집장치 지지부
(5a) : 수평프레임 (5b) : 수직프레임
(5c) ; 개방부 (6) : 배관
(11) : 유입구 (12) : 배출구
(21) : 유입구 (22) : 배출구
(31) : 이동수단 (32) : 수평조정 수단
(32a) : 볼트부 (32b) : 지반지지부
(33) : 고정수단 (41) : 이송수단
(51) : 스톱퍼 (51a) : 수납부
(52) : 지지패드 (61) : 밸브
(331) : 수직체결부 (332) : 수평체결부
(331a, 332a) : 장공홀 (a) : 메인공장
(b) : 서브공장 (c) : 클린룸
(d) : 프로세스챔버 (e) : 스크러버
(f) : 리프트

Claims (8)

1. 프로세스챔버가 클린룸 내에 설치된 메인공장의 하층을 이루는 서브공장의 지반에 고정된 진공펌프(1);
   프로세스 챔버에서 배출된 배기가스로부터 반응부산물을 포집하여 하부로 배출하도록 적재부(4)에 적재되어 상기 진공펌프(1) 상부에 위치하는 포집장치(2);
   복수개의 수평프레임(3a)과 수직프레임(3b)들을 용접 또는 체결수단을 이용해 구조체를 형성하되, 진공펌프가 진입할 수 있게 일측면이 개방된 개방부(3c)를 가지는 8각 구조체로 이루어지고, 하단에 위치한 수평프레임(3a)의 하부에는 자유 회전되는 캐스터 또는 볼 또는 롤러 중 어느 하나 이상의 회전체가 복수개로 구성된 이동수단(31)과 수평을 조정하도록 설치된 수평조정 수단(32)과 지반에 고정되는 고정수단(33)이 구비되어, 상기 진공펌프가 위치한 곳으로 이동한 후 내측에 수납시켜 진공펌프 외부를 감싼 구조를 제공하는 진공펌프 수납 고정부(3);
   상기 진공펌프 수납 고정부(3)의 상단 양측에 설치되어 포집장치의 하중을 지지하되, 상기 포집장치가 진입하는 일측에서 배관이 설치되는 중앙부위까지 개방된 개방부(4a)가 형성되고, 상기 포집장치의 적재 및 교체 그리고 위치 조절을 위한 캐스터 또는 롤러 또는 볼 중 어느 하나의 회전체가 복수개로 구성된 이송수단(41)이 구비된 적재부(4);
   복수개의 수평프레임(5a)과 수직프레임(5b)들을 용접 또는 체결수단을 이용해 구조체를 형성하되, 포집장치가 적재부로 진입할 수 있게 일측면이 개방된 개방부(5c)가 형성된 8각 구조체로 이루어지고, 상기 개방부(5c)에 위치한 양측 수직프레임(5b) 외부로 돌출된 수납부(51a)에 스톱퍼(51)가 삽입되어 포집장치의 낙하를 방지하도록 구성되며, 상단을 구성하는 3면의 수평프레임(5a) 내측에 충격 흡수 및 이격방지를 위한 지지패드(52)가 각각 구비되어 접촉되는 포집장치의 외측면을 지지하면서 감싸 고정시키도록 구성된 포집장치 지지부(5);
   상기 진공펌프와 포집장치 간을 수직 연결하면서 유격을 흡수하는 배관(6);
   상기 배관(6)을 흐르는 배기가스의 유로를 제어하도록 설치된 밸브(61);를 포함하되,
   상기 포집장치는 용량이 증대된 포집장치로, 매립형 포집장치의 용량 보다 크고 대용량 포집장치의 용량 보다 적은 것을 특징으로 하는 연결배관 내 반응부산물 생성을 방지하고 교체가 용이한 구조를 가지는 협소공간용 반응부산물 포집시스템.
   
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4. 청구항 1에 있어서,
   상기 수평조정 수단(32)은 프레임에 체결되는 볼트부(32a)와 지반에 접촉하는 지반지지부(32b)로 구성되어 지반지지부(32b)의 회전에 의해 볼트부(32a)가 승하강되게 구성되고,
   상기 고정수단(33)은 프레임에 볼트 체결되는 수직체결부(331)와 지반에 체결되는 수평체결부(332)로 구성하되, 수직체결부와 수평체결부에는 각각 하나 이상의 장공홀(331a, 332a)이 형성된 것을 특징으로 하는 연결배관 내 반응부산물 생성을 방지하고 교체가 용이한 구조를 가지는 협소공간용 반응부산물 포집시스템.
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