KR19990025149A - 진공 배출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼의 백 그라인딩 가공시 발생되는 웨이퍼분진을 제거함과 동시에 가공시의 열을 냉각시키는데 사용되었던 냉각수를 외부로 배출하는 진공 배출장치를 제공한다.

이 진공 배출장치는, 유입구(12)와 배기구(14)를 구비하고 내부에 상기 유입구와 배기구를 연결하는 배기통로(16)를 구비한 캐비넷(10)과, 상기 캐비넷 내의 배기통로상에 설치되어 분진과 수분이 섞인 공기를 백 그라인딩장치로부터 강제흡인하여 유입구를 통해 캐비넷 내부로 유입시키기 위한 팬(20)과, 상기 배기통로내에 설치되어 그 내부를 흐르는 공기에 물을 분사하는 복수개의 분사노즐(28)과, 상기 복수개의 분사노즐에 물을 공급하기 위한 물공급수단과, 상기 분사노즐을 통과한 공기가 배기구를 통해 배기되기 전에 공기에 섞인 수분을 제거하는 수분필터(44)와, 상기 분사노즐의 하부에 설치되어 분사노즐로부터 분출되는 물이 흘러내리도록하고 공기중에 섞인 이물질을 흡착하는 이물질필터(42)로 구성된다.

Description

진공 배출장치

본 발명은 진공 배출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼의 배면을 그라인딩 가공할 때 발생되는 웨이퍼분진을 제거함과 동시에 가공시의 열을 냉각시키는데 사용되었던 냉각수를 외부로 배출하는 진공 배출장치에 관한 것이다.

일반적으로 웨이퍼는 반도체장치의 제조시 사진, 식각, 박막형성 등의 공정에서 기판으로 사용되는 것으로, 반도체장치의 제조에 적합하도록 그 두께를 정밀가공하게 된다. 웨이퍼의 두께 가공은 통상 웨이퍼 백 그라인딩 장치에 의해 이루어지고, 패턴을 형성하지 않는 웨이퍼의 배면을 가공하게 된다.

백 그라인딩 장치에 의한 웨이퍼 가공시에는 열과 웨이퍼 분진을 발생하게 되므로 냉각수를 공급하여 냉각시킴과 동시에 가공시 발생된 웨이퍼분진을 제거하게 된다. 웨이퍼 분진과 수분은 백 그라인딩 장치와 연결된 진공 배출장치에 의해 외부로 배출되도록 되어 있다.

즉, 진공 배출장치는 백 그라인딩 장치와 연결되는 유입구와, 메인 배기덕트에 연결되는 배기구를 갖는 캐비넷을 구비하고 있으며, 캐비넷의 내부에는 상기 유입구와 배기구를 연결하는 배기통로와, 배기통로내에서 낙하하는 수분과 웨이퍼 분진을 수집하는 용기가 구비되어 있다.

따라서 팬이 회전하게 되면 백 그라인딩 장치에서 발생한 수분 및 분진이 강제흡인되어 유입구를 통해 캐비넷 내부로 유입되는 것이며, 유입된 수분 및 분진은 하부로 낙하하여 오버플로우관을 통해 외부로 배출되고, 캐비넷 내의 배기통로에 있던 공기는 팬의 회전에 따라 배기구로 유도되어 이 배기구와 연결된 메인 배기덕트로 배기된다.

이때 메인 배기덕트로 배기되는 공기에는 수분 및 웨이퍼분진이 섞여 있게 되므로 공기에 섞인 수분은 메인 배기덕트의 내부를 부식시켜 손상시킴으로써 리크(Leak) 등의 문제를 유발하게 되고, 공기에 섞인 웨이퍼분진은 메인 배기덕트내에 침적되어 공기의 흐름을 방해할 뿐만아니라 메인 배기덕트내에 설치된 필터를 막아 기능을 저하시킴은 물론 수명을 단축시키는 문제를 발생시킨다.

그래서 종래에는 진공 배출유니트의 캐비넷 내의 배기통로상에 수분필터를 설치하여 배기통로내의 공기를 메인 배기덕트로 배기시키기 전에 공기에 섞인 수분 및 웨이퍼분진을 제거하고 있다.

그러나 수분 및 웨이퍼분진이 섞인 공기가 필터를 통과하는 과정에서 웨이퍼분진이 필터에 흡착되어 필터를 막게 됨으로써 필터의 성능을 저하시키게 되었고, 이로인해 필터의 수명이 단축되어 자주 교체해야하는 작업상의 번거로움과 경제적인 부담을 초래하였으며, 이러한 필터만으로는 공기에 섞인 웨이퍼분진을 완전히 제거할 수 없기 때문에 웨이퍼분진이 메인 배기덕트에 유입되어 메인 배기덕트에 손상을 유발하는 문제점은 여전히 남아 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 웨이퍼 백 그라인딩장치로부터 배출되는 공기에 섞인 수분 및 웨이퍼분진을 효과적으로 제거할 수 있는 진공 배출장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 웨이퍼 백 그라인딩장치로부터의 공기가 배기통로상에 설치된 수분필터에 도달하기 전에 공기에 섞인 웨이퍼분진을 제거함으로써 웨이퍼분진에 의한 수분필터의 막힘이나 웨이퍼 분진의 외부방출을 방지할 수 있는 진공 배출장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 진공 배출장치를 나타낸 단면구조도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 진공 배출장치의 디미스터 필터를 나타낸 분리사시도이다.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

10: 캐비넷 12: 유입구

14: 배기구 16: 배기통로

18: 집수용기 20: 팬

22: 오버플로우관 24: 배수관

26,36,40: 밸브 28: 분사노즐

30: 물공급관 32: 펌프

34: 복귀관 38: 유입관

42: 흡착필터 44: 디미스터필터

46,48: 다공판 50: 진공펌프

상기의 목적은 유입구와 배기구를 구비하고 내부에 상기 유입구와 배기구를 연결하는 배기통로를 구비한 캐비넷과, 상기 캐비넷 내의 배기통로상에 설치되어 이물질과 수분이 섞인 공기를 강제흡인하여 유입구를 통해 캐비넷 내부로 유입시키기 위한 팬과, 상기 배기통로내에 설치되어 그 내부를 흐르는 공기에 물을 분사하는 복수개의 분사노즐과, 상기 복수개의 분사노즐에 물을 공급하기 위한 물공급수단과, 상기 분사노즐에 의해 이물질이 제거된 공기가 배기구를 통해 배기되기 전에 공기에 섞인 수분을 제거하는 수분필터를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 진공 배출장치에 의해 달성될 수 있다.

상기 물공급수단은, 상기 캐비넷 내의 집수용기와 분사노즐을 연결하는 물공급관과, 상기 물공급관에 설치되어 집수용기내의 물을 강제펌핑하여 분사노즐로 공급하는 펌프와, 상기 분사노즐과 펌프사이에서 물공급관으로부터 분기되어 집수용기와 연결된 복귀관과, 상기 복귀관에 설치되어 복귀관의 유로단면적을 조절하는 수압조절 밸브로 구성하는 것이 바람직하다. 또한 상기 필터는, 디미스터 필터(Demister Filter)로 이루어지고, 이 디미스터 필터의 상면과 하면에 다공판을 설치하여 구성하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 진공 배출장치를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것으로, 진공 배출장치는 예를 들면 웨이퍼의 두께가공을 위한 웨이퍼 백 그라인딩 장치(도시하지 않음)에 연결되는 유입구(12)와, 예를 들면 메인 배기덕트(도시하지 않음)에 연결되는 배기구(14)가 형성된 캐비넷(10)을 구비한다. 캐비넷(10)은 내부공간이 종방향으로 분리되어 한 쪽의 공간은 비교적 낮은 위치의 유입구(12)와 비교적 높은 위치의 배기구(14)를 연결하는 기밀이 유지된 배기통로(16)로 사용되고, 다른 한 쪽의 내부공간은 주변부품들의 설치공간으로 사용된다.

유입구(12)보다 낮은 위치의 배기통로(16) 하부에는 유입구(12)로 유입된 물, 예를 들면 웨이퍼 백 그라인딩 장치에서 웨이퍼 가공시 냉각작용 및 웨이퍼분진을 제거하기 위해 공급되어진 웨이퍼분진이 섞인 냉각수를 수집하여 일시 저장하는 집수용기(18)가 구비되고, 배기구(14)에 근접된 배기통로(16) 상부에는 유입구(12)를 통해 수분 및 웨이퍼 분진이 섞인 공기를 강제흡인하기 위한 팬(20)이 설치되어 있다. 따라서 팬(20)의 회전으로 강제 흡인되어 유입구(12)를 통해 캐비넷(10) 내부로 유입된 수분과 분진은 집수용기(18)에 일시 저장되고, 배기통로(16)내의 공기는 배기구(14)를 통해 배출된다.

상기 집수용기(18)에는 오버플로우관(22)이 설치되어 집수용기(18)내에 일정높이의 물이 채워지게 되면 더 이상 수위가 높아지지않고 오버플로우관(22)을 통해 외부로 배출되도록 되어 있다. 또한 집수용기(18)의 바닥에는 집수용기(18)내의 물을 완전히 배출시킬 수 있도록 하는 배수관(24)의 상단이 연결되고, 배수관(24)의 하단은 오버플로우관(22)의 하부와 연결되어 있으며, 배수관(24)에는 이용하여 집수용기(18)내의 물을 선택적으로 배출할 수 있도록 밸브(26)가 설치되어 있다.

한편, 배기통로(16)의 상부에는 공기가 배기구(14)를 통해 배기되기 전에 공기에 섞인 이물질, 예를 들면 웨이퍼분진을 제거하도록 물을 분출하는 복수개의 분사노즐(28)이 설치되어 있다. 분사노즐(28)로의 물공급은 캐비넷(10) 내의 배기통로(16) 밖의 내부공간에 설치된 물공급관(30)을 통해 이루어지는 것으로, 물공급관(30)의 일단은 복수개의 분사노즐(28)에 연결되고, 타단은 집수용기(18)에 연결되어 있으며, 물공급관(30)에는 집수용기(18)의 물을 강제펌핑하여 분사노즐(28)로 공급하기위한 펌프, 예를 들면 마그네틱 펌프(32)가 설치되어 있다.

따라서 펌프(32)에 의해 집수용기(18)내의 물을 펌핑하여 분사노즐(28)로 공급하는 것이 가능하게 되고, 공기에 섞인 이물질(웨이퍼분진)이 분사노즐(28)로부터 분출되는 물에 흡착되어 집수용기(18)로 떨어짐으로써 이물질의 제거가 가능하다.

또한 분사노즐(28)과 펌프(32) 사이에는 물공급관(30)으로부터 분기되는 복귀관(34)이 설치되고, 이 복귀관(34)의 끝단은 집수용기(18)에 연결되어 있으며, 이 복귀관(34)에는 유로를 선택적으로 조절하기 위한 수동식 밸브(36)가 설치되어 있다. 따라서 밸브(36) 조작으로 복귀관(34)의 유로를 조절하는 것에 의해 물공급관(30)을 통해 분사노즐(28)로 공급되는 물의 압력을 조절할 수 있게 되고, 복귀관(34)으로 흐르는 물은 다시 집수용기(18)로 귀환한다.

또한 집수용기(18)내의 물은 외부의 물공급원(도시하지 않음)과 연결된 유입관(38)에 의해 공급받도록 되어 있으며, 이 유입관(38)의 끝단은 복귀관(34)과 연결되어 복귀관(34)을 통해 물이 집수용기(18)내로 유입되도록 되어 있고, 유입관(38)에는 공압식 밸브(40)가 설치되어 집수용기(18)내로 공급되는 물의 양을 제어할 수 있도록 되어 있다.

분사노즐(28)로의 물공급은 상술한 바와 같이 집수용기(18)내의 물을 펌핑하여 공급하는 것에 한정되는 것은 아니고, 분사노즐(28)을 외부의 물공급원과 연결하여 물을 물공급원으로부터 직접 공급받아 분출할 수도 있다.

상기와 같은 분사노즐(28)의 하부에는 그것으로부터 공급되는 물을 이용하여 공기에 섞인 이물질을 흡착하여 1차적으로 제거하는 이물질 흡착필터(42)가 설치되어 있다. 이 흡착필터(42)는 폴리프로필렌으로 제조되는 다공성구조로 형성하는 것이 바람직하고, 이 다공성 흡착필터(42)의 틈새로는 분사노즐(28)로부터의 물이 흘러내리게 되며, 이로인해 공기가 다공성 흡착필터(42)를 통과하는 과정에서 공기에 섞인 이물질이 흘러내리는 물에 흡착되고 이물질이 흡착된 물은 집수용기(18)로 떨어지게 된다.

또한 분사노즐(28)의 상부에는 수분제거용필터(44), 예를 들면 디미스터 필터(44)가 설치되어 있고, 이 디미스터 필터(44)는 공기가 배기구(14)를 통해 배기되기 전에 공기에 섞인 수분을 제거함과 동시에 하부의 흡착필터(42) 및 분사노즐(28)을 통과한 공기로부터 최종적으로 이물질을 제거하게 된다.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이 디미스터 필터(44)는 상,하부에 다공판(46)(48)을 구비하여 상,하부의 다공판(46)(48)을 캐비넷(10)의 내벽에 고정함으로써 설치된다. 미설명 부호50은 예를 들면 웨이퍼 백 그라인딩 장치에 의한 웨이퍼 가공시 웨이퍼를 진공척으로 고정함에 있어 진공척에 부압을 작용시키는 진공펌프이고, 부호52는 상기 진공펌프(50)에 연결되어 진공펌프(50)를 동작시키는 유체의 흐름량을 일정하게 하는 유량계이며, 부호 54 및 56은 캐비넷(10)의 내부를 들여다 볼 수 있도록 하는 투시창이다.

이와 같은 구성의 진공 배출장치는, 예를 들면 유입구(12)에 웨이퍼 백 그라인딩 장치를 연결하고, 배기구(14)에는 메인 배기덕트를 연결하여 사용된다. 즉, 배기통로(16)에 설치된 팬(20)을 구동시켜 웨이퍼 백 그라인딩 장치에서 발생되는 웨이퍼분진 및 수분을 강제흡인하여 유입구(12)를 통해 캐비넷(10) 내부로 유입시킨다.

캐비넷(10) 내부로 유입된 웨이퍼분진 및 수분은 배기통로(16) 하부의 집수용기(18)에 저장되고, 일정수위보다 높아지게 되면 오버플로우관을 통해 외부로 배출되어 항상 일정한 수위를 유지하게 된다.

한편, 팬(20)의 회전에 따라 배기통로(16)내의 공기는 배기구(14)쪽으로 유도되어 배기구(14)를 통해 메인 배기턱트로 배기되고, 이때 마그네틱 펌프(32)의 구동으로 집수용기(18)내의 물이 펌핑되어 물공급관(30)을 통해 분사노즐(28)로 공급된 후 분사노즐(28)을 통해 하부로 분출된다.

따라서 분사노즐(28)을 통해 분출된 물은 하부의 다공성 흡착필터(42)를 따라 흘러내리게 되고, 배기구(14)로 유도되는 공기가 1차적으로 상기 다공성 흡착필터(42)를 통과하는 과정에서 공기에 섞인 웨이퍼분진은 흘러내리는 물에 흡착되어 분리되는 것이며, 분리된 웨이퍼분진은 계속 흘러내리는 물과 함께 집수용기(18)내로 떨어져 제거되는 것이다.

이와 같이 흡착필터(42)를 통과하여 웨이퍼분진이 1차적으로 제거된 공기는 계속 배기구(14)쪽으로 유도되어 흐르게 되고, 이어서 분사노즐(28)로부터 분출되는 물에 의해 공기에 섞인 잔여 웨이퍼분진이 흡착되어 2차적으로 분리되는 것이고, 분리된 웨이퍼분진은 물과 함께 역시 집수용기(18)로 떨어져 제거되는 것이다.

이때 분사노즐(28)로부터 분출되는 물의 압력은 물공급관(30)으로부터 분기된 복귀관(34)의 밸브(36)를 조절함으로써 설정되는 것으로, 밸브(36)를 조작하여 복귀관(34)으로 흐르는 유량을 증가시키면 분사노즐(28)로 공급되는 물의 압력이 낮아지게 되고, 복귀관(34)으로 흐르는 유량을 감소시키면 분사노즐(28)로 공급되는 물의 압력이 높아지게 되므로 분사노즐(28)로부터 분출되는 물의 압력을 조절할 수 있다.

상기와 같이 흡착필터(42)와 분사노즐(28)에 의해 웨이퍼분진이 제거된 공기는 배기구(14)를 통해 메인 배기턱트로 배출되기 전에 디미스터 필터(44)를 통과함으로써 공기에 섞인 수분이 제거됨과 동시에 최종적으로 공기에 섞인 웨이퍼분진이 제거된다.

디미스터 필터(44)에서는 흡착필터(42) 및 분사노즐(28)을 통과한 공기중에 잔재하고 있는 극히 미소량의 웨이퍼분진만이 흡착되어 제거되는 것이므로 분진이 디미스터 필터(44)의 구멍을 막아 기능을 저하시키는 일이 없고, 상술한 흡착필터(42), 분사노즐(28) 및 디미스터 필터(44)를 통과하는 과정에서 수분 및 웨이퍼분진이 제거된 깨끗한 공기가 배기구(14)를 통해 메인 배기덕트로 배기될 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 진공 배출장치에 의하면, 공기중에 섞인 이물질이 단계적으로 제거되어 최종적으로 디미스터 필터를 통과할 때에는 극히 미소량만이 흡착됨으로써 디미스터 필터의 기능이 유지됨과 동시에 수명이 연장되어 디미스터 필터의 빈번한 교체로 인한 번거로움과 경제적인 부담이 해소되는 것이고, 메인 배기덕트에서의 리크발생, 메인 배기덕트의 공기흐름 방해, 메인 배기덕트 내에 설치된 필터의 손상 등이 미연에 방지되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 유입구(12)와 배기구(14)를 구비하고 내부에 상기 유입구(12)와 배기구(14)를 연결하는 배기통로(16)를 구비한 캐비넷(10)과,

   상기 캐비넷(10) 내의 배기통로(16)상에 설치되어 이물질과 수분이 섞인 공기를 강제흡인하여 유입구(12)를 통해 캐비넷(10) 내부로 유입시키기 위한 팬(20)과,

   상기 배기통로(16)내에 설치되어 그 내부를 통과하는 공기에 물을 분사하는 복수개의 분사노즐(28)과,

   상기 복수개의 분사노즐(28)에 물을 공급하기 위한 물공급수단과,

   상기 분사노즐(28)을 지나 배기구(14)로 향하는 공기중에 섞인 수분을 제거하는 필터(44)를 포함하는 진공 배출장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 분사노즐(28)의 하부에 설치되어 공기중에 섞인 이물질을 흡착하여 제거하는 흡착필터(42)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 배출장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 물공급수단은,

   상기 캐비넷(10) 내의 집수용기(18)와 분사노즐(28)을 연결하는 물공급관(30)과,

   상기 물공급관(30)에 설치되어 집수용기(18)내의 물을 강제펌핑하여 분사노즐(28)로 공급하는 펌프(32)와,

   상기 분사노즐(28)과 펌프(32)사이에서 물공급관(30)으로부터 분기된 복귀관(34)과,

   상기 복귀관(34)에 설치되어 복귀관(34)의 유로가 조절되도록 하는 밸브(36)로 구성됨을 특징으로 하는 진공 배출장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 필터(44)의 상면과 하면에 다공판(46)(48)을 설치하여 됨을 특징으로 하는 진공 배출장치.