KR20000051830A - 반도체 장비의 파우더 포집장치 - Google Patents

반도체 장비의 파우더 포집장치 Download PDF

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Abstract

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체 장비의 파우더 포집장치에 있어서, 진공펌프와 가스 정화기 사이에 위치한 배기라인의 일단에 설치되는 포집 용기와, 용기 상부에 경사지게 설치되는 격막과, 격막을 따라 비활성가스를 주입할 수 있도록 설치되는 비활성가스 주입라인과, 격막 하부에 그 끝단부가 위치하고 반도체 장비에 잔류하는 가스를 포집 용기로 유입하기 위한 배기가스 유입라인과, 파우더가 포집된 가스를 가스 정화기로 배출시킬 수 있도록 설치되는 배기가스 배출라인과, 배기가스 유입라인과 배기가스 배출라인 사이에 연결되는 바이패스 라인을 포함하는 반도체 장비의 파우더 포집장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 배기라인의 일단에 파우더 포집장치를 설치함으로써 배기라인의 막힘에 의한 배기가스 배출기능의 저하와 웨이퍼의 오염 등을 미연에 방지할 수 있으며, 펌프의 수명연장 및 가스정화기의 정화능력 향상 및 비용절감을 가져올 수 있다.

Description

반도체 장비의 파우더 포집장치{POWDER TRAP DEVICE OF SEMICONDUCTOR EQUIPMENT}
본 발명은 반도체 장비의 배기라인에서 파우더를 포집하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공정 진행 후 잔류가스를 처리하는 과정에서 가스가 냉각되는 과정에서 발생되는 파우더를 포집하기 위한 반도체 장비의 파우더 포집장치에 관한 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 반도체 장비의 배기라인을 도시한 단면도로서, 질화공정 또는 금속 식각 공정을 수행하기 위한 반도체 장비(1)의 일단에 배기라인(2)이 마련되어 있으며, 배기라인(2) 중에는 공기를 빨아들일 수 있는 진공펌프(3)가 마련되어 있다. 배기라인(2)의 끝단부에는 스크루버 등과 같은 가스정화기(4)가 설치되어 오염된 가스를 정화시켜 대기중에 내보낸다.
일반적으로, 질화공정(nitridation) 또는 금속 식각 공정(metal etch process) 등에서는 사일렌(SiH4), 염화붕소(BCl2), 염소가스(Cl2), SiH2Cl2가스 등을 사용하여 증착 및 식각 공정을 수행한다.
이와 같은 가스들이 반도체 장비(1) 안에서 수행되는 공정동안 웨이퍼 표면에 증착되지 않거나, 웨이퍼를 식각시킨 후 잔류하는 반응부산물 AlCl3가스는 진공펌프(3)와 연결된 배기라인(2)을 통해 배기시킨다.
그런데 이들 가스는 배기 라인을 통해 고온으로 이동될 때는 생성되지 않으나, 대기와 접촉하거나 온도가 금격히 하강하면 심한 파우더가 생성된다.
이처럼 공정 진행후 잔류가스를 처리하는 과정에서 진공펌프(3)와 연결된 배기 라인에서 파우더가 고착되어 라인을 막게되면 배기압력을 상승시켜 펌프를 정지시키고, 배기 흐름의 역류를 일으켜 웨이퍼의 오염과 공정 챔버를 오염시켜 장비(1)의 가동율을 떨어뜨리는 문제를 야기한다.
그리고 가스정화기(4)로 이용되는 가열식 스크루버(burnning type scrubber) 내부에 파우더가 과다 생성되어 가열을 어렵게 하고, 건식 스크루버(dry type scrubber)의 경우에는 칼럼(column) 내부에 작은 알갱이로 된 반응 물질의 반응 통로를 막아 반응제를 100% 사용하지 못하고 교환하게 되어 엄청난 비용의 손실을 가져오는 문제를 야기한다.
한편, 이와 같은 가스정화기(4)의 문제를 해결하기 위한 수단으로서 가열 밴드를 사용하는 기술이 제안되어 있으나, 이와 같은 방법은 조기에 성능이 저하되거나 필터의 잦은 교체로 인하여 유지비용이 많이 들며 펌프나 스크루버에 좋지 않은 영향을 주기도 한다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 발명된 것으로, 배기라인 일단에 파우더를 포집할 수 있는 파우더 포집장치를 설치하여 배기라인에서 가스가 냉각되어 파우더로 변화하여 고착되는 것을 방지할 수 있는 반도체 장비의 파우더 포집장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체 장비에 잔류하는 가스를 배출하기 위해 구비되는 배기라인에 있어서, 배기라인의 일단에 설치되는 포집 용기와, 용기 상부에 경사지게 설치되는 격막과, 격막을 따라 비활성가스를 주입할 수 있도록 설치되는 비활성가스 주입라인과, 격막 하부에 그 끝단부가 위치하고 반도체 장비에 잔류하는 가스를 포집 용기로 유입하기 위한 배기가스 유입라인과, 파우더가 포집된 가스를 가스 정화기로 배출시킬 수 있도록 설치되는 배기가스 배출라인과, 배기가스 유입라인과 배기가스 배출라인 사이에 연결되는 바이패스 라인을 포함하는 반도체 장비의 파우더 포집장치를 제공한다.
본 고안의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 설명하는 고안의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 반도체 장비의 배기라인을 도시한 배관도,
도 2는 본 발명에 따른 파우더 포집장치를 구비한 반도체 장비의 배기라인을 도시한 배관도,
도 3은 본 발명에 따른 파우더 포집장치를 도시한 단면도,
도4는 본 발명에 따른 포집용기를 분리한 분리 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 ; 배기라인
11 ; 배기가스 유입라인
12 ; 배기가스 배출라인
13 ; 바이패스 라인
14 ; 비활성가스 라인
20 ; 포집장치
21 ; 포집용기
22 ; 격막
23 ; 용기몸체
24 ; 덮개
25 ; 바닥면
26 ; 클램프
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 파우더 포집장치를 구비한 반도체 장비의 배기라인을 도시한 배관도이며, 도 3은 본 발명에 따른 파우더 포집장치를 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 질화공정 또는 금속 식각 공정을 수행하기 위한 반도체 장비(1)의 일단에 배기라인(10)이 마련되어 있으며, 배기라인(10) 중에는 공기를 빨아들일 수 있는 진공펌프(3)가 마련되어 있다. 배기라인(10)의 끝단부에는 스크루버 등과 같은 가스정화기(4)가 설치되어 오염된 가스를 정화시켜 대기중에 내보낸다.
본 발명에 따른 파우더 포집장치(20)는 반도체 장비(1)에 잔류하는 가스를 배출하기 위해 설치되는 배기라인(10)의 일단에 설치된다.
파우더 포집장치(20)는 포집용기(21)와, 포집용기(21) 상부에 경사지게 설치되는 격막(22)과, 격막(22)을 따라 비활성가스를 주입할 수 있도록 설치되는 비활성가스 주입라인(14)과, 격막(22) 하부에 그 끝단부가 위치하고 반도체 장비(1)에 잔류하는 가스를 포집 용기로 유입할 수 있도록 설치되는 배기가스 유입라인(11)과, 파우더가 포집된 가스를 가스정화기(4)로 배출시킬 수 있도록 설치되는 배기가스 배출라인(12)과, 배기가스 유입라인(11)과 배기가스 배출라인(12) 사이에 연결되는 바이패스 라인(13)을 포함한다.
예시도면에서 포집용기(21)는 용기몸체(23)와 덮개(24) 및 바닥면(25)으로 구성되며, 용기몸체(23)는 덮개(24) 및 바닥면(25)과 클램프(26)로 탈부착 가능하도록 결합된다. 바닥면(25)에는 배기가스 유입라인(11)이 연결되어 그 끝단부가 격막(22) 하부에 일정거리 이격된 위치에 설치된다.
덮개(24)에는 격막(22)과 배기가스 배출라인(12) 및 비활성가스 주입라인(14)이 설치되며, 비활성가스 주입라인(14)의 끝단부는 격막(22)의 경사면을 따라 주입가스가 흐르도록 설치된다.
비활성가스 주입라인(14)으로 주입되는 가스는 포집용기(21) 내로 유입되는 배기가스를 냉각시킬 수 있으면서도, 배기가스와는 반응을 일으키지 않는 특성을 가져야 하므로 N2가스가 적당하다.
비활성가스 주입라인(14)의 일단에는 가스 조절기(14a)가 설치되어 주입되는 가스량을 조절한다.
또한, 덮개(24)의 일단에는 가스 검출기(24a) 혹은 압력 게이지가 마련되어 포집용기(21) 내부의 조건을 상태를 파악할 수 있도록 한다.
한편, 용기몸체(23)의 외벽에는 포집된 파우더의 양을 측정할 수 있도록 수직방향으로 내부를 투시할 수 있도록 측정부(23a)가 형성된다.
바이패스 라인(13)은 반도체 장비(1) 가동 중에 포집용기(21)를 교체할 수 있도록 배기가스 유입라인(11)과 배기가스 배출라인(12) 사이에 연결되며, 그 양단에는 수동으로 개폐할 수 있는 밸브(13a)가 설치된다. 또한, 포집용기(21)로 배기가스가 유입되는 배기가스 유입라인(11) 및 포집용기(21)로부터 배기가스가 배출되는 배기가스 배출라인(12)의 일단에도 라인을 수동으로 개폐할 수 있는 밸브(11a,12a)가 설치된다.
이하, 본 발명에 따른 반도체 장비의 파우더 포집장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 반도체 장비(1)에서는 질화공정(nitridation) 또는 금속 식각 공정(metal etch process) 등이 수행되며, 이를 위해 사일렌(SiH4), 염화붕소(BCl2), 염소가스(Cl2), SiH2Cl2가스 등의 가스가 이용된다.
이와 같은 가스들이 반도체 장비(1) 안에서 수행되는 공정동안 웨이퍼 표면에 증착되지 않거나, 웨이퍼를 식각시킨 후 잔류하는 반응부산물 AlCl3가스는 진공펌프(3)를 가동시켜 배기라인(10)으로 빨아들여 파우더 포집장치(20)로 유입된다.
파우더 포집장치(20)는 포집용기(21) 내부에 비활성가스 주입라인(14)을 통해 N2가스가 주입되어 포집용기(21) 내부 및 격막(22)을 일정온도로 냉각시킨다. 배기가스 유입라인(11)을 통해 유입된 배기가스는 격막(22)에 부딪히면서 배기가스의 온도가 급속히 하강하게 되고 이에 따라 파우더로 변화하여 하중에 의해 용기 하부로 떨어져 조금씩 저장된다.
한편, 온도 하강에 의해서도 파우더로 변화되지 않은 배기가스만이 배기가스 배출라인(12)을 통해 가스정화기(4)로 유입되어 정화작용이 이루어진다.
이처럼 배기라인(10) 중에 파우더 포집장치(20)를 설치하여 배기가스 중에 함유된 파우더를 포집한 후 배기가스를 가스정화기(4)쪽으로 배출하므로 배기라인(10) 내부에 파우더가 고착되는 것을 방지할 수 있다. 이는 배기라인(10)의 막힘을 미연에 방지할 수 있으며, 배기가스의 역류로 인해 웨이퍼가 오염되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 가스정화기(4)로 이용되는 가열식 스크루버(burnning type scrubber) 내부에 파우더가 생성되는 것을 억제하여 파우더로 인해 가열을 어렵게 하는 문제를 방지할 수 있으며, 건식 스크루버(dry type scrubber)의 경우에는 칼럼(column) 내부에서 반응제를 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 등 가스정화기(4)의 정화능력을 향상할 수 있다.
한편, 포집용기(21) 내부에 누적된 파우더 양을 측정부(23a)를 통해 관찰할 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 적당한 시기에 덮개(24)와 바닥면(25)으로부터 포집용기(21)를 분리하여 교체할 수 있다.
이와 같은 포집용기(21) 교체는 반도체 장비(1)의 가동 중에도 실시할 수 있다. 즉, 배기가스 유입라인(11) 및 배출라인(12)에 설치된 밸브(11a,12a)는 닫고, 바이패스 라인(13)에 설치된 밸브(13a)를 개방하면 배기가스는 파우더 포집장치(20)를 경유하지 않고 바이패스 라인(13)을 통해 배출되도록 한 후 포집용기(21)를 교체할 수 있다.
한편, 포집용기(21)를 분리하기 전에는 배기라인(10) 내부에 남아있는 잔류가스가 대기중의 공기와 접촉되면서 폭발의 위험성이 있으므로 N2가스를 다량으로 수분동안 공급하는 것이 바람직하다.
이상, 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시키지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 배기라인의 일단에 파우더 포집장치를 설치함으로써 배기라인의 막힘에 의한 배기가스 배출기능의 저하와 웨이퍼의 오염 등을 미연에 방지할 수 있으며, 펌프의 수명연장 및 가스정화기의 정화능력 향상 및 비용절감을 가져올 수 있다.

Claims (10)

  1. 반도체 장비에 잔류하는 가스를 배출하기 위해 구비되는 배기라인에 있어서,
    상기 배기라인의 일단에 설치되는 포집 용기와;
    상기 용기 상부에 경사지게 설치되는 격막과;
    상기 격막을 따라 비활성가스를 주입할 수 있도록 설치되는 비활성가스 주입라인과;
    상기 격막 하부에 그 끝단부가 위치하고 반도체 장비에 잔류하는 가스를 포집 용기로 유입하기 위한 배기가스 유입라인과;
    파우더가 포집된 가스를 상기 가스 정화기로 배출시킬 수 있도록 설치되는 배기가스 배출라인을 포함하는 반도체 장비의 파우더 포집장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 배기가스 유입라인과 상기 배기가스 배출라인 사이에 바이패스 라인이 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 장비의 파우더 포집장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 포집용기는 용기몸체, 덮개 및 바닥면으로 구성되며, 클램프로 탈부착 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 반도체 장비의 파우더 포집장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 바닥면에 배기가스 유입라인이 연결되며, 그 끝단부가 상기 격막 하부로부터 일정거리 이격되도록 위치되는 것을 특징으로 하는 반도체 장비의 파우더 포집장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 덮개에 격막과 배기가스 배출라인 및 비활성가스 주입라인이 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 장비의 파우더 포집장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 비활성가스 주입라인의 끝단부는 격막의 경사면을 따라 주입가스가 흐르도록 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 장비의 파우더 포집장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 비활성가스 주입라인으로 주입되는 가스는 포집용기 내로 유입되는 배기가스를 냉각시킬 수 있으면서도, 배기가스와는 반응을 일으키지 않는 특성을 가진 N2가스인 것을 특징으로 하는 반도체 장비의 파우더 포집장치.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 용기몸체의 외벽에 포집된 파우더의 양을 측정할 수 있도록 수직방향으로 내부를 투시할 수 있는 측정부가 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장비의 파우더 포집장치.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 바이패스 라인의 양단에 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 장비의 파우더 포집장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 포집용기로 배기가스가 유입되는 배기가스 유입라인 및 상기 포집용기로부터 배기가스가 배출되는 배기가스 배출라인의 일단에 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 장비의 파우더 포집장치.
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