KR20000056317A - 동축으로 배열된 복수의 원판형 배플을 구비한 콜드 트랩 - Google Patents

Abstract

동축으로 배열된 복수의 원판형 배플을 구비한 콜드 트랩에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 콜드 트랩은 냉각제 공급 포트와 냉각제 리턴 포트를 구비하고, 일단에 형성된 가스 입구 및 타단에 형성된 가스 출구를 갖추며, 원통형의 내부 챔버를 한정하는 원통형의 탱크와, 상기 내부 챔버 내에 상기 내부 챔버의 전체 길이에 걸쳐서 상기 원통형의 탱크의 축방향으로 연장되어 있는 관형 챔버와, 상기 가스 입구로부터 유입되는 가스로부터 특정한 성분을 트랩핑하기 위하여 상기 관형 챔버 내에 수용된 버퍼를 포함한다. 상기 버퍼는 상기 관형 챔버의 전체 길이에 걸쳐서 각각 일정 간격을 두고 동축으로 설치되어 있고 그 중심에 센터홀이 형성되어 있는 복수의 원판형 제1 배플과, 상기 제1 배플과 일정 간격을 유지하는 상태로 상기 제1 배플과 동축으로 상기 제1 배플의 사이사이에 1개씩 개재되는 복수의 원판형 제2 배플을 포함한다.

Description

동축으로 배열된 복수의 원판형 배플을 구비한 콜드 트랩 {Cold trap having a plurality of coaxially arranged planar disk shaped baffles}

본 발명은 반도체 소자의 제조 공정에 사용되는 장치에 관한 것으로, 상세하게는 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition) 장치에 구비된 콜드 트랩(cold trap)에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위하여 다양한 공정을 거치게 되며, 그 중에서 폴리실리콘, 질화막 등을 웨이퍼 상에 증착시키는 데는 주로 화학 기상 증착법이 이용된다. 화학 기상 증착법은 화학 소스(Chemical source)를 가스 상태로 장치 내에 공급하여 웨이퍼 표면상에서 확산을 일으킴으로써 유전체막, 도전막 및 에서 웨이퍼의 표면상에 필요한 물질을 침적시키는 방법이다.

일반적으로, 화학 기상 증착 장치에서는 퍼니스(furnace)를 사용하며, 증착 공정중에는 진공 상태에서 반응 가스가 퍼니스 튜브 내로 주입되고, 가열 챔버의 열에 의하여 분해된 가스가 웨이퍼의 표면에 결합되면서 웨이서상에 원하는 막이 형성된다. 퍼니스 내에서 분해된 가스는 진공 펌프에 의하여 펌핑되어 스크러버(scrubber)를 거쳐서 배기된다.

반도체 장치가 고집적화 및 고밀도화됨에 따라, 화학 기상 증착 공정의 품질을 향상시키기 위하여 화학 기상 증착 장치의 퍼니스 내를 진공으로 유지시키기 위한 진공 펌프가 중요한 역할을 하게 된다. 그에 따라, 진공 펌프의 사용 주기를 연장시키기 위하여, 퍼니스로부터 진공 펌프를 통하여 배기되는 가스를 트랩핑(trapping)하기 위한 콜드 트랩을 진공 펌프의 출구에 연결하여 사용하고 있다.

도 1은 종래의 콜드 트랩의 요부의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 콜드 트랩(10)은 냉각제 공급 포트(20a)와 냉각제 리턴 포트(20b)를 구비한 원통형의 탱크(30)에 의하여 원통형의 내부 챔버(40)가 한정되어 있다.

상기 내부 챔버(40)에는 관형 챔버(42)가 상기 내부 챔버(40)의 전체 길이이 걸쳐서 연장되어 있고, 상기 관형 챔버(42) 내에는 중심부가 천공되어 센터홀(50h)이 형성된 복수의 원판형 배플(50a)과 천공되지 않은 복수의 원판형 배플(50b)이 종방향으로 지그재그 형상으로 교대로 연결되어 있는 버퍼(50)를 구비하고 있다.

상기 콜드 트랩(10)에서는 진공 펌프(도시 생략)의 출구로부터 배출되는 가스가 화살표(B) 방향으로 상기 관형 챔버(42)에 유입되고, 상기 복수의 원판형 배플(50a) 각각의 센터홀(50h)을 통과하면서 화살표 방향(B)에 따라 유출된다.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 종래의 콜드 트랩을 사용하는 경우에는, 예를 들면 실리콘 질화물을 취급하는 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 공정에서와 같이 잔류 가스로 인하여 파우더가 많이 발생되는 경우에, 이와 같이 발생되는 파우더가 콜드 트랩 내부에 축적되고, 그 결과 파우더에 의하여 콜드 트랩이 자주 막힌다. 따라서, 소음이 커지게 되고 사용 주기가 짧아져셔 콜드 트랩을 자주 교체하여야 한다.

또한, 콜드 트랩에 의하여 펌프가 다운(down)되면 공정이 진행되고 있는 웨이퍼상에 파우더에 의한 파티클 불량이 야기되고, 설비 가동율이 저하되어 반도체 제조 공정에 큰 손실을 초래하게 된다.

본 발명의 목적은 반도체 제조 공정중에 발생되는 파티클에 의한 설비 가동율 저하를 방지하고 소음을 줄일 수 있는 구조를 가지는 콜드 트랩을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 콜드 트랩의 요부의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콜드 트랩의 요부의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3은 도 2의 버퍼의 확대 사시도이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 콜드 트랩은 냉각제 공급 포트와 냉각제 리턴 포트를 구비하고, 일단에 형성된 가스 입구 및 타단에 형성된 가스 출구를 갖추며, 원통형의 내부 챔버를 한정하는 원통형의 탱크와, 상기 내부 챔버 내에 상기 내부 챔버의 전체 길이에 걸쳐서 상기 원통형의 탱크의 축방향으로 연장되어 있는 관형 챔버와, 상기 가스 입구로부터 유입되는 가스로부터 특정한 성분을 트랩핑하기 위하여 상기 관형 챔버 내에 수용된 버퍼를 포함한다. 상기 버퍼는 상기 관형 챔버의 전체 길이에 걸쳐서 각각 일정 간격을 두고 동축으로 설치되어 있고 그 중심에 센터홀이 형성되어 있는 복수의 원판형 제1 배플과, 상기 제1 배플과 일정 간격을 유지하는 상태로 상기 제1 배플과 동축으로 상기 제1 배플의 사이사이에 1개씩 개재되는 복수의 원판형 제2 배플을 포함한다.

상기 제1 배플은 상기 제1 배플보다 작은 직경을 갖는다.

상기 제1 배플 및 제2 배플은 각각 스테인레스 스틸로 이루어진다.

본 발명에 의하면, 콜드 트랩 내에서의 소음이 감소될 수 있고, 콜드 트랩 내에 파우더가 누적되는 것을 현저하게 감소시킬 수 있으므로, 파티클에 의하여 야기되는 공정 손실을 방지하여 콜드 트랩의 사용 주기가 연장되고, 펌프 다운에 의하여 설비 가동율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콜드 트랩의 요부의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 콜드 트랩(100)은 원통형의 내부 챔버(140)를 한정하는 원통형의 탱크(130)를 포함한다. 상기 탱크(130)에는 냉각제 공급 포트(120a)와 냉각제 리턴 포트(120b)가 형성되어 있으며, 상기 탱크(130)의 일단에는 가스 입구(160a)가 형성되고, 타단에는 가스 출구(160b)가 형성된다.

상기 내부 챔버(140) 내에는 상기 내부 챔버(140)의 전체 길이에 걸쳐서 관형 챔버(142)가 상기 탱크(130)의 축방향으로 연장되어 있다.

상기 관형 챔버(142) 내에는 상기 가스 입구(160a)로부터 유입되는 가스로부터 특정한 성분을 트랩핑하기 위한 버퍼(150)가 수용된다.

도 3은 상기 버퍼(150)의 확대 사시도이다.

상기 버퍼(150)는 상기 관형 배플(142)의 전체 길이에 걸쳐서 복수의 제1 배플(150a)과 복수의 제2 배플(150b)이 각각 교대로 배치되어 있는 구성을 가지고 있다.

즉, 상기 제1 배플(150a)은 그 중심부에 센터홀(150h)이 형성되어 있는 원판 형 부재로서, 복수의 상기 제1 배플(150a)이 상기 관형 챔버(142)의 전체 길이에 걸쳐서 각각 일정 간격을 두고 동축으로 설치되어 있다.

또한, 상기 제2 배플(150b)은 중심부가 천공되어 있지 않고 막혀 있는 원판형 부재로서 상기 제1 배플(150a)보다 작은 직경을 가지며, 상기 제1 배플(150a)과 일정 간격을 유지하는 상태로 상기 제1 배플(150a)과 동축으로 상기 제1 배플(150a)의 사이사이에 1개씩 개재되어 있다.

상기 제1 배플(150a) 및 제2 배플(150b)은 각각 스테인레스 스틸로 이루어진다.

상기 콜드 트랩(100)에서는 진공 펌프(도시 생략)의 출구로부터 배출되는 가스가 도 2의 화살표(C) 방향으로 상기 관형 챔버(142)에 유입되고, 유입된 가스는 상기 복수의 원판형 배플(150a) 각각의 센터홀(150h)을 통과하면서 화살표 방향(D)에 따라 유출된다.

본 발명에 따른 콜드 트랩은 복수의 원판형 제1 배플과 제2 배플이 일정 간격을 두고 동축으로 배열되어 있으므로, 버퍼의 세정이 용이하고, 상기 복수의 제1 배플과 제2 배플에 의하여 구성되는 버퍼를 통과하는 가스의 흐름이 자연스럽게 될 수 있다.

따라서, 콜드 트랩 내에서의 소음이 감소될 수 있고, 콜드 트랩 내에 파우더가 누적되는 것을 현저하게 감소시킬 수 있으므로, 파티클에 의하여 야기되는 공정 손실을 방지하여 콜드 트랩의 사용 주기가 연장되고, 펌프 다운에 의하여 설비 가동율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.

Claims (3)

1. 냉각제 공급 포트와 냉각제 리턴 포트를 구비하고, 일단에 형성된 가스 입구 및 타단에 형성된 가스 출구를 갖추며, 원통형의 내부 챔버를 한정하는 원통형의 탱크와,

   상기 내부 챔버 내에 상기 내부 챔버의 전체 길이에 걸쳐서 상기 원통형의 탱크의 축방향으로 연장되어 있는 관형 챔버와,

   상기 가스 입구로부터 유입되는 가스로부터 특정한 성분을 트랩핑하기 위하여 상기 관형 챔버 내에 수용된 버퍼를 포함하고,

   상기 버퍼는 상기 관형 챔버의 전체 길이에 걸쳐서 각각 일정 간격을 두고 동축으로 설치되어 있고 그 중심에 센터홀이 형성되어 있는 복수의 원판형 제1 배플과, 상기 제1 배플과 일정 간격을 유지하는 상태로 상기 제1 배플과 동축으로 상기 제1 배플의 사이사이에 1개씩 개재되는 복수의 원판형 제2 배플을 포함하는 것을 특징으로 하는 콜드 트랩.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 배플은 상기 제1 배플보다 작은 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 콜드 트랩.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 배플 및 제2 배플은 각각 스테인레스 스틸로 이루어진 것을 특징으로 하는 콜드 트랩.