KR20010066376A - 반도체소자 제조설비의 코로나방전 이온화장치 - Google Patents

Abstract

목적 : 에어(air), 웨이퍼 및 특정물질 상에 충전되어 존재하는 정전하를 효율적으로 제거하기 위해 이온화 팁을 내열성 튜브로 외부와 격리시킴과 동시에 내열성 튜브의 내부를 N₂가스로 퍼지시킴으로써 미세 파티클 및 O₃발생을 억제시킬 수 있는 반도체소자 제조설비의 코로나방전 이온화장치에 대해 개시한다.

구성 : 본 발명에 따른 반도체소자 제조설비의 코로나방전 이온화장치는, 쉴드 및 생성된 이온들을 외부로 전달하는 비반응성 가스를 공급하는 비반응성 가스공급관과; 비반응성 가스공급관과 연결되며 외부와 격리된 내열성 튜브와; 내열성 튜브 내부의 이온 농도를 일정하게 유지시키기 위해 이온들에 의한 내열성 튜브의 충전을 제어하는 그라운드 와이어와; 내열성 튜브의 내부에 형성되어 단극성 이온을 발생시키는 이온화 팁과; 이온화 팁에 정전압을 공급하여 일정한 코로나방전을 발생시키는 제어수단;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

효과 : 내열성 튜브를 이용하여 외부와 격리시킴에 따라 반응성 파티클의 발생을 억제할 수 있으며, 그 내부를 N₂가스로 퍼지시킴으로써 파티클 및 O₃발생을 방지할 수 있으므로 제조되는 반도체소자의 특성을 향상시킬 수 있다.

Description

반도체소자 제조설비의 코로나방전 이온화장치{Apparatus for ionizing material by corona discharge}

본 발명은 반도체소자 제조설비의 코로나방전 이온화장치에 관한 것으로, 특히 에어, 웨이퍼 및 특정물질 상에 충전되어 존재하는 정전하를 효율적으로 제거하기 위해 이온화 팁을 내열성 튜브로 외부와 격리시킴과 동시에 내열성 튜브의 내부를 N₂가스로 퍼지시킴으로써 미세 파티클 및 O₃발생을 억제시킬 수 있는 반도체소자 제조설비의 코로나방전 이온화장치에 관한 것이다.

현재, 코로나방전 이온화장치는 클린룸 및 일부 반도체 공정 설비에 장착되어 사용되어지고 있다. 기존 코로나방전 이온화장치 가동시 방전에너지에 의해 방전 팁(tip) 주위의 응축성 가스분자가 코로나방전 이온화장치에서 발생한 이온과 반응 후, 여기된 이온을 핵으로 하여 클러스터와 나노미터크기의 입자를 생성한다. 이렇게 생성된 입자는 반도체 공정상 웨이퍼에 흡착되어 파티클 결함 및 소자 신뢰성을 저하시키는 원인으로 작용한다.

뿐만 아니라, 충전된 웨이퍼 표면의 중화(neutralization)로 웨이퍼 충전으로 인한 파티클 흡착을 방지한다는 코로나방전 이온화장치의 설치 목적에 반하는 결과가 나타난다.

또한, 공기중에 존재하는 O₂를 여기시켜 O₃를 발생시킴으로써 설비 부식 발생 등 부수적인 문제를 야기시켜 현재 코로나방전 이온화장치는 제한되어 사용하고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 에어, 웨이퍼 및 특정물질 상에 충전되어 존재하는 정전하를 효율적으로 제거하기 위해 이온화 팁을 내열성 튜브로 외부와 격리시킴과 동시에 내열성 튜브의 내부를 N₂가스로 퍼지시킴으로써 미세 파티클 및 O₃발생을 억제시킬 수 있는 반도체소자 제조설비의 코로나방전 이온화장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코로나방전 이온화장치의 개략적인 구성도이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10 : 비반응성 가스공급관 20 : 내열성 튜브

30 : 그라운드 와이어 40 : 이온화 팁

50 : 제어수단

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 반도체소자 제조설비의 코로나방전 이온화장치는, 쉴드 및 생성된 이온들을 외부로 전달하는 비반응성 가스를 공급하는 비반응성 가스공급관과; 상기 비반응성 가스공급관과 연결되며 외부와 격리된 내열성 튜브와; 상기 내열성 튜브 내부의 이온 농도를 일정하게 유지시키기 위해 상기 이온들에 의한 내열성 튜브의 충전을 제어하는 그라운드 와이어와; 상기 내열성 튜브의 내부에 형성되어 단극성 이온을 발생시키는 이온화 팁과; 상기 이온화 팁에 정전압을 공급하여 일정한 코로나방전을 발생시키는 제어수단;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 비반응성 가스는 N₂를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 단극성 이온에 대해 양극성(＋) 코로나방전 이온화장치와 음극성(－) 코로나방전 이온화장치를 하나의 세트로 구성하는 것이 더욱 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코로나방전 이온화장치의 개략적인 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 코로나방전 이온화장치는, 쉴드 및 생성된 이온들을 외부로 전달하는 비반응성 가스공급관(10)과, 상기 비반응성 가스공급관(10)과 연결되며 외부와 격리된 내열성 튜브(20)와, 상기 내열성 튜브(20) 내부의 이온 농도를 일정하게 유지시키기 위해 상기 이온들에 의한 내열성 튜브(20)의 충전을 제어하는 그라운드 와이어(30)와, 상기 내열성 튜브(20)의 내부에 형성되어 이온을 발생시키는 이온화 팁(40)과, 상기 이온화 팁(40)에 정전압을 공급하여 일정한 코로나방전을 발생시키는 제어수단(50)으로 이루어져 있다.

상기한 구성은 단극성 코로나방전 이온화장치이며, 양극(＋)과 음극(－)의 코로나방전 이온화장치가 하나의 세트(set)를 이루도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 코로나방전 이온화장치의 동작효과를 간단히 설명한다.

미세 파티클 발생은 코로나방전 에너지에 의해 이온화 팁 주위에 있는 응축성 가스들이 여기되어 클러스터를 형성하고 성장하여 발생되는 것으로 알려져 있다. 그래서 이와 같은 반응성 파티클의 발생을 방지하기 위해 내열성 튜브 등의 부도체를 이용하여 외부와 격리시킨다. 즉, 주위의 응축성 가스와의 접촉을 미리 막아 미세 파티클 발생을 억제시키고자 하는 것이다.

또한, 이온이 발생되고 있는 상태에서 상기한 코로나방전 에너지에 의해 공기중의 O₂분자가 산소 원자로 분해되고 이 산소 원자는 다시 O₂분자와 반응하여 O₃를 발생시키게 된다.

O₂＋ 코로나방전 에너지 → 2O Energy ΔH° ＝ 496[kJ/mol]

O ＋ O₂→ O₃＋ 열(heat)

공기중에 존재하는 산소 분자가 산소 원자로 분해되는데 필요한 에너지 ΔH°는 496[kJ/mol]이다. 이는 [eV] 단위로 표시하면 하나의 산소 분자를 분해하는데 필요한 에너지는 대강 5.136[eV] 정도이다. 이 때, 코로나방전으로 생성되는 에너지는 15000[eV] 정도임을 고려할 때 이온화되는 주변의 공기에 반응을 위한 충분한 에너지가 공급되는 것을 알 수 있다.

이와 같이, O₃는 설비를 부식시키게 되므로 상기한 O₃발생을 미리 방지하기 위해 상기 내열성 튜브의 내부를 N₂가스로 퍼지시킨다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체소자 제조설비의 코로나방전 이온화장치는, 내열성 튜브를 이용하여 외부와 격리시킴에 따라 반응성 파티클의 발생을 억제할 수 있으며, 그 내부를 N₂가스로 퍼지시킴으로써 파티클 및 O₃발생을 방지할 수 있으므로 제조되는 반도체소자의 특성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (3)

1. 쉴드 및 생성된 이온들을 외부로 전달하는 비반응성 가스를 공급하는 비반응성 가스공급관과;

   상기 비반응성 가스공급관과 연결되며 외부와 격리된 내열성 튜브와;

   상기 내열성 튜브 내부의 이온 농도를 일정하게 유지시키기 위해 상기 이온들에 의한 내열성 튜브의 충전을 제어하는 그라운드 와이어와;

   상기 내열성 튜브의 내부에 형성되어 단극성 이온을 발생시키는 이온화 팁과;

   상기 이온화 팁에 정전압을 공급하여 일정한 코로나방전을 발생시키는 제어수단;

   을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 코로나방전 이온화장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 비반응성 가스는 N₂인 것을 특징으로 하는 코로나방전 이온화장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 단극성 이온에 대해 양극성(＋) 코로나방전 이온화장치와 음극성(－) 코로나방전 이온화장치를 하나의 세트로 구성하는 것을 특징으로 하는 코로나방전 이온화장치.