KR20010104524A - 스퍼터링 장치 및 이의 재생방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 챔버의 가스들을 응축하여 포집하는 크라이오 펌프의 배플 어레이를 챔버에서 전달되는 가스에 대응하도록 확대 개조하고, 챔버의 압력을 유지하기 위하여 일부분만 개방되어 편측으로 열리는 게이트 밸브의 하단에 표면이 경면처리된 플레이트 형태의 차단막을 형성한다.
또한, 본 발명은 크라이오 펌프의 재생시에 응축되어 포집된 가스중에서 승온초기에 액화된 가스를 포집하는 컨테이너를 제공한다.
그러면, 챔버에서 전달되는 복사열이 차단되고, 게이트 밸브를 통하여 편측으로 전달되는 가스의 흐름을 가운데로 변경하여 어레이들로 분산하기 때문에 어레이들의 전면에 가스가 균일하게 응축되어 포집되므로 펌프의 수용능력이 향상되어 재생주기가 연장된다.
또한, 펌프에 응축된 가스들 중에서 액화된 가스를 먼저 배출하여 컨테이너에 포집하고, 배출되지 않고 잔존하는 가스는 기체상태로 배출하기 때문에 응축된 가스들을 기체상태로만 배출하는 종래에 비하여 재생시간이 단축된다.

Description

스퍼터링 장치 및 이의 재생방법{Sputtering apparatus and method for regenerating thereof}
본 발명은 스퍼터링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공정챔버 내의 가스를 응축하여 포집하는 크라이오 펌프의 재생으로 인한 설비의 클리닝 주기 손실을 방지하기 위하여 크라이오 펌프의 가스 수용능력을 향상시킨 스퍼터링 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 크라이오 펌프에 응축되어 포집된 가스를 액화된 상태로 배출하고, 배출되지 않고 잔존하는 가스를 기화된 상태로 배출하여 가스의 재생시간을 단축시킨 스퍼터링 장치의 재생방법에 관한 것이다.
반도체장치의 제조과정에서 저압 화학기상증착이나 스퍼터링 등의 공정은 진공의 환경을 필요로 한다.
스퍼터링 공정을 수행하는 장치의 진공 환경은 대개 공정챔버와 연결된 펌프로 공정챔버 내부의 가스를 배출하는 방법으로 이루어진다.
또한, 진공의 환경은 그 진공도에 따라 저진공펌프와 고진공펌프 및 초고진공펌프로 나눌 수 있으며, 고진공펌프는 디퓨전펌프, 터보 분자펌프, 크라이오 펌프 등을 포함한다.
여기서, 고진공펌프로 널리 이용되는 크라이오 펌프는 공정공간의 가스들을 즉시 배출하는 형태가 아니고, 펌프에 형성된 차가운 표면에 가스들을 응축하여 이를 일괄적으로 배출하는 형태이다.
도 1에는 크라이오 펌프를 사용한 스퍼터링 장치의 개략적인 단면도가 도시되어 있는데, 이를 참조하면 Ar 이온이 타겟과 충돌하면서 타겟 금속을 웨이퍼에 증착시키는 공정챔버(10)와, 공정챔버(10) 내의 진공 분위기를 유지하기 위하여 공정챔버(10) 내의 가스들을 응축하여 배기하는 크라이오 펌프(cryo pump; 20)와, 공정챔버(10)와 크라이오 펌프(20)를 연결하여 공정챔버(10) 내의 가스들을 크라이오펌프(20)로 전달하는 배기관(30)을 구비한다.
크라이오 펌프(20)는 펌프 모듈과 컴프레서(compressor) 모듈(도시 안됨)로 구성되며, 이러한 두개의 모듈은 폐루프 냉장 시스템을 형성하기 위하여 유연한 호스에 연결된다.
펌프 모듈은 컴프레서 모듈에서 제공되는 고압의 헬륨가스를 팽창시키는 팽창기에 의해 냉각되는 배플 어레이(baffle array; 21)가 내부 최상부에 동축적으로 배치되어 있고, 그 하부에는 다수의 중공 원판형 콜드 헤드 어레이(cold head array; 22)가 스택 형태로 배치되어 있다. 스택된 콜드 헤드 어레이(22)의 내부에는 챠콜 실린더(charcoal cylinder; 23)가 삽입되고, 이들을 감싸며 공간을 유지하는 진공용기(24)를 포함한다. 또한, 진공용기(24)의 하단에는 각종 밸브류 및 각종 배관이 설치된다.
또한, 공정챔버(10)와 크라이오 펌프(20)를 연결하는 배기관(30)에는 공정챔버(10)의 압력을 유지하면서 공정챔버(10) 내의 가스를 크라이오 펌프(20)로 전달하기 위해 편측으로 일부분만 개방되는 게이트 밸브(gate valve; 31, 고진공 밸브(high-vaccum valve) 또는 트랩 밸브(trap valve)라고도 함)가 형성된다.
이러한 스퍼터링 장치의 작용을 살펴보면, 먼저, 컴프레서 모듈에서 공급되는 고압의 헬률 가스가 펌프 모듈의 팽창기로 전달되고, 팽창기에서 고압의 헬률 가스를 팽창하면서 단열팽창으로 인한 온도의 저하를 일으킨다. 이러한 온도의 저하는 팽창기와 접촉된 배플 어레이(21)와 콜드 헤드 어레이(22)를 각각 80K와 15K로 냉각시킨다.
크라이오 펌프(20)가 본격적으로 작동을 하면, 공정챔버(10) 내에서 공정이 이루어지고, 편측으로 일부분만 개방되는 게이트 밸브(31)를 통해서 가스가 크라이오 펌프(20)로 전달된다.
80K로 냉각된 배플 어레이(21)는 공정챔버(10)에서 전달되는 가스 중에서 수증기(H20) 등의 증기압이 낮은 가스를 응축 포집하고, 15K로 냉각된 콜드 헤드 어레이(22)는 공정챔버(10)의 가스 중에서 배플 어레이(21)에서 응축되지 않은 질소(N2), 아르곤(Ar) 등의 가스를 응축 포집한다.
공정챔버(10)의 대부분의 가스는 배플 어레이(21)와 콜드 헤드 어레이(22)에서 응축되어 포집되고, 헬륨(He), 수소(H2), 네온(Ne) 등의 증기압이 높은 가스는 챠콜 실린더(23)에서 흡착 포집한다.
이처럼, 크라이오 펌프는 가스를 압축하거나 배출하기 보다는 가스를 포획하므로 결국에는 응축된 가스로 가득 채워진다. 성애가 낀 냉장고의 냉각판의 냉각효율이 떨어지듯이 크라이오 펌프의 냉각 표면에 축적된 가스의 수준이 수용량에 가까워지면 배기속도가 줄기 때문에, 크라이오 펌프에 포획된 가스들을 방출하는 재생(regeneration) 과정이 필요하다.
크라이오 펌프의 재생은 어레이들(21,22)의 온도를 높여서 어레이들(21,22) 표면에 응축된 가스들과 챠콜 실린더(23)에 의해 고정된 가스들을 펌프(20) 외부로 배출하는 것이다.
이러한 크라이오 펌프의 재생을 위해서는 일단 공정을 중지시키고, 게이트밸브(31)를 차단한 상태에서 크라이오 펌프(20)의 컴프레서 모듈의 작동을 멈춘다.
이후, 진공용기(24) 외부를 감싸고 있는 밴드 히터(도시 안됨)을 온시키고, 어느정도 가열된 건조 질소(최대 온도 120℃)를 진공용기(24)의 내부로 유입하여 펌프(20)에 응축되어 축적된 가스들을 분출한다. 이러한 펌프 재생과정은 콜드 헤드 어레이(22)가 실온(290∼295K)에 이를 때까지 계속되어야 하며, 남은 가스들을 제거하고 어레이들과 펌프 몸통 사이의 격리 진공을 만들기 위해 러핑 펌프로 사용한 펌프의 내용물을 제거한 후, 작동 온도까지 펌프를 냉각한다.
이러한 크라이오 펌프의 재생은 공정챔버의 기본 진공상태(base vacuum)가 대략 10-2Pa 수준으로 저하되었을 때 시행되는데, 실제 크라이오 펌프의 재생주기와 이론상 크라이오 펌프의 재생주기에는 큰 차이가 발생한다.
즉, 최대유량이 2.0×103Pal/sec이고 배기용량이 4.4×108Pal이며 아르곤 유량이 210sccm인 조건하에서 이론상 크라이오 펌프의 재생주기는,
배기용량/아르곤용량 = 4.4×108Pal/(210×105Pa×10-3L/min) = 20952min 이므로 대략 14.5일간 사용가능하고, 설비의 가동율 70%를 산정하면 약 20.8일간 기본 진공상태의 유지가 가능하다.
그러나, 상기의 조건하에서 실제 크라이오 펌프의 재생주기는 11.3일을 나타내고 있으므로 이론상 재생주기의 50% 수준의 성능을 나타낸다.
크라이오 펌프의 재생주기가 초과되는 경우에는 공정챔버 내의 잔류가스의 증가로 인하여 이온화 비율의 증가와 방전전압의 급격한 감소를 동반하며, 방전전압의 감소는 하전입자의 이동속도를 감소시켜 충돌 아르곤의 운동에너지를 감소시키며, 이로인하여 스퍼터링 효과의 감소를 동반하는 등의 문제점을 유발한다.
따라서, 이론상의 주기와는 관계없이 공정챔버의 기본 진공상태의 유지가 가능한 실제 크라이오 펌프의 재생주기에 따라 챔버를 다운하고, 크라이오 펌프의 재생을 수행하게 되므로, 설비의 클리닝 주기의 손실이 발생한다.
즉, 설비의 정기 클리닝 주기는 대략 15일이고, 펌프의 재생주기는 대략 11일이므로, 설비의 정기 클리닝과 펌프의 재생을 동시에 수행하지 못하고 이중으로 설비를 다운하여야 하는 경우가 발생한다.
또한, 크라이오 펌프의 재생시에는 콜드 헤드 어레이가 실온에 이를 때까지 질소를 공급하여 펌프에 응축되어 축적된 가스들을 기체상태로 만들어서 분출하기 때문에 크라이오 펌프의 재생시간이 오래 소요된다.
따라서, 본 발명의 목적은 크라이오 펌프의 재생으로 인한 설비의 클리닝 주기의 손실을 방지하기 위하여 챔버에서 전달되는 복사열을 차단하고 가스를 분산시켜 크라이오 펌프의 성능을 향상시킴으로써 재생주기를 단축하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 크라이오 펌프의 재생시에 응축된 가스들을 승온초기에 액화된 가스로 분출하여 크라이오 펌프의 재생시간을 단축하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 후술될 본 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 종래의 스퍼터링 장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 스퍼터링 장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 크라이오 펌프의 응축상태를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 스퍼터링 장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 크라이오 펌프에서의 응축상태를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 스퍼터링 장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 7은 도 6에 도시된 스퍼터링 장치의 재생과정을 나타낸 동작흐름도.
이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 공정챔버의 가스가 크라이오 펌프의 한쪽으로 집중되어 포집되는 것을 방지하기 위하여 배기관을 통해 배출되는 가스에 대응하는 직경을 갖도록 확대 개조된 배플 어레이를 구비한 크라이오 펌프를 제공한다.
또한, 본 발명은 공정챔버에서 전달되는 가스의 흐름을 크라이오 펌프의 가운데로 변경하기 위하여 공정챔버와 크라이오 펌프를 연결하는 배기관의 밸브가 개방되는 편측의 하단부에 표면이 경면처리된 플레이트 형상의 차단막을 구비한 배기관을 제공한다.
또한, 본 발명은 크라이오 펌프에 응축된 가스를 배출하기 위해 펌프의 온도가 상승되면, 응축된 가스들 중에서 승온초기에 액화되어 배출되는 가스를 포집하는 컨테이너를 구비한 크라이오 펌프를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
여기서, 스퍼터링 장치를 도시한 본 발명의 도면 중 공정챔버에서 크라이오 펌프로 전달되는 가스의 흐름은 점선의 화살표로 표시되고, 복사열의 흐름은 실선의 화살표로 표시된다.
도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 스퍼터링 장치가 도시되어 있는데, Ar 이온이 타겟과 충돌하면서 타겟 금속을 웨이퍼에 증착시키는 공정챔버(40)와, 공정챔버(40) 내의 진공 분위기를 유지하기 위하여 공정챔버(40) 내의 가스들을 응축하여 포집하는 크라이오 펌프(50)와, 공정챔버(40)와 크라이오 펌프(50)를 연결하여공정챔버(40) 내의 가스들을 크라이오 펌프(50)로 전달하는 배기관(60)을 구비한다.
여기서, 크라이오 펌프(50)의 진공용기(54) 내부에는 배플 어레이(51), 콜드 헤드 어레이(52) 및 챠콜 실린더(53)가 형성되는데, 이때, 배플 어레이(51)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 배기관(60)을 통해 전달되는 가스에 대응하도록 12인치의 직경을 갖는다.
이러한 구성을 갖는 크라이오 펌프(50)에서 공정챔버(40) 내의 가스를 응축하여 포집하기 위해서 크라이오 펌프(50)의 어레이들(51,52)을 냉각시킨 후 공정챔버(40)와 크라이오 펌프(50)를 연결하는 배기관(60)의 게이트 밸브(61)를 편측으로 일부분만 개방시킨다.
게이트 밸브(61)가 편측으로 일부분만 개방되면, 공정챔버(40) 내의 가스와 복사열이 개방된 게이트 밸브(61)를 통하여 크라이오 펌프(60)로 전달된다. 이때, 배플 어레이(51)는 게이트 밸브(61)를 통과한 가스와 복사열에 대응하도록 12인치의 직경을 갖기 때문에, 표면이 경면처리된 배플 어레이(51)에서 복사열을 차단하여 콜드 헤드 어레이(52)의 온도가 상승하는 것을 방지한다.
또한, 배플 어레이(51)는 게이트 밸브(61)를 통하여 한쪽으로 집중된 가스들 중에서 수증기와 갖는 증기압이 낮은 가스를 응축하고, 응축되지 않은 가스들을 골고루 분산시킨다.
배플 어레이(51)에서 분산된 가스들은 콜드 헤드 어레이(52)로 전달되고, 콜드 헤드 어레이(52)는 분산되어 전달된 가스중에서 질소, 아르곤 등의 가스를 응축한다.
종래의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 배플 어레이(21)는 구경대비 2/3 수준으로 대략 8인치(inch) 정도의 직경을 갖는 크기로 동심원을 형성하고 있다. 따라서, 편측으로 일부분만 열리는 게이트 밸브(31)를 통하여 한쪽으로 집중된 가스들은 배플 어레이(21)를 거치지 않고 그대로 통과하기 때문에 콜드 헤드 어레이(22)의 한쪽에 집중되어 가스가 응축된다. 또한, 배플 어레이(21)에서 응축되어야 할 수증기와 같은 가스들이 콜드 헤드 어레이(22)에서 응축되기 때문에 콜드 헤드 어레이(22)에서 가스를 응축하여 포집할 수 있는 수용능력이 저하된다.
그러나, 본 발명에서는 배플 어레이(51)가 12인치의 직경을 가지므로 게이트 밸브(61)에서 전달되는 가스들과 복사열에 대응된다. 따라서, 수증기와 같은 증기압이 낮은 가스는 배플 어레이(51)에서 응축되어 콜드 헤드 어레이(52)로 전달되지 않으며, 배플 어레이(51)에서 분산시킨 가스들이 콜드 헤드 어레이(52)에 골고루 응축되기 때문에 펌프의 가스 수용능력이 향상된다.
이러한 결과는 도 3에 도시된 그래프로 용이하게 확인할 수 있는데, 1호기는 종래 8인치의 직경을 갖는 배플 어레이를 사용한 것이고, 2호기는 본 발명에 의한 12인치의 직경을 갖는 배플 어레이를 사용한 것이다.
도면에 나타난 바와 같이, 12인치의 직경을 갖는 배플 어레이를 사용한 경우 기본 진공상태의 저하속도가 8인치의 직경을 갖는 배플 어레이에 비하여 1/10승 정도 적다.
또한, 8인치 직경을 갖는 배플 어레이를 사용한 경우 기본 진공상태의 감소정도에 차이가 크게 발생하나, 12인치 직경을 갖는 배플 어레이를 사용한 경우 챔버간의 수준차이 없는 균일한 감소정도를 나타낸다.
즉, 12인치 직경을 갖도록 확대 개조된 배플 어레이를 사용함으로써, 콜드 헤드 어레이로의 복사열 차단과 가스 흐름을 변경하여 콜드 헤드 어레이의 사용효율이 개선되어, 크라이오 펌프의 평균 재생주기가 종래 11.3일에서 14일로 연장되며, 기본 진공상태도 대략 -1Torr정도 향상된다.
한편, 크라이오 펌프의 재생주기를 연장하기 위한 다른 실시예가 도 4에 도시되어 있는데, 도 2에 도시된 크라이오 펌프와 중복되는 구성에 대해서는 그 설명을 생략하고, 동일한 도면번호를 사용한다.
도 4를 참조하면, 공정챔버(40)와 크라이오 펌프(50)를 연결하는 배기관(60)의 내부에는 공정챔버(40)의 가스를 크라이오 펌프(50)로 전달하는 게이트 밸브(61)가 형성되며, 배기관(60)의 내측면 중 챔버의 압력을 유지하기 위하여 편측으로 일부분만 개방되는 게이트 밸브(61)의 하단에는 표면이 경면처리된 플레이트 형태의 차단막(62)이 형성되며, 이 차단막(62)의 길이는 적어도 게이트 밸브(61)가 개방되는 길이에 대응하는 것이 바람직하다.
이러한 구성을 갖는 크라이오 펌프(50)에서 공정챔버(40) 내의 가스를 응축하여 포집하기 위해서 크라이오 펌프(50)의 어레이들(51,52)을 냉각시킨 후 공정챔버(40)와 크라이오 펌프(50)를 연결하는 배기관(60)의 게이트 밸브(61)를 편측으로 일부분만 개방시킨다.
편측으로 일부분만 개방되는 게이트 밸브(61)를 통하여 공정챔버(40)에서 전달되는 복사열은 표면이 경면처리된 차단막(62)에 의해 반사되어 크라이오 펌프(50)로 전달되지 않으며, 또한 공정챔버(40)에서 전달되는 가스들은 차단막(62)에 의해서 흐름이 크라이오 펌프(50)의 가운데로 변경된다.
차단막(62)에 의해서 펌프(50)의 가운데로 흐름이 변경된 가스는 배플 어레이(51)로 전달되고, 배플 어레이(51)는 공정챔버(40)에서 전달되는 가스 중에서 수증기와 같이 증기압이 낮은 가스를 응축하여 포집하며, 응축되지 않는 가스를 분산하여 콜드 헤드 어레이(52)로 전달된다.
이때, 차단막(62)에 의해 가스의 흐름이 펌프(50)의 가운데로 변경된 상태이기 때문에, 수증기와 같이 증기압이 낮은 가스는 배플 어레이(51)에서 응축되어 콜드 헤드 어레이(52)로 전달되지 않으며, 가스가 크라이오 펌프(50)의 가운데로 유입되기 때문에 배플 어레이(51)는 응축되지 않은 가스를 콜드 헤드 어레이(52)의 전면에 골고루 분산시킨다. 따라서, 콜드 헤드 어레이(52)의 전면에 골고루 가스가 응축되어 배기되므로 크라이오 펌프(50)에서 가스를 응축하여 포집할 수 있는 수용능력이 향상된다.
이러한 결과는 도 5에 도시된 그래프로 용이하게 확인할 수 있는데, 도 5a는 종래의 크라이오 펌프에서 가스가 응축되는 상태를 나타낸 것이고, 도 5b는 본 발명에 의해 차단막을 사용한 크라이오 펌프에서 가스가 응축되는 상태를 나타낸 것이다.
도면을 참조하면, 배플 어레이와 콜드 헤드 어레이를 12등분한 각 각도별 배기 기여도를 확인할 수 있다.
종래의 크라이오 펌프에서는 게이트 밸브가 개방되는 편측으로 갈수록(대략 120°∼240°정도) 배플 어레이에서 응축되어 포집되는 가스의 양이 증가되며, 콜드 헤드 어레이에서는 그 현상이 더욱 두드러진다. 이는 편측에서 일부분만 개방된 게이트 밸브를 통과한 가스를 구경대비 2/3 정도의 크기를 갖는 배플 어레이에서 분산시키지 못하고, 수증기와 같은 증기압이 낮은 가스를 응축하지 못하기 때문이다.
그러나, 본 발명에서는 배플 어레이(51)와 콜드 헤드 어레이(52)에서 응축되어 포집되는 가스의 양이 게이트 밸브(61)가 개방되는 편측과 게이트 밸브(61)가 개방되지 않는 부분에서 균일하게 나타난다. 이는 편측에서 일부분만 개방된 게이트 밸브(61)를 통과한 가스는 차단막(62)에 의해서 펌프(50)의 가운데로 흐름이 변경되고, 배플 어레이(51)에서는 가운데로 흐름이 변경된 가스를 콜드 헤드 어레이(52)의 전면으로 분산시키기 때문이며, 이에 따라 크라이오 펌프의 재생주기를 연장한다.
크라이오 펌프에 축적된 가스의 수준이 수용량에 가까워지면 배기속도가 줄어들기 때문에 축적된 가스를 배출하는 재생과정이 수행된다. 재생과정을 수행하는 동안에는 챔버가 다운되므로 재생시간을 단축하여 설비의 손실을 최소화할 필요가 있다.
도 6에는 재생시간을 단축하기 위한 스퍼터링 장치를 개략적으로 나타낸 단면도가 도시되어 있는데, 크라이오 펌프(50)의 진공용기(54) 하단에는 질소공급원(도시 안됨)에서 공급되어 어느정도 가열된 질소를 펌핑하는 퍼지펌프(57)와, 퍼지펌프(57)를 통해 공급되는 질소를 진공용기(54)의 내부로 공급하기 위해 개폐되는 퍼지밸브(55)와, 승온초기 액화된 가스들을 배출하기 위해 개폐되는 러핑밸브(56)와, 진공용기(54)의 내부에 액화된 가스를 펑핑하는 러핑펌프(58)와, 러핑펌프(58)를 통해 배출되는 액화된 가스들을 포집하는 컨테이너(59)를 포함한다.
이러한 구성을 갖는 크라이오 펌프의 재생과정을 도 7을 참조하여 살펴보기로 한다.
1) 고진공 펌프의 가스 수용능력이 한계에 도달하면(S10), 진공용기 경로에서 펌프를 분리시키고 컴프레서를 끈다(S11).
2) 진공용기 외부를 감싸고 있는 밴드히터(도시 안됨)을 온시키고, 퍼지밸브(55)를 개방하고 퍼지펌프(57)를 가동시켜 가열된 질소를 진공용기(54)의 내부로 공급한다(S12).
3) 밴드히터와 질소에 의해 펌프의 온도가 상승되면, 배플 어레이(51)와 콜드 헤드 어레이(52)에 응축된 가스들이 액화된다. 응축된 가스가 승온초기에 액화되면, 러핑밸브(56)를 개방하고 러핑펌프(58)를 구동시켜 액화된 가스를 배출하고, 배출된 액화 가스는 컨테이너(59)에 포집된다(S13).
4) 콜드 헤드 어레이(52)의 온도가 실온에 이르면(S14), 밴드히터를 오프하고 질소공급을 중단하며(S15), 펌프가 실온에 도달함에 따라 기체로 된 가스는 압력 교체 밸브(도시 안됨)을 통해 펌프로부터 분출된다(S16).
크라이오 펌프(50)가 재생되면 어레이들(51,52)을 다시 냉각시킨 후 설비를 동작시킬 수 있기 때문에, 컨테이너(57)에 포집된 액화된 가스들은 크라이오 펌프의 재생이 완료되어 스퍼터링 장치가 동작된 후에 별도로 배기되어도 무방하다.
종래에는 어레이들에 응축된 가스들이 기화되면 기화된 가스를 배출하기 때문에, 펌프에 응축된 가스들을 기체상태로 만드는데 많은 시간이 소요되어 펌프의 재생시간이 지연된다.
본 발명에서는 어레이들에 응축된 가스들 중에서 액화된 가스를 먼저 배출하고 배출되지 않고 잔존하는 가스는 기화상태로 만들어서 배출하기 때문에, 응축된 가스를 기체상태로 배출하는 종래의 펌프 재생시간에 비하여 재생시간이 단축된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 크라이오 펌프의 배플 어레이를 12인치의 직경을 갖도록 확대 개조하고, 챔버의 압력을 유지하기 위하여 일부분만 개방되어 편측으로 열리는 게이트 밸브의 하단에 표면이 경면처리된 플레이트 형태의 차단막을 형성한다.
그러면, 챔버에서 전달되는 복사열이 차단되고, 게이트 밸브를 통하여 편측으로 전달되는 가스의 흐름을 가운데로 변경하여 어레이들로 분산하기 때문에 어레이들의 전면에 응축된 가스가 균일하게 포집되므로 펌프의 수용능력이 향상되어 재생주기가 연장된다.
또한, 펌프에 응축된 가스들 중에서 액화된 가스를 먼저 배출하여 컨테이너에 포집하고, 배출되지 않고 잔존하는 가스는 기체상태로 배출하기 때문에 재생시간이 단축된다.

Claims (10)

  1. 공정챔버;
    상기 공정챔버의 가스를 응축하여 포집하는 고진공 펌프;
    상기 공정챔버와 상기 고진공 펌프를 연결하며, 상기 공정챔버 내의 가스를 상기 고진공 펌프로 배출하는 배출수단을 포함하며;
    상기 고진공 펌프는 상기 가스를 균일하게 포집하기 위하여 상기 배출수단을 통해 배출되는 가스에 대응하는 직경을 갖는 가스 분산수단을 구비한 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출수단은 상기 공정챔버와 상기 고진공 펌프를 연결하는 배기관과, 상기 공정챔버 내의 가스를 상기 고진공 펌프로 배출하기 위해 편측으로 일부분만 개방되는 밸브를 포함하며;
    상기 가스 분산수단은 상기 고진공 펌프의 입구에 설치되는 냉각기인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각기는 상기 밸브를 통과한 가스 중에서 증기압이 낮은 가스를 응축하는 배플 어레인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 배출수단은 상기 배기관의 내측면 중 상기 밸브가 개방되는 측면에 상기 가스의 흐름을 상기 고진공 펌프의 가운데로 변경하기 위한 플레이트 형상의 차단막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  5. 공정챔버;
    상기 공정챔버의 가스를 응축하여 포집하는 고진공 펌프;
    상기 공정챔버와 상기 고진공 펌프를 연결하며, 상기 공정챔버 내의 가스를 상기 고진공 펌프로 배출하는 배출수단을 포함하며;
    상기 배출수단은,
    상기 공정챔버와 상기 고진공 펌프를 연결하는 배기관;
    상기 배기관을 통해 전달되는 상기 공정챔버 내의 가스를 상기 고진공 펌프로 배출하기 위해 개방되는 밸브;
    상기 가스가 상기 고진공 펌프에 균일하게 포집되도록 상기 밸브를 통과한 가스의 흐름을 변경하는 차단막을 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 밸브는 편측으로 일부분만 개방되며,
    상기 차단막은 적어도 상기 밸브가 개방되는 부분에 대응하는 길이를 갖는플레이트 형상인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 차단막은 상기 공정챔버에서 전달되는 복사열을 차단하기 위해 표면이 경면처리된 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  8. 공정챔버;
    상기 공정챔버의 가스를 응축하여 포집하는 고진공 펌프;
    상기 공정챔버와 상기 고진공 펌프를 연결하며, 상기 공정챔버 내의 가스를 상기 고진공 펌프로 배출하는 배출수단을 포함하며;
    상기 고진공 펌프는 상기 응축되어 포집된 가스 중에서 승온초기에 액화되어 배출되는 가스를 포집하는 컨테이너를 구비한 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  9. 타겟금속을 웨이퍼에 증착시키는 공정챔버 내의 가스를 응축하여 포집하는 고진공 펌프를 이용하는 스퍼터링 장치의 재생방법에 있어서:
    상기 고진공 펌프에 포집된 상기 가스의 량이 한계가 도달하면, 상기 고진공 펌프와 상기 공정챔버를 분리하는 단계;
    상기 고진공 펌프의 몸체를 감싸는 히터를 가열시키면서, 가열된 질소를 상기 고진공 펌프로 공급하는 단계;
    상기 고진공 펌프의 온도가 상승되어 상기 응축되어 포집된 가스가 액화되면, 상기 액화된 가스를 배출하여 포집하는 단계;
    상기 고진공 펌프의 온도가 실온에 도달하면, 상기 히터를 오프시키고 상기 가열된 질소의 공급을 차단하는 단계;
    상기 고진공 펌프의 온도가 실온에 도달함에 따라 상기 고진공 펌프에 잔존하는 기화된 가스를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치의 재생방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 고진공 펌프의 온도가 상승되어 액화된 상태로 배출된 가스는 컨테이너에 포집되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치의 재생방법.
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