KR20020060887A - 배기 방법 및 배기 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CVD 또는 엣칭 등의 활성화 가스를 사용함으로써 피처리물에 대하여 처리를 행하는 장치에 있어서, 가스 배기 배관에의 부착물의 방지를 도모하는 것을 목적으로 한다.

시트 히터(11)를 내장한 중간 플랜지, 또는 그 내주의 가스 도입구(10)로부터 희석 가스 공급이 가능한 중간 플랜지(6)를, 배기 배관의 이음부의 사이에 삽입함으로써, 이 부분의 저온화 방지 또는 배기 가스의 접촉 방지를 도모하여 부착물의 퇴적을 방지한다.

Description

배기 방법 및 배기 설비{Exhausting Method and Exhausting Equipment}

본 발명은 반도체 제조 등에 있어서의 처리 장치로부터 처리 가스를 배출하기 위한, 개선된 배기 방법 및 배관 설비에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 반도체 생산 등의 반응성 가스를 플라즈마나 열 등으로 활성화하여 피처리 기판을 처리하는 장치의 배기측 배관에 부착되는 반응 부생성물의 부착 방지에 관한 것이다.

반도체, 액정과 같은 전자 부품 제작에서는 처리조(챔버) 내에 반도체 기판 등의 피처리 기판과 반응성 가스를 도입하고, 반응성 가스를 플라즈마나 열을 사용하여 활성화하여, 피처리 기판 상에 막을 형성하거나 또는 가공하는 방법이 널리 이용되고 있다.

이러한 처리를 행하는 처리조(처리부)는 일반적으로 저압 상태를 유지하기 위해서 진공 장치와 접속되고, 반응에 직접 기여할 수 없었던 반응성 가스 및 기판 상의 반응에 의한 부생성물 가스는 배기 배관을 통해서 배기된다.

이 배기 배관에 흐르는 가스는 상술한 바와 같이 반응실에서 플라즈마 또는 열 등에 의해 활성화되어 있고, 처리 장치의 하류에 있는 배기 배관에 부착된다.

처리 장치측은 플라즈마, 열 등에 의해 가온 상태에 있지만, 배기 배관에서는 상대적으로 온도가 낮으므로 부착 계수가 크고, 배관 내의 부착량은 증대하여이하와 같은 문제점이 발생한다.

우선, 부착된 막이 박리되어 진공 장치에 문제를 발생시키거나, 경우에 따라서는 처리부로 역류하여 발진원(發塵源)이 된다.

또한, 부착량이 증가하면 배관이 폐색되어 장치가 정상적으로 동작할 수 없게 되고, 빈번한 세정 또는 교환 작업이 필요해져서 장치의 생산성을 저하시킨다.

이를 방지하기 위해, 대부분의 처리 장치에서는 배기 배관부에 히터를 권취하여 배관부의 온도를 높여서 부착되기 어렵고 또한 부착된 막은 박리되기 어려운 상태를 만들고 있다.

처리 장치와 진공 장치, 진공 장치와 제해(除害) 장치를 연결하는 배기 배관은 완전한 일체화는 불가능하며, 도중에 몇 군데의 이음부가 필요해진다. 즉, 파이프 부분의 양단부에 이음부를 구비한 배관을, 서로의 이음부를 접속하여 전체의 배기 배관을 구성한다. 이음부는 파이프 부분보다 한층 더 직경이 큰 부분으로 이루어지고, 맞춤 부분에 밀봉재를 끼워넣고 외주 부근에 형성한 관통 구멍에 삽입한 볼트나 나사 구조를 갖는 맞춤 이음 자체로 체결한다.

배기 배관을 가열하는 히터는 동일한 직경의 파이프 부분에서는 균등하게 권취하는 것이 용이하고 균일한 온도 가열이 가능해지지만, 파이프에 비해 직경이 크고 폭도 좁은 이음부는 히터의 권취가 어려운 데다가 용량이 있으므로 가열하기 어렵고, 또한 표면적이 커서 열이 도피하기 쉬운 부분이므로 파이프 부분에 비해 일반적으로 저온 상태가 된다. 그로 인해, 이음부에 부착막이 빠르게 부착되는 것을방지할 수 없다는 과제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 반응에 직접 기여할 수 없었던 반응성 가스 또는 기판 상의 반응에 의한 부생성물 가스 등이 배기 배관의 이음부에 퇴적하는 것을 방지한 배기 방법 및 배관 설비를 얻는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태를 개념적으로 도시한 배기 배관 이음부의 단면도 및 측면 외관도.

도2는 본 발명의 제2 실시 형태를 개념적으로 도시한 배기 배관 이음부의 단면도 및 측면 외관도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 파이프(배관부)

2a, 2b : 이음부

3a, 3b : 0링 홈

4a, 4b : 0링

5 : 히터

6 : 중간 플랜지

7 : 볼트 고정 구멍

8 : 가스 버퍼부

9 : 가스 취입구

10 : 가스 공급구(가스 도입구)

11 : 시트 히터

12 : 외부 단자

13 : 파이프 구조(통 부재)

본 발명의 반응 가스의 배기 방법은, 처리조에 있어서 반응성 가스를 활성화하여 피처리물을 처리하고, 처리후의 반응 가스를 배기 배관을 통해서 배기하는 방법으로서, 배기 배관의 이음부를 독자적으로 가열 제어하여 상기 이음부 내주에의 부착물을 방지하는 것이다.

또한, 본 발명의 반응 가스의 배기 방법은, 처리조에 있어서 반응성 가스를 활성화하여 피처리물을 처리하고, 처리후의 반응 가스를 배기 배관을 통해서 배기하는 방법으로서, 배기 배관의 이음부 또는 그 부근에서 상기 이음부의 내주를 따라서 희석 가스를 유입시켜, 상기 이음부 내주에의 부착물을 방지하는 것이다.

또한, 본 발명의 반응 가스의 배기 방법은, 처리조에 있어서 반응성 가스를 활성화하여 피처리물을 처리하고, 처리후의 반응 가스를 배기 배관을 통해서 배기하는 방법에 있어서, 배기 배관의 이음부를 독자적으로 가열 제어하는 동시에, 상기 배기 배관의 이음부 또는 그 부근에서 상기 이음부의 내주를 따라서 희석 가스를 유입시켜, 상기 이음부 내주에의 부착물을 방지하는 것이다.

또한, 본 발명의 반응 가스의 배관 설비는 대향부에 각각 이음부를 갖는 한쌍의 배관을, 상기 대향하는 이음부의 사이에 중간 플랜지를 삽입하여 결합한 배관 설비에 있어서, 상기 중간 플랜지의 내부에 매설되고 외부로부터 가열 가능한 가열 수단을 구비한 것이다.

또한, 상기 가열 수단으로서, 상기 중간 플랜지의 내부에 외부로부터의 전력 공급에 의해 가열 가능한 히터를 매립한 것이다.

이에 의해, 이음부 내주에의 부착물을 방지하는 것이다.

또한, 본 발명의 반응 가스의 배관 설비는 대향부에 각각 이음부를 갖는 한 쌍의 배관을, 상기 대향하는 이음부의 사이에 중간 플랜지를 삽입하여 결합한 배관 설비에 있어서, 상기 중간 플랜지의 내주면에 외부로부터 가스를 공급하는 가스 공급 수단을 설치한 것이다.

또한, 상기 가스 공급 수단으로서, 상기 중간 플랜지의 외주면으로부터 연통하고 내주면에 가스 공급구를 갖는 통기 구멍을 형성한 것이다.

이에 의해, 이음부 내주에의 부착물을 방지하는 것이다.

또한, 본 발명의 반응 가스의 배관 설비는 대향부에 각각 이음부를 갖는 한 쌍의 배관을, 상기 대향하는 이음부의 사이에 중간 플랜지를 삽입하여 결합한 배관 설비에 있어서, 상기 중간 플랜지의 내부에 매설되고 외부로부터 가열 가능한 가열 수단을 구비하는 동시에, 상기 중간 플랜지의 내주에 외부로부터 가스를 공급하는 가스 공급 수단을 설치한 것이다.

또한, 본 발명의 반응 가스의 배관 설비는 상기 중간 플랜지의 내주면에 주위 방향으로 연속된 오목부를 형성하고, 이 오목부에 상기 가스 공급구를 개구한것이다.

또한, 본 발명의 반응 가스의 배관 설비는 상기 중간 플랜지의 내주면에 주위 방향을 따라서 대략 균등한 간격으로 상기 가스 공급구를 배치한 것이다.

또한, 본 발명의 반응 가스의 배관 설비는 상기 중간 플랜지의 내주면에 고정되고, 상기 대향하는 이음부의 내주면을 따라서 연장되어 상기 이음부 내주면을 피복하는 통 부재를 구비한 것이다.

또한, 상기 통부와 상기 이음부의 간극에 외부로부터의 가스를 공급하는 가스 공급구를 형성한 것이다.

이하에, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

<제1 실시 형태>

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 배관 설비의 구조를 도시한 도면이다. 도1의 (a)는 접속부의 단면도, 도1의 (b)는 측면도이고, (a) 도면은 (b) 도면의 A0B 단면을 도시한 것이다. 이 배관 설비는 CVD 장치 또는 엣칭 장치 등의 처리 장치로부터 배기 가스(반응 가스 또는 처리 가스)를 배출하는 배관 설비이며, 접속하는 2개의 배기 배관을 중간 플랜지로 연결하는 구조를 도시하고 있다.

배관(1a, 1b)(이하, 파이프라고 함)의 접합부에는 이음부(2a, 2b)(이하, 플랜지라고 함)가 용접되고, 접촉면에는 밀폐성을 유지하기 위해서 0링 홈(3a, 3b)에 0링(4a, 4b)이 장착되어 있다.

각각의 파이프(1a, 1b)의 외주에는 가열용 히터(5)가 권취되어 있다.

또한, 상기 플랜지(2a, 2b)의 사이에는 중간 플랜지(6)가 설치되어 있다.중간 플랜지(6)의 외주에는 고정용으로 플랜지(2a, 2b)와 동일 부위에 복수의 볼트 고정 구멍(7)이 있다.

이 중간 플랜지(6)는 그 내부에 중공 구조의 가스 버퍼부(8)를 갖고, 외주부에 설치된 가스 취입구(9)와 통기 구멍에 의해 연통되어 있다.

또한, 중간 플랜지(6)의 내주부에는 상류측의 단부를 절단하고 내주를 따라서 오목부를 형성하는 면에 상기 가스 버퍼부(8)로부터 통기 구멍을 거쳐서 연신하는 가스 공급구(가스 도입 구멍)(10)를 형성하고 있다.

또한, 중간 플랜지(6)의 내부에는 가스 버퍼부(8)와 인접하여 시트 히터(11)가 내장되고, 중간 플랜지(6)의 외주부에는 가열용 전력을 공급하는 외부 단자(12)가 배치되며, 양자는 매립된 도선으로 접속되어 있다.

파이프(1a, 1b)에 권취된 히터(5)는 80 ℃ 전후로 가열되고, 중간 플랜지(6)도 마찬가지로 외부 단자(12)를 통해서 전력을 공급하여 가열을 행한다. 이 가열에 의해 중간 플랜지(6)에 접촉하는 플랜지(2a, 2b)도 마찬가지로 온도가 상승한다.

상기 가열과 동시에, 가스 취입구(9)로부터 질소 가스를 일정량 공급하여 가스 버퍼부(8)에 일시 보관한 후, 가스 공급구(10)(가스 도입 구멍)로부터 균등하게 배관 내부를 향해서 공급하여, 중간 플랜지(6) 및 플랜지(2a, 2b)의 내벽(내주면)에 반응후의 배기 가스가 접촉하는 기회를 저감한다.

여기서, 공급하는 가스는 질소 가스 등의 불활성 가스 이외에, 반응후에 희석 가스를 필요로 하는 시스템인 경우는 그 일부를 유용하면 된다.

상기 설명에서는 히터와 가스 도입을 함께 이용하고 있지만, 반응 가스의 가스 종류에 따라서는 어느 하나의 단독 수단만으로도 충분히 효과가 얻어진다.

가열용 공급 전력은 사전의 측정으로 파이프(1a, 1b) 부분과 동일 온도 이상이 되도록 설정한다. 단, 가스 공급에 의해 열을 빼앗기는 경우도 고려하여 필요한 가열을 행할 필요가 있다.

이상 설명한 바와 같이, 이 실시 형태에서는 배기 배관의 이음부(2a, 2b)의 사이에 새로운 중간 플랜지(6)를 추가한다.

또한, 배기 배관에 추가한 중간 플랜지(6)는 내주부 부근에 히터(11)가 매립되고, 외부로부터의 전력 공급에 의해 가열 가능한 구성으로 한다.

또한, 중간 플랜지(6)는 외부로부터의 가스 공급이 가능하고, 이 가스를 주위 방향으로 한번 축적하는 공간[가스 버퍼부(8)] 및 중간 플랜지(6)의 내주측에 공급하는 기구를 갖는다.

또한, 중간 플랜지(6)는 내주 부분에 주위 방향으로 균등한 구멍(10)을 형성하고, 이 구멍(10)은 중공 구조[가스 버퍼부(8)]에 관통하고 있다.

또한, 중간 플랜지(6)는 내주에 파이프 구조(통 부재)(13)를 접속시킨 형상이고, 이 파이프 구조(13)의 외경은 접속하는 플랜지(2a, 2b)의 내경보다 작다.

또한, 배기 배관에 있어서, 파이프 구조(13)의 외주측이며 중간 플랜지(6) 및 플랜지(2a, 2b) 사이에 가스 배출 구멍(10')을 갖고, 이 가스 배출 구멍(10')은 중간 플랜지(6)의 내부에 설치된 중공 구조[가스 버퍼부(8)]를 거쳐서 외부와 연통 가능한 구조를 갖는다.

이상 설명한 바와 같이, 이 실시 형태에서는 배기 배관을 접속하는 이음부에 있어서, 독립된 가열 또는 가스 배출을 행하도록 했다. 구체적으로는, 접속하는 이음부의 사이에 히터 또는 가스 배출구를 갖는 부품을 추가한다.

이 구조에 의해, 새롭게 삽입하는 부품이 히터에 의해 가열되어 인접하는 이음부의 고온화(파이프 부분과의 온도 균일화)를 도모할 수 있고, 또는 이음부에 외부로부터의 가스 도입에 의해, 이음부 내면이 배기 가스와 접하는 기회 자체를 감소시킬 수 있으며, 이음부 내면에 배기되어 온 가스가 부착될 확률이 감소하여 퇴적 속도가 크게 억제된다.

<제2 실시 형태>

도2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 배관 설비의 구조를 도시한 도면이다. 도2의 (a)는 접속부의 단면도, 도2의 (b)는 측면도이고, (a) 도면은 (b) 도면의 A0B 단면을 도시한 것이다. 또한, 도2의 (a')는 도2의 (a)의 부분 확대도이다.

이 제2 실시 형태에서는 기본적인 구조는 제1 실시 형태와 동일하지만, 삽입하는 시트 히터(11)의 내측에 파이프 구조(13)(통 부재)를 부착하여, 파이프(1a, 1b)에 접합된 플랜지(2a, 2b)의 내면을 피복하고 있다.

이러한 구조로 함으로써, 히터(11)의 열에너지를 효율좋게 파이프 구조(13)에 전달할 수 있다.

또한, 플랜지(2a, 2b)의 내주면과 파이프 구조(13)의 사이에 발생한 간극 부분에는 가스 버퍼부(8)로부터의 질소 가스를 흘려보냄으로써, 이 부분에 부착물이 유입되는 것을 방지한다.

이상과 같이, 이 실시 형태에서는 배기 배관을 접속하는 중간 플랜지(6)의 내주면에 파이프 구조(통 부재)를 접속 고정하고, 이 파이프 구조가 양측의 이음부(2a, 2b)의 내주면을 따라서 연장되어 이음부(2a, 2b)의 내주면을 피복하도록 형성되어 있다.

또한, 파이프 구조(13)와 이음부(2a, 2b)의 내주면 사이에 외부로부터의 가스를 공급하는 가스 공급구를 형성하고 있다.

이 구조에 의해, 파이프 구조(통 부재)를 가열 제어하기 쉽고, 또한 이음부 내면이 배기 가스와 접촉하는 기회를 감소시킬 수 있으며, 이음부 내면에 배기 가스가 부착되는 확률이 감소하여 퇴적 속도가 크게 억제된다.

또, 이상의 각 실시 형태에서는 이음부를 볼트 고정의 플랜지 구조로 하고 있지만, 다른 방식의 이음에서도 동일한 수단으로 실시 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해 장치 배기 배관의 이음부 내면에 있어서 반응 가스의 부착, 퇴적 확률을 감소시킬 수 있고, 배관의 특정 부위에 퇴적막이 편재하여 단시간에서의 박리의 발생 또는 배관의 막힘 등의 생산에 지장을 초래하는 현상의 방지를 도모할 수 있다.

이에 따라, 이물질에 기인하는 제품 불량의 발생 방지, 및 장치의 보수 빈도의 저감에 따른 장치 가동율의 향상을 달성할 수 있다.

Claims (12)

1. 처리조에 있어서 반응성 가스를 활성화하여 피처리물을 처리하고, 처리후의 반응 가스를 배기 배관을 통해서 배기하는 방법에 있어서, 배기 배관의 이음부를 독자적으로 가열 제어하여 상기 이음부 내주에의 부착물을 방지하는 것을 특징으로 하는 배기 방법.
2. 처리조에 있어서 반응성 가스를 활성화하여 피처리물을 처리하고, 처리후의 반응 가스를 배기 배관을 통해서 배기하는 방법에 있어서, 배기 배관의 이음부 또는 그 부근에서 상기 이음부의 내주를 따라서 희석 가스를 유입시켜, 상기 이음부 내주에의 부착물을 방지하는 것을 특징으로 하는 배기 방법.
3. 처리조에 있어서 반응성 가스를 활성화하여 피처리물을 처리하고, 처리후의 반응 가스를 배기 배관을 통해서 배기하는 방법에 있어서, 배기 배관의 이음부를 독자적으로 가열 제어하는 동시에, 상기 배기 배관의 이음부 또는 그 부근에서 상기 이음부의 내주를 따라서 희석 가스를 유입시켜, 상기 이음부 내주에의 부착물을 방지하는 것을 특징으로 하는 배기 방법.
4. 대향부에 각각 이음부를 갖는 한 쌍의 배관을, 상기 대향하는 이음부의 사이에 중간 플랜지를 삽입하여 결합한 배관 설비에 있어서, 상기 중간 플랜지의 내부에 매설되고 외부로부터 가열 가능한 가열 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 배관 설비.
5. 제4항에 있어서, 상기 가열 수단으로서, 상기 중간 플랜지의 내부에 외부로부터의 전력 공급에 의해 가열 가능한 히터를 매립한 것을 특징으로 하는 배관 설비.
6. 대향부에 각각 이음부를 갖는 한 쌍의 배관을, 상기 대향하는 이음부의 사이에 중간 플랜지를 삽입하여 결합한 배관 설비에 있어서, 상기 중간 플랜지의 내주면에 외부로부터 가스를 공급하는 가스 공급 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 배관 설비.
7. 제6항에 있어서, 상기 가스 공급 수단으로서, 상기 중간 플랜지의 외주면으로부터 연통하고 내주면에 가스 공급구를 갖는 통기 구멍을 형성한 것을 특징으로 하는 배관 설비.
8. 대향부에 각각 이음부를 갖는 한 쌍의 배관을, 상기 대향하는 이음부의 사이에 중간 플랜지를 삽입하여 결합한 배관 설비에 있어서, 상기 중간 플랜지의 내부에 매설되고 외부로부터 가열 가능한 가열 수단을 구비하는 동시에, 상기 중간 플랜지의 내주에 외부로부터 가스를 공급하는 가스 공급 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 배관 설비.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 중간 플랜지의 내주면에 주위 방향으로 연속된 오목부를 형성하고, 이 오목부에 상기 가스 공급구를 개구한 것을 특징으로 하는 배관 설비.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 플랜지의 내주면에 주위 방향을 따라서 대략 균등한 간격으로 상기 가스 공급구를 배치한 것을 특징으로 하는 배관 설비.
11. 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 플랜지의 내주면에 고정되고, 상기 대향하는 이음부의 내주면을 따라서 연장되어 상기 이음부 내주면을 피복하는 통 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 배관 설비.
12. 제11항에 있어서, 상기 통부와 상기 이음부의 내주면 사이에 외부로부터의 가스를 공급하는 가스 공급구를 배치한 것을 특징으로 하는 배관 설비.