KR200274618Y1 - 반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물포집장치 - Google Patents

반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물포집장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물 포집장치에 관한 것으로, 그 목적은 반도체 웨이퍼 가공시 사용되는 가스로 인하여 발생되는 화학응고물 및 유입되는 미세입자를 온도차에 의해 포집면상에 발생되는 습도에 의해 흡착하고, 포집장치내에 가스의 체류시간을 길게함으로써 효과적이고 확실하게 화학응고물 및 미세입자를 포집함으로써 배관 및 진공펌프를 파우더로부터 안전하게 보호할 수 있는 반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물 포집장치를 제공하는 것이며, 그 구성은 반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물을 분리하여 제거하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는 상부는 원통형상을 갖고 하부는 박스형상을 갖는 내부가 중공인 통형상으로써 상부 양단부에 각각 내부중공과 연통되는 흡기 및 배기구와, 하부 일면부 소정위치에 형성되는 파우더배출구를 구비하는 하우징과; 소정직경 및 길이를 갖는 원통형상으로써, 내주면과 외주면 사이의 공간을 따라 상호 연통되게 2중으로 형성되고, 냉매가 순화되도록 냉매순환파이프와 연통되게 연결되는 복수개의 냉매유로와, 내부에 상기 냉매유로와 연통되는 중공을 갖고 내주면을 따라 길이방향으로 상호 소정간격져서 내향으로 돌출형성되는 다수개의 냉각돌부와, 상기 냉각돌부의 하측 내측단으로부터 하측외주면까지 부채꼴형상으로 길이방향을 따라 절취형성되는 파우더배출부를 일체로 구비하고 상기 하우징의 내측 상부에 수평으로 내장되는 냉각포집부와; 소정직경 및 길이를 갖고 일단면이 개방된 원통형상으로써 내주면과 외주면 사이의 공간을 따라 상호 연통되게 2중으로 형성되고, 냉매가 순환되도록 냉매수노항파이프와 연통되게 연결되는 복수개의 냉매유로와, 개방단부측의 외주면에 관통형성되는 배기공과, 타단면에 관통형성되어 상기 하우징의 흡기구와 연결파이프에 의해 연통되게 연결되는 흡기공을 일체로 갖고 상기 하우징의 내측 하부에 수평으로 내장되는 예비포집부와; 소정직경과 길이를 갖는 원통형상으로써, 대향되는 외주면에 소정폭과 길이를 갖고 길이방향으로 따라 관통형성되는 복수개의 가스유입구와, 개방단부에 장착되는 기어부와, 소정직경과 길이를 갖는 원통으로써 일단부는 상기 기어부와 회전가능하게 베어링결합되고 타단부는 상기 하우징의 배기구와 연통되게 연결되는 연결관을 구비하고, 상기 냉각포집부의 냉각돌부의 끝단이 형성하는 공간에 회전가능하게 배치되는 가스유입드럼과; 상기 가스유입드럼의 외주면에 길이방향으로 소정간격져서 장착되어 상기 가스유입드럼의 회전에 따라 상기 냉각돌부 사이의 공간을 회전하며 냉각돌부의 외표면에 부착된 파우더를 제거하는 다수개의 스크랩퍼와; 소정크기를 갖는 원판으로써 일면부 중앙부에 상기 가스유입드럼의 일단부와 회전가능하게 베어링조립되어 가스유입드럼의 일단부를 회전가능하게 지지하는 지지돌부와, 소정폭과 길이를 갖는 평판으로써 길이방향을 따라 하방으로 만곡지게 절곡형성되고 일단부가 상기 지지돌부의 하측 연부에 수평으로 고정부착되어 상기 가스유입드럼의 내측에 수평으로 내장되는 유입차단판을 일체로 갖고 상기 냉각포집부의 일단부에 고정되게 조립되는 드럼지지판과; 소정직경과 길이를 갖는 환봉으로써, 내부에 냉매순화파이프와 연통되게 연결되어 냉매가 순환되는 냉매유로와, 외주면에 길이방향을 따라 상호 소정간격져서 외향으로 돌출형성되는 다수개의 파우더탈거돌기를 일체로 갖고 상기 예비포집부의 내측에 평행하게 배치되고 일단부가 상기 하우징의 내측면에 고정부착되는 냉각봉과; 상기 냉각봉의 일단부측 외주면에 회전가능하게 베어링조립되는 기어부와; 나선형으로 형성되어 상기 냉각봉의 외측을 감싸도록 배치되고, 상기 냉각봉과 대향되는 면을 따라 조밀하게 심어져 상기 냉각봉이 외표면과 맞닿는 다수개의 파우더제거모를 구비하고 일단부가 회전되는 상기 기어부의 일면부에 고정부착되어 기어부의 회전에 따라 상기 냉각봉의 주위를 회전하며 냉각봉의 외표면에 부착되는 파우더를 제거하는 스크류브러쉬와; 회전축에 상기 기어부와 치합되어 구동하는 기어부를 구비하고 상기 하우징의 소정위치에 장착되는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물포집장치{A captured equipment of chemical congelation produced in gas for process the semicondutor element}
본 고안은 반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물 포집장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼 가공시 사용되는 가스로 인하여 발생되는 화학응고물을 확실히 포집하여 배관 및 진공펌프를 보호할 수 있는 구조를 갖도록 한 반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물 포집장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자의 가공공정, 특히 웨이퍼(wafer)의 가공공정은 크게 산화 및 확산(OXIDATION/DIFFUSION)공정, 박막증착(CVD/ION IMPLANTATION METALIZATION)공정, 식각(WET/DRY ETCH)공정 및 사진(PHOTOLITHOGRAPHY)공정 등으로 나뉘어 진다.
상기와 같은 공정들은 어느 정도 웨이퍼내부로 불순물을 주입하거나 불순물의 움직임을 취급하는 확산분야와 밀접한 관계를 가지고 있다.
확산분야에서도 화학기상증착(CVD)은 박막을 형성하는 과정에서 웨이퍼에 있는 물질을 이용하지 않고 주로 가스를 외부로부터 반응실로 인입하여 이루어지는 것이다.
상기의 화학기상증착진공펌프(Vacuum pump)를 사용하여 튜브(Tube) 또는 챔버(chamber)내부를 진공상태로 만들어 원하는 박막을 증착할 수 있도록 되어 있다.
즉, 다시 말해 기체흐름장치와 기체배기장치는 대기압장치와 비슷하고 반응실은 전형적인 3개의 구역으로 이루어진 저항 가열로 안에 놓여진다.
웨이퍼들은 수직으로 촘촘히 위치시키며 반응실은 낮은 압력을 허용하기 위하여 장착시키는 끝단에 진공봉인이 되어 있다.
반응 생성물과 사용되지 않은 기체들은 기계식 진공펌프에 의해 장치의 바깥으로 배기된다.
이 반응실에서의 기체흐름은 수평반응실에서 보다 훨씬 더 복잡하다
기체들은 웨이퍼와 반응실 벽 사이의 공간을 통해 흘러서 좁은 공간으로 확산된다.
기체들은 이 빽빽하게 있는 웨이퍼(wafer) 중앙으로 쉽게 확산될 수 없기 때문에 웨이퍼 가장자리가 중앙보다 훨씬 두껍게 된다.
낮은 온도에서의 성장은 반응하는 분자가 표면에 전달되기 때문에 제약을 받는 정도가 훨씬 줄어든다.
그러므로 낮은 압력에서의 기상화학증착반응실에는 표면반응으로 제한된 공정이 이루어진다.
거기에서의 성장률은 온도가 매우 민감하나 다행히도 온도는 저항가열로에서 쉽게 제어할 수 있다.
확산은 전체가압에 반비례하기 때문에 모든 동작하는 압력을 감소시키는 것이 질량전달률을 증가시킨다.
압력을 수 torr 감소시킴으로써 확산은 통상 약 1,000배 정도 증가한다.
질화실리콘(Si3N4)을 웨이퍼에 성장시키는 경우를 일예로 들면, 1000℃, H2O분위기에서 10시간 동안 산화시킬 경우 SiH2Cl2(DCS)와 NH3가스의 반응으로 형성되는데 그 반응식은 아래와 같다.
SiH2Cl2+ 4/3 NH3⇒ 1/3 Si3N4+ 2HCl + 2H2
이때 Si3N4는 웨이퍼에 증착하여 1㎜이상의 산화물이 형성된다.
그러나, 튜브나 챔버내의 고온상태에서 진공펌프에 의해 잔류가스가 실온의 외부로 배출될 경우 온도변화에 의하여 염화암모늄(NH3Cl2)이 발생하게 된다.
상기 염화암모늄은 고온에서는 가스로 배기시 저온에서는 응고물이 형성되기도 하고, 가스에 따라 챔버내에서 반응후 발생되는 미세입자가 배출되면서 챔버와 진공펌프로 이어지는 배관 및 가스정제기 내면에 흡착되거나 진공펌프 자체에 흡착되어 이들을 오염시키는 것은 물론 이로 인하여 주기적인 오버호울(over haul) 및 잦은 교체로 작업성, 생산성이 저하된다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 출원인은 상기와 같은 종래의 문제점을 극복하기 위하여 다각적인 노력을 시도하였으며, 그 결과로써, 2000년 10월 26일자에 대한민국특허청에 실용신안등록출원하여 출원번호 실용신안등록출원 제 2000-29953 호를 수여받고, 2001년 1월 9일자에 실용신안등록번호 제 217516 호(이하, "선등록"이라 칭함)로 등록된 "반도체 소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물 포집장치"를 개발하였습니다.
상기 선등록의 구성을 개략적으로 살펴보면, 양단부에 다수개의 볼트공을 갖는 플랜지를 갖는 소정직경과 길이의 원통형상으로써 대향되는 양측면부에 형성되는 가스유입구 및 가스배출구와, 하면부에 형성되는 파우더배출구를 일체로 갖는 하우징과; 소정직경을 갖는 원판형상으로써 연부를 따라 상기 플랜지의 볼트공과 일축상에 위치되도록 관통형성되는 다수개의 볼트공과, 중앙부에 소정직경을 갖고 관통형성되는 동력전달부재조립공을 구비하고, 상기 하우징의 일단부에 착탈가능하게 볼트결합되는 실링판과; 일단부가 개방된 소정직경과 길이를 갖는 원통형상으로써 내부에 냉각수가 순환되도록 형성되는 수로와, 외주면을 따라 상호 길이방향으로 소정간격져서 방사상으로 돌출형성되는 다수개의 블레이드와, 차단된 일단면부 중앙에 원통형상으로 돌출형성되어 축돌기와, 개방된 타측단부의 외면면을 따라 소정반경을 갖고 방사상으로 돌출형성되고, 상기 플랜지의 볼트공과 일축상에 위치되어 착탈가능하게 볼트결합되도록 연부를 따라 관통형성되는 다수개의 볼트공을 갖는 실링판부를 일체로 구비하고 상기 하우징내에 착탈가능하게 내장되는 스테이터와; 소정크기를 갖는 원판으로써 상기 스테이터의 일단부와 착탈가능하게 실링결합되어 스테이터이 일단부를 밀봉하는 동시에 지지구조물에 고정설치하는 설치판과; 상기 하우징의 내부 공간에 회전가능하게 내장되어 상기 스테이터의 블레이드에 흡착되는 파우더를 제거하는 로터와, 상기 하우징의 파우더배출구에 장착되어 상기 블레이드로부터 제거되어 파우더배출구로 떨어진 파우더를 하우징내의 압력변동 없이 외부로 배출시키기 위한 복수개의 밸브를 포함하고 있다.
그러나, 상기와 같은 선등록은 CVD챔버내의 온도가 용도에 따라 800℃ 전후의 온도가 사용됨으로 열교환기를 거쳐 배기를 하지만 배기되는 진공펌프 전후의배기온도가 100℃이상 됨으로 진공펌프 및 진공펌프 후단의 스크르버 장비를 파우더로부터 보호하기 위하여 진공펌프의 전후단에 선등록에 따른 화학응고물 포집장치를 설치할 경우 블레이드만으로 하우징내의 온도를 낮추어 파우더를 포집하는 것이 사실상 어려울 뿐만 아니라 포집장치내로 유입되는 가스가 포집장치내을 직진으로 통과하여 배출되기 때문에 냉각면에서 반응하는 가스와 유입되는 미세입자 등을 효율적으로 포집할 수 없다는 문제점이 있었다.
본 고안은 상기와 같은 선등록의 문제점을 고려하여 안출한 것으로써, 그 목적은 포집장치내에 가스의 체류시간을 길게하여 포집효율을 높임과 동시에 포집장치내의 포집부를 냉각시켜 온도차에 의해 포집면상에 습기가 발생되어 냉각면과 반응하여 발생되는 미세입자와 포집장치내로 유입되는 미세입자가 모두 습기가 발생된 포집면에 흡착되어 축적되도록 함으로써 반도체 웨이퍼 가공시 사용되는 가스로 인하여 발생되는 화학응고물 및 가스중에 유입되는 미세입자를 효과적으로 확실히 포집하여 배관 및 진공펌프를 파우더로부터 안전하게 보호할 수 있는 반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물 포집장치를 제공하는 것이다.
상기 본 고안의 목적은 반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물을 분리하여 제거하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는 상부는 원통형상을 갖고 하부는 박스형상을 갖는 내부가 중공인 통형상으로써 상부 양단부에 각각 내부중공과 연통되는 흡기 및 배기구와, 하부 일면부 소정위치에 형성되는 파우더배출구를 구비하는 하우징과; 소정직경 및 길이를 갖는 원통형상으로써, 내주면과 외주면 사이의 공간을 따라 상호 연통되게 2중으로 형성되고, 냉매가 순화되도록 냉매순환파이프와 연통되게 연결되는 복수개의 냉매유로와, 내부에 상기 냉매유로와 연통되는 중공을 갖고 내주면을 따라 길이방향으로 상호 소정간격져서 내향으로 돌출형성되는 다수개의 냉각돌부와, 상기 냉각돌부의 하측 내측단으로부터 하측외주면까지 부채꼴형상으로 길이방향을 따라 절취형성되는 파우더배출부를 일체로 구비하고 상기 하우징의 내측 상부에 수평으로 내장되는 냉각포집부와; 소정직경 및 길이를 갖고 일단면이 개방된 원통형상으로써 내주면과 외주면 사이의 공간을 따라 상호 연통되게 2중으로 형성되고, 냉매가 순환되도록 냉매순환파이프와 연통되게 연결되는 복수개의 냉매유로와, 개방단부측의 외주면에 관통형성되는 배기공과, 타단면에 관통형성되어 상기 하우징의 흡기구와 연결파이프에 의해 연통되게 연결되는 흡기공을 일체로 갖고 상기 하우징의 내측 하부에 수평으로 내장되는 예비포집부와; 소정직경과 길이를 갖는 원통형상으로써, 대향되는 외주면에 소정폭과 길이를 갖고 길이방향으로 따라 관통형성되는 복수개의 가스유입구와, 개방단부에 장착되는 기어부와, 소정직경과 길이를 갖는 원통으로써 일단부는 상기 기어부와 회전가능하게 베어링결합되고 타단부는 상기 하우징의 배기구와 연통되게 연결되는 연결관을 구비하고, 상기 냉각포집부의 냉각돌부의 끝단이 형성하는 공간에 회전가능하게 배치되는 가스유입드럼과; 상기 가스유입드럼의 외주면에 길이방향으로 소정간격져서 장착되어 상기 가스유입드럼의 회전에 따라 상기 냉각돌부 사이의 공간을 회전하며 냉각돌부의 외표면에 부착된 파우더를 제거하는 다수개의 스크랩퍼와; 소정크기를 갖는 원판으로써 일면부 중앙부에 상기 가스유입드럼의 일단부와 회전가능하게 베어링조립되어 가스유입드럼의 일단부를 회전가능하게 지지하는 지지돌부와, 소정폭과 길이를 갖는 평판으로써 길이방향을 따라 하방으로 만곡지게 절곡형성되고 일단부가 상기 지지돌부의 하측 연부에 수평으로 고정부착되어 상기 가스유입드럼의 내측에 수평으로 내장되는 유입차단판을 일체로 갖고 상기 냉각포집부의 일단부에 고정되게 조립되는 드럼지지판과; 소정직경과 길이를 갖는 환봉으로써, 내부에 냉매순환파이프와 연통되게 연결되어 냉매가 순환되는 냉매유로와, 외주면에 길이방향을 따라 상호 소정간격져서 외향으로 돌출형성되는 다수개의 파우더탈거돌기를 일체로 갖고 상기 예비포집부의 내측에 평행하게 배치되고 일단부가 상기 하우징의 내측면에 고정부착되는 냉각봉과; 상기 냉각봉의 일단부측 외주면에 회전가능하게 베어링조립되는 기어부와; 나선형으로 형성되어 상기 냉각봉의 외측을 감싸도록 배치되고, 상기 냉각봉과 대향되는 면을 따라 조밀하게 심어져 상기 냉각봉이 외표면과 맞닿는 다수개의 파우더제거모를 구비하고 일단부가 회전되는 상기 기어부의 일면부에 고정부착되어 기어부의 회전에 따라 상기 냉각봉의 주위를 회전하며 냉각봉의 외표면에 부착되는 파우더를 제거하는 스크류브러쉬와; 회전축에 상기 기어부와 치합되어 구동하는 기어부를 구비하고 상기 하우징의 소정위치에 장착되는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물 포집장치에 의해 달성될 수 있는 것이다.
도 1은 웨이퍼의 가공공정을 개략적으로 예시하는 공정도.
도 2는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치를 도시한 사시도.
도 3은 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치를 단면하여 도시한 종단면도.
도 4는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장지중 가스유입드럼 및 드럼지지판을 분리하여 도시한 분해 사시도.
도 5는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치의 하우징을 단면하여 도시한 종단면 사시도.
도 6은 본 고안에 따른 화학응고물 포집장지중 가스유입드럼 및 드럼지지판을 분리하여 도시한 평면도.
도 7은 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치의 하우징을 냉각포집부와 예비포집부만을 장착된 상태로 단면하여 도시한 단면도.
도 8은 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 하우징을 단면하여 도시한 측단면도.
도 9는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 스크랩퍼를 분해하여 도시한분해 사시도.
도 10은 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 냉각봉을 단면하여 도시한 단면도.
도 11은 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 기어부에 장착된 스크류 브러쉬를 도시한 정면도.
도 12는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 예비포집부의 내부를 기어부측에서 도시한 내부상태도.
도 13a 및 도 13b는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 예비포집부내의 냉각봉과 스크류브러쉬의 작동상태를 도시한 작동상태도.
도 14는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 스크랩퍼의 설치상태를 도시한 단면도.
도 15a 내지 도 15c는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 스트랩퍼의 작동상태를 도 8의 A-A선을 따라 단면하여 도시한 작동상태 단면도.
도 16은 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 냉각돌부를 도 8의 B-B선을 따라 단면하여 도시한 단면도.
도 17a 내지 도 17d는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 냉각포집부내의 가스유입드럽 및 스크랩퍼의 작동에 따른 가스흐름을 예시한 예시도.
도 18은 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치의 다른 실시예를 도시한 결합상태 단면도.
도 19는 도 18에 도시된 실시예에서 냉각포집부와 예비포집부만이 설치된 상태를 도시한 단면도.
도 20은 도 18에 도시된 실시예의 가스유입드럼을 도시한 정면도.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣
10: 화학응고물 포집장치 11: 하우징
12: 흡기구 13: 배기구
14, 15, 31, 32, 36: 냉매유로 16: 냉각돌부
17: 탈거돌부 18: 가스유입드럽
19, 20: 가스유입구 21, 38, 43: 기어부
22: 연결관 23: 스크랩퍼
24: 철판 25: 고무판
26: 결합볼트 27: 드럼지지판
28: 지지돌부 29: 유입차단판
30: 예비포집부 33: 흡기공
34: 배기공 35: 냉각봉
37: 파우더탈거돌기 39: 스크류브러쉬
40: 파우더제거모 41: 구동모터
42: 회전축 43: 냉각판
50, 51, 52: 냉매순환파이프 53: 연결파이프
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물 포집장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 웨이퍼의 가공공정을 개략적으로 예시하는 공정도이고, 도 2는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치를 단면하여 도시한 종단면도이고, 도 4는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장지중 가스유입드럼 및 드럼지지판을 분리하여 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치의 하우징을 단면하여 도시한 종단면 사시도이고, 도 6은 본 고안에 따른 화학응고물 포집장지중 가스유입드럼 및 드럼지지판을 분리하여 도시한 평면도이고, 도 7은 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치의 하우징을 냉각포집부와 예비포집부만을 장착된 상태로 단면하여 도시한 단면도이고, 도 8은 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 하우징을 단면하여 도시한 측단면도이고, 도 9는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 스크랩퍼를 분해하여 도시한 분해 사시도이고, 도 10은 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 냉각봉을 단면하여 도시한 단면도이고, 도 11은 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 기어부에 장착된 스크류 브러쉬를 도시한 정면도이고, 도 12는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 예비포집부의 내부를 기어부측에서 도시한 내부상태도이고, 도 13a 및 도 13b는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 예비포집부내의 냉각봉과 스크류브러쉬의 작동상태를 도시한 작동상태도이고, 도 14는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 스크랩퍼의 설치상태를 도시한 단면도이고, 도 15a 내지 도 15c는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 스트랩퍼의 작동상태를 도 8의 A-A선을 따라 단면하여 도시한 작동상태 단면도이고, 도 16은 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 냉각돌부를 도 8의 B-B선을 따라 단면하여 도시한 단면도이고, 도 17a 내지 도 17d는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치중 냉각포집부내의 가스유입드럽 및 스크랩퍼의 작동에 따른 가스흐름을 예시한 예시도이고, 도 18은 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치의 다른 실시예를 도시한 결합상태 단면도이고, 도 19는 도 18에 도시된 실시예에서 냉각포집부와 예비포집부만이 설치된 상태를 도시한 단면도이며, 도 20은 도 18에 도시된 실시예의 가스유입드럼을 도시한 정면도이다.
도 1 내지 도 20을 참조하면, 본 고안에 따른 반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물 포집장치(10)(이하, "포집장치"라 칭함)는 하우징(11)과, 냉각포집부(60)와, 예비포집부(30)와, 가스유입드럼(18)과, 다수개의 스크랩퍼(23)와, 드럼지지판(27)과, 냉각봉(35)과, 기어부(38)와, 스크류브러쉬(39)와, 구동모터(41)를 포함한다.
상기 하우징(11)은 상부는 원통형상을 갖고 하부는 박스형상을 갖는 내부가 중공인 통형상으로써 흡기구(12)와, 배기구(13)와, 파우더배출구(11a)를 구비한다.
상기 흡기구(12)는 상기 하우징(11)의 상부 일단부에 내부중공과 연통되게 형성되고, 상기 배기구(13)는 하우징(11)의 상단부 타단부에 내부중공과 연통되게 형성되며, 상기 파우더배출구(11a)는 하부 일면부 소정위치에 형성된다.
상기 냉각포집부(60)는 소정직경 및 길이를 갖는 원통형상으로써, 복수개의 냉매유로(14)(15)와, 다수개의 냉각돌부(16)와, 파우더배출부(61)를 일체로 구비하고, 상기 하우징(11)의 내측 상부에 수평으로 내장된다.
상기 복수개의 냉매유로(14)(15)는 냉각포집부(60)의 내주면과 외주면 사이의 공간을 따라 상호 연통되게 2중으로 형성되어 냉매가 순화되도록 냉매순환파이프(50)와 연통되게 연결되고, 상기 다수개의 냉각돌부(16)는 내부에 상기냉매유로(14)(15)와 연통되는 중공을 갖고 내주면을 따라 길이방향으로 상호 소정간격져서 내향으로 돌출형성되며, 상기 파우더배출부(61)는 상기 냉각돌부(16)의 하측 내측단으로부터 하측외주면까지 부채꼴형상으로 길이방향을 따라 절취형성된다.
또한, 상기 다수개이 냉각돌부(16)는 냉각포집부(60)의 내측면 및 냉각돌부(16)의 전후면상에 흡착축적되어 있는 파우더를 제거하는 하기될 스크랩퍼(23)가 냉각돌부(16)사이의 공간을 일주한 후 파우더배출구(61)로 접어들 때 스크랩퍼(23)에 진동을 주어 스크랩퍼(23)상에 부착된 파우더를 탈거시키기 위하여 파우더배출구(61)와 인접하는 냉각돌부(16)의 일단부 양측단을 따라 삼각형 단면을 갖고 돌출형성되는 걸림돌부(16a)를 일체로 갖으며, 상기와 같은 다수개의 냉각돌부(16)를 형성시키는 것은 냉각포집부(60)내로 유입된 가스내에 포함되어 있는 파우더가 냉각면(포집면)과 반응하지 않고 배출되는 것을 방지하여 포집효율을 극대화시키기 위하여 한정된 부피내에서 포집면의 표면적을 최대화시키기 위한 것이다.
상기 예비포집부(30)는 소정직경 및 길이를 갖고 일단면이 개방된 원통형상으로써, 복수개의 냉매유로(31)(32)와, 배기공(34)과, 흡기공(33)을 일체로 갖고 상기 하우징(11)의 내측 하부에 수평으로 내장된다.
상기 복수개의 냉매유로(31)(32)는 상기 예비포집부(30)의 내주면과 외주면 사이의 공간을 따라 상호 연통되게 2중으로 형성되어 냉매가 순환되도록 냉매순환파이프(51)와 연통되게 연결되고, 상기 배기공(34)은 상기 예비포집부(30)의 내측에 포집되는 파우더를 하우징(11)의 저면으로 배출하는 동시에 예비포집부(30)내로 유입되어 개방단부측으로 유동되는 가스를 하우징(11)의 내부중공으로 배출하기 위하여 예비포집부(30)의 개방단부측의 외주면에 관통형성되며, 상기 흡기공(33)은 상기 하우징(11)의 흡기구(12)를 통하여 유입되는 가스를 예비포집부(30)내로 유입시키기 위하여 예비포집부(30)의 타단면에 관통형성되고, 연결파이프(52)에 의해 어 상기 하우징(11)의 흡기구(12)와 연통되게 연결된다.
상기 가스유입드럼(18)은 소정직경과 길이를 갖는 원통형상으로써, 복수개의 가스유입구(19)(20)와, 기어부(21)와 연결관(22)을 구비하고, 상기 냉각포집부(60)의 냉각돌부(16)의 끝단이 형성되는 공간에 회전가능하게 배치된다.
상기 복수개의 가스유입구(19)(20)는 상기 냉각포집부(60)의 내주면으로 유입된 가스가 상기 가스유입드럼(18)의 내측공간으로 유입되도록 상기 가스유입드럼(18)의 대향되는 외주면에 소정폭과 길이를 갖고 길이방향으로 따라 관통형성되고, 상기 기어부(21)는 가스유입드럼(18)의 개방단부에 장착되며, 상기 연결관(22)은 소정직경과 길이를 갖는 원통으로써 일단부는 상기 기어부(21)와 회전가능하게 베어링결합되고 타단부는 상기 하우징(11)의 배기구(13)와 연통되게 연결된다.
상기 다수개의 스크랩퍼(23)는 상기 가스유입드럼(18)의 외주면에 길이방향으로 소정간격져서 장착되어 상기 가스유입드럼(18)의 회전에 따라 상기 냉각돌부(16) 사이의 공간을 회전하며 냉각돌부(16)의 외표면에 부착된 파우더를 제거하기 위한 것으로, 다수개의 철판(24)과, 다수개의 고무판(25)과 복수개의 결합볼트(26)로 구성된다.
상기 다수개의 철판(24)은 소정폭과 길이를 갖는 평판형상으로써 복수개이 볼트공이 관통형성되고, 상호 소정간격지게 적층되어 일단부가 상기 가스유입드럼의 외주면에 용접에 의해 고정부착되고, 상기 다수개의 고무판(25)은 상기 철판(24)보다 폭이 넓고 길이가 짧게 형성되어 복수개의 볼트공을 갖고 상기 철판(24) 사이에 끼움조립되어 적층되며, 상기 복수개의 결합볼트(26)는 상기 철판(24) 및 고무판(25)의 볼트공을 일축으로 관통하여 철판(24)과 고무판(25)을 상호 밀착되게 결합시킨다.
상기 드럼지지판(27)은 소정크기를 갖는 원판으로써, 지지돌부(28)와, 유입차단판(29)을 일체로 구비하고, 상기 가스유입드럼(16)의 일단부를 밀폐하는 동시에 회전가능하게 지지하도록 상기 냉각포집부(60)의 일단부에 고정되게 조립된다.
상기 지지돌부(28)는 상기 드럼지지판(27)의 일면부 중앙부에 소정직경을 갖는 원기둥형상으로 돌출형성되어 상기 가스유입드럼(18)의 일단부와 회전가능하게 베어링조립되어 가스유입드럼(18)의 일단부를 회전가능하게 지지하고, 상기 유입차단판(29)은 소정폭과 길이를 갖는 평판으로써 길이방향을 따라 하방으로 만곡지게 절곡형성되고 일단부가 상기 지지돌부(28)의 하측 연부에 수평으로 고정부착되어 상기 가스유입드럼(18)의 내측에 수평으로 내장된다.
상기 냉각봉(35)은 소정직경과 길이를 갖는 환봉으로써, 냉매유로(36)와, 다수개의 파우더탈거돌기(37)를 일체로 갖고, 상기 예비포집부(30)의 내측에 평행하게 배치되고 일단부가 상기 하우징(11)의 내측면에 고정부착된다.
상기 냉매유로(36)는 상기 냉각봉(35)의 내부에 냉매순화파이프(52)와 연통되게 연결되어 냉매가 순환되도록 형성되고, 상기 다수개의 파우더탈거돌기(37)는 사익 냉각봉(35)의 외주면에 길이방향을 따라 상호 소정간격져서 외향으로 돌출형성된다.
상기 기어부(38)는 상기 냉각봉(35)의 일단부측 외주면에 회전가능하게 베어링조립된다.
상기 스크류브러쉬(39)는 나선형으로 형성되어 상기 냉각봉(35)의 외측을 감싸도록 배치되고, 상기 냉각봉(35)과 대향되는 면을 따라 조밀하게 심어져 상기 냉각봉(35)이 외표면과 맞닿는 다수개의 파우더제거모(40)를 구비하고 일단부가 회전되는 상기 기어부(38)의 일면부에 고정부착되어 기어부(38)의 회전에 따라 상기 냉각봉(35)의 주위를 회전하며 냉각봉(35)의 외표면에 부착되는 파우더를 제거한다.
상기 구동모터(41)는 회전축(42)에 상기 기어부(21)(38)와 치합되어 구동하는 기어부(43)를 구비하고 상기 하우징(11)의 소정위치에 장착된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치(10)는 먼저 상기 하우징(11)의 흡기구(12)를 통하여 상기 예비포집부(30)내로 유입된 가스는 예비포집부(30)를 따라 유동되면서 냉매에 의해 냉각되어 있는 예비포집부(30)의 내측면과 냉각봉(35)의 외표면과 맞닿는데 이때 가스와 냉각면이 반응하며 발생되는 화학응고물과 가스내에 포함되어 유입되는 미세입자, 즉 반응하여 발생되는 파우더 및 가스에 포함되어 유입된 파우더의 일부가 흡착축적된 후 상기 예비포집부(30)의 배기공(34)을 통하여 하우징(11)의 내부중공으로 배기됨과 동시에 상기 스크류브러쉬(39)가 회전되면서 상기 냉각봉(35)의 외표면을 파우더제거모(37)로 쓸어 냉각봉(35)의 외표면상에 흡착되어 있는 파우더를 제거하고, 냉각봉(35)으로부터 제거되어 예비포집부(30)의 내측면상에 떨어져 있는 파우더는 스크류브러쉬(39)의 나선회전에 의해 이동되어 상기 배기공(34)을 통하여 하우징(11)의 하부 저면으로 배출된다.
상기와 같이 예비포집부(30)를 통과하여 하우징(11)의 내부중공으로 배기된 가스는 하우징(11)의 내측 상부에 내장되어 있는 냉각포집부(60)내로 유입되어 냉매에 의해 냉각된 냉각포집부(60)의 내측면 및 다수개의 냉각돌부(16)의 외표면에 반응에 의해 발생되는 파우더 및 유입되는 가스에 포함되어 있는 파우더가 냉각편의 표면에 생성되는 습기에 의해 흡착축적되고, 파우더가 제거된 가스는 상기 가스유입드럼(18)의 가스유입구(19)(20)를 통하여 가스유입드럼(18)내로 유입된다.
상기 가스유입드럼(18)내로의 가스유입은 상기 가스유입드럼(18)이 회전되고, 가스유입드럼(18)내에 내장되어 있는 유입차단판(29)에 의해 유입차단판(29)의 하측에 위치되는 가스유입구로는 유입차단판(29)이 가스유입구를 차단하게되어 가스가 유입되지 않음으로 가스유입드럼(18)이 지속적으로 회전되면서 대향되게 형성된 가스유입구(19)(20)는 상기 유입차단판(29)을 기준으로 상호 교번으로 위치가 변경되어 유입차단판(29)의 상측에 위치되는 가스유입구를 통하여만 가스가 가스유입드럼(18)내로 유입됨으로 대항되는 타 가스유입구를 통하여 유입된 가스가 배출되지 않는다.
상기와 같이 상기 가스유입드럼(18)이 회전되면서 가스가 유입되는 동안에상기 가스유입드럼(18)의 외주면에 고정부착되어 있는 다수개이 스크랩퍼(23)는 상기 가스유입드럼(18)의 회전과 연동하여 냉각돌부(16) 사이의 공간을 일주하며 냉가돌부(16)의 외표면 및 냉각포집부(60)의 내주면상에 흡착축적되어 있는 파우더를 제거하고, 스크랩퍼(23)에 의해 제거된 파우더는 상기 파우더배출부(61)를 통하여 하우징(11)의 내측 저면으로 떨어지고, 상기 가스유입드럼(18)내로 유입된 깨끗한 가스는 상기 연결관(22)과 배기구(13)를 통하여 화학응고물 포집장치(10)로부터 배기되는 것이다.
또한, 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치(10)의 다른 실시예는 상기 냉각포집부(60)를 크게 제작하지 않고 내측면의 표면적을 보다 넓게 형성시켜 가스내에 포함되어 있는 파우더가 포집면과 반응하지 않고 배출되는 것을 방지하여 보다 효과적으로 포집할 수 있도록 하기 위한 것으로써, 상기 다수개의 스크랩퍼(23)는 2개를 한쌍으로 하여 쌍을 이루는 스크랩퍼간의 간격은 좁고, 쌍간의 간격은 넓게 배치되어 보다 많은 스크랩퍼(23)가 상기 가스유입드럼(18)의 외주면에 고정부착되고; 상기 냉각돌부의 사이에는 상기 쌍을 이루는 스크랩퍼 사이에 공간을 구획하여 흡착표면적을 넓게 하기 위한 냉각판(43)이 각각 평행하게 형성시킨 것이다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 화학응고물 포집장치(10)의 다른 실시예는 냉각포집부(60)의 크기는 동일하면서도 파우더가 흡착되는 표면적이 넓어 파우더 포집효율을 보다 향상될 수 있는 것이다.
이상으로 설명한 본 고안에 의하면, 포집장치내의 포집부를 냉각시켜 온도차에 의해 표집면상에 습기가 발생되어 냉각면과 반응하여 발생되는 미세입자와 포집장치내로 유입되는 미세입자가 모두 습기가 발생된 포집면에 흡착되어 축적되도록 함으로써 반도체 웨이퍼 가공시 사용되는 가스로 인하여 발생되는 화학응고물 및 가스중에 유입되는 미세입자를 효과적으로 확실히 포집하여 배관 및 진공펌프를 파우더로부터 안전하게 보호할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (4)

  1. 반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물을 분리하여 제거하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치(10)는 상부는 원통형상을 갖고 하부는 박스형상을 갖는 내부가 중공인 통형상으로써 상부 양단부에 각각 내부중공과 연통되는 흡기 및 배기구(12)(13)와, 하부 일면부 소정위치에 형성되는 파우더배출구(11a)를 구비하는 하우징(11)과; 소정직경 및 길이를 갖는 원통형상으로써, 내주면과 외주면 사이의 공간을 따라 상호 연통되게 2중으로 형성되고, 냉매가 순화되도록 냉매순환파이프(50)와 연통되게 연결되는 복수개의 냉매유로(14)(15)와, 내부에 상기 냉매유로(14)(15)와 연통되는 중공을 갖고 내주면을 따라 길이방향으로 상호 소정간격져서 내향으로 돌출형성되는 다수개의 냉각돌부(16)와, 상기 냉각돌부(16)의 하측 내측단으로부터 하측외주면까지 부채꼴형상으로 길이방향을 따라 절취형성되는 파우더배출부(61)를 일체로 구비하고 상기 하우징(11)의 내측 상부에 수평으로 내장되는 냉각포집부(60)와; 소정직경 및 길이를 갖고 일단면이 개방된 원통형상으로써 내주면과 외주면 사이의 공간을 따라 상호 연통되게 2중으로 형성되고, 냉매가 순환되도록 냉매순환파이프(51)와 연통되게 연결되는 복수개의 냉매유로(31)(32)와, 개방단부측의 외주면에 관통형성되는 배기공(34)과, 타단면에 관통형성되어 상기 하우징(11)의 흡기구(12)와 연결파이프(52)에 의해 연통되게 연결되는 흡기공(33)을 일체로 갖고 상기 하우징(11)의 내측 하부에 수평으로 내장되는 예비포집부(30)와; 소정직경과 길이를 갖는 원통형상으로써, 대향되는 외주면에소정폭과 길이를 갖고 길이방향으로 따라 관통형성되는 복수개의 가스유입구(19)(20)와, 개방단부에 장착되는 기어부(21)와, 소정직경과 길이를 갖는 원통으로써 일단부는 상기 기어부(21)와 회전가능하게 베어링결합되고 타단부는 상기 하우징(11)의 배기구(13)와 연통되게 연결되는 연결관(22)을 구비하고, 상기 냉각포집부(60)의 냉각돌부(16)의 끝단이 형성하는 공간에 회전가능하게 배치되는 가스유입드럼(18)과; 상기 가스유입드럼(18)의 외주면에 길이방향으로 소정간격져서 장착되어 상기 가스유입드럼(18)의 회전에 따라 상기 냉각돌부(16) 사이의 공간을 회전하며 냉각돌부(16)의 외표면에 부착된 파우더를 제거하는 다수개의 스크랩퍼(23)와; 소정크기를 갖는 원판으로써 일면부 중앙부에 상기 가스유입드럼(18)의 일단부와 회전가능하게 베어링조립되어 가스유입드럼(18)의 일단부를 회전가능하게 지지하는 지지돌부(28)와, 소정폭과 길이를 갖는 평판으로써 길이방향을 따라 하방으로 만곡지게 절곡형성되고 일단부가 상기 지지돌부(28)의 하측 연부에 수평으로 고정부착되어 상기 가스유입드럼(18)의 내측에 수평으로 내장되는 유입차단판(29)을 일체로 갖고 상기 냉각포집부(60)의 일단부에 고정되게 조립되는 드럼지지판(27)과; 소정직경과 길이를 갖는 환봉으로써, 내부에 냉매순환파이프(52)와 연통되게 연결되어 냉매가 순환되는 냉매유로(36)와, 외주면에 길이방향을 따라 상호 소정간격져서 외향으로 돌출형성되는 다수개의 파우더탈거돌기(37)를 일체로 갖고 상기 예비포집부(30)의 내측에 평행하게 배치되고 일단부가 상기 하우징(11)의 내측면에 고정부착되는 냉각봉(35)과; 상기 냉각봉(35)의 일단부측 외주면에 회전가능하게 베어링조립되는 기어부(38)와; 나선형으로 형성되어 상기 냉각봉(35)의 외측을 감싸도록 배치되고, 상기 냉각봉(35)과 대향되는 면을 따라 조밀하게 심어져 상기 냉각봉(35)이 외표면과 맞닿는 다수개의 파우더제거모(40)를 구비하고 일단부가 회전되는 상기 기어부(38)의 일면부에 고정부착되어 기어부(38)의 회전에 따라 상기 냉각봉(35)의 주위를 회전하며 냉각봉(35)의 외표면에 부착되는 파우더를 제거하는 스크류브러쉬(39)와; 회전축(42)에 상기 기어부(21)(38)와 치합되어 구동하는 기어부(43)를 구비하고 상기 하우징(11)의 소정위치에 장착되는 구동모터(41)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물 포집장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 다수개의 스크랩퍼(23)는 소정폭과 길이를 갖는 평판형상으로써 복수개이 볼트공이 관통형성되고, 상호 소정간격지게 적층되어 일단부가 상기 가스유입드럼의 외주면에 용접에 의해 고정부착되는 다수개의 철판(24)과, 상기 철판(24)보다 폭이 넓고 길이가 짧게 형성되어 복수개의 볼트공을 갖고 상기 철판(24) 사이에 끼움조립되어 적층되는 다수개의 고무판(25)과, 상기 철판(24) 및 고무판(25)의 볼트공을 일축으로 관통하여 철판(24)과 고무판(25)을 상호 밀착되게 결합시키는 다수개의 결합볼트(26)로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물 포집장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 냉각포집부(60)의 냉각돌부(16)는 냉각포집부(60)의 내측면 및 냉각돌부(16)의 전후면상에 흡착축적되어 있는 파우더를 제거하는 스크랩퍼(23)가 냉각돌부(16)사이의 공간을 일주한 후 파우더배출구(61)로 접어들 때 스크랩퍼(23)에 진동을 주어 스크랩퍼(23)상에 부착된 파우더를 탈거시키기 위하여 파우더배출구(61)와 인접하는 냉각돌부(16)의 일단부 양측단을 따라 삼각형 단면을 갖고 돌출형성되는 걸림돌부(16a)를 일체로 갖는 것을 특징으로 하는 반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물 포집장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 다수개의 스크랩퍼(23)는 2개를 한쌍으로 하여 쌍을 이루는 스크랩퍼간의 간격은 좁고, 쌍간의 간격은 넓게 배치되어 보다 많은 스크랩퍼(23)가 상기 가스유입드럼(18)의 외주면에 고정부착되고; 상기 냉각돌부의 사이에는 상기 쌍을 이루는 스크랩퍼 사이에 공간을 구획하여 흡착표면적을 넓게 하기 위한 냉각판(43)이 각각 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체소자 가공용 가스에서 발생되는 화학응고물 포집장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108310795A (zh) * 2017-01-17 2018-07-24 上海泰禾国际贸易有限公司 一种用于对苯二甲腈生产线的捕集器
CN115475805A (zh) * 2021-06-16 2022-12-16 朴钟民 利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置

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