KR20030030757A

KR20030030757A - 플라즈마 중합장비의 배기가스 필터링장치

Info

Publication number: KR20030030757A
Application number: KR1020010063119A
Authority: KR
Inventors: 윤동식
Original assignee: 주식회사 엘지이아이
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-04-18

Abstract

본 발명 플라즈마 중합장비의 배기가스 필터링장치는 공정 챔버(101)의 일측에 공정가스를 주입하는 가스주입관(104)이 설치되어 있고, 타측에 배기가스가 배출되는 배기라인(105)이 설치되어 있으며, 그 배기라인(105) 상에 필터링장치(106)와 펌프(107)가 설치되어 있는 플라즈마 중합장비에 있어서, 상기 필터링장치(106)는 싸이클론 챔버(112)에서 싸이클론을 이용하여 비교적 크기가 큰 이물질들을 1차적으로 필터링하고, 그 싸이클론 챔버(112)에서 1차적으로 필터링된 배기가스를 백필터측 챔버(223)에서 필터링 백(225)을 이용하여 작은 이물질들을 2차적으로 필터링함으로써, 필터링 백(225)의 교체주기를 연장할 수 있다.

Description

플라즈마 중합장비의 배기가스 필터링장치{EXHAUST GAS FILTERING APPARATUS FOR PLASMA DEPOSITION SYSTEM}

본 발명은 플라즈마 중합장비의 배기가스 필터링장치에 관한 것으로, 보다상세하게는 배기가스에 포함된 입자가 큰 이물질들을 1차로 필터링하고, 그 필터링된 배기가스 중에 포함된 작은 입자의 이물질들을 2차로 필터링하여 필터의 잦은 교체로 인한 공정지연이 발생되지 않도록 함으로써 대량생산공장에서의 작업 생산성을 향상시키도록 하는데 적합한 플라즈마 중합장비의 배기가스 필터링장치에 관한 것이다.

대기압 또는 저압상태의 챔버 내부에 공정가스를 주입하는 상태에서 챔버의 내부에 일정간격을 두고 설치된 전극에 알에프 파워 또는 디시 전원을 인가하면 전극들의 사이에서 플라즈마가 형성되며, 이와 같이 발생되는 플라즈마에 의하여 공정가스가 분해되어 챔버의 내부에 배치되는 시료의 표면에 부착되어 소정두께의 박막을 형성하게 된다. 그와 같이 형성되는 박막은 제조하고자 하는 제품에 따라 다양한 종류의 박막이 형성될 수 있으며, 그와 같은 박막은 제품특성에 맞게 단일박막을 형성하거나 또는 여러층의 박막을 연속적으로 형성할 수도 있다.

도 1은 플라즈마를 이용한 종래의 중합장치를 보인 개략적인 구성을 보인 것으로, 도시된 바와 같이, 종래의 플라즈마 중합장치는 내측에 일정공간부가 형성되어 있는 박스체의 공정 챔버(1)와, 그 공정 챔버(1)의 내측 상부에 전극(2)이 설치되어 있고, 하부에는 시료(3)가 설치되어 있으며, 그 전극(2)과 시료(3)은챔버(1)의 외부에 설치된 전원공급장치(미도시)에 전기적으로 연결되어 있다.

그리고, 상기 챔버(1)의 일측 하부에는 공정가스를 챔버(1)의 내측으로 주입하기 위한 공정가스주입관(4)이 설치되어 있고, 타측 하부에는 배기가스를 배출하기 위한 배기라인(5)이 설치되어 있다.

또한, 상기 배기라인(5)에는 배기가스 중의 반응부산물을 필터링하기 위한 필터(6)와 배기가스를 챔버(1)의 외부로 펌핑함과 아울러 챔버(1)의 내측을 일정압력으로 유지시키기 위한 진공펌프(7)가 설치되어 있다.

상기 필터(6)는 도 2에 도시된 바와같이, 일측에 배기가스가 유입되는 입구부(8a)가 형성되어 있고 타측에 필터링된 배기가스가 배출되는 배출부(8b)가 형성되어 잇는 케이스 본체(8)와, 그 본체(8)의 내부에서 입구부(8a)가 형성된 입구측과 배출부(8b)가 형성된 배출측을 구획하도록 설치된 차단판(9)과, 그 차단판(9) 상에 설치되며 이물질을 필터링하는 수개의 필터링 백(10)과, 상기 본체(8)의 하측에 연통되도록 설치되어 필터링 백(10)에서 떨어지는 이물질들을 수거하는 트레이(11)가 설치되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 종래 플라즈마 중합장비는 챔버(1)의 내측에 시료(3)를 장착한 상태에서 공정가스주입관(4)을 통하여 챔버(1)의 내부로 공정가스를 주입함과 아울러 전원공급장치에서 전극(2)과 시료(3)에 디시 전원을 인가하면 전극(2)과 시료(3)에 플라즈마가 발생이되어 음극이 되는 시료(3)의 이온화율이 높기 때문에 시료(3)에 많은 양의 중합물이 증착된다.

상기와 같이 챔버(1)의 내부에서 반응하고난 후의 배기가스는 배기라인(5)을통하여 챔버(1)의 외측으로 배출되며, 그와 같이 배출되는 배기가스 중에 포함되어 있는 반응부산물은 필터(6)에 의하여 필터링된다.

그러나, 상기와 같이 구성되어 있는 종래 플라즈마 중합장비에 설치된 필터(6)는 내부에 설치된 필터링 백(10)은 미세한 이물질뿐만이 아니고, 크기가 큰 이물질까지도 필터링되도록 되어 있어서, 그 필터링 백(10)에 단시간에 많은 양의 이물질들이 필터링됨에 따라 자주 장비의 운전을 멈추고 필터링 백(10)을 교체해주어야 하기 때문에 상당히 번거로울뿐만 아니라, 생산성을 저하시키는 요인이 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 사이클론을 이용하여 큰 이물질을 1차적으로 필터링한 다음, 필터링 백에 의하여 미세한 이물질들이 2차적으로 필터링되도록 하여 필터링 백의 잦은 교체에 의한 작업지연이 발생되는 것을 방지하도록 하는데 적합한 플라즈마 중합장비의 배기가스 필터링장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 플라즈마 중합장비의 구조를 개략적으로 보인 단면도.

도 2는 종래 필터의 구조를 보인 단면도.

도 3은 본 발명 배기가스 필터링장치가 설치된 플라즈마 중합장비의 개략구성도.

도 4는 본 발명에 따른 배기가스 필터링장치의 전체 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 사이클론 필터부를 부분절결하여 보인 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 백 필터부를 부분절결하여 보인 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 필터링장치의 동작을 보인 단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

101 : 공정 챔버 104 : 가스 주입관

105 : 배기라인 106 : 필터링장치

107 : 펌프 110 : 싸이클론부

111 : 가스유입관 112 : 싸이크론 챔버

113 : 트레이 114 : 배기관

220 : 백필터부 221 : 하부유입구

222 : 상부배출구 223 : 백필터측 챔버

224 : 구획판 225 : 필터링 백

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 공정 챔버의 일측에 공정가스를 주입하는 가스주입관이 설치되어 있고, 타측에 배기가스가 배출되는 배기라인이 설치되어 있으며, 그 배기라인 상에 필터와 펌프가 설치되어 있는 플라즈마 중합장비에 있어서, 상기 필터는 배기가스 중에 포함되어 있는 큰 입자의 이물질을 싸이클론을 이용하여 필터링하는 싸이클론부와, 그 싸이클론부에서 배출되는 배기가스 중에 포함된 미세한 이물질을 필터링하는 백필터부를 구비하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 중합장비의 배기가스 필터링장치가 제공된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 챔버의 내부에 시료를 배치하고 전극이 양극이 되도록 전기적으로 연결하고 시료가 음극이 되도록 전기적인 연결을 한 다음, 챔버의 내부로 공정가스를 주입하는 상태에서 전극과 시료에 전원을 인가하면, 전극과 시료 사이에 플라즈마가 형성되고, 그와 같이 형성되는 플라즈마에 의하여 공정가스가 분해되어 이온화율이 상대적으로 높은 음극의 시료에 박막이 증착된다.

그리고, 상기와 같이 플라즈마가 발생되는 챔버의 내부는 진공 펌프에 의하여 펌핑되어 진공상태를 유지함과 아울러 반응중에 발생되는 반응부산물과 배기가스도 펌프의 펌핑에 의하여 배출되어지는데, 이때 배출되는 배기가스는 필터에서 필터링되어 이물질이 펌프의 로터에 부착되는 것을 방지하게 되는데, 필터의 싸이클론부로 유입된 배기가스를 싸이클론에 의하여 큰 입자들만 1차적으로 필터링하고, 그 1차적으로 필터링된 배기가스를 백필터부에서 필터링 백을 이용하여 미세한 입자만을 필터링함으로써, 필터링 백의 잦은 교체를 방지함으로써, 공정지연에 의한 생산성저하를 방지하는 효과가 있다.

이하, 상기와 같이 구성되어 본 발명 플라즈마 중합장비의 배기가스 필터링장치를 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명 배기가스 필터링장치가 설치된 플라즈마 중합장비의 개략구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 배기가스 필터링장치의 전체 단면도이다.

도시된 바와 같이, 박스체로된 공정 챔버(101)의 내측 상부에 전극(102)이설치되어 있고, 그 전극(102)의 하부에는 시료(103)가 설치되어 있으며, 상기 챔버(101)의 일측 하부에는 공정가스를 챔버(101)의 내측으로 주입하기 위한 공정가스주입관(104)이 설치되어 있고, 타측 하부에는 배기가스를 배출하기 위한 배기라인(105)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 배기라인(105) 상에는 배기가스 중의 반응부산물을 필터링하기 위한 필터링장치(106)와 배기가스를 챔버(101)의 외부로 펌핑함과 아울러 챔버(101)의 내측을 일정압력으로 유지시키기 위한 진공펌프(107)가 설치되어 있다.

상기 필터링장치(106)는 배기가스 중에 포함되어 있는 큰 입자의 이물질을 싸이클론을 이용하여 필터링하는 싸이클론부(110)와, 그 싸이클론부(110)에서 배출되는 배기가스 중에 포함된 미세한 이물질을 필터링하는 백필터부(220)으로 구성되어 있다.

상기 싸이클론부(110)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 배기라인(105)에 연결되는 가스유입관(111)이 측면의 접선에 연통되도록 연결되며 하측이 개방되어 있는 원통형의 싸이클론 챔버(112)와, 그 챔버(112)의 하측에 착,탈가능하게 연결되어 배기가스중 챔버벽면에 부딪쳐서 자중에 의해 떨어지는 큰 이물질들을 수거하기 위한 트레이(113)와, 상기 싸이클론 챔버(112)의 내측으로 일정부분 삽입되도록 상측에 설치되는 배기관(114)으로 구성되어 있다.

상기 백필터부(220)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 배기관(114)의 외측 단부에 연통될 수 있되도록 하단부에 하부유입구(221)가 형성되어 있고 상단부 외측으로 배기라인(105)이 연결되는 상부배출구(222)가 형성되어 있는 백필터측 챔버(223)와, 그 백필터측 챔버(223)의 중앙부 내측에 설치되는 구획판(224)과, 그 구획판(224)에 고정설치되며 미세한 이물질까지 필터링되는 수개의 필터링 백(225)으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명의 필터링장치가 설치된 플라즈마 중합장비는 공정 챔버(101)의 내부에 시료(103)를 배치하고 전극(102)이 양극이 되도록 전기적으로 연결하고 시료(103)가 음극이 되도록 전기적인 연결을 한다.

그와 같은 상태에서 가스주입관(104)을 통하여 챔버(101)의 내부로 공정가스를 주입하며 전극(102)과 시료(103)에 전원을 인가하면, 전극(102)과 시료(103) 사이에 플라즈마가 형성되고, 그와 같이 형성되는 플라즈마에 의하여 공정가스가 분해되어 이온화율이 상대적으로 높은 음극의 시료(103)에 박막이 증착된다.

그리고, 상기와 같이 플라즈마가 발생되는 챔버(101)의 내부는 진공 펌프(107)에 의하여 펌핑되어 진공상태를 유지함과 아울러 반응중에 발생되는 반응부산물과 배기가스도 펌프(107)의 펌핑에 의하여 배출되어지는데, 이때 배출되는 배기가스는 필터링장치(106)의 싸이클론부(110)에서 큰 입자의 이물질들이 1차적으로 필터링되고, 그 1차적으로 필터링된 배기가스는 백필터부(220)에서 필터링 백(225)에서 2차적으로 필터링된다.

즉, 도 7에 화살표로 표시된 것과 같이, 배기라인(105)을 흐르는 배기가스가 가스유입관(111)을 통하여 싸이클론 챔버(112)의 내부로 유입되면 펌핑력에 의하여 챔버(112)의 내측벽에 부딪치며 큰 입자의 이물질들은 자중에 의하여 떨어져서 트레이(113)에 수거되고, 그와 같이 큰 이물질들이 제거된 배기가스는 펌핑력에 의하여 다시 하부유입구(221)를 통하여 외부로 배출되어 백필터측 챔버(223)로 유입되며, 그 유입된 가스가 필터링 백(225)에 의하여 미세한 이물질까지 필터링되며 배기라인(105)의 출구측으로 배출되어지므로, 비교적 크기가 큰 이물질들이 싸이클론 챔버(112)에서 1차적으로 필터링되므로 2차 필터링이 이루어지는 필터링 백(225)의 교체주기가 연장된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 플라즈마 중합장비의 배기가스 필터링장치는 싸이클론 챔버에서 싸이클론을 이용하여 비교적 크기가 큰 이물질들을 1차적으로 필터링하고, 백필터측 챔버에서 필터링 백을 이용하여 작은 이물질들을 2차적으로 필터링함으로써, 백 필터만을 이용하여 필터링을 하는 종래에 비하여 필터링 백의 교체주기가 연장됨에 따라 공정지연에 따른 생산성 저하를 방지하는 효과가 있다.

Claims

공정 챔버의 일측에 공정가스를 주입하는 가스주입관이 설치되어 있고, 타측에 배기가스가 배출되는 배기라인이 설치되어 있으며, 그 배기라인 상에 필터링장치와 펌프가 설치되어 있는 플라즈마 중합장비에 있어서, 상기 필터링장치는 배기가스 중에 포함되어 있는 큰 입자의 이물질을 싸이클론을 이용하여 필터링하는 싸이클론부와, 그 싸이클론부에서 배출되는 배기가스 중에 포함된 미세한 이물질을 필터링하는 백필터부를 구비하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 중합장비의 배기가스 필터링장치.
제 1항에 있어서, 상기 싸이클론부는 상기 배기라인에 연결되는 가스유입관이 측면의 접선에 연통되도록 연결되며 하측이 개방되어 있는 원통형의 싸이클론 챔버와, 그 챔버의 하측에 착,탈가능하게 연결되어 배기가스중 챔버벽면에 부딪쳐서 자중에 의해 떨어지는 큰 이물질들을 수거하기 위한 트레이와, 상기 싸이클론 챔버의 내측으로 일정부분 삽입되도록 상측에 설치되는 배기관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 중합장비의 배기가스 필터링장치.
제 1항에 있어서, 상기 백필터부는 상기 배기관의 외측 단부에 연통될 수 있되도록 하단부에 하부유입구가 형성되어 있고 상단부 외측으로 배기라인이 연결되는 상부배출구가 형성되어 있는 백필터측 챔버와, 그 백필터측 챔버의 중앙부 내측에 설치되는 구획판과, 그 구획판에 고정설치되며 미세한 이물질까지 필터링되는 수개의 필터링 백으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 중합장비의 배기가스 필터링장치.