KR20040069102A - 반도체 장치의 제조에 사용되는 배기장치 - Google Patents

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Abstract

성능을 향상시키고 수명을 연장시킬 수 있는 반도체 장치의 제조에 사용되는 배기장치를 개시한다. 배기장치는 집진기 및 펌프부로 이루어진다. 펌프부는 공정이 수행되는 공정 챔버의 내부를 진공상태로 유지시키고, 공정 챔버 내부에서 발생된 반응 부산물을 배출시킨다. 집진기는 공정 챔버와 펌프부와의 사이에 구비되고 반응 부산물을 포획하여 반응 부산물이 펌프부로 유입되는 것을 방지한다. 이로써, 반응 부산물의 흡착 및 침전에 의한 펌프부의 기능 저하 및 수명 단축을 방지할 수 있다.

Description

반도체 장치의 제조에 사용되는 배기장치{AN EXHAUSTER USED IN MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 반도체 장치의 제조에 사용되는 배기장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 성능 및 수명을 증가시킬 수 있는 배기장치에 관한 것이다.
반도체 장치는 일반적으로 막 형성, 패턴 형성, 금속 배선 형성 등을 위한 일련의 단위 공정들을 순차적으로 수행함으로서 제조된다. 상기 단위 공정들의 수행에서는 상기 단위 공정들의 공정 조건에 적합한 제조장치가 사용된다.
일반적으로, 반도체 장치를 제조하기 위한 반도체 기판의 가공 공정들은 다양한 공정 가스들을 사용하고, 반도체 기판이 공기와 반응하지 않도록 하기 위해 대기압에 비해 매우 낮은 진공 상태에서 수행된다.
따라서, 상기 가공 공정들이 진행되는 공정 챔버의 내부를 진공 상태로 만들기 위해 상기 공정 챔버와 연결되는 다양한 방식의 펌프가 사용되고 있다.
도 1은 반도체 장치의 제조에 사용되는 일반적인 배기장치(20)를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 반도체 장치의 제조에 사용되는 일반적인 상기 배기장치(20)는 반도체 장치가 제조되는 공정 챔버(10) 및 상기 공정 챔버(10)로부터 발생하는 반응 부산물을 침전시키기 위한 스크러버(40)와의 사이에 구비된다.
상기 배기장치(20)는 상기 공정 챔버(10)와 연결된 제1 펌프(21) 및 상기 제1 펌프(21)와 연결된 제2 펌프(23)로 이루어지며, 상기 제1 펌프(21) 및 상기제2 펌프(23)는 제1 배관(25)에 의해 연결되어 있다.
또한 상기 공정 챔버(10)와 상기 제1 펌프(21)는 제2 배관(31)에 의해 연결되고, 상기 제2 펌프(23)와 상기 스크루버(40)는 제3 배관(32)에 의해 연결된다.
상기 제1 및 제2 펌프(21, 23)는 상기 공정 챔버(10)를 진공상태로 유지하고, 상기 공정 챔버(10) 내에서 발생하는 미반응 가스 및 반응 부산물을 배기시키는 역할을 한다.
상기 제1 및 제2 펌프(21, 23)에 의해 상기 공정 챔버(10)로부터 배출되는 상기 미반응 가스 및 반응 부산물은 상기 스크루버(40)를 거쳐 최종적으로 배기된다.
그러나, 상기 공정 챔버(10) 내부에서 소정의 공정이 진행되고, 상기 공정에의해 발생된 미반응 가스 및 반응 부산물이 상기 배기장치(20)를 통하여 배기될 때, 상기 반응 부산물은 상기 배관(25, 31, 32) 및 상기 펌프(21, 23) 등에 흡착 및 침전된다. 따라서, 상기 펌프(21, 23)의 성능을 저하시키고 수명을 단축시킨다. 또한, 상기 배기(25, 31, 32)의 잦은 교체를 필요로 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 성능 및 수명을 향상시킬 수 있는 반도체 장치의 제조에 사용되는 배기장치를 제공하는 것이다.
도 1은 반도체 장치의 제조에 사용되는 일반적인 배기장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3a는 도 2에 도시된 집진부의 확대 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 절단선 Ⅰ-Ⅰ에 따른 집진부의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기장치의 집진부를 설명하기 위한 단면 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 공정 챔버 200 : 배기장치
210 : 펌프부 230 : 제1 펌프
250 : 제2 펌프 270, 670 : 집진부
271, 671 : 사이클론 몸체 272, 672 : 흡입구
273, 673 : 제1 배출구 274, 674 : 제2 배출구
275, 675 : 집진통 300 : 스크러버
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 반도체 장치의 제조에 사용되는 배기장치는, 공정 챔버와 연결되고, 상기 공정 챔버를 진공상태로 유지하며 상기 공정 챔버에서 발생하는 가스 및 반응 부산물을 배출하기 위한 펌프부; 및 상기 공정 챔버와 상기 펌프부와의 사이에 구비되고, 상기 반응 부산물을 포획하여 상기 반응 부산물이 상기 펌프부로 유입되는 것을 방지하는 집진기를 포함하여 이루어진다.
상기 집진기는 사이클론 몸체 및 집진통으로 이루어지고, 상기 가스 및 반응 부산물은 상기 사이클론 몸체에 의해 서로 분리되어 상기 반응 부산물을 상기 집진통에 저장된다. 또한, 상기 사이클론 몸체의 내주면에는 상기 반응 부산물이 상기 집진통으로 이동하기 용이하도록 가이드 홈이 형성된다.
이로써, 상기 공정 챔버에서 발생된 반응 부산물은 상기 집진기에 의해 포획되어 상기 펌프부로 유입되는 것이 차단된다. 따라서, 상기 펌프부의 성능을 향상시키고 수명을 연장시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도로서, 특히 반도체 장치의 제조에 사용되는 배기장치를 설명하기 위한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 배기장치(200)는 공정 챔버(100)와 스크러버(400)와의 사이에 구비된다.
상기 배기장치(200)는 펌프부(210) 및 집진부(270)로 이루어지며, 상기 배기장치(200)의 일 측은 상기 공정 챔버(100)와 흡입관(310)을 통해 연결되고, 타 측은 상기 스크러버(400)와 배출관(320)을 통해 연결된다.
상기 펌프부(210)는 제1 펌프(230), 제2 펌프(250), 상기 제1 펌프(230)와 상기 제2 펌프(250)를 연결시키는 제1 연결관(280) 및 상기 집진부(270)와 상기 펌프부(210)를 연결시키는 제2 연결관(290)으로 이루어진다.
한편, 상기 집진부(270)는 상기 공정 챔버(100)와 상기 펌프부(210)와의 사이에 구비되며, 상기 흡입관(310)에 의해 상기 공정 챔버(100)와 연결되고, 상기 제2 연결관(290)에 의해 상기 펌프부(210)와 연결된다.
이하에서, 상기 공정 챔버(100)로부터 발생된 반응 부산물이 배출되는 과정을 간략하게 살펴본다.
먼저, 상기 공정 챔버(100) 내부에서 반도체 장치의 제조를 위한 일 공정을 위하여 상기 공정 챔버(100) 내부로 소정의 가스가 공급된다. 상기 공정 챔버(100)는 상기 가스를 이용하여 상기 반도체 장치를 제조하며, 상기 공정에서 상기 반응 부산물이 발생하고 미반응 가스가 상기 공정 챔버(100) 내부에 존재하게 된다.
상기 공정이 진행되는 도중 상기 공정 챔버(100) 내부는 진공상태를 유지하여야 하므로, 상기 펌프부(210)를 통하여 상기 공정 챔버(100) 내부를 진공상태로 유지한다. 이때, 상기 미반응 가스 및 상기 반응 부산물은 상기 펌프부(210)의 흡기에 의하여 상기 공정 챔버(100)로부터 상기 펌프부(210)로 이동한다.
상기 반응 부산물의 대부분은 상기 펌브부(210)로 이동하는 중 상기 집진부(270)에 의해 포획되고, 미반응 가스 및 상기 집진부(270)에 의해 포획되지 않은 소량의 반응 부산물은 상기 펌프부(210)를 거쳐 상기 스크루버(400)에 보내진다.
상기 스크루버(400)는 상기 펌프부(210)에서 보내진 상기 미반응 가스 및 소량의 반응 부산물을 다시 한번 걸러 완전히 배기한다.
도 3a는 도 2에 도시된 집진부의 확대 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 절단선 Ⅰ-Ⅰ에 따른 집진부의 단면도이다.
먼저 도 3a를 참조하면, 상기 집진부(270)는 크게 사이클론 몸체(271)와 집진통(275)로 이루어진다.
상기 사이클론 몸체(271)는 원추형 원통이고, 상기 사이클론 몸체(271)에는 상기 원추형 원통의 내주면의 접선 방향을 따라 연장된 흡입구(272), 상기 사이클론 몸체(271)의 하부에 구비된 제1 배출구(273) 및 상기 사이클론 몸체(271)의 상부에 구비된 제2 배출구(274)를 포함한다.
상기 제1 배출구(273) 및 상기 제2 배출구(274)는 상기 사이클론 몸체(271)의 상부와 하부를 관통하는 중심선 상에 구비된다.
한편, 상기 집진통(275)은 내부에 반응 부산물이 저장되기 위한 소정의 공간을 가지며, 상기 집진통(275)의 상부에 구비된 연결관(276)을 통하여 상기 사이클론 몸체(271)와 결합한다.
도 3b를 참조하여 상기 반응 부산물(600)이 상기 집진기(270)에 의해 분리되는 과정을 살펴본다.
먼저, 상기 반응 부산물(600)이 함유된 상기 미반응 가스가 상기 공정 챔버로부터 상기 흡입구(272)를 통해 상기 사이클론 몸체(271)로 유입된다.
상기 사이클론 몸체(271)로 유입된 상기 미반응 가스는 상기 사이클론몸체(271) 내부를 나선형으로 회전하며 하강한다. 이때, 상기 미반응 가스에 함유된 상기 반응 부산물(600)은 원심력에 의해 상기 사이클론 몸체(271)의 내주면으로 모이게 된다.
이후, 상기 반응 부산물(600)은 중력 때문에 상기 사이클론 몸체(271)의 내주면을 따라 아래로 흘러내리게 되고 상기 제1 배출구(273)를 통하여 상기 집진통(275)에 저장된다.
한편, 상기 반응 부산물(600)이 분리된 상기 미반응 가스는 상기 사이클론 몸체(271)를 나선형으로 회전하다가 상기 사이클론 몸체(271)의 하부와 상부와의 압력차에 의해 상기 사이클론 몸체(271)의 상부로 상승한다. 그리고 상기 제2 배출구(274)를 통하여 배기된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기장치의 집진부를 설명하기 위한 단면 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 배기장치의 집진부(670)는 크게 사이클론 몸체(671) 및 집진통(675)을 포함하여 이루어진다.
상기 사이클론 몸체(671)는 원추형 원통이고, 상기 사이클론 몸체(671)에는 상기 원추형 원통의 내주면의 접선 방향을 따라 연장된 흡입구(672), 상기 사이클론 몸체(671)의 하부에 구비된 제1 배출구(673) 및 상기 사이클론 몸체(671)의 상부에 구비된 제2 배출구(674)를 포함한다.
상기 제1 배출구(673) 및 상기 제2 배출구(674)는 상기 사이클론 몸체(671)의 상부와 하부를 관통하는 중심선 상에 구비된다.
상기 사이클론 몸체(671)의 내주면에는 상기 사이클론 몸체(671)의 상부로부터 상기 사이클론 몸체(671)의 하부를 향하여 연장된 복수개의 가이드 홈(671a)이 형성되어 있다.
상기 가이드 홈(671a)은 상기 사이클론 몸체(671)의 외측으로 돌출되어 있어 있으며, 상기 내주면에서 상기 반응 부산물이 이동하는 통로 역할을 한다.
한편, 상기 집진통(675)은 내부에 반응 부산물이 저장되기 위한 소정의 공간을 가지며, 상기 집진통(675)의 상부에 구비된 연결관(676)을 통하여 상기 사이클론 몸체(671)와 결합한다.
이로써, 상기 집진부(670)의 흡입구(672)로 반응 부산물이 함유된 미반응 가스가 유입되면, 상기 미반응 가스는 상기 사이클론 몸체(671)를 따라 나선형으로 선회하며 하강한다.
이때, 상기 반응 부산물은 원심력에 의해 상기 사이클론 몸체(671)의 내주면으로 밀려나게 되고, 상기 사이클론 몸체(671)의 내주면에 형성된 복수개의 가이드 홈(671a)에 부딪친다.
상기 가이드 홈(671a)은 상기 사이클론 몸체(671)의 상부로부터 하부로 연장되어 형성되기 때문에 상기 가이드 홈(671a)에 부딪친 상기 반응 부산물은 상기 가이드 홈(671a)을 따라 상기 제1 배출구(673)를 경유하여 상기 집진통(675)으로 흘러내린다. 따라서, 상기 반응 부산물이 상기 사이클론 몸체(671)로부터 빠른 시간 내에 분리되어 상기 집진통(675)에 저장될 수 있다.
이와 같은 배기장치에 따르면, 반도체 장치의 제조 공정이 수행되는 공정 챔버 내부를 진공상태로 유지하고, 상기 공정 챔버로부터 발생하는 반응 부산물을 제거하도록 집진기 및 펌프부로 이루어진 배기장치를 구비한다.
상기 반응 부산물은 상기 펌프부에 의해 상기 공정 챔버로부터 배출되고, 상기 집진기에 의해 포획된다.
이로써, 상기 배기장치의 펌프부로 상기 반응 부산물이 유입되는 것을 차단하여 상기 반응 부산물의 흡착 및 침전에 따른 상기 펌프부의 기능 저하 및 수명 단축을 방지할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 공정 챔버와 연결되고, 상기 공정 챔버를 진공상태로 유지하며 상기 공정 챔버에서 발생하는 가스 및 반응 부산물을 배출하기 위한 펌프부; 및
    상기 공정 챔버와 상기 펌프부와의 사이에 구비되고, 상기 반응 부산물을 포획하여 상기 반응 부산물이 상기 펌프부로 유입되는 것을 방지하는 집진기를 포함하는 반도체 장치의 제조에 사용되는 배기장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 집진기는,
    원추 형상을 갖는 사이클론 몸체;
    상기 사이클론 몸체의 내주면의 접선방향으로 구비되고, 상기 가스 및 반응 부산물이 유입되는 흡입부;
    상기 사이클론 몸체의 하부에 구비되고, 상기 사이클론 몸체에 의해 걸러진 상기 반응 부산물이 배출되는 제1 배출부;
    상기 반응 부산물이 분리된 상기 가스가 배출되는 상기 제2 배출부; 및
    상기 사이클론 몸체의 하측에 구비되고, 상기 제1 배출부로부터 배출되는 상기 반응 부산물을 저장하는 집진통을 포함하는 반도체 장치의 제조에 사용되는 배기장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 내주면에는 상기 사이클론 몸체의 상부로부터 하부로연장된 가이드 홈이 형성되고, 상기 반응 부산물이 상기 가이드 홈을 따라 상기 집진통으로 이동하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조에 사용되는 배기장치.
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