KR20060032042A - Cold trap to facilitate elimination of particles in semiconductor wafer fabrication - Google Patents

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KR20060032042A KR1020040081050A KR20040081050A KR20060032042A KR 20060032042 A KR20060032042 A KR 20060032042A KR 1020040081050 A KR1020040081050 A KR 1020040081050A KR 20040081050 A KR20040081050 A KR 20040081050A KR 20060032042 A KR20060032042 A KR 20060032042A
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Abstract

본 발명은 반도체 제조 장비에 있어 폐가스를 거르고 난 후 내부에 잔존하는 불순물을 제거하기 쉽고 유지 보수가 용이한 콜드트랩에 관한 것이다.The present invention relates to a cold trap that is easy to remove impurities remaining inside after filtering waste gas in a semiconductor manufacturing equipment and is easy to maintain.

본 발명은 가스배관과 상기 가스배관의 내부를 냉각시키기 위해 설치되는 냉각수관 및 상기 가스배관의 양단에 설치된 조인트부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명은 가스배관과 상기 가스배관의 외부를 둘러싸도록 설치되며 냉각수투입관과 냉각수배출관을 포함하여 내부에 냉각수가 흐르는 냉각자켓 및 상기 가스배관의 양단에 설치된 조인트부를 구비하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that it comprises a cooling water pipe is installed to cool the inside of the gas pipe and the gas pipe and joints provided at both ends of the gas pipe. In addition, the present invention is installed so as to surround the outside of the gas pipe and the gas pipe is characterized in that it comprises a cooling water flowing through the cooling jacket therein and the joints provided at both ends of the gas pipe including a cooling water input pipe and the cooling water discharge pipe.

본 발명에 의하면 콜드트랩의 내부를 하나의 가스배관으로 단순화시킴으로써 내부에 흡착된 분말을 용이하게 제거할 수 있다. 또한 본 발명은 가스배관 양단의 조인트부를 해체하면 콜드트랩의 분해가 가능하도록 함으로써 정비에 따른 작업시간을 줄이고 장치의 손상을 최소화할 수 있다.According to the present invention, by simplifying the inside of the cold trap into one gas pipe, the powder adsorbed therein can be easily removed. In addition, the present invention by disassembling the joint portion of the both ends of the gas pipe can enable the disassembly of the cold trap can reduce the working time due to maintenance and minimize the damage of the device.

반도체, 콜드트랩Semiconductor, Cold Trap

Description

불순물 제거가 용이한 반도체 제조용 콜드트랩{Cold Trap to Facilitate Elimination of Particles in Semiconductor Wafer Fabrication} Cold Trap to Facilitate Elimination of Particles in Semiconductor Wafer Fabrication             

도 1은 종래의 콜드트랩을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a conventional cold trap.

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 콜드트랩의 개략도이다. 2 is a schematic diagram of a cold trap according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 콜드트랩의 개략도이다. 3 is a schematic diagram of a cold trap according to a second embodiment of the present invention.

< 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 ><Description of Signs of Major Parts of Drawings>

111, 211 : 가스배관,111, 211: gas piping,

114 : 냉각수관, 114: cooling water pipe,

214 : 냉각자켓
214: Cooling Jacket

본 발명은 반도체 제조공정에 사용되는 장치 중 폐가스를 걸러주는데 사용되는 콜드트랩(Cold Trap)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐가스를 거르고 난 후 내부에 잔존하는 불순물을 제거하기 쉽고 유지 보수가 용이한 콜드트랩에 관한 것 이다.The present invention relates to a cold trap used to filter waste gas among devices used in a semiconductor manufacturing process. More particularly, the present invention relates to a cold trap, which is easy to remove impurities remaining in the interior after filtering waste gas. It's about cold traps.

콜드트랩은 유체의 경로상에 저온의 고체면을 두어 고체면과 유체사이의 증기압이나 용해도의 차이에 의해 특정 불순물을 포획, 제거하는 장치이다. 반도체 제조 공정에 있어 공정을 마친 잔여가스나 공정 생성물은 진공 배기장치를 통해 외부로 배출되는 데, 이 폐가스 중에는 염화암모늄(NH4Cl) 가스 등이 포함되어 있다. 염화암모늄 가스가 배기장치에 연결된 진공펌프 등에 유입될 경우 고체화되어 진공펌프 내부에 흡착된다. 진공펌프 내부에 흡착된 분말은 제거하기가 극히 곤란하고, 또한 불순물이 계속 쌓이면 결국 펌프의 성능을 저하시키고 장치의 수명을 단축시킨다. 따라서 공정 챔버의 배출구와 진공펌프 사이에 콜드트랩을 설치하여 증기압의 차이를 이용하여 가스에 포함되어 있는 이들 물질 등을 포획, 제거함으로써 진공설비를 보호하고 있다.Cold trap is a device that places a low-temperature solid surface on the fluid path to trap and remove specific impurities due to the difference in vapor pressure or solubility between the solid surface and the fluid. In the semiconductor manufacturing process, the remaining gas or process product is discharged to the outside through a vacuum exhaust system, and the waste gas includes ammonium chloride (NH 4 Cl) gas. When ammonium chloride gas flows into the vacuum pump connected to the exhaust system, it is solidified and adsorbed inside the vacuum pump. The powder adsorbed inside the vacuum pump is extremely difficult to remove, and if impurities continue to accumulate, the performance of the pump is reduced and the life of the device is shortened. Therefore, a cold trap is installed between the outlet of the process chamber and the vacuum pump to protect the vacuum facility by capturing and removing these substances contained in the gas by using the difference in vapor pressure.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 종래의 콜드트랩의 예를 살펴보고 그 문제점에 대해 알아보기로 한다.Hereinafter, an example of a conventional cold trap will be described with reference to the accompanying drawings, and the problem thereof will be described.

도 1은 종래의 콜드트랩을 나타낸 개략도이다. 1 is a schematic view showing a conventional cold trap.

종래의 콜드트랩은 가스투입관(11), 가스배출관(13), 외부케이스(18), 내부케이스(15), 냉각수관(17)을 구비한다. 가스투입관(11)과 가스배출관(13)은 직각으로 배치되어 있으며, 가스투입관(11)을 통해 외부케이스(18) 내부로 들어온 가스는 가스배출관(13)을 통해 배출된다. 냉각수관(17)은 가스를 냉각시키기 위한 저온의 물이 공급되는 관으로 내부케이스(15) 내에 코일 형태로 감겨져 있다. The conventional cold trap is provided with a gas input pipe 11, a gas discharge pipe 13, an outer case 18, an inner case 15, the cooling water pipe 17. The gas injection pipe 11 and the gas discharge pipe 13 are disposed at right angles, and the gas introduced into the outer case 18 through the gas injection pipe 11 is discharged through the gas discharge pipe 13. The cooling water pipe 17 is a pipe to which low temperature water is supplied to cool the gas and is wound in a coil form in the inner case 15.                         

콜드트랩의 외부케이스(18) 내로 유입되는 가스 중에는 진공설비 보호를 위해 걸려내야 할 염화암모늄 가스를 포함하고 있다. 염화암모늄 가스는 압력이 1 torr 일 때, 약 150oC 이하의 온도에서 응고되어 분말(powder)을 형성한다. 따라서 냉각수관(19)에 의해 온도가 낮아진 콜드트랩 내부에 염화암모늄 가스가 들어오면 응고되어 분말이 된다. 이 분말은 콜드트랩 내부에 그대로 흡착되어 잔존하게 되고, 나머지 가스는 가스배출관(13)을 통해 배출된다. 즉 콜드트랩은 가스의 응고점의 차이를 통해 염화암모늄 가스만을 걸러내는 기능을 하게 된다.The gas flowing into the outer case 18 of the cold trap contains ammonium chloride gas to be trapped to protect the vacuum equipment. Ammonium chloride gas solidifies at a temperature below about 150 ° C. to form a powder when the pressure is 1 torr. Therefore, when ammonium chloride gas enters the inside of the cold trap where the temperature is lowered by the cooling water pipe 19, it becomes solid. The powder is adsorbed in the cold trap as it is and remains, and the remaining gas is discharged through the gas discharge pipe 13. That is, the cold trap functions to filter only ammonium chloride gas through the difference in the freezing point of the gas.

공정이 진행되면 염화암모늄 분말은 콜드트랩 내부에 계속 흡착되어 쌓이게 된다. 따라서 장기간 흡착된 분말을 제거하지 않으면 냉각 효율을 떨어뜨리고 심지어 콜드트랩의 배관이 막히는 현상이 발생한다.  As the process proceeds, the ammonium chloride powder continues to adsorb and accumulate inside the cold trap. Therefore, if the adsorbed powder is not removed for a long time, the cooling efficiency may be reduced and even the pipe of the cold trap may be clogged.

콜드트랩의 냉각 효율성 향상과 배관 막힘을 방지하기 위해 일정 주기마다 사전 예방 정비(Preventive Maintenance)를 하게 되는 데, 종래의 콜드트랩의 경우 그 내부가 복잡하고 특히 냉각수관 표면에 분말이 흡착될 경우 그 제거가 곤란하다.In order to improve the cooling efficiency of the cold trap and prevent pipe blockage, preventive maintenance is carried out at regular intervals. In the case of the conventional cold trap, the inside thereof is complicated, especially when powder is adsorbed on the surface of the cooling water pipe. Difficult to remove

또한 내부의 불순물을 제거하기 위해 콜드트랩을 분해하기 위해서는 가스투입관의 조인트부(13), 가스배출관의 조인트부(14), 내부케이스의 조인트부(15) 모두 3개의 조인트부를 해체해야 한다. 따라서 3개의 조인트부는 삼각형 형태로 배치되어 있어 이를 해체하는 데 시간이 많이 걸리고 해체에 따른 장치의 손상이 발생할 우려가 많다.In addition, in order to disassemble the cold trap to remove the internal impurities, three joint parts of the joint part 13 of the gas injection pipe, the joint part 14 of the gas discharge pipe, and the joint part 15 of the inner case must be dismantled. Therefore, the three joints are arranged in a triangular form, it takes a long time to dismantle it, there is a risk of damage to the device due to dismantling.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 내부에 흡착된 분말을 제거하기 용이하고 또한 해체하기 용이한 콜드트랩을 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다. The present invention is to provide a cold trap that is easy to remove the powder adsorbed therein and easy to dismantle in order to solve the above problems.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 가스배관과 상기 가스배관의 내부를 냉각시키기 위해 설치되는 냉각수관 및 상기 가스배관의 양단에 설치된 조인트부를 구비하는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above technical problem, the present invention is characterized by having a gas pipe and a cooling water pipe installed to cool the inside of the gas pipe and joints provided at both ends of the gas pipe.

본 발명에 있어서, 상기 냉각수관은 상기 가스배관의 외부에 나선형으로 감겨있는 것이 바람직하다.In the present invention, the cooling water pipe is preferably wound spirally on the outside of the gas pipe.

또한 본 발명은 가스배관과 상기 가스배관의 외부를 둘러싸도록 설치되며 냉각수투입관과 냉각수배출관을 포함하여 내부에 냉각수가 흐르는 냉각자켓 및 상기 가스배관의 양단에 설치된 조인트부를 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is installed so as to surround the outside of the gas pipe and the gas pipe is characterized in that it comprises a cooling water flowing through the cooling jacket therein and the joints provided at both ends of the gas pipe including a cooling water input pipe and the cooling water discharge pipe.

본 발명에 있어서 상기 가스배관은 스테인리스 스틸 재질로 제작하는 것이 바람직하다.In the present invention, the gas pipe is preferably made of stainless steel.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예가 이하에서 개시되는 실시예에 한정할 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present embodiment is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only this embodiment is intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. Shapes of elements in the drawings may be exaggerated parts to emphasize more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same elements.

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 콜드트랩의 개략도이다. 2 is a schematic diagram of a cold trap according to a first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예는 가스배관(111), 냉각수관(114), 가스배관의 양단에 설치된 조인트부(112, 113)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the embodiment includes a gas pipe 111, a coolant pipe 114, and joint parts 112 and 113 provided at both ends of the gas pipe.

가스배관(111)은 일직선 형태로 이루어지며, 수평으로 설치된다. 공정 진행 중 배출된 폐가스는 가스배관(111)의 내부를 통해 지나가게 된다. 즉 종래의 복잡한 구조의 콜드트랩과 달리 본 실시예는 가스가 접촉하는 부분을 가스배관(111)만으로 단순화하였다.The gas pipe 111 is formed in a straight line shape and is installed horizontally. Waste gas discharged during the process is passed through the interior of the gas pipe (111). That is, unlike the conventional cold trap of a complicated structure, this embodiment simplifies only the gas pipe 111 where the gas is in contact.

본 실시예에서는 가스배관을 일직선 형태로 도시하였으나, 설치 공간 및 주변 장치와의 접속 형태 등에 따라 가스배관의 형태를 'ㄱ'자 모양 등으로 다양하게 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.In the present embodiment, the gas pipe is shown in a straight line shape, but the shape of the gas pipe may be variously changed into a 'b' shape or the like according to the installation space and the connection form with the peripheral device. It will be self-evident to those of ordinary knowledge.

냉각수관(114)은 그 내부에 냉각수를 흘러 보냄으로써, 이와 접촉되는 가스배관(111)을 냉각시키기 위해 설치된다. 다만 냉각수관(114)이 가스배관(111)의 내부에 설치되면 염화암모늄 분말이 냉각수관(114)의 표면에 흡착될 수 있다. 냉각수관(114)은 그 설치 구조가 복잡하여 표면에 흡착된 분말 제거가 용이하지 않으므로 가스배관(111)의 외부에 설치한다. 또한 냉각수관(114)에 의한 냉각효율을 높이기 위해 가스배관(111)을 나선형으로 감싸는 형태로 설치한다. The cooling water pipe 114 is installed to cool the gas pipe 111 in contact with the cooling water by flowing the cooling water therein. However, when the cooling water pipe 114 is installed inside the gas pipe 111, ammonium chloride powder may be adsorbed on the surface of the cooling water pipe 114. Cooling water pipe 114 is installed on the outside of the gas pipe 111 because the installation structure is complicated to remove the powder adsorbed on the surface is not easy. In addition, in order to increase the cooling efficiency by the cooling water pipe 114 is installed in the form of wrapping the gas pipe 111 in a spiral.                     

폐가스의 고온을 견디고, 냉각수관에 의한 열전도 효율을 높이기 위해 가스배관(111)은 스테인리스 스틸 재질로 제작하는 것이 바람직하다.In order to withstand the high temperature of the waste gas and to increase the heat conduction efficiency by the cooling water pipe, the gas pipe 111 is preferably made of stainless steel.

가스배관(111) 내부로 유입되어 흘러나가는 가스 중 염화암모늄 가스는 냉각수관(114)에 의해 냉각된 가스배관(111) 내부의 낮은 온도에 의해 응고되어 분말을 형성한다. 즉 응고된 염화암모늄 분말은 가스배관(111) 내부에 흡착된다. 가스배관은 일직선 형태의 원통 구조이므로 그 내부의 세정이 용이하다. 따라서 종래의 복잡한 내부 구조를 가지는 콜드트랩과 달리 축적된 분말을 제거하기가 용이하고 세정시간을 절약할 수 있다. Ammonium chloride gas in the gas flowing into and out of the gas pipe 111 is solidified by the low temperature inside the gas pipe 111 cooled by the cooling water pipe 114 to form a powder. That is, the solidified ammonium chloride powder is adsorbed inside the gas pipe 111. The gas pipe is easy to clean inside because it has a straight cylindrical structure. Therefore, unlike a cold trap having a complicated internal structure, it is easy to remove accumulated powder and save cleaning time.

타 배기장치와의 연결을 위해 가스배관(111)의 양단에는 조인트부(112, 113)가 설치된다. 종래의 콜드트랩에는 적어도 세개의 조인트부가 있고 그 구조가 복잡하여 이를 해체하는 데 시간이 많이 걸리고 장비의 손상이 발생할 우려가 있었다. 본 실시예에 의하면 일직선 형태의 가스배관(111)의 양단에 두개의 조인트부만이 있으므로, 두개의 조인트부만을 해체하면 간단히 콜드트랩을 분해할 수 있다. 따라서 콜드트랩의 해체가 용이하여 이에 따른 시간을 절약할 수 있으며 장비의 손상이 발생할 우려가 크게 줄어든다.
Joints 112 and 113 are installed at both ends of the gas pipe 111 to be connected to other exhaust devices. Conventional cold traps have at least three joints, and the structure thereof is complicated, so it takes a long time to dismantle and damages the equipment. According to this embodiment, since there are only two joints at both ends of the straight gas pipe 111, the cold trap can be easily disassembled by dismantling only two joints. Therefore, the cold trap can be easily dismantled, thereby saving time and greatly reducing the risk of equipment damage.

다음은 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. The following describes another embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 콜드트랩의 개략도이다. 3 is a schematic diagram of a cold trap according to a second embodiment of the present invention.

본 실시예는 가스배관(211), 냉각자켓(214), 가스배관의 양단에 설치된 조인트부(212, 213)를 포함한다. 즉 본 실시예에서는 제 1실시예에서의 냉각수관을 냉 각자켓(214)으로 대체하였다. 제 1실시예에서와 같이 냉각수관을 가스배관 외부에 나선형으로 감겨있는 것으로 콜드트랩을 구성한다면 콜드트랩의 설치에 어려움이 있을 수 있으므로 모양이 간단하고 설치가 쉬운 냉각자켓(214)을 통해 냉각수가 흐르도록 할 수 있다.The embodiment includes a gas pipe 211, a cooling jacket 214, and joint parts 212 and 213 provided at both ends of the gas pipe. That is, in this embodiment, the cooling water pipe in the first embodiment is replaced with the cold jacket (214). If the cold trap is configured to spirally wrap the coolant pipe outside the gas pipe as in the first embodiment, the cold trap may have difficulty in installing the cold trap, and thus the coolant may be cooled through a simple and easy-to-install cooling jacket 214. You can let it flow.

도 3을 참고하면, 냉각자켓(214)은 냉각수투입관(215)과 냉각수배출관(216)을 가지며, 가스배관(211) 외부에 설치된다. 냉각수투입관(215)과 냉각수배출관(216)은 냉각자켓(214)과 일체로 구성된다. 냉각수는 냉각수투입관(215)을 통해 냉각자켓(214) 내부로 들어오고, 냉각수배출관(216)을 통해 냉각자켓(214) 외부로 나간다. 냉각자켓(214)은 냉각 효율을 높이기 위해 가스배관(211) 외부를 둘러싸도록 설치한다. Referring to FIG. 3, the cooling jacket 214 has a cooling water input pipe 215 and a cooling water discharge pipe 216 and is installed outside the gas pipe 211. The cooling water input pipe 215 and the cooling water discharge pipe 216 are integrally formed with the cooling jacket 214. The coolant enters into the cooling jacket 214 through the coolant input pipe 215, and exits from the cooling jacket 214 through the coolant discharge pipe 216. The cooling jacket 214 is installed to surround the outside of the gas pipe 211 to increase the cooling efficiency.

본 실시예에서 냉각수투입관(215)은 냉각자켓의 전단에 냉각수배출관(216)은 냉각자켓의 후단에 배치하였다. 그러나 냉각수투입관(215)과 냉각수배출관(216)의 위치는 제약이 없으며 냉각수의 원활한 순환을 위해 냉각자켓(214)의 어디든지 배치가 가능하다.In this embodiment, the cooling water input pipe 215 is disposed at the front end of the cooling jacket and the cooling water discharge pipe 216 is arranged at the rear end of the cooling jacket. However, the positions of the coolant input pipe 215 and the coolant discharge pipe 216 are not limited and may be disposed anywhere in the cooling jacket 214 for smooth circulation of the coolant.

다른 구성요소에 대한 구성과 원리는 제 1실시예와 동일하므로 이하 설명을 생략한다.The construction and principle of the other components are the same as those of the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.

본 발명에 의하면 콜드트랩의 내부를 하나의 가스배관으로 단순화시킴으로써 내부에 흡착된 분말을 용이하게 제거할 수 있다.According to the present invention, by simplifying the inside of the cold trap into one gas pipe, the powder adsorbed therein can be easily removed.

또한 본 발명은 가스배관 양단의 조인트부를 해체하면 콜드트랩의 분해가 가 능하도록 함으로써 정비에 따른 작업시간을 줄이고 장치의 손상을 최소화할 수 있다.In addition, the present invention by disassembling the joints on both ends of the gas pipe to enable the disassembly of the cold trap can reduce the working time due to maintenance and minimize the damage of the device.

Claims (4)

가스배관;Gas piping; 상기 가스배관의 내부를 냉각시키기 위해 설치되는 냉각수관; 및A cooling water pipe installed to cool the inside of the gas pipe; And 상기 가스배관의 양단에 설치된 조인트부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 콜드트랩.Cold trap for manufacturing a semiconductor, characterized in that it comprises a joint portion provided at both ends of the gas pipe. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉각수관은 상기 가스배관의 외부에 나선형으로 감겨있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 콜드트랩.The cooling water pipe is a cold trap for manufacturing a semiconductor, characterized in that wound spirally on the outside of the gas pipe. 가스배관;Gas piping; 상기 가스배관의 외부를 둘러싸도록 설치되며, 냉각수투입관과 냉각수배출관을 포함하여 내부에 냉각수가 흐르는 냉각자켓; 및A cooling jacket installed to surround the outside of the gas pipe and including a cooling water input pipe and a cooling water discharge pipe; And 상기 가스배관의 양단에 설치된 조인트부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 콜드트랩.Cold trap for manufacturing a semiconductor, characterized in that it comprises a joint portion provided at both ends of the gas pipe. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 가스배관은 스테인리스 스틸 재질로 제작된 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 콜드트랩.The gas pipe is a cold trap for manufacturing a semiconductor, characterized in that made of stainless steel material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100904025B1 (en) * 2008-11-24 2009-06-22 문제운 Cooling jacket of gas discahrge pipe for semiconductor equipment, and manufacturing process thereof

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