KR20060070602A - 유체 배기 장치 - Google Patents

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KR20060070602A
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Abstract

배기 라인을 효과적으로 단열할 수 있는 유체 배기 장치는, 반도체 제조 장치로부터 가스를 배출시키기 위한 배기 라인과, 배기 라인을 통한 열출입을 억제하기 위하여 배기 라인을 감사는 단열 부재, 그리고 단열 부재가 배기 라인으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 단열 부재의 양단부를 연결하는 지퍼식 연결 유닛을 포함한다. 이 경우, 단열 부재는 실리카 섬유, 파이버 글라스 섬유 또는 석면으로 이루어질 수 있으며, 내부에 배기 라인을 가열하기 위한 가열 부재를 더 포함할 수도 있다. 본 발명에 따르면, 지퍼식 연결 유닛을 이용하여 단열 부재를 배기 라인에 용이하게 장착 또는 탈착 시킬 수 있다. 또한, 배기 라인 내부에 이물질이 고착되는 것을 억제할 수 있어, 반도체 제조 공정의 효율을 극대화 시킬 수 있다.

Description

유체 배기 장치{APPARATUS FOR DISCHARGING FLUID}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 배기 장치가 장착된 반도체 제조 설비를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 유체 배기 장치를 설명하기 위한 부분 확대도이다.
도 3은 도 2에 도시한 단열 부재를 설명하기 위한 확대 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100：프로세스 챔버 110：척
120：유체 공급 장치 130：유체 배기 장치
131：도관 133：진공 배출 유닛
140：단열 부재 141, 142：양단부
145：가열 유닛 150：지퍼 연결 유닛
W：반도체 기판
본 발명은 유체 배기 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 기판 가공에 사용되는 가스를 배출하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치는 반도체 기판에 대하여 증착, 포토리소그래피, 식각, 이온주입, 연마, 세정 및 건조 등의 단위 공정들을 순차적, 선택적, 또는 반복적으로 수행함으로서 제조된다.
일반적으로, 반도체 기판 가공 공정에서는 프로세스 챔버 내부의 공기를 외부로 배출하여 진공 상태로 조성한 뒤, 상기 프로세스 챔버에 다양한 공정 가스를 주입하여 반도체 기판을 가공한다. 프로세스 챔버 내부를 진공 상태로 조성할 경우, 그리고 가공 공정에 사용된 공정 가스를 외부로 배출 할 경우, 유체 배기 장치가 이용된다.
유체 배기 장치는 확산 펌프나 터보 펌프와 같은 진공 배출 유닛, 및 상기 진공 배출 유닛과 프로세스 챔버를 연결하기 위한 배기 라인을 포함한다. 상기 배기 라인은 프로세스 챔버의 배출구에 연결되어, 프로세스 챔버 내부 가스의 배출 통로를 제공한다. 보다 자세하게 설명하면, 반도체 기판 상에 패턴 층을 형성하는 증착 공정이나, 상기 증착 공정 이후에 상기 패턴층을 식각하는 식각 공정에는 다양한 종류의 반응 가스들이 사용된다. 상기 공정들이 시작될 때 프로세스 챔버로 반응 가스들이 공급되면, 상기 프로세스 챔버의 내부의 압력은 상승된다. 따라서 상승된 상기 압력을 공정 조건으로 유지하기 위해 공정이 진행되는 동안 계속해서 유체 배기 장치가 작동하여야 하고, 공정이 수행되는 동안 발생하는 미반응 가스 및 반응 부산물의 배출도 유체 배기 장치에 의하여 수행된다. 반도체 기판 가공 공정을 수행하기 전에도 프로세스 챔버 내부의 공기를 외부로 배출하기 위하여, 그리고 가공 공정이 종료된 후 반응 가스 공급 라인 내부에 잔류하는 반응 가스를 배출 하기 위하여 유체 배기 장치가 사용된다.
유체 배기 장치가 반응 가스들을 외부로 배출 시, 프로세스 챔버 내외부의 온도 차이로 인하여 배기 라인에 파우더와 같은 불순물들이 고착될 수 있다. 이는 반응 가스에는 미반응 가스 및 반응 부산물들이 포함되어 있어, 상기 미반응 가스 및 반응 부산물이 저온에서 파우더와 같은 고체 결정으로 상변화되어 발생된다. 상기 고체 결정화가 배기 라인에 심하게 발생될 경우, 배기 라인을 막힐 수 있다. 이러한 문제점을 방지하기 위하여, 배기 라인에 히팅 자켓(heating jacket)을 덮어 단열하였다.
히팅 자켓은 석면과 같은 섬유 재질로 제조된다. 히팅 자켓은 배기 라인를 통한 열출입을 제한한다. 종래의 히팅 자켓은 스냅 버튼(snap button 일명, 똑딱이 단추)을 이용하여 배기 라인에 고정되었다.
히팅 자켓은 배기 라인에 파우더와 같은 고체 결정이 고착되는 것을 최대한 제한하는 것이지 완전히 방지하지는 못한다. 따라서 배기 라인에 고체 결정이 생길 수 있으며, 정기적인 정비를 요하게 된다.
배기 라인을 정비 공정은 배기 라인으로부터 히팅 자켓을 탈착시킨 후 수행된다. 정비 공정을 수행 후에는, 다시 히팅 자켓을 배기 라인에 장착한다. 이와 같은 탈착 및 장착 공정이 반복하여 수행될 경우, 상기 스냅 버튼이 자주 파손되어 히팅 자켓이 배기 라인에 불안정하게 고정되곤 한다. 스냅 버튼이 파손된 부위에서는 열출입이 발생하게 되고, 해당 부분의 배기 라인에 국부적으로 파우더가 발생하게 된다.
전술한 바와 같은 문제들로 인하여, 배기 효율이 저하되고 공정 효율을 급감하게 된다. 나아가 배기 장치의 고장까지 유발되어 심각한 재정적, 시간적 손실이 발생하게 된다. 이러한 문제점들은 현재의 반도체 산업의 발전을 저해하는 요소가 되고 있으며, 이에 대한 대책마련이 절실히 요구된다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점들을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 배기 라인을 효과적으로 단열할 수 있는 히팅 자켓을 포함하는 유체 배기 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유체 배기 장치는, 반도체 제조 장치로부터 가스를 배출시키기 위한 도관과, 도관을 통한 열출입을 억제하기 위하여 도관을 감사는 단열 부재, 그리고 단열 부재가 도관으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 단열 부재의 양단부를 연결하는 지퍼식(zipper type) 연결 유닛을 포함한다. 이 경우, 단열 부재는 실리카 섬유, 파이버 글라스 섬유 또는 석면으로 이루어질 수 있으며, 내부에 도관을 가열하기 위한 가열 부재를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 단열 부재는 지퍼식 연결 유닛에 의하여 도관에 용이하게 장/탈착 될 수 있다. 또한, 단열 부재가 도관에 불안하게 장착되지 않으며 이 결과 도관을 효과적으로 단열할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체 배 기 장치에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 의하여 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 배기 장치가 장착된 반도체 제조 설비를 도시한 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시한 유체 배기 장치를 설명하기 위한 부분 확대도이며, 도 3은 도 2에 도시한 단열 부재를 설명하기 위한 확대 사시도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 프로세스 챔버(100)의 내부에는 반도체 기판 가공 공정을 수행하기 소정의 공간이 마련된다. 상기 공간에는 반도체 기판(W)을 지지하기 위한 척(110)이 설치된다. 반도체 기판(101)은 척(110)의 상부에 배치된다.
프로세스 챔버(100)에서는 반도체 기판(W)에 대하여 증착, 포토리소그래피, 식각, 또는 이온주입과 같은 단위 공정이 수행될 수 있다. 상기 단위 공정을 수행하기 위해서는 반응 가스가 필요하다.
반응 가스는 단위 공정의 종류에 따라 선택된다. 예를 들면, 반응 가스는 반도체 기판(W)에 실리콘 산화막을 형성하기 위하여 실란(SiH4), 산소(O2), 삼불화질소(NF3)와 같은 가스를 포함할 수 있다. 또한, 반응 가스는 첨가제로서 질소(N2), 안티몬(Sb). 비소(As), 인(P) 또는 비스무트(Bi)를 첨가제로 포함한다.
반응 가스는 프로세스 챔버(100)의 일측에 연결된 유체 공급 장치(120)를 통하여 공급된다. 소정의 단위 공정에 이용된 반응 가스 및 단위 공정 중에 발생된 반응 부산물 등은 프로세스 챔버(100)의 타측에 연결된 유체 배기 장치(130)를 통 하여 외부로 배출된다.
유체 배기 장치(130)는 도관(131), 진공 배출 유닛(133), 단열 부재(140) 그리고 지퍼식 연결 유닛(150)을 포함한다.
도관(131)의 일단은 프로세스 챔버(100)에 연결되고, 도관(131)의 타단은 진공 배출 유닛(133)에 연결된다.
진공 배출 유닛(133)은 확산 펌프, 로터리 펌프, 또는 터빈 펌프와 같은 진공 펌프를 포함하는 것이 바람직하다.
진공 배출 유닛(133)은 도관(131) 내부의 압력을 낮추어, 프로세스 챔버(100) 내부의 가스를 흡인한다. 흡인된 가스는 도관(131)을 따라서 외부로 배출된다. 도관(131)은 단열 부재(140)에 의하여 감싸진다.
프로세스 챔버(100)에서 소정의 가공 공정이 수행될 경우 많은 반응 부산물이 발생되고, 상기 반응 부산물들은 프로세스 챔버(100) 내부의 가스에 포함되어 프로세스 챔버(100) 내부를 부유하게 된다. 이와 같은 부산물을 포함하는 공정 가스는 외부로 배기되어 재처리되거나 폐기되어야 한다.
일반적으로 반도체 제조 공정은 약 600℃ 이상의 고온에서 수행된다. 당연히, 프로세스 챔버(100) 내부의 반응 가스가 고온으로 가열된다. 상기 고온의 반응 가스가 도관(131)을 통하여 배기될 경우, 도관(131)의 온도가 낮으면 도관(131) 내벽에 파우더가 고착될 수 있다. 이는 도관(131)의 온도와 반응 가스의 온도 차이로 인하여 발생된다.
도관(131)에 고착된 파우더는 프로세스 챔버(100) 내부로 유입하여 반도체 기판(W)을 손상시킬 수 있다. 심지어, 도관(131)을 폐쇄하여 공장 사고를 야기할 수도 있다. 따라서 도관(131)의 온도를 일정하게 유지하여 파우더 발생을 최소화시켜야 한다. 본 실시예에 따른 도관(131)은 단열 부재(140)에 의하여 단열됨으로써 파우더의 발생이 최소화된다.
단열 부재(140)는 도관(131)의 형상에 대응하게 형성된다. 일반적으로 도관(131)이 원통 형상을 갖기 때문에, 본 실시예에서도 원통형 도관(131)에 대응된 형상을 갖는 단열 부재(145)에 대하여 설명한다.
단열 부재(140)는 일명 히팅 자켓(heating jacker)이라고도 하며, 단열 부재(140)는 전체적으로 직사각형 형상을 갖는다. 단열 부재(140)는 유연성을 갖는 재질로 이루어져 도관(131)을 감싸도록 말릴(rollable) 수 있다. 단열 부재(140)로서는 유연성을 갖는 실리카 섬유, 파이버 글라스 섬유 또는 석면으로 제조될 수 있다.
도관(131)을 감싸는 단열 부재(140)의 양단부(141, 142)는 서로 인접하게 배치된다. 도관(131)의 양단부(141, 142)에는 지퍼식 연결 유닛(150)이 결합된다. 지퍼식 연결 유닛(150)은 단열 부재(140)의 양단부(141, 142)를 서로 연결하여, 도관(131)으로부터 단열 부재(140)가 이탈되는 것을 방지한다.
바람직하게는, 단열 부재(140)가 도관(131)의 원둘레와 거의 같게 제작하여 지퍼식 연결 유닛(150)을 이용하여 단열 부재(140)의 양단부를 연결 시 단열 부재(140)가 도관(131)을 밀착하여 감싸도록 한다.
지퍼식 연결 유닛(150)에 의하여 도관(131)에 고정된 단열 부재(140)는 열출 입을 제한하여 도관(131) 내부의 온도를 거의 일정하게 유지한다. 보다 발전적으로는 단열 부재(140)에 열선과 같은 가열 부재(145)를 내장하는 것이 바람직하다. 가열 부재(145)는 도관(131)에 열을 제공하여 소정의 온도로 유지될 수 있도록 한다. 이 결과, 도관(131)을 통과하는 가스를 일정 온도 이상으로 유지할 수 있다.
지퍼식 연결 유닛(150)을 이용하여 단열 부재(145)를 도관(131)에 고정함으로써, 도관(131) 또는 프로세스 챔버(100)에 파우더가 발생되는 것을 최소화 시킬 수 있다. 하지만, 파우더의 발생이 완전히 방지되는 것이 아니기 때문에 도관(131)은 정기적으로 정비하는 것이 바람직하다. 도관(131)을 정비할 경우 지퍼식 연결 유닛(150)을 이용하여 단열 부재(140)를 도관(131)으로부터 용이하게 그리고 신속하게 분리 및 재 장착할 수 있다. 따라서 효과적인 반도체 제조 공정을 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 단열 부재를 도관에 고정 및 밀착시키기 위한 연결 유닛을 지퍼로 제조함으로써, 단열 부재를 도관으로부터 용이하게 탈착 및 장착할 수 있다. 또한, 도관을 통한 열출입을 효과적으로 제한할 수 있어, 도관 또는 프로세스 챔버 내부에 이물질이 고착되는 것을 억제할 수 있다. 결과적으로는 반도체 제조 공정의 효율을 극대화 시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 시 킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 반도체 제조 장치로부터 가스를 배출시키기 위한 도관;
    상기 도관을 통한 열출입을 억지하기 위하여, 상기 도관을 감사는 단열 부재; 및
    상기 단열 부재가 상기 도관으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상기 단열 부재의 양단부를 연결하는 지퍼식(zipper type) 연결 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 배기 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단열 부재는 상기 도관을 가열하기 위한 가열 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 배기 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 단열 부재는 실리카 섬유, 파이버 글라스 섬유 및 석면으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 배기 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100841437B1 (ko) * 2007-05-09 2008-06-25 주식회사 에스엠아이 유체공급배관용 열 차단장치
KR101046617B1 (ko) * 2011-03-03 2011-07-05 권영선 배기용 히팅 파이프

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