KR20060098042A

KR20060098042A - 포집 효율이 높은 트랩 및 이를 구비한 화학기상증착 장치

Info

Publication number: KR20060098042A
Application number: KR1020050019250A
Authority: KR
Inventors: 이삼해
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-03-08
Filing date: 2005-03-08
Publication date: 2006-09-18

Abstract

본 발명은 포집 효율이 높은 트랩 및 이를 구비한 화학기상증착 장치에 관한 것이다. 개시된 본 발명의 트랩은 가스가 포집되는 일정한 공간을 제공하는 케이스를 포함한다. 본 발명의 트랩은 상기 케이스의 내부로 유입되어 상기 케이스의 외부로 배출되는 가스를 포집하는 포집판과, 상기 케이스의 내부로 유입되어 상기 케이스의 외부로 배출되는 가스를 가열하는 열판을 더 포함한다. 이에 의하면, 트랩 입구와 중간에 각각 열판을 설치함으로써 배기되는 공정 가스 및 부산물들이 차가운 포집판과 만나기 이전에 열에너지가 가해진다. 따라서, 차가운 포집판과의 온도차가 커지게 되어 포집 효율이 높아진다.

트랩, 화학기상증착 장치, 열판, 포집판

Description

포집 효율이 높은 트랩 및 이를 구비한 화학기상증착 장치{TRAP FOR PROMOTING EFFICIENCY AND CHEMICAL VAPOR DEPOSITION APPARTUS HAVING THE SAME}

도 1은 종래 기술에 따른 트랩을 이용한 화학기상증착 장치를 도시한 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 트랩을 이용한 화학기상증착 장치를 도시한 구성도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100; 공정 챔버 110; 배기관

120; 진공 펌프 200; 트랩

210; 케이스 220,240; 열판

230,250; 포집판 222,242; 파워 공급부

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트랩 및 이를 이용한 화학기상증착 장치에 관한 것이다.

반도체 제조 장치 중에서 가스를 사용하는 장치, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 화학기상증착 장치는 공정 챔버(10)에서 공정에 사용되고 남은 공정 가스를 진공 펌프(12)를 작동시켜 외부로 강제로 배기시킨다. 이때, 배기관(11) 중간에는 트랩(20)을 설치하여 가스를 포집한다.

트랩(20)은 가스가 포집되는 일정한 공간을 제공하는 몸체(21) 내부에 여러 장의 판이 평행하게 배열된 포집판(23)으로 구성된다. 포집판(23)에는 냉각수가 흐를 수 있어서 공정 가스(점선화살표로 표시)가 트랩(20)을 지나면서 차가운 포집판(23)에 부딪히면서 열에너지를 잃고 흡착됨으로써 포집된다.

이와 같이, 종래의 포집 방식은 단순히 공정 챔버(10)에서 진행 완료후 잔류 가스가 진공 펌프(12)로 펌핑되기 이전에 차가운 트랩(20)을 거쳐가면서 온도차에 의한 파우더를 포집하는 것이었다.

그런데, 유속이나 진공도에 따라 모든 가스 및 부산물들이 트랩(20)을 지나면서 온도차에 의해 포집되지 못하는 경우가 있었다. 또한, 공정 가스 및 부산물들이 공정 챔버(10)에서 나와 트랩(20)을 지나는 동안 열손실에 의해 큰 온도차를 얻을 수 없었다. 게다가, 포집 효율이 낮음에 따라 배기관(11)이나 진공 펌프(12) 등이 파우더에 의한 막힘이나 고장이 유발되는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상술한 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 파우더 포집 효율이 높은 트랩 및 이를 이용한 화학기상증착 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성할 수 있는 본 발명은 공정 챔버에서 진공 펌프로 배기되는 가스 및 부산물에 열에너지를 가해줌으로써 차가운 포집판과의 온도차를 크게 만들어 줌으로써 포집 효율을 향상시킨 것을 특징으로 한다.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 트랩은, 가스가 포집되는 일정한 공간을 제공하는 케이스; 상기 케이스의 내부로 유입되어 상기 케이스의 외부로 배출되는 가스를 포집하는 포집판; 및 상기 케이스의 내부로 유입되어 상기 케이스의 외부로 배출되는 가스를 가열하는 열판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 트랩에 있어서, 상기 열판과 상기 포집판은 상기 케이스 내부에서의 가스의 흐름 방향과 동일한 방향으로 열을 지어 배치된다. 상기 열판은 상기 케이스의 입구부와 중간부에 각각 설치된 제1 열판과 제2 열판을 포함한다. 상기 포집판은 상기 제1 열판과 상기 제2 열판 사이에 설치된 제1 포집판과 상기 케이스의 출구부에 설치된 제2 포집판을 포함한다. 상기 제1 열판과 상기 제2 열판은 각각 별개의 파워 공급부에서 파워를 인가받거나 또는 하나의 파워 공급부에서 파워를 인가받는다.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명에 따른 트랩을 구비한 화학기상증착 장치는, 공정 가스를 이용하여 소정의 막질을 증착하는 공정이 실제로 진행되는 공간을 제공하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버와 연결되어 상기 공정 챔버로부터 가스를 배기시키기 위한 진공 펌프; 상기 공정 챔버로부터 상기 진공 펌프로 배기되는 가스의 흐름 경로를 제공하는 배기관; 및 상기 배기관의 일부에 배치되어 상기 공정 챔버로부터 상기 진공 펌프로 배기되는 가스가 포집되는 일정한 공간을 제공하는 케이스와, 상기 케이스의 입구부와 중간부에 각각 배치되며 상기 공정 챔버에서 배출되어 상기 진공 펌프로 배기되는 가스를 가열하는 제1 열판 및 제2 열판과, 상기 제1 열판과 상기 제2 열판 사이 그리고 상기 케이스의 출구부에 배치된 제1 포집판과 제2 포집판을 구비하는 트랩을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 화학기상증착 장치에 있어서, 상기 제1 열판과 상기 제2 열판은 각각 별개의 파워 공급부에서 파워를 인가받거나 또는 하나의 파워 공급부에서 파워를 인가받는다.

본 발명에 의하면, 트랩 입구와 중간에 각각 열판을 설치함으로써 배기되는 공정 가스 및 부산물들이 차가운 포집판과 만나기 이전에 열에너지가 가해진다. 이에 따라, 차가운 포집판과의 온도차가 커지게 되어 포집 효율이 높아진다. 게다가, 1차로 포집되지 못한 잔류 가스 및 부산물들이 2차로 열판과 포집판과 반복하여 포집됨으로써 포집 효율이 더 높아지게 된다.

이하, 본 발명에 따른 트랩 및 이를 이용한 화학기상증착 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명과 종래 기술과 비교한 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다.

(실시예)

도 2를 참조하면, 본 실시예의 화학기상증착 장치는 공정 가스가 투입되어 웨이퍼에 대한 화학기상증착 공정이 실제적으로 진행되는 공정 챔버(100)와, 공정 챔버(100)에서 화학기상증착 공정이 완료된 후 반응이 되지 못하거나 반응이 완료된 잔류 가스 및 부산물들을 외부로 배기하기 위한 흡입 수단인 진공 펌프(120)와, 공정 챔버(100)로부터 진공 펌프(120)로까지의 잔류 가스 및 부산물들의 진행 경로를 제공하는 배기관(110)을 포함한다.

상기와 같이 구성된 화학기상증착 장치 중에서 배기관(110)의 중간에는 트랩(200)이 설치되어 있다. 화학기상증착 장치는 TiCl₄, TDMAT, NH₃, H₂ 가스 등과 같은 공정 가스를 열과 함께 반응시켜 웨이퍼 상에 원하는 막질을 얻는다. 이때, 트랩(200)은 공정 챔버(100)에서 발생되는 부산물(파우더)을 포집한다.

트랩(200)은 파우더가 포집되는 용기 역할과 그 내부의 환경을 외부 환경과 차단시키는 역할을 하는 케이스(210)와, 케이스(210) 내부에 복수의 판이 상하 적층된 형태를 갖는 포집판(230,250)이 적어도 2기를 포함하여 구성된다.

각 포집판(230,250)에는 냉각수가 유입 및 유출됨으로써 그 온도가 배기되는 공정 가스(점선화살표로 표시)에 비해 상대적으로 차갑다. 따라서, 공정 챔버(100)에서 공정에 사용되고 남은 가스가 케이스(210) 상부로부터 유입되고, 유입된 가스 는 포집판(230,250)을 거치면서 냉각되어 파우더로 변환되어 트랩(200)에 포집된다. 구체적으로, 가스가 차가운 포집판(230,250)에 노출됨으로서 가스의 온도가 내려가면서 상대적으로 온도가 낮은 포집판(230,250)에 가스 내의 불순물이 미세한 고체(파우더)로 석출되어 누적되는 것이다.

그런데, 상술한 바와 같이 온도차를 이용하여 부산물을 포집하는 경우 유속이나 진공도에 따라 가스 및 부산물들이 포집판(230,250)을 지나면서 미처 포집되지 아니한 경우가 있을 수 있다. 또한, 가스 및 부산물들의 열손실에 의해 온도차에 의한 포집이 제대로 되지 않을 수도 있다. 그러므로, 본 발명은 트랩(200)의 입구부 및 중간부에 열판(220,240)이 설치되어 있어서 가스 및 부산물들에 열을 가해줄 수 있다. 이와 같이, 열판(220,240)이 설치되어 있음으로 해서 가스 및 부산물들이 트랩(200) 내에서 차가운 포집판(230,250)과 만나기 이전에 가열됨으로써 온도차에 의한 포집이 더 효율적으로 이루어진다.

구체적으로, 공정 챔버(100)에서 배기관(110)을 통해 트랩(200)으로 유입되는 가스 및 부산물들이 트랩(200) 입구에 있는 열판(220)에 의해 가열된다. 여기서, 열판(220)의 가열은 소정의 파워 공급부(222)에 의해 구현될 수 있다. 열판(220)에 의해 가열된 가스 및 부산물들은 차가운 포집판(230)과 만나게 되어 온도차에 의해 포집된다. 이때, 가스 및 부산물들은 열판(220)에 의해 더 가열되었으므로 차가운 포집판(230)과의 온도차가 더 크게 되어 포집 효율이 종래에 비해 상대적으로 높아진다.

1차로 가열 및 포집된 가스 및 부산물들 중에서 미처 포집되지 아니한 가스 및 부산물들은 다시 한 번 트랩(200) 중간에 설치된 열판(240)에 의해 가열된다. 여기서의 열판(240)도 역시 소정의 파워 공급부(242)에 의해 에너지를 공급받는다. 2차로 가열된 가스 및 부산물들은 트랩(200)의 출구부에 설치된 차가운 포집판(250)과 재차 접촉하여 포집된다. 이때의 가스 및 부산물들은 1차 포집시 열손실이 있더라도 열판(240)에 의해 2차로 가열되었으므로 포집판(250)과의 온도차가 줄어들지 않게 된다.

두 번에 걸처 거듭 가열되고 포집된 가스 및 부산물들은 배기관(110)을 통해 외부로 배출된다. 이와 같이, 공정 챔버(100)에서 진공 펌프(120)에 의해 배기되는 가스 및 부산물들은 트랩(200) 내에서 두 번에 걸쳐 높은 효율로써 포집되므로 배기관(110)과 진공 펌프(120)가 파워더에 의해 막히거나 고장을 일으키는 현상이 현저히 줄어들게 된다.

본 실시예에서는 각각 두 개의 열판(220)과 포집판(230,250)을 예를 들어 설명하였지만 그 개수는 임의적이므로 설계에 따라 얼마든지 변경 가능하다는 것에 유의하여야 할 것이다. 또한, 열판(220,240)의 형태 및 배치는 가급적이면 가스 및 부산물들과의 접촉이 커질 수 있는 판 형태 및 배치인 것이 바람직하다 할 것이다. 포집판(230,250)의 경우도 위와 마찬가지일 것이다. 한편, 열판(220,240)에 에너지를 공급하는 파워 공급부(222,242)는 개별적인 장치이어서 각각 독립적으로 동작하거나 또는 하나의 장치로 구성될 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 트랩 입구와 중간에 각각 열판을 설치함으로써 배기되는 공정 가스 및 부산물들이 차가운 포집판과 만나기 이전에 열에너지가 가해진다. 이에 따라, 차가운 포집판과의 온도차가 커지게 되어 포집 효율이 높아진다. 게다가, 1차로 포집되지 못한 잔류 가스 및 부산물들이 2차로 열판과 포집판과 반복하여 포집됨으로써 포집 효율이 더 높아지는 효과가 있다.

Claims

가스가 포집되는 일정한 공간을 제공하는 케이스;

상기 케이스의 내부로 유입되어 상기 케이스의 외부로 배출되는 가스를 포집하는 포집판; 및

상기 케이스의 내부로 유입되어 상기 케이스의 외부로 배출되는 가스를 가열하는 열판;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랩.
제1항에 있어서,

상기 열판과 상기 포집판은 상기 케이스 내부에서의 가스의 흐름 방향과 동일한 방향으로 열을 지어 배치되는 것을 특징으로 하는 트랩.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 열판은 상기 케이스의 입구부와 중간부에 각각 설치된 제1 열판과 제2 열판을 포함하고;

상기 포집판은 상기 제1 열판과 상기 제2 열판 사이에 설치된 제1 포집판과 상기 케이스의 출구부에 설치된 제2 포집판을 포함하는;

것을 특징으로 하는 트랩.
제3항에 있어서,

상기 제1 열판과 상기 제2 열판은 각각 별개의 파워 공급부에서 파워를 인가받거나 또는 하나의 파워 공급부에서 파워를 인가받는 것을 특징으로 하는 트랩.
공정 가스를 이용하여 소정의 막질을 증착하는 공정이 실제로 진행되는 공간을 제공하는 공정 챔버;

상기 공정 챔버와 연결되어 상기 공정 챔버로부터 가스를 배기시키기 위한 진공 펌프;

상기 공정 챔버로부터 상기 진공 펌프로 배기되는 가스의 흐름 경로를 제공하는 배기관; 및

상기 배기관의 일부에 배치되어 상기 공정 챔버로부터 상기 진공 펌프로 배기되는 가스가 포집되는 일정한 공간을 제공하는 케이스와, 상기 케이스의 입구부와 중간부에 각각 배치되며 상기 공정 챔버에서 배출되어 상기 진공 펌프로 배기되는 가스를 가열하는 제1 열판 및 제2 열판과, 상기 제1 열판과 상기 제2 열판 사이 그리고 상기 케이스의 출구부에 배치된 제1 포집판과 제2 포집판을 구비하는 트랩;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치.
제5항에 있어서,

상기 제1 열판과 상기 제2 열판은 각각 별개의 파워 공급부에서 파워를 인가받거나 또는 하나의 파워 공급부에서 파워를 인가받는 것을 특징으로 하는 화학기 상증착 장치.