KR20070025432A - 배기 장치 - Google Patents

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Abstract

배기 라인 내 배기 가스가 고체로 석출되는 것을 방지하기 위한 배기 장치에 있어서, 소정의 공정이 수행되는 공정 챔버는 진공 펌프와 배기 라인으로 연결되어 있어, 공정 챔버 내부의 배기 가스를 외부로 배출시키며, 상기 공정 챔버 내부를 고 진공 상태로 유지시킨다. 상기 배기 라인 중에는 상기 배기 가스의 압력을 측정하기 위한 압력계가 연결 포트를 통해 구비되어 있다. 또한, 온도 조절부가 상기 배기 라인 및 연결 포트를 감싸며 구비된다. 상기 온도 조절부는 상기 배기 라인 및 연결 포트를 통과하는 배기 가스의 온도를 기 설정된 온도로 유지시켜 상기 배기 가스가 상기 배기 라인 및 연결 포트 내에서 고체로 석출되는 것을 방지할 수 있다.

Description

배기 장치{Exhausting Apparatus}
도 1은 종래 기술의 배기 장치에 구비된 압력계를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 배기 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 배기 장치에 구비된 압력계를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
20 : 배기 장치 200 : 공정 챔버
202 : 진공 펌프 204 : 배기 라인
206 : 밸브 208 : 가스 스크러버
210 : 압력계 212 : 연결 포트
214 : 제1 열선 216 : 제1 단열 부재
218 : 히팅 자켓 220 : 온도 조절부
222 : 제2 열선 224 : 제2 단열 부재
본 발명은 배기 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 고온 및 고 진공 상태에서 소정의 공정을 수행하기 위한 공정 챔버로부터 배기 가스를 배출하고, 상기 공정 챔버로 고 진공을 제공하기 위한 배기 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(fabrication; 'FAB') 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 반도체 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 반도체 기판의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.
일반적으로, 반도체 기판의 가공 공정들은 다양한 공정 가스들을 사용하여 고 진공 상태에서 수행된다. 이때, 상기 공정들이 진행되는 반응 챔버를 고 진공 상태로 형성하기 위하여 공정 챔버는 진공 펌프와 연결되어 있다.
진공 펌프는 공정 챔버 내부의 압력을 조절하는 것 이외에도, 상기 공정이 진행되는 동안 생성되는 반응 부산물 및 미 반응 가스등과 같은 배기 가스를 배출 하고, 공정이 종료된 후 상기 챔버 내부에 잔류하는 반응 가스를 배출하기 위한 배기 수단으로써 사용된다.
상기 공정 챔버는 진공 펌프와 배기 라인으로 연결되어 있으며, 상기 배기 라인 중에는 상기 배기 가스의 압력을 측정하기 위한 압력계가 구비된다. 이때, 상기 배기 라인을 통해 배기 가스가 외부로 배출되는 동안, 공정 챔버 내/외부의 온도 차이로 인하여 상기 배기 라인이 폐쇄될 수 있다. 보다 상세하게 설명하며, 상기 배기 가스는 통상적으로 저온에서 파우더와 같은 고체 결정으로 석출되며, 상기 고체 결정은 배기 라인 내부에 고착되어 심한 경우 상기 배기 라인을 폐쇄시킬 수 도 있다.
상기와 같은 문제점들을 방지하기 위하여 상기 배기 라인을 감싸며 히팅 자켓이 구비된다. 상기 히팅 자켓은 상기 배기 라인을 따라 흐르는 배기 가스의 온도를 기 설정된 온도로 유지시켜 상기 배기 가스를 가스 상태로 유지시킨다.
한편, 배기 라인 중에 구비된 압력계에는 배기 가스의 온도를 유지시키는 히팅 자켓과 같은 온도 조절부가 구비되어 있지 않다.
도 1은 종래 기술에 따른 배기 장치의 압력계를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 압력계(100)는 액주 압력계로써, 연결 포트(102)를 통해 공정 챔버(도시되지 않음)및 진공 펌프(도시되지 않음)를 연결하는 배기 라인(104) 중에 구비된다.
이때, 상기 배기 라인(104)을 통과하는 배기 가스의 온도를 기 설정된 온도 로 유지하기 위하여 히팅 자켓(110)과 같은 온도 조절부가 상기 배기 라인을 감싸며 구비된다. 그러나, 도시된 바와 같이 상기 연결 포트(102)에서는 상기 배기 라인(110)을 감싸는 히팅 자켓(110)과 같은 소정의 온도 조절부가 구비되지 않아 상기 연결 포트(102)를 통과하는 배기 가스의 온도가 급격히 하강하게 된다. 상기 온도가 하강된 배기 가스는 고체 결정으로 상 변화하며, 상기 연결 포트(102) 내에 고착되어 상기 연결 포트(102)를 통과하는 배기 가스의 흐름을 방해하여 상기 배기 가스의 압력에 영향을 줄 수 있으며, 상기 고체 결정 고착이 심한 경우, 연결 포트(102) 내부를 폐쇄시킬 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 압력계를 배기 라인에 연결하기 위한 연결 포트 내에 배기 가스로부터 석출되는 고체 결정 발생을 억제하기 위한 배기 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 배기 장치는, 공정 챔버로부터 배기 가스를 배출하고, 상기 공정 챔버 내부를 진공 상태로 형성하기 위한 진공 펌프와, 상기 공정 챔버 및 진공 펌프를 연결하고, 상기 배기 가스를 상기 공정 챔버로부터 배출시키기 위한 배기 라인과, 상기 공정 챔버와 인접한 상기 배기 라인 중에 연결 포트를 통해 연결되며, 상기 배기 가스의 압력을 측정하기 위한 압력계와, 상기 연결 포트 및 상기 연결 포트와 인접한 배기 라인 내의 배기 가스 온도를 조절하기 위한 온도 조절부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 압력계는 액주 압력계(manometer)일 수 있으며, 상기 온도 조절부는 상기 배기 가스의 열 전달을 억제하기 위한 단열 부재와 상기 배기 가스의 온도를 기 설정된 온도로 유지시키기 위한 열선을 포함할 수 있다. 상기 단열 부재는 실리콘(Si)을 포함할 수 있으며, 상기 기 설정된 온도는 95 내지 100℃일 수 있다. 또한, 상기 배기 장치는 상기 배기 라인을 통과하는 상기 배기 가스의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 상기 배기 라인을 감싸며 구비되는 히팅 자켓(heating jacket)을 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 압력계를 배기 라인에 연결시키기 위한 연결 포트에 온도 조절부가 구비되어 상기 연결 포트를 통과하는 배기 가스의 온도를 기 설정된 온도로 일정하게 유지할 수 있다. 이로써, 상기 연결 포트 내부에 고체 결정 고착을 억제할 수 있어, 상기 연결 포트를 통과하는 배기 가스가 원활하게 이동할 수 있어 상기 압력계에 측정된 압력을 신뢰할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따른 배기 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 배기 장치(20)는, 소정의 공정을 수행하기 위한 공간을 제공하는 공정 챔버(200), 상기 공정 챔버(200)로 진공을 제공하고 상기 공정 챔버(200) 내부에 잔류하는 배기 가스를 상기 공정 챔버(200)로부터 배출시키기 위한 진공 펌프(202), 상기 진공 펌프(202) 및 상기 공정 챔버(200)를 연결하기 위한 배 기 라인(204) 및 상기 공정 챔버(200) 내부의 압력을 측정하기 위한 압력계(210)를 포함한다.
공정 챔버(200)는 반도체 기판을 수용하며, 상기 반도체 기판에 대하여 소정의 공정을 수행하도록 공간을 제공한다. 상기 공정 챔버(200)는 수행되는 공정에 따라 공정 챔버(200) 내부의 공정 조건이 다르다.
예를 들어 설명하면, 반도체 기판에 대하여 건식 식각 공정을 수행하기 위한 공정 챔버(200)는 고온 및 고 진공 상태를 유지한다. 이는 상기 건식 식각 공정은 통상적으로 플라즈마(plasma)를 이용하기 때문에 상기 플라즈마를 형성하기 위하여 공정 챔버(200) 내부를 고온 및 고 진공 상태로 유지한다. 보다 상세하게 설명하면, 우선, 공정 챔버(200)로 DC 전원 또는 RF 전원을 인가하여 상기 공정 챔버(200)의 온도를 상승시킨다. 이어서, 상기 공정 챔버(200)로 아르곤 가스와 같은 플라즈마 분위기 가스와 식각 가스를 주입한다. 이때, 상기 공정 챔버(200) 내부의 압력은 일시적으로 상승하게 되는데, 상기 식각 공정의 공정 압력을 유지하기 위하여 진공 펌프(202)를 작동시켜 상기 공정 챔버(200) 내부를 고 진공으로 유지한다. 상기 진공 펌프(202)를 작동시킴으로써, 상기 식각 공정을 수행하는 동안 발생하는 배기물을 외부로 배출시킬 수 있다. 이때, 상기 배기물은 공정 챔버(200) 내부의 온도가 높기 때문에 가스의 형태로 배출된다. 상기 배기물은 보통 폴리머(polymer)로써, 온도가 하강하면 고체 결정으로 석출된다.
진공 펌프(202)는 전술한 바와 같이 공정 챔버(200) 내부의 배기 가스를 배출시키고, 상기 공정 챔버(200) 내부를 고 진공 상태로 유지시킨다. 상기 진공 펌 프(202)는 저 진공 펌프와 고 진공 펌프를 포함한다. 상기 저 진공 펌프로는 드라이 펌프(dry pump), 로터리 베인 펌프(rotary vane pump), 피스톤 펌프(piston pump) 등이 사용되며, 고 진공 펌프로는 확산 펌프, 터보 분자 펌프(turbo molecule pump), 크라이오 펌프(cryo Pump), 이온 펌프(ion Pump), 게터 펌프(getter Pump) 등이 사용된다.
진공 펌프(202)는 고 진공 펌프 및 저 진공 펌프를 동시에 사용하는 것이 바람직하데, 이는 상기 고 진공 펌프는 상기 공정 챔버(200) 내부를 고 진공으로 형성하며, 상기 저 진공 펌프는 상기 고 진공 펌프의 펌핑력을 돕기 때문에 상기 고 진공 펌프의 과부하를 방지할 수 있다.
한편, 상기 진공 펌프(202) 후단에 가스 스크러버(208)가 연결될 수 있다. 가스 스크러버(208)는 상기 배기 가스를 처리하기 위한 것으로, 배기 가스에 포함된 유독 성분을 제거한 후 외부로 배출한다.
배기 라인(204)은 상기 진공 펌프(202) 및 공정 챔버(200)를 연결한다. 상기 배기 라인(204)에는 상기 배기 라인(204)을 통과하는 배기 가스의 온도를 기 설정된 온도로 유지하기 위하여 상기 배기 라인(204)을 감싸도록 히팅 자켓(218)이 구비된다. 상기 히팅 자켓(218)은 탄력성 있는 부재로 이루어진 제1 단열 부재(216)와 상기 제1 단열 부재(216) 내부에 구비된 제1 열선(214)을 포함한다. 상기 제1 단열 부재(216)는 실리카 섬유, 유리 섬유, 폴리에스터(polyester) 섬유, 알루미나(alumina) 섬유, 세라믹(ceramics) 섬유 또는 이들의 조합으로 이루어진 섬유 단열재가 사용될 수 있다. 상기 제1 열선(214)으로 전원이 인가되고, 제1 열선(214)이 가열되면, 상기 제1 단열 부재(216)가 상기 제1 열선(214)의 온도를 기 설정된 온도로 유지시킨다. 이때, 상기 기 설정된 온도는 95 내지 100℃이다.
상기 배기 라인(204) 중에는 상기 배기 라인(204)을 개폐하기 위한 밸브(206)와, 상기 공정 챔버(200) 내부의 압력을 측정하기 위한 압력계(210)가 구비된다.
밸브(206)는 상기 배기 라인(204)을 상황에 따라 개방 및 차단한다. 상세하게, 상기 밸브(206)는 에어 밸브(air valve)로써, 에어를 공급하거나 또는 차단함으로써 상기 배기 라인(204)을 개폐하고, 상기 배기 라인(204)을 개폐함으로써 상기 공정 챔버(200) 내부 압력을 공정 압력 상태로 형성한다.
압력계(210)는 상기 공정 챔버(200)와 인접한 배기 라인(204) 중에 구비되며, 배기 가스의 압력을 측정한다. 상기 압력계(210)는 연결 포트(212)에 의해 상기 배기 라인(204) 중에 구비될 수 있으며, 상기 연결 포트(212)의 일 측은 공정 챔버(200)와 직접 연결될 수 있다. 이때, 상기 연결 포트(212)는 상기 배기 라인(204)과 연통되어 연결 포트(212)를 통과한 배기 가스는 배기 라인(204)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
상기 압력계(210)는 액주 압력계(manometer)로써, 유리관에 물, 수은 또는 알코올 등과 같은 반응성이 작은 액체를 넣은 U자 관 압력계가 대표적인 예이다. 그 원리는 관의 한쪽 끝을 측정하려는 압력부에 연결하고, 관의 양쪽 끝에 걸리는 압력 차와 균형을 이루는 곳까지 액면이 오르내리는데, 이때 좌우의 관 속게 있는 액면의 고저차로부터 양쪽 관에 걸려 있는 압력 차를 측정할 수 있다. 이때, 액체 의 이동을 기계로 확대하거나, 전기량으로 변환할 수 있으며, 상기 압력계(210)는 상기 변환된 값을 외부로 나타낼 수 있도록 표시부와 연결될 수 있다.
도시된 바와 같이 상기 압력계(210)는 온도 조절부(220)와 연결되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 온도 조절부(220)가 상기 압력계(210)를 감싸며 구비된다. 상기 온도 조절부(220)는 제2 단열 부재(224)와, 상기 제2 단열 부재(224) 내부에 구비된 제2 열선(222)을 포함한다. 상기 제2 단열 부재(224)는 주로 실리콘(Si)으로 이루어져 있으며, 유연하여 상기 압력계(210) 및 연결 포트(212)의 형상에 따라 용이하게 변형될 수 있다.
상기 온도 조절부(220)의 제2 열선(222)으로 전원이 인가되면, 상기 제2 열선(222)은 기 설정된 온도로 가열되고, 상기 제2 단열 부재(224)가 상기 온도로 유지시킨다. 이로써, 상기 연결 포트(212)를 통과하는 배기 가스의 온도가 기 설정된 온도로 유지될 수 있다.
따라서, 종래에 상기 배기 가스가 고체 결정으로 석출됨으로 발생하던 압력의 변화 및 연결 포트(212) 내에 고체 결정 고착 등과 같은 문제점을 억제할 수 있다.
도시되어 있지는 않지만, 상기 배기 라인(204) 중에는 상기 공정 챔버(200)의 압력을 제어하기 위한 자동 압력 제어기(Auto Pressure Controller : APC, 도시되지 않음)가 더 구비될 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 자동 압력 제어기는 상기 진공 펌프(202)에 인접하도록 구비되어, 상기 밸브(206)의 개폐 정도를 조절하여 상기 공정 챔버(200) 내부의 압력을 조절할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연결 포트에 온도 조절부가 구비되어 상기 연결 포트를 통과하는 배기 가스가 고체 결정으로 석출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 연결 포트 내부를 통과하는 배기 가스가 원활하게 이동할 수 있어 압력계에 의해 측정되는 압력을 신뢰할 수 있으며, 상기 연결 포트 내부가 폐쇄되는 현상을 미연에 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 공정 챔버로부터 배기 가스를 배출하고, 상기 공정 챔버 내부를 진공 상태로 형성하기 위한 진공 펌프;
    상기 공정 챔버 및 진공 펌프를 연결하고, 상기 배기 가스를 상기 공정 챔버로부터 배출시키기 위한 배기 라인;
    상기 공정 챔버와 인접한 상기 배기 라인 중에 연결 포트를 통해 연결되며, 상기 배기 가스의 압력을 측정하기 위한 압력계; 및
    상기 연결 포트 및 상기 연결 포트와 인접한 배기 라인 내의 배기 가스 온도를 조절하기 위한 온도 조절부를 포함하는 배기 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압력계는 액주 압력계(manometer)인 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 온도 조절부는, 상기 배기 가스의 열 전달을 억제하기 위한 단열 부재와, 상기 배기 가스의 온도를 기 설정된 온도로 유지시키기 위한 열선을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 단열 부재는 실리콘(Si)을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 기 설정된 온도는 95 내지 100℃인 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 배기 라인을 통과하는 상기 배기 가스의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 상기 배기 라인을 감싸며 구비되는 히팅 자켓(heating jacket)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
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KR102248241B1 (ko) * 2019-12-06 2021-05-06 (주)리잰 Ｐｔ 센서 포트의 막힘을 방지하기 위한 배관키트

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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