KR20180045260A - 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브 - Google Patents

저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공정챔버 내 클린공정시, 진공펌프 방향으로 1차 에어배출하는 본체부를 구성하고, 1차 에어배출 후, 오리피스 구조를 통해 공정챔버 내 표준기압을 저기압으로 낮춰 공정챔버 내 잔량의 이물질의 이동을 진공펌프 방향으로 유도하여 2차 에어배출하는 배출라인부를 구성함으로써, 공정챔버 및 슬릿밸브 내측에 이물질이 침착되지 않고 공정챔버 내의 이물질의 제거율을 상승시켜 공정 불량률을 저하시킬 수 있다는 장점이 있다.

Description

저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브{The valve to discharge line unit with the cyclone}
본 발명은 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브에 관한 것으로서, 공정챔버(10)와 진공펌프(20) 사이에 설치되어 압력차를 통해 상기 공정챔버(10) 내의 이물질(P)을 상기 진공펌프(20) 방향으로 유도하는 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브(1)에 있어서, 중공관(110), 상기 공정챔버(10)와 연결되는 제1 배기관(120), 상기 진공펌프(20)와 연결되는 제2 배기관(130), 상기 중공관(110) 내에 구비되어 상기 제2 배기관(130)을 개폐하는 개폐부(140)를 포함하는 본체부(100);와, 상기 제1 배기관(120)과 제2 배기관(130) 사이에 형성되되, 상기 제1 배기관(120)과 연결되는 제1 이동관(210)과, 상기 제1 이동관(210)에 연결되는 오리피스관(220)과, 상기 제2 배기관(130)과 상기 오리피스관(220) 사이에 연결되는 제2 이동관(230)을 포함하는 배출라인부(200);로 구성되는 것을 특징으로 하는 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 웨이퍼 상태에서 반도체 소자를 제조하는 공정을 FAB(Fabrication)공정이라 하고, FAB공정은 수십 개의 단위 공정으로 나뉘어져 있으며, 크게 웨이퍼제작공정, 산화공정, 포토공정, 식각공정, 박막/증착공정, 금속화공정, EDS공정 및 패키징공정으로 구성된다.
웨이퍼제작공정은 반도체의 기본재료로 실리콘과 갈륨비소 등을 이용하여 만든 원기둥을 얇게 잘라 원형판을 제작하는 과정이고, 산화공정은 웨이퍼를 산화시켜 웨이퍼 표면에 산화막을 만드는 과정으로 산화막은 공정시 발생하는 오염물질이나 불순물, 변색 등으로부터 웨이퍼의 표면을 보호하는 역할을 한다.
포토공정은 빛을 이용하여 회로 패턴이 담긴 마스크 상을 비춰 웨이퍼 표면에 원하는 회로를 그려내는 과정이고, 식각공정은 웨이퍼에 그려진 회로패턴 가운데 불필요한 부분을 선택적으로 제거하는 과정이다.
박막공정은 반도체를 이루는 여러 회로를 구분하고 보호하는 균일한 얇은 막을 형성시키는 과정이고, 증착공정은 웨이퍼에 원자 단위의 물질을 입혀 전기적 특성을 갖게 하는 과정이다.
금속화공정은 소자들을 연결하여 회로패턴을 따라 전류가 흐를 수 있도록 금속선을 이어주는 과정이고, EDS(Electrical die sorting)공정은 웨이퍼 완성단계에서 실행하는 다양한 조건의 검사를 통해 각각의 제품의 기능을 테스트하는 과정이다.
마지막으로 패키징공정은 반도체 침이 탑재될 기기에 적합한 형태로 만드는 과정이다.
한편, 이와 같은 공정에서 식각 또는 증착 공정시 공정챔버(process chamber)의 내부환경은 진공을 유지한 상태에서 진공펌프의 구동에 의해 공정가스가 투입되고, 공정이 완료된 웨이퍼가 대기압 상태로 나오면 공정챔버를 대기압으로 만들고, 공정챔버 내부의 공정부산물(파티클, 파우더, 퓸 등)을 건식 세정하기 위한 클리닝공정(깨끗한 불활성 가스 투입)이 진행되도록 설정되어 있는 것이 일반적이다.
한편, 상기한 과정들을 실현시키기 위해 다양한 실시예가 공개되어 있고, 그 중, 하기 특허문헌 1의 “반도체 제조설비의 진공장치(대한민국 등록특허공보 제10-0754243호)”가 게시되어 있다.
상기 특허문헌 1의 “반도체 제조설비의 진공장치”는 외부로부터 독립된 공간을 제공하는 챔버부;와, 상기 챔버부 내부의 유체를 배기시키는 배기라인부;와, 상기 배기라인부를 통해 배기되는 유체의 흐름에 따라 개폐 동작되는 스로틀밸브 유닛부; 및 상기 배기라인부를 통해 배기되는 유체의 온도를 상승시키는 히팅부를 포함하는 것이 특징으로서, 에어 흐름이 집중되는 방향으로 배기라인이 개폐되도록 스로틀밸브 유닛을 형성하거나, 에어가 통과하는 배기라인을 히팅할 수 있는 히팅부를 형성하거나, 수평 배기라인과 수직 배기라인을 연결하는 배기라인 꺽임부를 완만한 곡선형태로 형성한다. 그 결과, 배기라인에서의 에어 배기 효율이 향상되어 프로세스 챔버의 압력 조절이 보다 용이해진다는 장점이 있었다.
그러나, 상기 특허문헌 1의 “반도체 제조설비의 진공장치”는 에어 배기시, 하나의 배기라인을 통해 에어가 배기되는 것으로서, 클린공정이 끝나게 되면, 챔버부 내에 제거되지 않은 잔량의 이물질이 슬릿밸브 측으로 이동하게 됨으로써, 이물질이 챔버부 및 슬릿밸브의 내측에 침착되어 공정 불량의 원인이 된다는 문제점이 있었다.
특허문헌 1: 대한민국 등록특허공보 제10-0754243호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 공정챔버 내 클린공정시, 진공펌프 방향으로 1차 에어배출하는 본체부를 구성하고, 1차 에어배출 후, 오리피스 구조를 통해 공정챔버 내 표준기압을 저기압으로 낮춰 공정챔버 내 잔량의 이물질의 이동을 진공펌프 방향으로 유도하여 2차 에어배출하는 배출라인부를 구성함으로써, 공정챔버 및 슬릿밸브 내측에 이물질이 침착되지 않고 공정챔버 내의 이물질의 제거율을 상승시켜 공정 불량률을 저하시킬 수 있는 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브는, 공정챔버(10)와 진공펌프(20) 사이에 설치되어 압력차를 통해 상기 공정챔버(10) 내의 이물질(P)을 상기 진공펌프(20) 방향으로 유도하는 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브(1)에 있어서, 중공관(110), 상기 공정챔버(10)와 연결되는 제1 배기관(120), 상기 진공펌프(20)와 연결되는 제2 배기관(130), 상기 중공관(110) 내에 구비되어 상기 제2 배기관(130)을 개폐하는 개폐부(140)를 포함하는 본체부(100);와, 상기 제1 배기관(120)과 제2 배기관(130) 사이에 형성되되, 상기 제1 배기관(120)과 연결되는 제1 이동관(210)과, 상기 제1 이동관(210)에 연결되는 오리피스관(220)과, 상기 제2 배기관(130)과 상기 오리피스관(220) 사이에 연결되는 제2 이동관(230)을 포함하는 배출라인부(200);로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 오리피스관(220)과 상기 제2 이동관(230) 사이에는 상기 오리피스관(220)으로부터 상기 제2 이동관(230)으로 이동되는 상기 이물질(P)의 유량이 조절되도록 유량조절밸브(240)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 이동관(210)의 직경은 Φ10∼Φ30 사이로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 공정챔버 내 클린공정시, 진공펌프 방향으로 1차 에어배출하는 본체부를 구성하고, 1차 에어배출 후, 오리피스 구조를 통해 공정챔버 내 표준기압을 저기압으로 낮춰 공정챔버 내 잔량의 이물질의 이동을 진공펌프 방향으로 유도하여 2차 에어배출하는 배출라인부를 구성함으로써, 공정챔버 및 슬릿밸브 내측에 이물질이 침착되지 않고 공정챔버 내의 이물질의 제거율을 상승시켜 공정 불량률을 저하시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 기존 반도체 배기라인의 모습을 보인 개략도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브의 전체 모습을 보인 사시도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브의 구성 중 오리피스관의 모습을 상세하게 보인 사시도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브의 분해된 모습을 보인 분해사시도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브의 측면의 모습을 보인 측면도
도 6은 A-A의 단면의 모습을 보인 단면도
도 7은 B-B의 단면의 모습을 보인 단면도
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브의 정면의 모습을 보인 정면도
도 9는 C-C의 단면의 모습을 보인 단면도
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브(1)를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 2, 3, 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브(1)는 크게 본체부(100)와 배출라인부(200)로 구성된다.
먼저, 본체부(100)에 대하여 설명한다. 상기 본체부(100)는 도 2, 3, 4에 나타낸 것과 같이, 공정챔버(10)와 진공펌프(20) 사이에 설치되어 식각 등의 공정시에는 폐쇄되고, 클린공정시에는 상기 공정챔버(10)로부터 상기 진공펌프(20) 방향으로 에어가 배기되도록 개방되는 구성요소로서, 내측에 제1 배기공간(S1)이 형성되는 관(官)형상의 중공관(110)이 형성된다.
또한, 도 6 또는 도 7에 나타낸 것과 같이, 상기 중공관(110)으로부터 연장형성되어 상기 공정챔버(10)와 연결되는 제2 배기공간(S2)을 포함하는 제1 배기관(120)과, 상기 진공펌프(20)와 연결되는 제3 배기공간(S3)을 포함하는 제2 배기관(130)이 각각 구성된다.
이때, 도 9에 나타낸 것과 같이, 상기 제1 배기관(120)의 외측에는 후술할 제1 이동관(210)과 연결되도록 제1 관통공(121)이 형성되고, 상기 제2 배기관(130)의 외측에는 후술할 제2 이동관(230)과 연결되도록 제2 관통공(131)이 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1 배기공간(S1)에는 상기 제2 배기관(130)을 개폐시키는 개폐부(140)가 형성되고, 상기 개폐부(140)는 상기 중공관(110)의 외측에 구비되는 실린더(150)에 의해 상, 하방향으로 작동된다.
이와 같은 구성으로 인하여, 상기 공정챔버(10) 내 클린공정시, 상기 개폐부(140)는 개방되어 고압의 에어(불활성 클린가스)가 상기 공정챔버(10) 내에 투입되고, 이후 상기 진공펌프(20)가 작동하여 상기 공정챔버(10) 내의 파티클, 파우더, 퓸 등의 이물질(P)을 포함한 에어를 흡입하여 상기 공정챔버(10) 외부로 배기하는 것을 가능하게 한다.
다음으로, 배출라인부(200)에 대하여 설명한다. 상기 배출라인부(200)는 도 3, 4, 5에 나타낸 것과 같이, 상기 제1 배기관(210)과 제2 배기관(130) 사이에 연결되어 상기 본체부(100)와 별도로 필요시 작동되어 상기 공정챔버(10) 내의 잔류하는 상기 이물질(P)을 상기 공정챔버(10) 내를 음압(공정챔버 내의 기압이 표준기압보다 낮춰진 기압을 말한다.) 분위기로 조성하여 상기 공정챔버(10) 외부로 에어를 배출하는 구성요소로서, 제1 이동관(210), 오리피스관(220), 제2 이동관(230) 및 유량조절밸브(240)로 구성된다.
상기 제1 이동관(210)은 상기 제1 관통공(121)과 연결되어 상기 개폐부(140)가 폐쇄된 상태에서 상기 제2 배기공(S2)을 통해 이동되는 에어를 상기 제1 배기공(S1)을 거치지 않고 상기 제3 배기공(S3)으로 이동시키는 것을 가능하게 한다.
이때, 상기 제1 이동관(210)의 직경은 Φ10∼Φ30 사이로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 이동관(210)에는 벨로우즈(400)가 구비됨으로써, 설치환경 또는 설치공간의 제약이 발생하게 배출유로를 직선형으로 구성하지 못할 경우, 다양한 방향으로 배출유로를 구성할 수 있게 해준다.
상기 오리피스관(220)은 상기 제1 이동관(210) 또는 상기 벨로우즈(400)와 연결되는 구성요소로서, 중앙엔 미세한 크기의 이동공(221)이 타공형성됨으로써, 상기 배출라인부(200)를 통해 흡입이 이루어져 상기 공정챔버(10) 내의 표준기압을 저기압으로 변동시켜 압력차에 의해 상기 공정챔버(10) 내의 상기 이물질(P)을 포함한 에어의 이동을 상기 진공펌프(20) 방향으로 유도함으로써, 상기 공정챔버(10) 및 상기 슬릿밸브(30) 내측에 상기 이물질(P)이 침착되지 않아 상기 공정챔버(10) 내의 이물질의 제거율을 상승시켜 공정 불량률을 저하시키는 것을 가능하게 한다.
이때, 상기 이동공(221)은 Φ0.5∼Φ1.5 사이로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제2 이동관(230)은 상기 제2 관통공(131)과 연결되어 상기 개폐부(140)가 폐쇄된 상태에서 상기 오리피스관(220)을 통해 이동되는 에어를 상기 제1 배기공(S1)을 거치지 않고 상기 제3 배기공(S3)으로 이동시키는 것을 가능하게 한다.
상기 유량조절밸브(240)는 상기 오리피스관(220)과 상기 제2 이동관(230) 사이에 형성되어 외부장치(미도시)로부터 공급되는 공압을 통해 개폐피스톤(241)을 전, 후방향으로 이동시켜 상기 제2 이동관(230)을 개폐함으로써, 상기 오리피스관(220)으로부터 상기 제2 이동관(230)으로 이동되는 상기 이물질(P)의 유량을 조절하는 구성요소로서, 본 발명이 속하는 분야에서 널리 알려진 수준의 기술수준에 해당하므로, 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 제1 이동관(210), 상기 벨로우즈(400), 상기 오리피스관(220) 및 상기 제2 이동관(230)은 연결아답터(500)를 이용하여 구성요소 간 긴밀한 결합이 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 도 6 또는 도 8에 나타낸 것과 같이, 상기 본체부(100)의 외측에는 보조관부(170)가 형성되고, 상기 보조관부(170)에는 상기 유량조절밸브(240)와 동일한 기능의 보조적 역할을 하는 보조유량조절밸브(160)가 형성된다.
이로 인하여, 상기 개폐부(140)가 상기 제2 배기관(130)을 폐쇄하고, 상기 유량조절밸브(240)가 상기 제2 이동관(230)을 폐쇄하며, 외부장치(미도시)로부터 공급되는 공압을 통해 전, 후방향으로 이동되는 상기 보조유량조절밸브(160)의 보조개폐피스톤(161)이 상기 제1 배기공간(S1)을 통해 에어가 상기 제1 배기공간(S1)과 관통연결된 상부통공(171)을 통해 상기 제3 배기공간(S3)과 관통연결된 측면통공(172)을 개방한 상태에서 상기 진공펌프(20)가 흡입작동하게 되면, 상기 제2 배기공간(S2) 및 상기 제1 배기공간(S1)으로 진입된 에어가 상기 상부통공(171))과 상기 측면통공(172)을 지나 상기 진공펌프(20) 방향으로 배출되는 것을 가능하게 한다.
도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1: 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브
10: 공정챔버 20: 진공펌프
30: 슬릿밸브
100: 본체부 110: 중공관
120: 제1 배기관 121: 제1 관통공
130: 제2 배기관 131: 제2 관통공
140: 개폐부 150: 실린더
160: 보조유량조절밸브 161: 보조개폐피스톤
170: 보조관부 171: 상부통공
172: 측면통공
200: 배출라인부 210: 제1 이동관
220: 오리피스관 221: 이동공
230: 제2 이동관 240: 유량조절밸브
241: 개폐피스톤
400: 벨로우즈
500: 연결아답터
P: 이물질
S1: 제1 배기공간
S2: 제2 배기공간
S3: 제3 배기공간

Claims (3)

  1. 공정챔버(10)와 진공펌프(20) 사이에 설치되어 압력차를 통해 상기 공정챔버(10) 내의 이물질(P)을 상기 진공펌프(20) 방향으로 유도하는 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브(1)에 있어서,
    중공관(110), 상기 공정챔버(10)와 연결되는 제1 배기관(120), 상기 진공펌프(20)와 연결되는 제2 배기관(130), 상기 중공관(110) 내에 구비되어 상기 제2 배기관(130)을 개폐하는 개폐부(140)를 포함하는 본체부(100);
    상기 제1 배기관(120)과 제2 배기관(130) 사이에 형성되되, 상기 제1 배기관(120)과 연결되는 제1 이동관(210)과, 상기 제1 이동관(210)에 연결되는 오리피스관(220)과, 상기 제2 배기관(130)과 상기 오리피스관(220) 사이에 연결되는 제2 이동관(230)을 포함하는 배출라인부(200);로 구성되는 것을 특징으로 하는 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브(1).
  2. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 오리피스관(220)과 상기 제2 이동관(230) 사이에는 상기 오리피스관(220)으로부터 상기 제2 이동관(230)으로 이동되는 상기 이물질(P)의 유량이 조절되도록 유량조절밸브(240)가 형성되는 것을 특징으로 하는 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브(1).
  3. 청구항 제2항에 있어서,
    상기 제1 이동관(210)의 직경은 Φ10∼Φ30 사이로 형성되는 것을 특징으로 하는 저기압을 이용한 파우더 배출라인부가 구비된 밸브(1).



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