KR20230000203A - 에칭 공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치에 관한 것으로, 그 목적은 반도체 제조 공정 중 에칭 프로세스 챔버에서 공정 수행 후 배출되는 미반응가스 중에 포함된 반응부산물을 진공펌프와 스크러버 사이 위치에서 다중 유로 전환 구조, 다중 포집 구조 및 다중 적재구조를 통해 분말 형태로 포집 및 적재 후 기체 상태 미반응가스만 스크러버로 배출하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 구성은 반도체 제조공정 중 진공펌프를 지나 스크러버로 배출되는 미반응가스 중에 포함된 반응부산물을 포집하는 포집장치에 있어서, 하우징 내부에 설치되는 제 1 포집구조체(21), 제 2 포집구조체(22), 제 3 포집구조체(23), 제 4 포집구조체(24) 및 제 5 포집구조체(25)로 이루어진 내부포집타워(2);를 포함하여 하우징의 가스유입구에서 유입된 미반응가스를 외곽 또는 중앙부로 전환시키면서 순차적으로 하강시켜 반응부산물을 포집하고 적재 후, 나머지 미반응가스만 가스배출구로 배출하도록 구성된 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치를 발명의 특징으로 한다.
본 발명의 구성은 반도체 제조공정 중 진공펌프를 지나 스크러버로 배출되는 미반응가스 중에 포함된 반응부산물을 포집하는 포집장치에 있어서, 하우징 내부에 설치되는 제 1 포집구조체(21), 제 2 포집구조체(22), 제 3 포집구조체(23), 제 4 포집구조체(24) 및 제 5 포집구조체(25)로 이루어진 내부포집타워(2);를 포함하여 하우징의 가스유입구에서 유입된 미반응가스를 외곽 또는 중앙부로 전환시키면서 순차적으로 하강시켜 반응부산물을 포집하고 적재 후, 나머지 미반응가스만 가스배출구로 배출하도록 구성된 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치를 발명의 특징으로 한다.
Description
본 발명은 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치에 관한 것으로, 자세하게는 반도체 제조 공정 중 에칭 프로세스 챔버에서 공정 수행 후 진공펌프를 지나 스크러버로 배출되는 미반응 가스 중에 포함된 반응부산물을 스크러버 전단에서 다중 유로 전환 구조, 다중 포집 구조 및 다중 적재구조를 통해 분말 형태로 포집하는 포집장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 공정은 크게 전 공정(Fabrication 공정)과 후 공정(Assembly 공정)으로 이루어지며, 전 공정이라 함은 각종 프로세스 챔버(Chamber)내에서 웨이퍼(Wafer) 상에 박막을 증착하고, 증착된 박막을 선택적으로 식각하는 과정을 반복적으로 수행하여 특정의 패턴을 가공하는 것에 의해 이른바, 반도체 칩(Chip)을 제조하는 공정을 말하고, 후 공정이라 함은 상기 전 공정에서 제조된 칩을 개별적으로 분리한 후, 리드 프레임과 결합하여 완제품으로 조립하는 공정을 말한다.
이때, 상기 웨이퍼 상에 박막을 증착하거나, 웨이퍼 상에 증착된 박막을 식각하는 공정은 프로세스 챔버 내로 가스주입 시스템을 통해 실란(Silane), 아르신(Arsine), 염화 붕소, 수소, 질소, 가스 상태 물 등의 필요로 하는 공정 가스 또는 박막 증착을 위한 전구체 가스와 같은 필요로 하는 공정 가스를 주입하여 고온에서 수행된다. 이때 프로세스 챔버 내부에는 각종 증착되지 않은 반응부산물, 미반응 발화성 가스와 부식성 이물질 및 유독 성분을 함유한 유해가스 등이 다량 발생하게 된다.
이 때문에 반도체 제조장비에는 프로세스 챔버에서 배출된 미반응 가스를 정화하여 방출하기 위해 상기 프로세스 챔버를 진공상태로 만들어 주는 진공펌프의 후단에 프로세스 챔버에서 배출되는 미반응 가스를 정화시킨 후 대기로 방출하는 스크러버(Scrubber)가 설치한다.
하지만, 스크러버는 단지 가스 형태의 반응부산물 만을 정화처리하기 때문에 프로세스 챔버에서 배출된 미반응 가스 중에 포함된 입자 형태의 반응부산물을 사전에 포집하지 않으면 스크러버 초입부에서 반응부산물이 응고되어 막힐 수 있다는 구조적 문제점이 있다.
따라서 이러한 문제점을 해결 할 수 있는 진공 펌프와 스크러버 사이에 위치하여 미반응가스 중에 포함된 입자상태 반응부산물 포집장치의 개발이 필요한 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 반도체 제조 공정 중 에칭 프로세스 챔버에서 공정 수행 후 배출되는 미반응가스 중에 포함된 반응부산물을 진공펌프와 스크러버 사이 위치에서 다중 유로 전환 구조, 다중 포집 구조 및 다중 적재구조를 통해 분말 형태로 포집 및 적재 후 기체 상태 미반응가스만 스크러버로 배출하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 반도체 제조공정 중 진공펌프를 지나 스크러버로 배출되는 미반응가스 중에 포함된 반응부산물을 포집하는 포집장치에 있어서,
상부에서 유입되는 미반응가스의 흐름을 외곽을 통해 하부로 유도하면서 반응부산물을 포집하여 적재하고 하부에서 재차 반응부산물을 다중 포집하는 제 1 포집구조체;
외곽쪽에서 유입되는 미반응가스를 중앙부로 유도하여 하강시키면서 반응부산물을 포집하여 제 1 포집구조체의 하부에서 포집된 반응부산물과 함께 적재하는 제 2 포집구조체;
중앙부로 유입되는 미반응가스를 외곽으로 유도하면서 반응부산물을 다중 포집하고 적재하는 제 3 포집구조체;
외곽쪽에서 유입되는 미반응가스를 중앙부로 유도하여 하강시키면서 반응부산물을 포집하고 적재하는 제 4 포집구조체; 및
중앙부로 유입되는 미반응가스를 외곽을 통해 하부로 유도하면서 반응부산물을 포집하여 적재하고 하부에서 재차 반응부산물을 다중 포집하는 제 5 포집구조체:로 이루어진 내부포집타워를 포함하여 하우징의 가스유입구로 유입된 미반응가스를 외곽 또는 중앙부로 전환시키면서 순차적으로 하강시켜 반응부산물을 포집하고 적재 후, 나머지 미반응가스만 가스배출구로 배출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치를 제공함으로써 달성된다.
바람직한 실시예로, 상기 제 1 포집구조체, 제 2 포집구조체, 제 3 포집구조체, 제 4 포집구조체 및 제 5 포집구조체는 각 이격부재를 사용하여 상하간을 일정 간격 이격되게 체결하여 구성하고, 상기 하우징의 하판 상부면에 구비된 지지부는 상기 제 5 포집구조체를 일정 간격 이격 지지함으로써 상기 제 1 포집구조체 내지 제 4 포집구조체의 하중 전체를 지지하게 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로, 상기 제 1 포집구조체는 유입된 미반응가스의 흐름을 외곽으로 유도하면서 반응부산물을 포집하는 포집디스크와; 포집디스크 하부면에 설치되어 유입된 미반응가스 중에서 반응부산물을 다중 포집하도록 다수개의 포집원통이 다단 구성되어 필터 역할을 하는 포집원통부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로, 상기 포집원통부는 서로 다른 직경을 가지는 다수개의 포집원통이 일정 간격으로 다단으로 설치되고, 각 포집원통은 둘레 표면을 따라 다수개의 홀이 다중 배열되어 구성되며, 홀 크기는 최외각에 위치한 포집원통에 형성된 홀이 가장 크고, 내측에 위치한 포집원통으로 갈수록 작은 직경을 가진 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로, 상기 제 2 포집구조체는 외곽쪽에서 유입되는 미반응가스를 중앙부로 유도하면서 반응부산물을 포집 및 적재하는 포집디스크와; 상기 포집디스크의 중앙부를 상하로 관통하게 설치되어 포집된 반응부산물의 유출을 방지하면서 미반응가스를 하부로 배출하는 배출관과; 배출관의 하단 둘레를 따라 설치되어 배출된 미반응가스의 상승 흐름을 일정 공간 영역까지 막아 포집효율을 높이는 유로가이드판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로, 상기 포집디스크는 하우징을 구성하는 하우징본체의 내경 크기 정도의 직경을 가지는 원판 디스크로, 미반응가스가 하부 제 3 포집구조체 쪽으로 직접 하강하는 것을 차단하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로, 상기 배출관은 상부가 제 1 포집구조체의 포집원통부의 내측에 위치하도록 돌출되고, 하부는 제 3 포집구조체의 포집플레이트부 상단에 위치하게 구성되고, 돌출된 부위의 상부쪽 일 구간 둘레를 따라 미반응가스가 유입용 다수개의 홀이 다중 배열되어 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로, 상기 제 3 포집구조체는 유입된 미반응가스의 흐름을 외곽으로 유도하여 하강시키면서 포집하고 적재하는 포집디스크와; 다수개의 홀이 형성된 포집플레이트 다수개가 상기 포집디스크의 상부면에서 원형 배열된 형태로 설치되어 상부로부터 유입된 미반응가스를 머물게 하여 반응부산물을 포집 및 적재하면서 외곽으로 흐르도록 하는 포집플레이트부와; 상기 포집플레이트부의 외곽과 일정 간격 이격되게 원형으로 감싸 포집된 반응부산물의 유출을 방지하면서 미반응가스를 배출시키는 차단벽부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로, 상기 포집디스크는 둘레를 따라 하부 방향으로 수직하게 돌출되어 미반응가스의 하강 흐름을 가이드하는 띠 형상의 유로가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로, 상기 포집플레이트부는 높이가 상기 차단벽부 보다 높게 형성한 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로, 상기 차단벽부는 홀이 형성되지 않은 적어도 2개 이상의 차단벽이 일정간격 이격되어 원형 배치된 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로, 상기 제 4 포집구조체는 외곽에서 유입되는 미반응가스를 중앙부로 유도하면서 반응부산물을 포집 및 적재하는 포집디스크와; 상기 포집디스크의 중앙부를 상부로 관통하게 설치되어 포집된 반응부산물의 유출을 방지하면서 미반응가스를 하부로 배출하도록, 상부에 확관부가 형성된 배출관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로, 상기 포집디스크는 하우징 본체의 내경 크기 정도의 직경을 가지는 원판 디스크로, 미반응가스가 제 5 포집구조체 쪽으로 직접 하강하는 것을 차단하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로, 상기 확관부는 상부로 갈수록 점차 바깥방향으로 기울어진 사선 형태를 가지고, 둘레를 따라 미반응가스 배출 및 흐름을 유도하는 다수개의 홀이 다중 배열되어 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로, 상기 제 5 포집구조체는 상부에서 중앙부로 유입된 미반응가스의 하부 이동을 차단하면서 외곽을 통해 하부로 흐름을 유도하여 배출시키면서 포집하고 적재하는 포집디스크와; 포집디스크의 하부면에서 둘레 방향을 따라 설치되어 미반응가스의 흐름을 하부로 유도한 후 내부로 유입시켜 수용하는 가스수용부와; 가스수용부의 내측에서 포집디스크 하부면에 설치되어 유입된 미반응가스의 유출을 방지하면서 반응부산물을 다중 포집 후 미반응가스만 가스배출구로 배출하도록 다수개의 홀이 형성된 포집플레이트 다수개가 다단으로 사각 배열된 포집플레이트부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로, 상기 가스수용부는 하부쪽으로 돌출된 길이가 포집플레이트부 보다 짧게 형성되고, 둘레를 따라 바깥쪽으로 다수개의 체결부가 형성되어 하우징의 하판에서 상부 방향으로 돌출된 지지부와 체결되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로, 상기 포집플레이트부는 포집플레이트를 사각 배열시 모서리 부분이 붙어 있지 않게 이격시켜 미반응 가스가 유입되도록 하고, 홀 크기는 최외각에 사각 배열된 포집플레이트에 형성된 홀이 가장 크고, 내측에 사각 배열된 포집플레이트로 갈수록 작은 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치는 반도체 제조 공정 중 에칭 프로세스 챔버에서 공정 수행 후 진공펌프를 지나 배출되는 미반응가스 중에 포함된 반응부산물을 스크러버 전단에서 유로 방향 전환과 다중 와류발생 구조를 통해 분말 형태로 다중 포집하고 적재하여 기체 상태 미반응가스만 배출할 수 있다는 장점을 가진다.
본 발명은 상기와 같이 스크러버 전단에서 미반응가스 중에 포함된 반응부산물을 제거하는 포집장치가 구비됨으로써 스크러버의 유지관리 주기를 증가시키면서 포집장치의 사용 주기를 3개월 이상 연속사용 할 수 있다는 장점을 가진다.
이처럼 본 발명은 다양한 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 반응부산물 포집장치의 구성을 보인 단면도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 반응부산물 포집장치의 내부포집타워를 보인 사시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 내부포집타워의 분해 사시도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 내부포집타워의 하부쪽을 보인 분해 사시도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 제 1 포집구조체 구성을 보인 예시도이고,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 2 포집구조체 구성을 보인 예시도이고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 3 포집구조체 구성을 보인 예시도이고,
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 4 포집구조체 구성을 보인 예시도이고,
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 제 5 포집구조체 구성을 보인 예시도이고,
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 반응부산물 포집장치 내부에서의 포집경향을 보인 예시도이고,
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 반응부산물 포집장치 내부에서의 가스 흐름을 보인 예시도이고,
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 반응부산물 포집장치 내부에서의 유속패턴도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 반응부산물 포집장치의 내부포집타워를 보인 사시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 내부포집타워의 분해 사시도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 내부포집타워의 하부쪽을 보인 분해 사시도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 제 1 포집구조체 구성을 보인 예시도이고,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 2 포집구조체 구성을 보인 예시도이고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 3 포집구조체 구성을 보인 예시도이고,
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 4 포집구조체 구성을 보인 예시도이고,
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 제 5 포집구조체 구성을 보인 예시도이고,
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 반응부산물 포집장치 내부에서의 포집경향을 보인 예시도이고,
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 반응부산물 포집장치 내부에서의 가스 흐름을 보인 예시도이고,
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 반응부산물 포집장치 내부에서의 유속패턴도이다.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 반응부산물 포집장치의 구성을 보인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 반응부산물 포집장치의 내부포집타워를 보인 사시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 내부포집타워의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 내부포집타워의 하부쪽을 보인 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 포집장치는 진공펌프와 스크러버 사이에 위치시켜, 반도체 공정 중 프로세스 챔버(도시생략)에서 에칭 공정 수행 후 진공펌프를 지나 배출되는 미반응가스 중에 포함된 반응부산물을 다중 유로 전환 구조, 다중 포집 구조 및 다중 적재구조를 통해 분말 형태로 포집 하면서 적재하고, 나머지 기체 상태 미반응가스만 스크러버로 배출하는 장치이다.
이를 위해 포집장치는 상부 가스유입구에서 유입된 미반응 가스를 유입하여 수용하고 하부 가스배출구로 배출시키는 하우징(1)과;
하우징 내부로 유입된 미반응가스가 하부 가스배출구로 직접 하강되어 유출되지 않게 순차적으로 유로를 외곽 또는 중앙부로 전환시켜 하강시키면서 반응부산물을 포집하고 적재 후, 나머지 미반응가스만 배출되도록 다수개의 포집구조체가 상하로 일정간격 이격되어 다단 구성된 내부포집타워(2);를 포함하여 구성된다.
상기 하우징(1)은 진공펌프에서 스크러버로 배출되는 가스를 상부에서 유입하여 수용하고 하부로 배출하도록 수직형으로 구성되는데, 유입된 가스를 수용하는 하우징본체(11)와; 상방향으로 돌출된 가스유입구(12a)가 형성된 상판(12)과; 가스배출구(13a)가 상부와 하부 양방향으로 돌출되게 설치된 하판(13);을 포함하여 구성된다.
본 발명의 한 실시예에에 따라 도시된 하우징본체(11), 상판(12) 및 하판(13)으로 이루어진 하우징 구조는 수직방향으로 길게 형성된 원통형 구조로 도시되었지만, 이와 같은 형상만 본 발명을 한정하는 것은 아니고 사각통형 또는 다각통형과 같이 필요로 하는 형상으로 구성될 수 있음은 물론이다. 다만, 이하에서는 설명의 편의상 원통형 형상을 기준으로 설명 한다.
상기 하우징본체(11)는 속이 빈 함체 형상으로 내부에 수직방향으로 다중 설치되는 제 1 포집구조체(21), 제 2 포집구조체(22), 제 3 포집구조체(23), 제 4 포집구조체(24) 및 제 5 포집구조체(25)에 유입된 미반응가스 중에 포함된 반응부산물이 분말 형태로 응집되어 포집되도록 유입된 가스를 저장하는 역할을 한다.
상기 상판(12)은 개방된 하우징본체(11)의 상부를 덮는 덮개 역할을 하면서 상부로 돌출되게 설치된 가스유입구(12a)를 통해 가스를 유입시키는 역할을 한다.
상기 하판(13)은 개방된 하우징본체(11)의 하부를 덮는 덮개 역할을 하면서 상부와 하부 양방향으로 돌출되게 설치된 가스배출구(13a)를 통해 반응부산물의 포집이 끝난 미반응가스를 스크러버 쪽으로 배출하도록 한다.
또한 하판(13)은 상부면에 지지부(13b)가 구비되어 내부포집타워(2)를 고정하여 하중을 지지하게 구성된다. 즉, 하판 상부에 위치한 제 5 포집구조체(25)를 상판 상부면과 일정 간격 이격시켜 고정하여 지지함으로써 제 5 포집구조체(25) 상부방향으로 다단 연결되어 위치한 제 1 포집구조체(21) 내지 제 4 포집구조체(24)의 하중 전체를 지지하게 된다.
또한 하판(13)은 일정 높이의 길이를 가지게 임의의 형태로 구성될 수 있는 미도시된 지지프레임과 그 하부에 설치된 이동형 바퀴 등을 구비하여 이동이 필요할 경우 포집장치를 이동시킬 수 있게 구성할 수 있다.
또한 하판(13)은 공장의 바닥면 또는 고정 프레임에 설치하여 고정형으로 구성할 수 있음은 물론이다.
상기 내부포집타워(2)는 상단에서 하단까지 수직하게 5개의 포집구조체가 구성되어 반응부산물을 포집하면서 다중 적재하도록 구성되는데 그 구성은 다음과 같다.
최상단에는 상부에서 유입되는 미반응가스의 흐름을 외곽을 통해 하부로 유도하면서 반응부산물을 포집하여 적재하고 하부에서 재차 반응부산물을 다중 포집하는 제 1 포집구조체(21)가 위치한다.
제 1 포집구조체(21) 하단에는 외곽쪽에서 유입되는 미반응가스를 중앙부로 유도하여 하강시키면서 반응부산물을 포집하여 제 1 포집구조체의 하부에서 포집되어 낙하한 반응부산물과 함께 적재하는 제 2 포집구조체(22)가 위치한다.
제 2 포집구조체(22) 하단에는 중앙부로 유입되는 미반응가스를 외곽으로 유도하면서 반응부산물을 다중 포집하고 적재하는 제 3 포집구조체(23)가 위치한다.
제 3 포집구조체(23) 하단에는 외곽쪽에서 유입되는 미반응가스를 중앙부로 유도하여 하강시키면서 반응부산물을 포집하고 적재하는 제 4 포집구조체(24)가 위치한다.
제 4 포집구조체(24) 하단에는 중앙부로 유입되는 미반응가스를 외곽을 통해 하부로 유도하면서 반응부산물을 포집하여 적재하고 하부에서 재차 반응부산물을 다중 포집하여 하판 상부면에 적재시킨 후 나머지 미반응가스만 하우징의 가스배출구로 배출시키는 제 5 포집구조체(25):가 위치한다.
상기 제 1 포집구조체(21) 내지 제 5 포집구조체(25)는 이격부재를 사용하여 상하로 위치하는 인접하는 포집구조체 간을 포집구조체 구조에 따라 필요로 하는 높이 만큼의 일정 이격거리를 가지게 연결하여 고정한다. 이와 같은 이격부재를 사용함으로써 상하 간에 위치한 포집구조체가 직접 접촉하여 붙지 않고 이격되어 고정됨으로써 미반응가스의 유로 전환을 위한 공간을 확보하면서 원활한 이동이 가능해져 포집과 적재가 이루어지게 된다.
상기 이격부재를 통한 체결방법은 상하로 배치된 포집구조체 간에 필요한 길이를 가진 이격부재를 준비한 후 내부가 빈 이격부재에 나사산이 형성된 체결봉이나 볼트를 삽입하고 너트로 체결하는 방식으로 체결한다. 물론 이와 같은 체결방법은 한 실시예로 끼움 방식, 용접 방식을 포함한 다양한 공지의 체결방법 중에서 선택된 방식으로 체결할 수 있음은 물론이다.
한 실시예로 상기와 같이 구성된 포집장치가 프로세스 챔버에서 에칭 공정을 거쳐 배출되는 미반응가스 중에 포함된 입자상 반응부산물을 포집하는 공정을 예시적으로 설명하면 다음과 같다.
프로세스 챔버에서 BCl3과 N2를 사용하여 에칭 공정시 BCl3은 반응성 및 산소 획득 능력이 커서 산소(O) 또는 물(H2O)과 접촉시, 비 휘발성 잔류물 형성된다. 예를 들면 2BCl3 + O → B2O3 + 6Cl와 같은 반응이 일어난다.
또한 Al2O3 박막에 대한 에칭공정시 에칭 전구체(Etching Precursor)로 사용할 경우에는 B2O3(비 휘발성), AlCl3 (휘발성) 물질이 생성된다.
따라서 본 발명에 따른 포집장치가 구비됨으로써 에칭 공정 수행 후 배출되는 미반응가스가 진공펌프를 지나 스크러버로 유입될 수 있는 미반응가스 중의 반응부산물을 다단으로 구성된 포집구조체를 거치면서 다중 포집 및 적재한 후 나머지 기체상태 미반응가스만 스크러버에 공급됨으로써 스크러버 초입에서의 막힘을 방지하면서 제거시키게 된다.
이하 보다 상세하게 내부포집타워(2)를 구성하는 각 포집구조체를 설명한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 제 1 포집구조체 구성을 보인 예시도이다.
첨부된 도 1 내지 4 및 도 5을 참조하면, 제 1 포집구조체(21)는 하우징본체(11)의 상판(12) 가스유입구(12a)를 통해 유입된 미반응가스의 흐름을 외곽으로 유도하면서 반응부산물을 포집하는 포집디스크(211)와; 포집디스크(211) 하부면에 설치되어 유입된 미반응가스 중에서 반응부산물을 다중 포집하도록 다수개의 포집원통(212a)이 다단 구성되어 필터 역할을 하는 포집원통부(212);를 포함하여 구성된다.
상기 포집디스크(211)는 하우징 본체의 내경 크기 보다 작은 직경을 가지는 원판 디스크로 하우징본체(11)의 상판(12)의 중앙부에 위치한 가스유입구(12a)로부터 미반응가스가 표면에 부딪히면 중앙부에서 바깥 외곽방향으로 유로의 흐름이 균일하게 퍼지면서 유도되어 끝단부에서 하강하도록 구성된다. 이때 유입된 미반응가스 중에 포함된 반응부산물은 포집디스크의 상부면에서 응집되어 분말상태로 포집되면서 적재되게 된다.
상기 포집원통부(212)는 포집디스크(211)의 하부면에 체결되어 구성되는데, 이 포집원통부는 서로 다른 직경을 가지는 다수개의 포집원통(212a)이 일정 간격으로 다단으로 설치된다. 한 실시예에서는 3개의 포집원통이 다단 형성되어 있는데 이와 같은 개수가 본 발명을 한정하지는 않는다, 적어도 2개 이상의 포집원통 다수개가 다단으로 구성되어 다중 포집할 수 있게 구성되면 충분하다.
상기 포집원통부(212)를 구성하는 각 포집원통(212a)은 둘레 표면을 따라 다수개의 홀(212b)이 다중 배열되어 구성된다. 홀(212b) 크기는 최외각에 위치한 포집원통(212a)에 형성된 홀이 가장 크고, 내측에 위치한 포집원통으로 갈수록 작은 직경을 가진 홀이 형성된다. 이와 같이 홀 크기가 내측 포집원통으로 갈수록 작게 형성됨으로써 바깥에 위치한 포집원통의 홀을 통과한 미반응가스가 내측에 위치한 포집원통으로 이동시 상대적으로 작은 홀을 지나야 하기 때문에 포집원통 표면과의 충돌 및 크기가 작은 홀 통과로 인한 유속 차이가 발생하여 와류가 발생되어 미반응가스의 이동이 지체되면서 각 포집원통 표면에서의 포집효율이 상승하게 된다.
또한 상기 포집디스크(211)의 하부면에는 다수개의 이격부재(213)가 설치되어 제 1 포집구조체(21)가 제 2 포집구조체(22)의 상부에 뜬 상태를 유지하게 된다. 이격부재의 길이는 포집원통부(212)의 가장 내측에 위치한 포집원통의 내측 중앙부에 제 2 포집구조체(22)의 배출관이 돌출되어 설치되어도 상단이 포집디스크 하부면에 막히지 않을 정도의 높이를 제공할 수 있는 길이를 가지면 된다. 이와 같은 높이를 가진 이격부재가 수직하게 설치됨으로써 포집원통들을 순차적으로 통과하면서 포집과정을 거친 미반응가스가 배출관의 상부 및 배출관의 상부 둘레를 따라 형성된 홀을 통해 유입되어 하강할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 2 포집구조체 구성을 보인 예시도이다.
첨부된 도 1 내지 4 및 도 6을 참조하면, 제 2 포집구조체(22)는 외곽쪽에서 유입되는 미반응가스를 중앙부로 유도하면서 반응부산물을 포집 및 적재하는 포집디스크(221)와; 상기 포집디스크의 중앙부를 상하로 관통하게 설치되어 포집된 반응부산물의 유출을 방지하면서 미반응가스를 하부로 배출하는 배출관(222)과; 배출관의 하단 둘레를 따라 설치되어 배출된 미반응가스의 상승 흐름을 일정 공간 영역까지 막아 포집효율을 높이는 유로가이드판(223);을 포함하여 구성된다.
상기 포집디스크(221)는 하우징 본체의 내경 크기 정도의 직경을 가지는 원판 디스크로 제 1 포집구조체(21)의 포집디스크(211) 외곽을 통해 하부로 유입된 미반응가스가 제 3 포집구조체(23) 쪽으로 직접 하강하는 것을 차단하고, 포집디스크(221)의 중앙부에 위치한 배출관(222) 쪽으로 흐르도록 유도한다. 이때 유입된 미반응가스 중에 포함된 반응부산물은 포집디스크의 상부면에서 응집되어 분말상태로 포집되면서 적재되게 된다.
또한 상기 포집디스크(221)는 상부에 위치한 제 1 포집구조체(21)의 포집원통부(212)에서 다중 포집되어 낙하한 반응부산물도 함께 적재하게 된다.
상기 배출관(222)은 포집디스크(221)의 중앙부를 천공하여 상하로 돌출되어 관통하게 구성되는 상부는 제 1 포집구조체(21)의 포집원통부(212)의 내측에 위치하도록 돌출되고, 하부는 제 3 포집구조체(23)의 포집플레이트부 상단에 위치하게 구성된다.
또한 배출관(222)은 상부로 돌출된 부위의 상부쪽 일 구간이 둘레를 따라 다수개의 홀(222a)이 다중 배열되어 측방향을 통해 미반응가스가 유입되어 하부로 배출되도록 구성된다. 이와 같이 구성되면 제 1 포집구조체(21)의 포집원통부(212)를 거치는 미반응가스가 배출관의 상부 개구 및 측면 홀을 통해 유입되어 배출 흐름이 좋게 된다. 이때 홀(222a) 크기는 제 1 포집구조체(21)의 포집원통부(212)를 구성하는 가장 내측에 위치한 포집원통(212a)의 둘레에 형성된 홀(212b) 보다 크게 형성되어 배출관(222)에 직접 부딛힌 미반응가스와 홀을 직접 통과하는 미반응가스 간에 유속 차이로 인한 와류가 재차 발생하여 포집효율이 상승되게 된다.
상기 유로가이드판(223)은 배출관의 하단 둘레를 따라 설치되는 도넛 형상 원판으로 배출관의 하단을 통해 배출된 미반응가스가 배출되자 마자 다시 포집디스크(221)를 상승하는 것을 막아 제 3 포집구조체(23)의 포집플레이트부의 영역 하부공간에 머물도록 하기 위함이다. 즉, 배출관 하단이 하강한 위치가 제 3 포집구조체(23)의 포집플레이트부(232) 상부에 해당하는데 만약 미반응가스의 흐름에 대한 단속이 없으면 배출관에서 배출하자마자 상부 공간부로 상승하면서 포집플레이트부(232)에서의 포집효율이 떨어지기 때문이다.
이 때문에 유로가이드판이 직경은 다수의 포집플레이트가 원형배열된 제 3 포집구조체(23)의 포집플레이트부 상부 영역 직경에 해당하는 크기로 형성되어 근접 또는 맞닿게 형성하여 덮개 역할을 하도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한 상기 포집디스크(221)의 하부면에는 다수개의 이격부재(224)가 설치되어 제 2 포집구조체(22)가 제 3 포집구조체(23)의 상부에 뜬 상태를 유지하게 된다. 이격부재의 길이는 제 2 포집구조체(22)의 중앙부에서 하부로 돌출된 배출관의 하단에 형성된 유로가이드판(223)이 제 3 포집구조체(23)의 포집플레이트부(232) 상단에 위치할 정도의 높이를 제공할 수 있는 길이를 가지면 된다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 3 포집구조체 구성을 보인 예시도이다.
첨부된 도 1 내지 4 및 도 7을 참조하면, 제 3 포집구조체(23)는 상부에서 중앙부로 유입된 미반응가스의 흐름을 외곽으로 유도하여 하강시키면서 포집하고 적재하는 포집디스크(231)와; 다수개의 홀(232b)이 형성된 포집플레이트(232a) 다수개가 상기 포집디스크의 상부면에서 원형 배열된 형태로 설치되어 상부로부터 유입된 미반응가스를 머물게 하여 반응부산물을 포집 및 적재하면서 외곽으로 흐르도록 하는 포집플레이트부(232)와; 상기 포집플레이트부의 외곽과 일정 간격 이격되게 원형으로 감싸 포집된 반응부산물의 유출을 방지하면서 미반응가스를 배출시키는 차단벽부(233);를 포함하여 구성된다.
또한 상기 포집디스크(231)는 둘레를 따라 하부 방향으로 수직하게 돌출되어 미반응가스의 하강 흐름을 가이드하는 띠 형상의 유로가이드부(234)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 유로가이드부(234)는 포집디스크 외곽을 통해 하강하는 미반응가스가 곧바로 포집디스크의 하부면 중앙 방향으로 흐르지 않게 유로가이드부의 높이 만큼 하부 방향으로 하강하게 가이드하여 제 4 포집구조체(24)로 공급하여 반응부산물 포집효율을 증가시키는 역할을 한다.
상기 포집디스크(231)는 하우징 본체의 내경 크기 보다 작은 직경을 가지는 원판 디스크로 제 2 포집구조체(22)의 배출관(222)으로부터 유입된 미반응가스가 표면에 부딪히면 중앙부에서 바깥 외곽방향으로 유로의 흐름이 균일하게 퍼지면서 유도되어 끝단부에서 하강하도록 구성된다. 이때 유입된 미반응가스 중에 포함된 반응부산물은 포집디스크의 상부면에서 응집되어 분말상태로 포집되면서 적재되게 된다.
상기 포집플레이트부(232)와 차단벽부(233)는 포집플레이트부(232) 높이가 상기 차단벽부(233)의 수직 높이 보다 높게 형성하여 바깥방향이 낮게 단차진 구성을 가지게 형성한다. 이와 같이 구성함으로써 포집플레이트부(232)를 구성하는 다수개의 포집플레이트(232a)에 형성된 홀(232b)을 통해 외부로 배출되는 미반응가스는 차단벽부(233) 상단을 넘어 외곽으로 흘러갈 수 있게 된다.
물론 미반응가스의 흐름은 상기 원형 배열된 다수개의 포집플레이트(232a) 사이 공간을 통해서도 외곽 방향으로 흐르게 된다.
상기 차단벽부(233)는 홀이 형성되지 않은 적어도 2개 이상의 차단벽(223a)이 일정간격 이격되어 원형 배치를 구성된다.
차단벽부를 통한 미반응가스의 이동은 차단벽(223a) 간 이격된 틈새를 통해서만 외곽으로 흘러가게 구성된다. 이로인해 미반응가스 흐름에 지체가 발생하지만 상기와 같이 포집플레이트부(232)의 높이가 차단벽부(233)의 높이 보다 높게 형성됨으로써 다양한 유로를 통해 미반응가스가 외부로 흘러갈 수 있다.
또한 상기 포집디스크(231)의 하부면에는 다수개의 이격부재(235)가 설치되어 제 3 포집구조체(23)가 제 4 포집구조체(24)의 상부에 뜬 상태를 유지하게 된다. 이격부재의 길이는 제 3 포집구조체(23)의 포집디스크(231) 둘레 끝단에서 하부방향으로 돌출 형성된 유로가이드부(234)의 하단과 제 4 포집구조체(24)의 확관머리형 배출관(242)의 상단 높이가 일치할 정도의 높이를 제공할 수 있는 길이를 가지면 된다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 4 포집구조체 구성을 보인 예시도이다.
첨부된 도 1 내지 4 및 도 8을 참조하면, 제 4 포집구조체(24)는 외곽에서 유입되는 미반응가스를 중앙부로 유도하면서 반응부산물을 포집 및 적재하는 포집디스크(241)와; 상기 포집디스크(241)의 중앙부를 상부로 관통하게 설치되어 포집된 반응부산물의 유출을 방지하면서 미반응가스를 하부로 배출하도록, 상부에 확관부(242a)가 형성된 배출관(242);을 포함하여 구성된다.
상기 포집디스크(241)는 하우징 본체의 내경 크기 정도의 직경을 가지는 원판 디스크로 제 3 포집구조체(23)의 포집디스크(231) 외곽을 통해 하부로 유입된 미반응가스가 제 5 포집구조체(25) 쪽으로 직접 하강하는 것을 차단하고, 포집디스크(241)의 중앙부에 위치한 배출관(242) 쪽으로 흐르도록 유도한다. 이때 유입된 미반응가스 중에 포함된 반응부산물은 포집디스크의 상부면에서 응집되어 분말상태로 포집되면서 적재되게 된다.
상기 배출관(242)은 포집디스크(241)의 중앙부를 천공하여 상부로 돌출되어 관통하게 구성되는데 상부에는 상부로 갈수록 점차 바깥방향으로 기울어진 사선 형태의 확관부(242a)가 형성되어 상부에서 하강한 후 포집디스크(241)의 상부면에 부딛힌 후 다시 상승하는 미반응가스가 상기 확관부의 사선방향 각도에 따라 일정각도로 흐름이 다시 꺽이면서 되돌아가게 만든다. 이로인해 포집디스크(241)의 면적과 배출관(242)의 높이가 형성하는 공간부에서 지체되면서 포집효율을 증대시키게 된다.
이때 배출관(242)의 상단에 형성된 확관부(242a)가 미반응가스의 배출흐름을 만들어 주지 않으면 배출효율이 저하되기 때문에 확곽부(242a)에는 둘레를 따라 배출 및 흐름을 유도하는 다수개의 홀(242b)이 다중 배열되어 일부 미반응가스가 배출되도록 형성한다. 또한 확관부에 형성된 홀은 미반응가스에 대한 유속 차이를 발생시켜 와류를 형성하는 역할도 하여 반응부산물의 포집효율을 더욱 증가시키는 역할도 하게 된다.
상기 배출관(242)의 내경 크기는 미반응가스의 배출 흐름이 좋도록 상기 제 2 포집구조체(24)의 배출관(222) 내경 크기보다 크게 형상하는 것이 바람직하다. 하지만 이와 같은 상대적인 내경 크기가 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
따라서 제 3 포집구조체(23)의 포집디스크(231)의 둘레 끝단 유로가이드부(234)에서 제 4 포집구조체(24)쪽으로 수직방향으로 하강하는 미반응가스의 이동 흐름 경로는 일부 미반응가스는 상부쪽 영역에서 유로가이드부(234)와 배출관(242) 설치 공간 사이로 유입되어 배출관의 상단을 통해 하강하거나 하부쪽 영역에서 포집디스크(241)에 부딛힌 후 반응부산물을 포집 및 적재하면서 상승 후 배출관(242)의 확관부(242a)에 형성된 수개의 홀(242b)을 통해 배출관으로 유입되어 하강하는 흐름을 가지게 된다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 제 1 포집구조체 구성을 보인 예시도이다.
첨부된 도 1 내지 4 및 도 9를 참조하면, 제 5 포집구조체(25)는 상부에서 중앙부로 유입된 미반응가스의 하부 이동을 차단하면서 외곽을 통해 하부로 흐름을 유도하여 배출시키면서 포집하고 적재하는 포집디스크(251)와; 포집디스크(251)의 하부면에서 둘레 방향을 따라 설치되어 미반응가스의 흐름을 하부로 유도한 후 내부로 유입시켜 수용하는 가스수용부(252)와; 가스수용부(252)의 내측에서 포집디스크(251) 하부면에 설치되어 유입된 미반응가스의 유출을 방지하면서 반응부산물을 다중 포집 후 미반응가스만 가스배출구(13a)로 배출하도록 다수개의 홀(253b)이 형성된 포집플레이트(253a) 다수개가 다단으로 사각 배열된 포집플레이트부(253);를 포함하여 구성된다.
상기 포집디스크(251)는 하우징 본체의 내경 크기 보다 작은 직경을 가지는 원판 디스크로 제 4 포집구조체(24)의 배출관(242)으로부터 유입된 미반응가스가 표면에 부딪히면 중앙부에서 바깥 외곽방향으로 유로의 흐름이 균일하게 퍼지면서 유도되어 끝단부에서 하강하도록 구성된다. 이때 유입된 미반응가스 중에 포함된 반응부산물은 포집디스크의 상부면에서 응집되어 분말상태로 포집되면서 적재되게 된다.
상기 가스수용부(252)는 포집디스크(251)의 하부 외곽쪽에서 일정거리 내측에 위치한 지점에서 둘레 방향을 따라 설치되어 미반응가스의 흐름이 지체되지 않고 원활하게 유도되도록 구성한다. 가스수용부(252)는 한 실시예에 따라 원통 구조 로 도시되었지만 다각통 구조로 구성할 수 있음은 물론이다.
또한 가스수용부(252)는 하부쪽으로 돌출된 길이가 상대적으로 포집플레이트부(253) 보다 짧게 형성하여 미반응가스의 유입이 원활하도록 구성한다.
또한 가스수용부(252)의 하단부에는 둘레를 따라 바깥쪽으로 다수개의 체결부(252a)가 형성되어 하우징(1)의 하판(13)에서 상부 방향으로 돌출된 지지부(13b)와 체결된다. 이와 같이 체결됨으로써 제 5 포집구조체(25) 전체가 하우징의 하판으로부터 상부쪽으로 일정 높이 이격되어 뜬 상태를 유지하게 된다.
상기 지지부(13b)는 내부포집타워(2) 전체의 하중을 지지하면서 제 5 포집구조체(25)의 하부쪽을 통한 미반응가스의 원활 유입을 제공하고, 하판(13)은 상부쪽에 위치한 포집플레이트부(253)에서 다중 포집된 반응부산물이 낙하시 이를 적재하는 역할을 하게 된다.
상기 포집플레이트부(253)는 외측에서 사각 배열된 포집플레이트(253a)의 폭 방향 크기가 가장 크고 내측에 위치한 포집플레이트(253a)의 폭방향 크기가 가장 작게 형성한다. 이와 같이 구성함으로써 외측에서 내측으로 사각배열을 다단 구성시 일정한 간격을 가지게 구성할 수 있다. 이때 높이는 동일한 크기를 가지게 형성하면 된다.
또한 포집플레이트(253a)는 사각 배열시 모서리 부분이 붙어 있지 않게 약간 이격시켜 미반응 가스가 유입될 수 있도록 구성할 수 있다. 이와 같이 구성하면 모서리 부분이 연결되었을 때 보다 하판 중앙부 즉, 포집플레이트부(253)의 가장 내측에서 사각배열을 이루는 포집플레이트(253a) 사이로 돌출된 가스배출구(13a) 방향으로의 배출 흐름이 원활하고 이러한 간극에 의한 미반응가스의 유속 차이를 발생시켜 와류를 형성할 수 있어서 반응부산물의 포집효율이 증가될 수 있다.
또한 포집플레이트(253a)에 형성된 홀(253b) 크기는 최외각에 위치하여 사각 배열된 다수개의 포집플레이트(253a)에 형성된 홀(253b)이 가장 크고, 내측에 위치하여 사각 배열된 다수개의 포집플레이트(253a)로 갈수록 작은 직경을 가진 홀(253b)이 형성된다.
이와 같이 홀 크기가 내측통으로 갈수록 작게 형성됨으로써 바깥에 위치한 포집플레이트(253a)의 홀(253b)을 통과한 미반응가스가 내측에 위치한 포집플레이트(253b)로 이동시 상대적으로 작은 홀을 지나야 하기 때문에 포집플레이트(253b) 표면과의 충돌 및 크기가 작은 홀 통과로 인한 유속 차이가 발생하여 와류가 발생되어 미반응가스의 이동이 지체면서 각 포집원통 표면에서의 포집효율이 상승하게 된다.
또한 상기 포집디스크(251)의 상부면에는 다수개의 이격부재(254)가 설치되어 제 4 포집구조체(24)를 제 5 포집구조체(25)의 상부에 뜬 상태를 유지하게 된다. 이격부재의 길이는 제 4 포집구조체(24)의 포집디스크(241)의 하부면이 제 5 포집구조체(25)의 포집디스크(251)의 상부면과 이격된 상태를 유지할 정도의 높이를 제공할 수 있는 길이를 가지면 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 반응부산물 포집장치는 프로세스 챔버에서 에칭 공정을 수행 후 진공펌프에서 배출된 미반응 가스가 수직 형태로 설치된 하우징(1)의 가스유입구(12a)를 통해 내부에 유입되고, 이후 미반응가스는 곧바로 가스배출구(13a)로 직접 하강하지 못하고 상기에서 설명한 수직방향으로 다단 구성된 제 1 포집구조체(21), 제 2 포집구조체(22), 제 3 포집구조체(23), 제 4 포집구조체(24) 및 제 5 포집구조체(25)로 이루어진 내부포집타워(2)를 거치면서 다중 유로 전환 구조, 다중 포집 구조 및 다중 적재 구조를 통해 유속이 지체되고 와류가 발생된 상태에서 유입된 미반응가스 중에 포함된 반응부산물을 분말 형태로 응집시켜 포집 후 기체 상태 미반응가스만 가스배출구를 통해 배출시켜 스크러버로 공급하게 된다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 반응부산물 포집장치 내부에서의 포집경향을 보인 예시도이고, 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 반응부산물 포집장치 내부에서의 가스 흐름을 보인 예시도이고, 도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 반응부산물 포집장치 내부에서의 유속패턴도이다.
도 11 중 (A)는 반응부산물 포집영역이고. 또한 도 12 중 (B)는 가스유로를 나타낸다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 반응부산물 포집장치는 수직 방향으로 설치된 하우징의 가스유입구를 통해 빠른 유속으로 내부에 유입된 미반응가스가 상부에서 하부로 설치된 제 1 포집구조체, 제 2 포집구조체, 제 3 포집구조체, 제 4 포집구조체 및 제 5 포집구조체로 이루어진 내부포집타워를 거치면서 다중 유로 전환 구조, 다중 포집 구조 및 다중 적재구조를 통해 유속이 지체된 상태에서 유입된 미반응가스 중에 포함된 반응부산물을 분말 형태로 응집시켜 포집 후 기체 상태 미반응가스를 빠른 유속으로 가스배출구를 통해 배출시킴을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
(1) : 하우징 (2) : 내부포집타워
(11) : 하우징본체 (12) : 상판
(12a) : 가스유입구 (13) : 하판
(13a) : 가스배출구 (13b) : 지지부
(21) : 제 1 포집구조체 (22) : 제 2 포집구조체
(23) : 제 3 포집구조체 (24) : 제 4 포집구조체
(25) : 제 5 포집구조체 (211) : 포집디스크
(212) : 포집원통부 (212a) : 포집원통
(212b) : 홀 (213) : 이격부재
(221) : 포집디스크 (222) : 배출관
(222a) : 홀 (223) : 유로가이드판
(224) : 이격부재 (231) : 포집디스크
(232) : 포집플레이트부 (232a) : 포집플레이트
(232b) : 홀 (233) : 차단벽부
(223a) : 차단벽 (234) : 유로가이드부
(235) : 이격부재 (241) : 포집디스크
(242) : 배출관 (242a) : 확관부
(242b) : 홀 (251) : 포집디스크
(252) : 가스수용부 (252a) : 체결부
(253) : 포집플레이트부 (253a) : 포집플레이트
(253b) : 홀 (254) : 이격부재
(11) : 하우징본체 (12) : 상판
(12a) : 가스유입구 (13) : 하판
(13a) : 가스배출구 (13b) : 지지부
(21) : 제 1 포집구조체 (22) : 제 2 포집구조체
(23) : 제 3 포집구조체 (24) : 제 4 포집구조체
(25) : 제 5 포집구조체 (211) : 포집디스크
(212) : 포집원통부 (212a) : 포집원통
(212b) : 홀 (213) : 이격부재
(221) : 포집디스크 (222) : 배출관
(222a) : 홀 (223) : 유로가이드판
(224) : 이격부재 (231) : 포집디스크
(232) : 포집플레이트부 (232a) : 포집플레이트
(232b) : 홀 (233) : 차단벽부
(223a) : 차단벽 (234) : 유로가이드부
(235) : 이격부재 (241) : 포집디스크
(242) : 배출관 (242a) : 확관부
(242b) : 홀 (251) : 포집디스크
(252) : 가스수용부 (252a) : 체결부
(253) : 포집플레이트부 (253a) : 포집플레이트
(253b) : 홀 (254) : 이격부재
Claims (17)
- 반도체 제조공정 중 진공펌프를 지나 스크러버로 배출되는 미반응가스 중에 포함된 반응부산물을 포집하는 포집장치에 있어서,
상부에서 유입되는 미반응가스의 흐름을 외곽을 통해 하부로 유도하면서 반응부산물을 포집하여 적재하고 하부에서 재차 반응부산물을 다중 포집하는 제 1 포집구조체(21);
외곽쪽에서 유입되는 미반응가스를 중앙부로 유도하여 하강시키면서 반응부산물을 포집하여 제 1 포집구조체의 하부에서 포집된 반응부산물과 함께 적재하는 제 2 포집구조체(22);
중앙부로 유입되는 미반응가스를 외곽으로 유도하면서 반응부산물을 다중 포집하고 적재하는 제 3 포집구조체(23);
외곽쪽에서 유입되는 미반응가스를 중앙부로 유도하여 하강시키면서 반응부산물을 포집하고 적재하는 제 4 포집구조체(24); 및
중앙부로 유입되는 미반응가스를 외곽을 통해 하부로 유도하면서 반응부산물을 포집하여 적재하고 하부에서 재차 반응부산물을 다중 포집하는 제 5 포집구조체(25):로 이루어진 내부포집타워(2)를 포함하여 하우징(1)의 가스유입구로 유입된 미반응가스를 외곽 또는 중앙부로 전환시키면서 순차적으로 하강시켜 반응부산물을 포집하고 적재 후, 나머지 미반응가스만 가스배출구로 배출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 포집구조체(21), 제 2 포집구조체(22), 제 3 포집구조체(23), 제 4 포집구조체(24) 및 제 5 포집구조체(25)는 각 이격부재(213, 224, 235, 254)를 사용하여 상하간을 일정 간격 이격되게 체결하여 구성하고, 상기 하우징(1)의 하판 상부면에 구비된 지지부(13b)는 상기 제 5 포집구조체(25)를 일정 간격 이격 지지함으로써 상기 제 1 포집구조체(21) 내지 제 4 포집구조체(24)의 하중 전체를 지지하게 구성된 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 포집구조체(21)는 유입된 미반응가스의 흐름을 외곽으로 유도하면서 반응부산물을 포집하는 포집디스크(211)와; 포집디스크(211) 하부면에 설치되어 유입된 미반응가스 중에서 반응부산물을 다중 포집하도록 다수개의 포집원통(212a)이 다단 구성되어 필터 역할을 하는 포집원통부(212);를 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
- 청구항 3에 있어서,
상기 포집원통부(212)는 서로 다른 직경을 가지는 다수개의 포집원통(212a)이 일정 간격으로 다단으로 설치되고, 각 포집원통(212a)은 둘레 표면을 따라 다수개의 홀(212b)이 다중 배열되어 구성되며, 홀(212b) 크기는 최외각에 위치한 포집원통(212a)에 형성된 홀이 가장 크고, 내측에 위치한 포집원통으로 갈수록 작은 직경을 가진 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 2 포집구조체(22)는 외곽쪽에서 유입되는 미반응가스를 중앙부로 유도하면서 반응부산물을 포집 및 적재하는 포집디스크(221)와; 상기 포집디스크의 중앙부를 상하로 관통하게 설치되어 포집된 반응부산물의 유출을 방지하면서 미반응가스를 하부로 배출하는 배출관(222)과; 배출관의 하단 둘레를 따라 설치되어 배출된 미반응가스의 상승 흐름을 일정 공간 영역까지 막아 포집효율을 높이는 유로가이드판(223);을 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
- 청구항 5에 있어서,
상기 포집디스크(221)는 하우징을 구성하는 하우징본체의 내경 크기 정도의 직경을 가지는 원판 디스크로, 미반응가스가 하부 제 3 포집구조체(23) 쪽으로 직접 하강하는 것을 차단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
- 청구항 5에 있어서,
상기 배출관(222)은 상부가 제 1 포집구조체(21)의 포집원통부(212)의 내측에 위치하도록 돌출되고, 하부는 제 3 포집구조체(23)의 포집플레이트부 상단에 위치하게 구성되고, 돌출된 부위의 상부쪽 일 구간 둘레를 따라 미반응가스가 유입용 다수개의 홀(222a)이 다중 배열되어 형성된 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 3 포집구조체(23)는 유입된 미반응가스의 흐름을 외곽으로 유도하여 하강시키면서 포집하고 적재하는 포집디스크(231)와; 다수개의 홀(232b)이 형성된 포집플레이트(232a) 다수개가 상기 포집디스크의 상부면에서 원형 배열된 형태로 설치되어 상부로부터 유입된 미반응가스를 머물게 하여 반응부산물을 포집 및 적재하면서 외곽으로 흐르도록 하는 포집플레이트부(232)와; 상기 포집플레이트부의 외곽과 일정 간격 이격되게 원형으로 감싸 포집된 반응부산물의 유출을 방지하면서 미반응가스를 배출시키는 차단벽부(233);를 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
- 청구항 8에 있어서,
상기 포집디스크(231)는 둘레를 따라 하부 방향으로 수직하게 돌출되어 미반응가스의 하강 흐름을 가이드하는 띠 형상의 유로가이드부(234)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
- 청구항 8에 있어서,
상기 포집플레이트부(232)는 높이가 상기 차단벽부(233) 보다 높게 형성한 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
- 청구항 8에 있어서,
상기 차단벽부(233)는 홀이 형성되지 않은 적어도 2개 이상의 차단벽(223a)이 일정간격 이격되어 원형 배치된 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 4 포집구조체(24)는 외곽에서 유입되는 미반응가스를 중앙부로 유도하면서 반응부산물을 포집 및 적재하는 포집디스크(241)와; 상기 포집디스크(241)의 중앙부를 상부로 관통하게 설치되어 포집된 반응부산물의 유출을 방지하면서 미반응가스를 하부로 배출하도록, 상부에 확관부(242a)가 형성된 배출관(242);을 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
- 청구항 12에 있어서,
상기 포집디스크(241)는 하우징 본체의 내경 크기 정도의 직경을 가지는 원판 디스크로, 미반응가스가 제 5 포집구조체(25) 쪽으로 직접 하강하는 것을 차단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
- 청구항 12에 있어서,
상기 확관부(242a)는 상부로 갈수록 점차 바깥방향으로 기울어진 사선 형태를 가지고, 둘레를 따라 미반응가스 배출 및 흐름을 유도하는 다수개의 홀(242b)이 다중 배열되어 형성된 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 5 포집구조체(25)는 상부에서 중앙부로 유입된 미반응가스의 하부 이동을 차단하면서 외곽을 통해 하부로 흐름을 유도하여 배출시키면서 포집하고 적재하는 포집디스크(251)와; 포집디스크(251)의 하부면에서 둘레 방향을 따라 설치되어 미반응가스의 흐름을 하부로 유도한 후 내부로 유입시켜 수용하는 가스수용부(252)와; 가스수용부(252)의 내측에서 포집디스크(251) 하부면에 설치되어 유입된 미반응가스의 유출을 방지하면서 반응부산물을 다중 포집 후 미반응가스만 가스배출구(13a)로 배출하도록 다수개의 홀(253b)이 형성된 포집플레이트(253a) 다수개가 다단으로 사각 배열된 포집플레이트부(253);를 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
- 청구항 15에 있어서,
상기 가스수용부(252)는 하부쪽으로 돌출된 길이가 포집플레이트부(253) 보다 짧게 형성되고, 둘레를 따라 바깥쪽으로 다수개의 체결부(252a)가 형성되어 하우징(1)의 하판(13)에서 상부 방향으로 돌출된 지지부(13b)와 체결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
- 청구항 15에 있어서,
상기 포집플레이트부(253)는 포집플레이트(253a)를 사각 배열시 모서리 부분이 붙어 있지 않게 이격시켜 미반응 가스가 유입되도록 하고, 홀(253b) 크기는 최외각에 사각 배열된 포집플레이트(253a)에 형성된 홀(253b)이 가장 크고, 내측에 사각 배열된 포집플레이트(253a)로 갈수록 작은 홀(253b)이 형성된 것을 특징으로 하는 에칭공정 시 발생하는 반응부산물 포집장치.
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