KR20230023735A - 트랩 장치 및 반도체 제조장치 - Google Patents

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KR20230023735A
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유이치 후루야
히로키 사카베
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

배기 가스를 흐르게 하여 도출구로부터 도출시키는 배기 가스 도입관과, 상기 도출구에 대향하여 상기 도출구로부터 도출된 배기 가스가 부딪히는 위치에 배치되는 핀 부재와, 상기 배기 가스 도입관 중 적어도 일부를 덮으며 상기 핀 부재를 사이에 두고 상기 배기 가스 도입관을 흐르는 배기 가스의 방향에 대해 반대 방향으로 향하게 하면서 상기 배기 가스를 배기하는 배기로를 구비하는 배기로 형성 부재와, 상기 핀 부재를 냉각시키는 냉각 재킷을 포함하며, 상기 핀 부재는 상기 배기 가스 도입관을 흐르는 배기 가스의 방향에 대해 반대 방향으로 돌출되는 핀 부를 갖는 것인 트랩 장치가 제공된다.

Description

트랩 장치 및 반도체 제조장치
본 개시 내용은 트랩 장치 및 반도체 제조장치에 관한 것이다.
예를 들어, 특허문헌 1은, 배기 가스의 도입구 및 도출구를 갖는 트랩 용기의 내부에 도입구보다 큰 단면적을 갖는 충전(充塡)형 필터를 수용하며, 도입구와 충전형 필터 사이에 공간이 형성된 배기 트랩을 제안한다. 도입구와 충전형 필터 사이의 공간에 의해, 도입구로부터 도입된 배기 가스는 공간에서 퍼진 후에 충전형 필터에 도달한다. 이로써 충전형 필터가 막히는 것을 저감할 수 있어서 배기 트랩의 수명이 길어지는 것을 도모할 수 있다.
예를 들어, 특허문헌 2는, 배기 시스템에 설치된 트랩 안을 냉각시켜 배기 가스의 온도를 낮춤으로써 부생성물(副生成物)을 포함하지 않는 배기 가스를 배기할 수 있는 배기 시스템을 구비한 기판 처리 장치를 제안한다.
일본국 공개특허공보 특개2004-305950호 일본국 공개특허공보 특개2009-016635호
본 개시 내용은 배기 가스 중의 부생성물의 포집 효율을 높일 수 있는트랩 장치 및 반도체 제조장치를 제공한다.
본 개시 내용의 일 양태에 의하면, 배기 가스를 흐르게 하여 도출구로부터 도출시키는 배기 가스 도입관과, 상기 도출구에 대향하여 상기 도출구로부터 도출된 배기 가스가 부딪히는 위치에 배치되는 핀 부재와, 상기 배기 가스 도입관 중 적어도 일부를 덮으며 상기 핀 부재를 사이에 두고 상기 배기 가스 도입관을 흐르는 배기 가스의 방향에 대해 반대 방향으로 향하게 하면서 상기 배기 가스를 배기하는 배기로를 구비하는 배기로 형성 부재와, 상기 핀 부재를 냉각시키는 냉각 재킷을 포함하며, 상기 핀 부재는 상기 배기 가스 도입관을 흐르는 배기 가스의 방향에 대해 반대 방향으로 돌출되는 핀 부를 갖는 것인 트랩 장치가 제공된다.
일 측면에 의하면, 배기 가스 중의 부생성물의 포집 효율을 높일 수 있다.
도 1은 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 반도체 제조장치의 일 예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 트랩 장치의 종단면도이다.
도 3a는 제1 실시형태에 따른 트랩 장치 내의 핀 부재를 나타내는 도면이다.
도 3b는 제1 실시형태에 따른 트랩 장치 내의 핀 부재를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 B-B`면에서 본 트랩 장치 내 배기로를 나타내는 도면이다.
도 5는 제2 실시형태에 따른 트랩 장치의 종단면도이다.
도 6a는 제2 실시형태에 따른 트랩 장치 내의 핀 부재를 나타내는 도면이다.
도 6b는 제2 실시형태에 따른 트랩 장치 내의 핀 부재를 나타내는 도면이다.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 개시 내용을 실시하기 위한 형태에 대해 설명한다. 각 도면에 있어 동일한 구성 부분에는 동일한 부호를 붙이며 중복되는 설명을 생략하는 경우가 있다.
[반도체 제조장치]
먼저, 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 반도체 제조장치(10)에 대해 도 1을 이용하여 설명한다. 도 1은 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 반도체 제조장치(10)의 일 예를 나타내는 단면 모식도이다. 도 1은 용량 결합 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치를 나타내고 있다.
반도체 제조장치(10)는 챔버(1)를 구비하며, 챔버(1) 내에 성막 처리, 에칭 처리 등이 행해지는 처리 공간(1s)을 제공한다. 반도체 제조장치(10)는 챔버(1) 내의 상부 전극(3)과 탑재대(ST) 사이에 플라즈마를 형성하여, 플라즈마의 작용에 의해 기판(W)을 처리한다. 탑재대(ST)는 하부 전극(4) 및 정전 척(5)을 갖는다. 탑재대(ST)는 히터를 구비할 수도 있다. 하부 전극(4) 상에 기판(W)이 홀딩된다. RF 전원(6,7)은 상부 전극(3)과 하부 전극(4) 양쪽에 결합되며, 서로 다른 RF 주파수가 사용될 수 있다. 다른 예에서는, RF 전원(6,7)이 같은 전극에 결합될 수도 있다. 또한, 직류 전류(DC) 전력이 상부 전극(3)에 결합될 수도 있다. 챔버(1)에는 가스 공급부(8)가 접속되어, 처리 공간(1s)에 처리 가스를 공급한다. 또한, 챔버(1)에는 배기 장치(9)가 접속되어 챔버(1) 내부가 배기된다. 챔버(1)와 배기 장치(9) 사이의 가스 배기 라인(L)에는 트랩 장치(20)가 구비되어, 배기 가스에 포함되는 부생성물을 포집한다. 예를 들어, 트랩 장치(20)는 배기 장치(9)의 일 예인 터보 분자 펌프와 드라이 펌프 사이에 배치될 수도 있다.
반도체 제조장치(10)는 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어부(40)를 구비하는 바, 반도체 제조장치(10)의 각 요소를 제어하여 기판(W)에 성막 처리 등의 플라즈마 처리를 행한다.
<제1 실시형태>
[트랩 장치]
이어서, 제1 실시형태에 따른 트랩 장치(20)의 구성에 대해 도2~도4를 참조하여 설명한다. 도 2는 제1 실시형태에 따른 트랩 장치(20)의 종단면도이다. 도 3a 및 도 3b는 제1 실시형태에 따른 트랩 장치(20) 내의 핀 부재(23)를 나타내는 도면이다. 도 3a는 도 2의 A-A면에서 제1 실시형태에 따른 핀 부재(23)를 평면시(平面視)로 본 도면이다. 도 3b는 제1 실시형태에 따른 핀 부재(23)의 사시도이다. 도 4는 도 2의 B-B면에서 절단한 단면도로서, 트랩 장치(20) 내의 제2 배기로(33) 주변을 나타내는 도면이다.
트랩 장치(20)는 챔버(1) 내의 처리 공간(1s)에서 처리 가스를 이용하여 기판(W)에 대해 성막 또는 에칭 등을 행했을 때에 배출되는 배출 가스에 포함되는 부생성물을 재고화(再固化)시켜 포집하는 장치이다. 배기 가스 중의 부생성물에는 성막에 사용되지 않은 원료 등이 포함된다. 예를 들어, Ru3(CO)12 처리 가스(원료 가스)를 이용하여 기판(W)에 루테늄막 등을 성막한 경우, 배출되는 배기 가스 안에는 루테늄 등의 부생성물이 포함된다. 이 경우, 트랩 장치(20)는 배기 가스에 포함된 루테늄 등을 포집한다.
배기 가스에 포함된 부생성물이 그대로 대기 중으로 방출되면 환경 오염의 원인이 된다. 또한, 배기 가스의 종류에 따라서는 배기 시스템 내부에 퇴적물을 발생시켜, 예를 들어, 가스 배기 라인(L)의 컨덕턴스를 저하시키거나 배기 장치(9)의 고장을 초래하는 등의 경우가 있다.
따라서, 성막에 사용되지 않은 처리 가스를 배기할 때에, 가스, 배기 라인(L) 등의 배기 시스템에 트랩 장치(20)를 구비하고, 트랩 장치(20) 안을 흐르는 배기 가스를 냉각시킴으로써 부생성물을 재고화시켜 포집한다. 본 실시형태에 따른 트랩 장치(20)에서는, 부생성물의 포집 효율을 높이기 위해 트랩 장치(20) 내부의 배기 가스 흐름에 착안하였고, 부생성물을 높은 효율로 포집하기 위한 배기 가스 흐름을 만들 수 있는 구성을 제안한다.
구체적으로는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 트랩 장치(20)는 배기 가스 도입관(21), 배기로 형성 부재(22), 핀 부재(23), 냉각 재킷(24), 케이스(25)를 구비한다. 배기 가스 도입관(21)은 종단면이 L자 형상으로 형성되며 배관(21a,21b), 도입구(30), 도출구(32)를 갖는다. 배관(21a)에 배기 가스의 도입구(30)가 구비되며, 배관(21b)에 배기 가스의 도출구(32)가 구비되어 있다.
배관(21a)은 수직 방향으로 연장되며 일단에서 도입구(30)가 윗쪽으로 개구되어 있다. 배관(21a)의 타단은 배관(21a)에 대해 대략 직각으로 배치된 배관(21b)의 일단에 접속된다. 배관(21b)은 수평 방향으로 연장되며 타단에서 도출구(32)가 옆쪽으로 개구된다. 배기 가스는 가스 배기 라인(L)을 통해 도입구(30)로부터 배기 가스 도입관(21) 안으로 도입된다.
배관(21a,21b)은 원통 형상이며, 배관(21b)의 길이는 배관(21a)의 길이보다 길게 되어 있다. 배관(21b)의 중심축은 트랩 장치(20)의 중심축(Ax)과 대략 일치한다. 이하에서 "대략 일치"한다 함은, 기계 가공의 정밀도상 발생하기 마련인 차이를 포함한다.
배기 가스 도입관(21)은 알루미늄, 알루미늄 합금, 스테인레스강 등과 같은 금속으로 형성되는 것이 바람직하다. 배기 가스 도입관(21)에는 히터가 내장되어 있어서, 배기 가스 도입관(21)을 지나는 배기 가스를 가열할 수 있다. 배기 가스는 도입구(30)를 거쳐 배기 가스 도입관(21) 내 제1 배기로(31)를 통과하며 도출구(32)로부터 트랩 장치(20) 안으로 도출된다. 배기 가스는 제1 배기로(31)를 지날 때에 가열된다.
배기 가스 도입관(21)의 타단(도출구(32))쪽은 케이스(25)의 내부에 삽입되며, 배기 가스 도입관(21)의 일단(도입구(30)) 쪽은 케이스(25)로부터 노출된다. 배기 가스 도입관(21)의 노출 부분에는 링 형상의 돌기부(21c)가 형성되어 있다. 케이스(25)의 일단에 형성되며 배기 가스 도입관(21)의 외주를 따라 연장되는 결합부(25a)와 돌기부(21c)의 사이에는 O링(38)이 구비되어 케이스(25) 내 밀봉을 유지함으로써, 배기 가스나 재고화된 부생성물이 배기 가스 도입관(21)과 케이스(25) 사이로부터 트랩 장치(20) 바깥으로 새어 나오는 것을 방지한다. 케이스(25)의 타단에는 배기 가스의 배출구(37)가 형성되어 있다.
케이스(25)는 알루미늄, 알루미늄 합금, 스테인레스강 등과 같은 금속으로 형성되는 것이 바람직하다. 냉각 재킷(24)은 케이스(25) 외부의 배출구(37) 둘레 쪽에서 케이스(25)를 따라 구비되어 있다. 냉각 재킷(24)에는 유로(24a)가 형성되는 바, 유로(24a)에 냉각수 등과 같은 냉매를 흐르게 함으로써, 케이스(25), 배기로 형성 부재(22), 핀 부재(23)를 냉각시킨다.
케이스(25)는 원통 형상으로서 내부에 배기로 형성 부재(22)를 내장한다. 배기로 형성 부재(22)는 케이스(25)보다 직경이 작은 원통 형상이다. 배기로 형성 부재(22)는 알루미늄, 알루미늄 합금, 스테인레스 강 등과 같은 금속으로 형성되는 것이 바람직하다. 배기로 형성 부재(22)는 케이스(25)에 고정되어 있다.
배기로 형성 부재(22)는 배관(21b)의 직경보다 큰 직경을 가지는 바, 배관(21b) 중 적어도 일부를 덮도록 배치되어 있다. 배관(21b), 배기로 형성 부재(22), 케이스(25)의 중심축은 중심축 Ax와 대략 일치한다. 즉, 배관(21b), 배기로 형성 부재(22), 케이스(25)는 중심축 Ax를 중심으로 동심원 형상으로 배치되어 있다.
배기로 형성 부재(22)는 케이스(25) 내에 삽입되는 도출구(32) 쪽에서부터 배관(21b)을 덮으며 배관(21b)과 케이스(25) 사이에 구비된다. 이로써, 배관(21b)과 배기로 형성 부재(22)의 사이에, 배관(21b)의 외주면과 배기로 형성 부재(22)의 내주면에 의해 구획되는 제2 배기로(33)가 형성된다. 또한, 배기로 형성 부재(22)와 케이스(25)의 사이에, 배기로 형성 부재(22)의 외주면과 케이스(25)의 내주면에 의해 구획되는 제3 배기로(34)가 형성된다. 안쪽에서부터 제1 배기로(31), 제2 배기로(33), 제3 배기로(34)의 순서로 각 유로가 수평 방향으로 형성되어 있다.
배기로 형성 부재(22)는 바닥이 있는 원통 형상이며, 핀 부재(23)는 배기로 형성 부재(22)의 바닥부에 설치되어 있다. 배기로 형성 부재(22)의 바닥부에 구비된 핀 부재(23)는 배관(21b)의 도출구(32)에 대향하고 있어서, 도출구(32)로부터 도출된 배기 가스가 부딪히도록 배치된다. 예를 들어, 핀 부재(23)는 도출구(32)로부터 도출된 배기 가스가 대략 수직으로 부딪히는 위치에 배치된다.
핀 부재(23)는 배기 가스 도입관(21)을 흐르는 배기 가스의 방향에 대해 반대 방향으로 돌출되는 핀 부(26)를 갖는다. 도 2의 A-A면에서 평면시로 본 핀 부(26)를 도 3a에 나타내었다. 또한, 핀 부(26)의 사시도를 도 3b에 나타내었다.
핀 부(26)는 3개의 핀 부(26a,26b,26c)로 구성되며, 이하에서는 이들 핀 부(26a,26b,26c)를 총칭하여 핀 부(26)라고 하는 경우가 있다. 핀 부(26a,26b,26c)의 각각은 직경이 서로 다른 링 형상의 부재이며, 중심축 Ax를 중심으로 하여 동심원 형상으로 복수 개 구비되는데, 직경 방향으로 균등하게 이격되어 배치되어 있다. 핀 부(26a,26b,26c)의 직경은, 핀 부(26a)의 직경이 가장 작고, 핀 부(26b)의 직경은 핀 부(26a)의 직경보다 크며, 핀 부(26c)의 직경이 가장 크다.
핀 부(26a,26b,26c)은 내주 쪽으로 갈수록 핀 부재(23)의 바닥부(23a)로부터의 길이가 길게 되어 있다. 즉, 가장 내주쪽의 핀 부(26a), 가운데쪽의 핀 부(26b), 가장 외주쪽의 핀 부(26c)의 순서로, 배관(21b) 쪽으로 돌출된 길이가 길다. 한편, 핀 부(26)는 도 2, 도 3a, 도 3b에서는 3개로 나타내고 있으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 1개일 수도 있고 2개 또는 4개 이상일 수도 있다.
다만, 핀 부(26a,26b,26c)는 핀 부재(23)의 바닥부(23a)로부터의 길이가 같을 수도 있고 외주 쪽으로 갈수록 길이가 길 수도 있다. 또한, 가운데쪽의 핀 부(26b)가 가장 내주쪽의 핀 부(26a) 및 가장 외주쪽의 핀 부(26c)보다 길이가 길 수도 있고 짧을 수도 있다.
이러한 구성에 의해 핀 부재(23)는, 배관(21b)의 도출구(32)로부터 도출된 배기 가스가 핀 부(26a,26b,26c)에 부딪히도록, 핀 부재(23)의 바닥부(23a)로부터의 각 핀 부(26)의 길이가 적정한 길이로 설계되어 있다. 즉, 핀 부(26a,26b,26c)는 도출구(32)로부터 적정한 거리만큼 이격되어 도출구(32) 쪽으로 돌출되어 있다. 그리하여, 도출구(32)로부터 도출된 배기 가스가 핀 부(26a,26b,26c)의 바닥부(23a)에 대략 수직으로 부딪혀서 핀 부재(23)의 내부에 배기 가스 흐름을 형성한다. 이 흐름은 핀 부재(23)의 내부에서 배관(21b) 내 제1 배기로(31)를 지나는 배기 가스 방향에 대해 반대 방향으로 향하게 됨으로써 형성된다. 이로써, 도출구(32)로부터 도출된 배기 가스는 핀 부재(23)에 부딪혀서 핀 부재(23)의 내부에서 제2 배기로(33)의 방향으로 향하게 되면서 제2 배기로(33)로 유입된다.
배기 가스는 배기 가스 도입관(21)을 통과하는 동안에 히터에 의해 가열되어 도출구(32)로부터 도출된다. 배출된 배기 가스는 냉각 재킷(24a)의 유로를 흐르는 냉각수 등의 냉매에 의해 냉각된 핀 부재(23)의 내부 및 제2 배기로(33)를 형성하는 배기로 형성 부재(22)의 내주면인 트랩면(27) 등에서 식는다. 그 결과, 배기 가스에 포함된 부생성물이 재고화(再固化)되어 핀 부(26a,26b,26c)의 표면 및 배기로 형성 부재(22)의 트랩면(27)에 부착하여 퇴적된다. 이로써, 배기 가스에 포함되는 부생성물을 재고화시켜 포집한다. 도 2에서는 트랩 장치(20)에서 포집된 부생성물을 부생성물(R)이라고 나타낸다. 다만, 도 2에 나타내는 부생성물(R)의 포집 장소는 하나의 예이다.
특히, 본 실시형태에서는, 도출구(32)로부터 도출된 배기 가스가 흐르는 방향에 대해 반대 방향으로 돌출되는 핀 부재(23)에 배기 가스가 충분히 부딪힘으로써, 핀 부재(23)의 내부에 배기 가스의 흐름을 형성한다. 이로써, 복수 개의 핀(26a,26b,26c)의 표면에 재고화된 부생성물(R)이 부착되기 쉬워서 배기 가스에 포함되는 부생성물(R)의 포집 효율을 높일 수 있다. 또한, 배기 가스는 핀 부재(23)의 내부에서 반대 방향으로 향하면서 제2 배기로(33)로 유입되어 제2 배기로(33)를 흐를 때에 트랩면(27)에 재고화된 부생성물(R)을 퇴적시킨다. 그 결과의 일 예를 도 2의 B-B면에서의 단면도인 도 4에 나타낸다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 배기 가스에 포함되는 부생성물(R)은 배기로 형성 부재(22)의 트랩면(27)에 포집된다.
배기 가스에 포함되는 부생성물(R)은 재고화(再固化)되어 제2 배기로(33)를 지나는 동안에 트랩면(27)에 포집되면서 핀 부재(23)에 대향하는 케이스(25)의 면(28, 도2 참조)에 부딪혀 한번더 반대 방향으로 꺾여 제3 배기로(34)를 흐른다. 면(28), 제3 배기로(34)를 형성하는 케이스(25)의 내주면. 그리고 배기로 형성 부재(22)의 외주면에는 돌기(39)가 형성될 수도 있다. 이렇게 하여 냉각 재킷(24)에 의해 냉각되는 케이스(25) 및 배기로 형성 부재(22)의 표면적을 늘림으로써, 배기 가스의 냉각 효율을 높여 배기 가스 중의 부생성물(R)의 재고화를 촉진시킬 수 있다.
제3 배기로(34)를 흐르는 배기 가스는 슬릿(36a)을 통해 제3 배기로(34)에 수직으로 형성된 제4 배기로(35)로 유입된다. 배기 가스는 배출구(37)가 형성되는 쪽의 케이스(25)의 면(29)을 따라 제3 배기로(34)에 수직한 방향으로 흐름을 바꾸어 제4 배기로(35)를 면(29)의 안쪽(가운데쪽)을 향해 흐른다. 면(29)은 가운데쪽에서 원형 형상으로 개구되며 그 개구에 구비된 슬릿(36b)을 통해 배출구(37)에 연결된다. 제4 배기로(35)를 흐르는 배기 가스는 슬릿(36b)을 통해 배출구(37)로부터 배출된다.
이상 설명한 제1 실시형태에 따른 트랩 장치(20)에 의하면, 제1 배기로(31)를 통과한 배기 가스는 핀 부(26)의 바닥부(23a)에 대략 수직으로 부딪혀서 핀 부(26) 내부에서 방향을 바꾸어 제1 배기로(31)의 흐름과는 반대 방향으로 되어 제2 배기로(33)로 유입된다. 이로써, 배기 가스가 핀 부(26)의 심부(深部)에까지 들어와서 핀 부(26) 내에 배기 가스 흐름을 형성시킬 수 있다. 이로써 핀 부재(23)가 포집하는 부생성물(R)의 양을 증가시킬 수 있다. 그 결과, 트랩 장치(20)의 부생성물(R) 포집 효율을 높일 수 있다. 또한, 핀 부재(23)를 지나 방향이 바뀐 배기 가스를 제2 배기로(33)로 흐르게 하는 구성을 가짐으로써, 트랩면(27)에서의 포집 효율을 향상시킬 수 있다. 이로써 트랩 장치(20)의 수명을 길게 하는 것을 도모할 수 있다.
<제2 실시형태>
[트랩 장치]
이어서, 제2 실시형태에 따른 트랩 장치(20)의 구성에 대해 도 5, 도 6a, 도 6b를 참조하여 설명한다. 도 5는 제2 실시형태에 따른 트랩 장치(20)의 종단면도이다. 도 6a 및 도 6b는 제2 실시형태에 따른 트랩 장치(20) 내의 핀 부재(23)를 나타내는 도면이다. 도 6a는 도 5의 A-A면에서 제2 실시형태에 따른 핀 부재(23)를 평면시로 본 도면이다. 도 6b는 제2 실시형태에 따른 핀 부재(23)의 사시도이다.
제2 실시형태에 따른 트랩 장치(20)는, 핀 부재(23)의 핀부(26a,26b,26c)의 구성만 다르고, 그 밖의 구성은 제1 실시형태에 따른 트랩 장치(20)와 동일하다. 따라서, 이하에서는 핀부(26a,26b,26c)의 구성에 대해 설명하고, 그 밖의 트랩 장치(20)의 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 5, 도 6a, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 핀 부(26a,26b,26c)는 중심축 Ax를 중심으로 하여 동심원 형상으로 복수 개 구비되며, 직경 방향으로 균등하게 이격되어 배치된다. 제2 실시형태에 따른 핀 부(26a,26b,26c)의 각각에는 빗살 형상의 절결부(26a1,26b1,26c1)가 형성되어 있다. 절결부(26a1,26b1,26c1)는 핀 부(26a,26b,26c)의 각각에 오목부의 개구를 형성한다.
핀 부(26a,26b,26c)는 외주 쪽으로 갈수록 핀 부재(23)의 바닥부(23a)로부터의 길이가 길게 되어 있다. 즉, 바닥부(23a)로부터 돌출되는 길이는 가장 내주쪽의 핀 부(26a), 가운데쪽의 핀 부(26b), 가장 외주쪽의 핀 부(26c)의 순서로 점점 더 길게 되어 있다.
3개의 절결부(26a1)는 핀 부(26a)의 둘레 방향으로 등간격으로 3개 형성되어 있다. 3개의 절결부(26b1)는 핀 부(26b)의 둘레 방향으로 등간격으로 3개 형성되어 있다. 3개의 절결부(26c1)는 핀 부(26c)의 둘레 방향으로 등간격으로 3개 형성되어 있다.
도 6a 및 도 6b에 나타내는 바와 같이, 인접하는 핀 부(26a,26b)의 절결부(26a1,26b1)는 겹치지 않도록 서로 어긋나게 배치되어 있다. 또한, 인접하는 핀 부(26b,26c)의 절결부(26b1,26c1)는 겹치지 않도록 서로 어긋나게 배치되어 있다.
이러한 구성에 의해, 도출구(32)로부터 도출된 배기 가스가 대략 수직하게 핀 부(26a,26b,26c)의 바닥부(23a)에 부딪혀 각 핀 부(26a,26b,26c)의 내부를 지날 때에 핀 부(26a,26b,26c) 각각의 절결부(26a1,26b1,26c1)를 통과할 수 있다. 이로써 배기 가스가 핀 부재(23)의 심부에까지 흘러 들어가기 더 쉽게 되고, 또한 핀 부재(23) 내부의 배기 가스 흐름을 더 좋게 할 수 있다.
또한, 인접하는 핀 부(26a,26b,26c) 각각의 절결부가 겹치지 않도록 각 절결부(26a1,26b1,26c1)가 서로 어긋나게 배치되어 있다. 이로써, 각 절결부(26a1,26b1,26c1)를 통과한 배기 가스가 인접하는 핀 부(26)의 벽면에 충돌하기 쉬워진다. 이렇게 하여, 배기 가스를 냉각된 핀 부(26)에 적극적으로 충돌시킴으로써 배기 가스에 포함된 부생성물(R)의 재고화(再固化)가 더욱 촉진되기 쉬운 구성으로 할 수 있다. 그 결과, 핀 부재(23) 내에서 포집되는 부생성물(R)의 양을 증가시킬 수 있어서 트랩 장치(20)의 포집 효율을 높일 수 있다.
그리고, 핀 부(26a,26b,26c))는 외주쪽으로 갈수록 핀 부재(23) 바닥부(23a)로부터의 길이가 길게 되어 있다. 즉, 가장 외주쪽의 핀 부(26c), 가운데쪽의 핀 부(26b), 가장 내주쪽의 핀 부(26a)의 순서로 배관(21b) 쪽으로 돌출된 길이가 길게 되어 있다. 이로써, 각 절결부(26a1,26b1,26c1)를 통과한 배기 가스가 핀 부재(23) 안을 지날 때에 핀 부(26a,26b,26c)의 전체면에 충돌하기 쉬워져서 트랩 장치(20)의 포집 효율을 높일 수 있다.
따라서, 핀 부(26a,26b,26c)는 외주쪽으로 갈수록 바닥부(23a)로부터의 길이가 긴 것이 바람직하다. 다만, 각 핀 부(26a,26b,26c)의 길이가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 실시형태와 마찬가지로, 핀 부(26a,26b,26c)는 길이가 서로 같을 수도 있고 내주 쪽으로 갈수록 길 수도 있다. 또한, 가운데쪽 핀 부(26b)가 가장 내주쪽의 핀 부(26a) 및 가장 외주 쪽의 핀 부(26c)보다 길 수도 있고 짧을 수도 있다.
한편, 복수 개의 핀 부(26)를 도 5, 도 6a, 도 6b에서는 3개로 나타내고 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 1개일 수도 있고 2개 또는 4개 이상일 수도 있다. 또한, 본 실시형태에서와 같이 핀 부(26a,26b,26c) 전부에 절결부가 형성되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지는 않으며, 핀 부(26a.26b,26c) 중 적어도 하나에 절결부가 형성되어 있을 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 핀 부(26a.26b,26c)의 각각에 3개의 절결부가 형성되어 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 핀 부(26a.26b,26c) 각각에 구비되는 절결부의 갯수는 핀 부(26a.26b,26c)에 있어 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다.
이상에서 설명한 제2 실시형태에 따른 트랩 장치(20)에 의하면, 제1 배기로(31)를 흘러나온 배기 가스가 핀 부(26)의 바닥부(23a)에 대략 수직하게 부딪히면서 핀 부(26)의 내부에서 방향이 바뀌어 제1 배기로(31)에서의 흐름과는 반대 방향으로 되어 제2 배기로(33)로 유입된다. 특히, 제2 실시형태에서는 핀 부(26a.26b,26c) 각각에 절결부(26a1.26b1,26c1)가 구비됨으로써 핀 부재(23) 내부에서의 배기 가스 흐름을 더 좋게 할 수 있다.
이렇게 하여 배기 가스를 핀 부(26)의 심부(深部)로 흐르게 하고 서로 어긋나게 배치된 절결부(26a1.26b1,26c1)를 통과하여 핀 부(26a.26b,26c)의 벽면에 충돌시킴으로써, 핀 부재(23)에서 포집되는 부생성물(R)의 양을 더욱 증가시킬 수 있다. 그 결과, 트랩 장치(20)의 부생성물(R) 포집 효율을 보다 높일 수 있다. 또한, 제1 배기로(31)로부터 핀 부재(23)를 지나면서 배기 가스의 방향을 바꾸어 제2 배기로(33)로 흐르는 구성을 가짐으로써, 트랩 포집 효율을 더욱 높일 수 있다. 이로써, 트랩 장치(20)의 수명을 더욱 길게 하도록 도모할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 트랩 장치(20)에 의하면, 배기 가스 도입관(21)에 대향하는 위치에 배치된 핀 부재(23)의 핀 부(26)의 형상을 적정화함으로써 배기 가스 중의 부생성물(R) 포집 효율을 높일 수 있다.
이번에 개시된 실시형태에 따른 트랩 장치 및 반도체 제조 장치는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니다. 실시형태는 첨부된 청구범위 및 그 취지를 일탈하지 않으면서 다양한 형태로 변형 및 개량될 수 있다. 상기 복수 개의 실시형태에 기재된 사항은 서로 모순되지 않는 범위에서 다른 구성을 취할 수도 있고 또한 서로 모순되지 않는 범위에서 조합될 수도 있다.
본 개시 내용의 트랩 장치가 탑재되는 반도체 제조장치는 Atomic Layer Deposition(ALD) 장치, Capacitively Coupled Plasma(CCP), Inductively Coupled Plasma(ICP), Radial Line Slot Antenna(RLSA), Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR), Helicon Wave Plasma(HWP) 중 어떤 종류의 장치에도 적용 가능하다.
또한, 본 개시 내용의 트랩 장치가 탑재되는 반도체 제조장치의 일 예로서 플라즈마 처리 장치를 들어 설명하였으나, 반도체 제조장치는 기판에 소정의 처리(예를 들어, 성막 처리, 에칭 처리 등)를 하는 장치라면 플라즈마 처리 장치에 한정되지 않는다.
본 국제출원은 2020년 6월 22일자로 출원된 일본국 특허출원 제2020-107117호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로서, 그 전체 내용을 본 국제출원에 원용한다.
1 챔버
2 플라즈마
4 하부 전극
10 반도체 제조장치
20 트랩 장치
21 배기 가스 도입관
22 배기로 형성 부재
23 핀 부재
24 냉각 재킷;
31 제1 배기로
33 제2 배기로
34 제3 배기로
35 제4 배기로
37 배출구
40 제어부
L 배기 라인
ST 탑재대
R 부생성물
W 기판

Claims (9)

  1. 배기 가스를 흐르게 하여 도출구로부터 도출시키는 배기 가스 도입관과,
    상기 도출구에 대향하여 상기 도출구로부터 도출된 배기 가스가 부딪히는 위치에 배치되는 핀 부재와,
    상기 배기 가스 도입관 중 적어도 일부를 덮으며 상기 핀 부재를 사이에 두고 상기 배기 가스 도입관을 흐르는 배기 가스의 방향에 대해 반대 방향으로 향하게 하면서 상기 배기 가스를 배기하는 배기로를 구비하는 배기로 형성 부재와,
    상기 핀 부재를 냉각시키는 냉각 재킷을 포함하며,
    상기 핀 부재는 상기 배기 가스 도입관을 흐르는 배기 가스의 방향에 대해 반대 방향으로 돌출되는 핀 부를 갖는 것인 트랩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핀 부는 빗살 형상의 절결부를 갖는 것인 트랩 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 핀 부는 동심원 형상으로 복수 개 구비되며,
    복수 개의 상기 핀 부는 상기 핀 부재의 바닥부로부터의 길이가 외주 쪽으로 갈수록 길게 되는 것인 트랩 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    인접하는 상기 핀 부의 각 절결부는 서로 어긋나게 배치되는 것인 트랩 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핀 부의 절결부는 둘레 방향으로 등간격으로 복수 개 구비되는 것인 트랩 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핀 부의 절결부는 오목부를 형성하는 것인 트랩 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핀 부는 동심원 형상으로 복수 개 구비되며,
    복수 개의 상기 핀 부는 직경 방향으로 균등하게 이격되어 배치되는 것인 트랩 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핀 부재는 상기 배기 가스 도입관을 흐른 배기 가스가 대략 수직으로 부딪히는 위치에 배치되는 것인 트랩 장치.
  9. 챔버와, 상기 챔버에 접속되는 트랩 장치를 포함하는 반도체 제조장치로서,
    상기 트랩 장치는,
    상기 챔버로부터 배기된 배기 가스를 흐르게 하여 도출구로부터 도출시키는 배기 가스 도입관과,
    상기 도출구에 대향하여 상기 도출구로부터 도출된 배기 가스가 부딪히는 위치에 배치되는 핀 부재와,
    상기 배기 가스 도입관 중 적어도 일부를 덮으며 상기 핀 부재를 사이에 두고 상기 배기 가스 도입관을 흐르는 배기 가스의 방향에 대해 반대 방향으로 향하게 하면서 상기 배기 가스를 배기하는 배기로를 구비하는 배기로 형성 부재와,
    상기 핀 부재를 냉각시키는 냉각 재킷을 포함하며,
    상기 핀 부재는 상기 배기 가스 도입관을 흐르는 배기 가스의 방향에 대해 반대 방향으로 돌출되는 핀 부를 갖는 것인 반도체 제조장치.
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