KR20000027343A - 반도체장치 제조설비의 케미컬 필터 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체장치 제조 공정에 요구되는 케미컬의 사용 관계에 있어서, 케미컬에 함유되어 유동하는 각종 형태의 파티클을 여과시킴과 동시에 여과된 양질의 케미컬을 원활하게 공급시키기 위한 반도체장치 제조설비의 케미컬 필터 조립체에 관한 것으로서, 본 발명의 특징은, 일측 두께가 상대적으로 크게 형성된 복수개 판 형상의 것이 연계 결합시 원통 형상으로 형성되고, 이들 각각의 양면에 두께가 얇은 측 방향으로 복수개의 홈이 형성된 서포트 스크린과; 소정 폭과 길이로 형성되며, 상기 각 서포트 스크린의 표면을 연속적으로 커버하며 상기 각 서포트 스크린의 상부와 하부에서 연속적인 열융착으로 실링 가능하게 부착되는 멤브레인과; 상기 멤브레인의 양측 단부가 위치되는 상기 양측 서포트 스크린 사이에 충진되어 기밀이 유지되도록 열융착되는 실링부재와; 상기 서포트 스크린과 상기 멤브레인 및 상기 실링부재의 결합에 의한 원통 형상의 하부에 기밀유지토록 고정되는 하측 고정판과; 원통 형상의 상부 중심 부위와 상기 하우징의 배출구가 열융착되고, 중심 부위에 구멍이 형성되어 그 사이로 상· 하측이 상호 연통하도록 고정되는 상측 고정판;을 포함한 구성으로 이루어진다.

Description

반도체장치 제조설비의 케미컬 필터 조립체 (assembled chemical-filter of semiconductor device manufacturing equipment)

본 발명은 반도체장치 제조설비의 케미컬 필터 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체장치 제조 공정에 요구되는 케미컬의 사용 관계에 있어서, 케미컬에 함유되어 유동하는 각종 형태의 파티클을 여과시킴과 동시에 여과된 양질의 케미컬을 원활하게 공급시키기 위한 반도체장치 제조설비의 케미컬 필터 조립체에 관한 것이다.

통상적으로 웨이퍼는 사진, 확산, 식각, 화학기상증착 및 금속증착 등의 공정이 반복 수행됨에 따라 반도체장치로 제작되는 극히 정교한 장치로서, 그 제조 공정은 엄격한 공정 조건과 정밀한 제조 기술 및 높은 수준의 청정도가 요구된다.

상술한 청정도는 제작되는 반도체장치의 손상 및 그 특성을 변화시키는 파티클로부터 웨이퍼를 격리시키는데 그 목적이 있다.

이러한 파티클의 유입을 방지하기 위한 방법으로는 여러 가지가 있으나, 여기서는 케미컬에 함유된 파티클을 여과시키고, 이러한 과정을 통해 얻어진 양질의 케미컬을 공정이 수행되는 각 제조설비로 공급토록 함으로써 반도체장치 제조 수율을 향상시키도록 하는 케미컬 필터 조립체에 대하여 설명하기로 한다.

상술한 케미컬 필터 조립체의 기본적인 원리는, 파티클이 통과하기 어려운 멤브레인(membrane)에 대향하여 케미컬을 소정의 유동압으로 통과시킴으로써 파티클을 케미컬로부터 여과 분리시키는 것이다.

이러한 케미컬 필터 조립체는, 파티클 여과 능력 즉, 효율 증대가 요구되며, 또 그에 따른 케미컬을 원활하게 공급하기 위한 구성이 요구된다.

상술한 조건에 대응하여 종래의 케미컬 필터 조립체(10a, 10b)의 구성 및 설치 관계에 대한 각 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

일반적인 케미컬 필터 조립체(10a, 10b)는, 케미컬 공급부와 수급부 사이의 연결라인 상에 연통 설치되는 하우징(도2에 도시된 구성 참조)(12)이 있고, 이 하우징(12)의 내부에는 멤브레인(14a)을 포함한 필터 조립체(16a)가 구비된 구성으로 이루어진다.

먼저, 도1에 도시된 케미컬 필터 조립체(10a)의 필터 조립체(16a) 구성을 살펴보면, 소정 폭과 길이를 갖는 섬유질의 서포트(18) 사이에 동일한 형상의 멤브레인(14a)이 삽입되어 필터(20) 형성되고, 이 필터(20)는, 도1에 도시된 바와 같이, 길이 방향으로 복수회 접고, 양측 단부를 연계시켜 주름진 파형 관 형상으로 형성된다.

또한, 이렇게 형성된 필터(20)는, 다수개의 구멍을 갖는 관 형상의 내· 외측 코어(22, 24) 사이에 위치되고, 이들 구성의 상부와 하부에는 상측 고정판(도면의 단순화를 위하여 생략함)과 하측 고정판(26a)이 열융착되어 필터 조립체(16a)로 구성되고, 이 필터 조립체(16a)의 상측 고정판은 하우징(12)의 배출부와 연통하여 열융착 됨으로써 완성된 케미컬 필터 조립체(10a)로 형성된다.

그러나, 상술한 바와 같이, 섬유질 서포트를 이용하여 파형 관 형상으로 형성된 필터 조립체에 의하면, 여과 면적이 넓게 형성되지만 여과 과정에서 섬유질 서포트와 멤브레인 사이에 파티클이 잔존할 확률이 높고, 이러한 파티클은 사용 중 여과된 케미컬과 함께 제조설비로 유입되어 공정 불량을 초래하게 되는 문제가 있었다.

또한, 주름진 파형 구조의 필터 조립체에 있어서, 펌프의 펄스에 의한 케미컬 유동압 또는 기계적인 충격 등에 의해 멤브레인을 포함하여 섬유질 서포트는 상호 접촉에 의한 가압력과 마찰 등에 의해 파티클을 생성하게 되어 공정 불량을 초래하게 되고, 또 고가의 케미컬 필터 조립체의 수명이 단축되는 비경제적인 문제가 있었다.

한편, 도2에 도시된 케미컬 필터 조립체(10b)는, 상술한 하우징(12)의 내부에 설치되는 필터 조립체(16b)의 구성이 하우징(12)의 배출구 측에 대향하여 중심 부위에 구멍이 형성된 원판 형상의 서포트 스크린(28)이 일렬 적층되는 형상으로 배치되고, 이들 각 서포트 스크린(28)은, 도2에 도시된 바와 같이, 형성된 각각의 구멍이 상술한 배출구와 연통하는 하나의 통로로 형성되도록 배출구 주연의 하우징(12)에서부터 하나씩 열융착되어 조립된다.

또한, 상술한 조립 관계에 있어서, 하우징(12)의 유입구 측에 대향하는 서포트 스크린(28)의 구멍에는 하나의 통로로 연계 형성된 일측을 차단하는 형상으로 통상의 하측 고정판(26b)이 열융착으로 고정된다.

한편, 서포트 스크린(28)의 양면 상에는, 구멍을 중심으로 점차 직경을 달리하는 원주 형상의 원주홈과 이들 원주홈을 연결하는 복수개의 방사홈이 형성되고, 이 방사홈의 일측 단부는 소정 부위에서 서포트 스크린(28)의 양면을 관통하는 형상으로 굴곡되어 구멍의 내벽까지 연장 연통된다.

또한, 서포트 스크린(28)의 양면에는, 원주홈과 방사홈의 굴곡된 부위를 커버하는 형상으로 원반 형상의 멤브레인(14b)이 부착된다.

이러한 구성의 케미컬 필터 조립체(10b)에 의하면, 유입구를 통해 하우징(12) 내부로 유입되는 케미컬은 적층 결합된 각각의 서포트 스크린(28)의 표면에서 부착된 멤브레인(14b)을 통과하여 멤브레인(14b)과 원주홈 또는 방사홈 사이의 틈새를 통해 연계 형성되는 케미컬 통로로 유동하게 되고, 이때 케미컬이 멤브레인(14b)을 통과하는 과정에서 케미컬에 함유된 파티클은 멤브레인(14b)의 외측 표면에서 여과되는 과정을 거치게 된다.

따라서, 멤브레인(14b)을 통과하는 케미컬은, 파티클이 여과된 양질의 케미컬로서 하우징(12)의 배출구를 통해 케미컬 수급부로 유동하게 된다.

그러나, 이렇게 제작된 케미컬 필터 조립체는, 멤브레인이 부착된 다수개 서포트 스크린을 상호 정확하게 대응하도록 일렬 배치시킨 후 이들을 다시 하나씩 열융착 공정으로 적층시켜 조립하게 됨에 따라 번거로움과 제작의 어려움이 있고, 복수회 열융착 공정에 의한 공정수가 많아 제작 시간과 제조 단가가 증대되는 비경제적인 문제가 있었다.

또한, 서포트 스크린이 원판 형상임에 따라 서포트 스크린에 부착되는 멤브레인의 형상 또한 원반 형상으로 형성되어 멤브레인의 제작시 불필요하게 소비되는 부분이 많아 비경제적이며, 멤브레인을 각각의 서포트 스크린 표면에 대응하여 부착하게 됨으로써 공정수가 많고, 생산성이 저하되며, 제조원가가 증대되는 등 비경제적인 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 멤브레인에 따른 여과 면적을 넓게 형성토록 하고, 파티클의 생성 및 유동에 따른 여과 효율을 높여 공정 불량을 방지토록 하며, 또 필터 조립체의 수명을 연장하여 그에 따른 비용을 절감하도록 하는 반도체장치 제조설비의 케미컬 필터 조립체를 제공함에 있다.

또한, 서포트 스크린의 형상과 조립 공정수를 단순화시켜 제작이 용이하도록 함과 동시에 제작 단가와 제작 시간을 줄이도록 하여 생산성을 확대하고, 제작 비용을 절감하도록 하며, 서포트 스크린에 부착되는 멤브레인의 형상을 단순화시킴과 동시에 낭비되는 면적을 축소시켜 제작 비용을 줄일 수 있도록 하는 반도체장치 제조설비의 케미컬 필터 조립체를 제공함에 있다.

도1은 종래의 케미컬 필터 조립체의 필터 조립체에 대한 종래의 구성을 나타낸 부분 절취 사시도이다.

도2는 도1의 케미컬 필터 조립체의 다른 일 예의 구성 및 케미컬의 공급 관계를 나타낸 단면도이다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케미컬 필터 조립체의 구성 및 그에 대한 케미컬의 공급 관계를 부분 절취하여 나타낸 단면도이다.

도4는 도3에 도시된 필터 조립체의 구성 중 하나의 서포트 스크린에 대한 멤브레인의 부착 관계를 설명하기 위한 부분 절취 사시도이다.

도5는 도4에 의한 서포트 스크린과 멤브레인 및 실링부재의 결합 관계를 나타낸 평면 단면도이다.

도6은 도4의 구성에 대한 필터 조립체 구성의 결합 관계를 나타낸 분해 사시도이다.

도7은 도3에 도시된 필터 조립체의 구성 및 결합 관계에 따른 다른 실시예를 나타낸 부분 절취 단면도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10a, 10b, 30: 케미컬 필터 조립체 12: 하우징

14a, 14b, 36: 멤브레인 16a, 16b, 32: 필터 조립체

18: 섬유질 서포트 20: 필터

22, 40: 내측 코어 24, 42: 외측 코어

26a, 26b, 44: 하측 고정판 28, 34: 서포트 스크린

38: 실링부재 46: 상측 고정판

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체장치 제조설비의 케미컬 필터 조립체의 특징은, 케미컬 유동라인 상에 연통 설치되는 하우징 내부에 멤브레인과 서포트를 포함한 필터 조립체를 갖는 케미컬 필터 조립체에 있어서, 일측 두께가 상대적으로 크게 형성된 복수개 판 형상의 것이 연계 결합시 원통 형상으로 형성되고, 이들 각각의 양면에 두께가 얇은 측 방향으로 복수개의 홈이 형성된 서포트 스크린과; 소정 폭과 길이로 형성되며, 상기 각 서포트 스크린의 표면을 연속적으로 커버하며 상기 각 서포트 스크린의 상부와 하부에서 연속적인 열융착으로 실링 가능하게 부착되는 멤브레인과; 상기 멤브레인의 양측 단부가 위치되는 상기 양측 서포트 스크린 사이에 충진되어 기밀이 유지되도록 열융착되는 실링부재와; 상기 서포트 스크린과 상기 멤브레인 및 상기 실링부재의 결합에 의한 원통 형상의 하부에 기밀유지토록 고정되는 하측 고정판과; 원통 형상의 상부 중심 부위와 상기 하우징의 배출구가 열융착되고, 중심 부위에 구멍이 형성되어 그 사이로 상· 하측이 상호 연통하도록 고정되는 상측 고정판;을 포함한 구성으로 이루어진다.

또한, 상기 하측 고정판과 상기 상측 고정판 사이의 상기 원통 형상의 중심 부위에 삽입되는 관 형상으로 측벽에 소정 크기의 다수개 구멍이 형성된 내측 코어와; 상기 하측 고정판과 상기 상측 고정판 사이의 상기 원통 형상의 외측 부위를 커버하는 관 형상으로 측벽에 다수개의 구멍이 형성된 외측 코어;가 더 구비된 구성으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 원통 형상의 것을 길이 방향 상· 하측으로 일렬 배치하고, 이들 사이에 상기 상측 고정판을 상호 대향 위치시켜 상호 연통하도록 열융착하여 결합체로 형성하고, 상기 결합체의 하부에 상기 하측 고정판으로 고정하고, 상기 결합체의 상부와 상기 하우징의 배출구 사이에 상기 상측 고정판을 열융착으로 고정하는 형상으로 형성될 수도 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치 제조설비의 케미컬 필터 조립체의 구성 및 케미컬의 유동 관계에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치 제조설비의 케미컬 필터 조립체의 구성 및 이들 구성의 조립된 상태를 나타낸 단면도이고, 도4는 도3에 도시된 필터 조립체의 결합 관계를 나타낸 분해 사시도이며, 도5와 도6은 도3과 도4에 도시된 서포트 스크린과 멤브레인의 융착 관계를 나타낸 사시도와 단면도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 케미컬 필터 조립체(30)의 구성은, 도3에 도시된 바와 같이, 케미컬 유동라인 상에 연통 설치되는 하우징(12)이 있고, 이 하우징(12)의 내부에는 케미컬에 함유된 파티클을 여과 분리시키기 위한 필터 조립체(32)가 설치된다.

상술한 필터 조립체(32)의 구성은, 도4에 도시된 바와 같이, 길이 방향 일측 두께가 상대측 두께에 비교하여 점차적으로 얇게 형성되고, 얇게 형성된 일측으로 일정 간격으로 복수개의 갈래와 유도홈이 형성된 서포트 스크린(34) 복수개가, 도5에 도시된 바와 같이, 얇은 측 두께 부위를 내측으로 하여 방사 형상으로 배치됨으로써 상호 연계된 원통 형상을 이룬다.

또한, 이들 서포트 스크린(34)의 외측 부위에는, 도5에 도시된 바와 같이, 소정 폭과 길이를 갖는 멤브레인(36)이 각각의 서포트 스크린(34) 외측 부위를 연속적으로 커버하는 형상으로 각 서포트 스크린(34)의 상부와 하부에서 연속적인 열융착됨과 동시에 서포트 스크린(34)의 두께가 얇은 측 부위에서 열융착 또는 압착되는 구성으로 실링 가능하게 부착된다.

그리고, 상술한 바와 같이, 멤브레인(36)의 양측 단부가 위치되는 양측 서포트 스크린(34) 사이에는, 도5에 도시된 바와 같이, 실링부재(38)가 충진되어 기밀이 유지토록 열융착됨으로써 복수개의 서포트 스크린(34)과 이들 서포트 스크린(34)의 외측 부위를 커버하는 멤브레인(36) 및 실링부재(38)의 결합으로 하나의 원통 형상의 결합체(34, 36, 38)를 이룬다.

한편, 이렇게 형성된 결합체(34, 36, 38)의 내측 부위와 외측 부위에는, 도6에 도시된 바와 같이, 다수개의 구멍이 형성된 내측 코어(40)와 외측 코어(42)가 결합체(34, 36, 38)의 내· 외측 부위를 커버하는 형상으로 설치되고, 또 이들 내· 외측 코어(40, 42)는 결합체(34, 36, 38)가 이루는 원통 형상을 고정하게 된다.

또한, 결합체(34, 36, 38)와 내· 외측 코어(40, 42)가 결합된 하부 즉, 하우징(12)의 케미컬 유입구에 대응하는 부위에는, 원판 형상의 하측 고정판(44)이 열융착으로 고정되고, 이 결합체(34, 36, 38)의 상부에는 중심 부위에 구멍이 형성된 상측 고정판(46)이 열융착되며, 상측 고정판(46)에 형성된 구멍의 주연 부위는, 도3에 도시된 바와 같이, 하우징(12)의 배출구와 대향하여 열융착 됨으로써 결합체(34, 36, 38)의 내부 즉, 내측 코어(40)와 연통하는 구성을 이룬다.

이러한 구성의 케미컬 필터 조립체(30)에 의하면, 도3에 도시된 바와 같이, 하우징(12)의 유입구를 통해 유입되는 케미컬은 하측 고정판(44)에 의해 하우징(12) 내측벽으로 유도되어 외측 코어(42)에 형성된 구멍을 통해 파형으로 접힌 형상의 멤브레인(36) 사이로 유동하게 된다.

이때 케미컬은 계속적인 유동압에 의해 멤브레인(36)을 통과하여 서포트 스크린(34)의 유도홈을 따라 결합체(34, 36, 38)의 내측으로 유동하게 되고, 이렇게 유동하는 케미컬은 다시 내측 코어(40)의 구멍을 통해 결합체(34, 36, 38) 내부에서 합체된 후 연통 개방된 상측 고정판(46)의 구멍과 하우징(12)의 배출구를 통해 케미컬 수급부로 유도되는 과정을 이룬다.

한편, 도7에 도시된 필터 조립체(32)의 구성은, 상술한 케미컬 필터 조립체(30)의 변형 예로서, 상술한 바와 같이 내· 외측 코어(40, 42)를 포함한 결합체(34, 36, 38)를 일렬 배치하고, 그 사이에 상측 고정판(46)을 상호 대향 위치시킨 상태에서 열융착으로 조립한 후 이렇게 조립된 하부에 하측 고정판(44)으로 고정하고, 상부에 상측 고정판(46)을 고정한 형상의 구성으로 형성된다.

이러한 필터 조립체(32)의 구성은, 하우징(12)의 길이가 연장 형성되고, 시켜 하여야 할 뿐 아니라 유동하는 케미컬에 대응하여 여과 면적을 보다 넓게 형성할 수 있게 된다.

한편, 상술한 필터 조립체(32)를 구성함에 있어서, 내측 코어(40)를 중심으로 서포트 스크린(34)을 방사 형상으로 배치시킴과 동시에 서포트 스크린(34)의 외측 부위를 멤브레인(36)으로 커버하며 열융착시킨 후 실링부재(38)로 실링하여 외측 코어(42)에 삽입하고, 연이어 하측 고정판(44)과 상측 고정판(46)을 열융착시키는 과정을 순차적으로 진행하여 형성할 수도 있다.

한편, 미설명 부호인 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f는 소모된 케미컬의 교환시 또는 내부에 생성 가능한 가스 등을 배출시킬 때 사용하는 벤트부를 나타낸다.

따라서, 본 발명에 의하면, 멤브레인이 방사 형상으로 배치되는 서포트 스크린의 외측 부위를 커버하는 형상으로 부착됨에 따라 여과 면적을 넓게 형성되어 여과 효율을 높이게 되고, 강성을 갖는 테프론 재질의 서포트 스크린과 멤브레인의 결합에 의해 여과 과정 중 파티클이 생성되는 것을 억제하게 되어 공정 불량을 억제하게 되고, 또 그 수명이 연장됨으로써 비용을 절감되는 경제적인 이점이 있다.

또한, 서포트 스크린의 형상과 조립 공정이 용이하게 연속적으로 제작되어 제작 단가와 제작 시간의 감소에 따른 생산성이 확대되고, 제작 비용이 절감되며, 멤브레인의 형상에 따른 멤브레인의 낭비를 감소하게 되는 경제적인 이점이 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (3)

1. 케미컬 유동라인 상에 연통 설치되는 하우징 내부에 멤브레인과 서포트를 포함한 필터 조립체를 갖는 케미컬 필터 조립체에 있어서,

   일측 두께가 상대적으로 크게 형성된 복수개 판 형상의 것이 연계 결합시 원통 형상으로 형성되고, 이들 각각의 양면에 두께가 얇은 측 방향으로 복수개의 홈이 형성된 서포트 스크린;

   소정 폭과 길이로 형성되며, 상기 각 서포트 스크린의 표면을 연속적으로 커버하며 상기 각 서포트 스크린의 상부와 하부에서 연속적인 열융착으로 실링 가능하게 부착되는 멤브레인;

   상기 멤브레인의 양측 단부가 위치되는 상기 양측 서포트 스크린 사이에 충진되어 기밀이 유지되도록 열융착되는 실링부재;

   상기 서포트 스크린과 상기 멤브레인 및 상기 실링부재의 결합에 의한 원통 형상의 하부에 기밀 유지토록 고정되는 하측 고정판; 및

   원통 형상의 상부 중심 부위와 상기 하우징의 배출구가 열융착되고, 중심 부위에 구멍이 형성되어 그 사이로 상· 하측이 상호 연통하도록 고정되는 상측 고정판;

   을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 반도체장치 제조설비의 케미컬 필터 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하측 고정판과 상기 상측 고정판 사이의 상기 원통 형상의 중심 부위에 삽입되는 관 형상으로 측벽에 소정 크기의 다수개 구멍이 형성된 내측 코어;와

   상기 하측 고정판과 상기 상측 고정판 사이의 상기 원통 형상의 외측 부위를 커버하는 관 형상으로 측벽에 다수개의 구멍이 형성된 외측 코어;

   가 더 구비됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 케미컬 필터 조립체.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 원통 형상의 것을 길이 방향 상· 하측으로 일렬 배치되고, 이들 사이에 상기 상측 고정판을 상호 대향 위치시켜 상호 연통하도록 열융착되어 결합체로 형성되며, 상기 결합체의 하부에 상기 하측 고정판으로 고정되고, 상기 결합체의 상부와 상기 하우징의 배출구 사이에 상기 상측 고정판을 열융착으로 고정된 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 케미컬 필터 조립체.