KR20060013926A - 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치 - Google Patents

Abstract

내부를 쉽게 확인할 수 있는 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치를 제공한다. 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치는 공정 챔버로부터 가스가 유입되는 가스 유입관, 내부에 설치되며 가스 유입관으로부터 유입된 가스를 냉각시켜 포획하는 냉각판, 냉각판에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 라인, 외주면에 형성되어 내부를 확인할 수 있는 투명한 가시 창 및 냉각판을 통과한 냉각수가 배출되는 냉각수 배출 라인을 포함한다.

반도체, 진공, 콜드 트랩, 적층물, 가시 창

Description

반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치{Cold trap apparatus for manufacturing semiconductor}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 구조도이다.

도 2는 도 1의 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치를 포함하는 진공 장치부의 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

1 : 가스 유입관 2 : 진공 라인

3 : 냉각수 공급 라인 4 : 냉각수 배출 라인

5 : 콜드 트랩 장치 6 : 가시 창

7 : 적층물 8 : 냉각판

9 : 진공 펌프 10 : 냉각수 공급원

본 발명은 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콜드 트랩 장치의 내부를 쉽게 확인할 수 있는 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치에 관한 것이다.

반도체 소자 제조를 위한 웨이퍼 처리 장비의 개발에 있어, 공정 후 잔여 가스 및 공정 부산물 가스들을 배기하기 위한 배기 시스템의 설계는 공정 챔버의 설계만큼 중요한 것이다. 비록 대부분은 아니지만, 반도체 소자를 제조하는 공정들 중에는 유독성이 강한 부산물이 생성되거나, 또는 공정 챔버 및 배기 어셈블리의 내측 표면에 바람직하지 않은 적층물을 형성시키는 공정이 많다.

따라서, 배기 시스템을 설계할 때는, 이 시스템의 구성 요소의 유지에 대한 용이성은 물론, 작업자의 안전과 환경적인 관심 사항도 고려를 해야 한다.

배기 시스템의 일부로서 공정 챔버와 진공 배기관의 사이에 콜드 트랩 장치가 설치되는데, 콜드 트랩 장치는 유체의 경로 상에 냉각판을 형성하여 냉각판과 유체 사이의 증기압이나 용해도의 차이를 이용해 특정 불순물을 포획하여 제거하는 장치이다.

반도체 제조 설비 중 확산 장치나 화학기상증착 장치 등은 공정을 마친 후 배출되는 잔여 가스 및 공정 부산물 가스에 염화암모늄(NH₄Cl) 등의 물질이 포함되는데, 이러한 물질들은 배기 시스템의 진공 펌프 등에 유입될 경우 진공 펌프의 성능을 저하시키고 제거하기 어렵게 된다.

따라서, 공정 챔버와 진공 펌프 사이에 설치한 콜드 트랩 장치를 이용하여 공정 후 배출되는 잔여 가스 및 공정 부산물 가스 속에 포함된 이러한 물질들을 포획하여 제거함으로써 진공 장치를 보호하도록 하고 있다.

그러나, 콜드 트랩 장치 역시 내부에 많은 물질이 쌓이게 되면 효율이 저하 되므로, 교체 또는 클리닝을 수행해야 하고, 콜드 트랩 장치의 교체 또는 클리닝 시기는 콜드 트랩 장치 내부의 적층물의 양에 따라 결정된다.

그런데, 콜드 트랩 장치 내부의 적층물의 양을 체크하기 위해서는 콜드 트랩 장치를 해체해야 하고, 공정 챔버의 벤팅(Benting) 및 진공 펌프의 다운 등의 시스템을 다운도 함께 필요하다.

따라서, 시스템 다운에 의한 작업 손실 및 콜드 트랩 장치의 잦은 해체 및 결합에 의한 결합 부위의 마모 등의 문제가 발생하게 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 콜드 트랩 장치의 내부를 쉽게 확인할 수 있도록 하여 불필요한 해체 및 결합으로 인한 작업 손실을 줄일 수 있는 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치를 제공하는자 하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 결합 부위의 잦은 해체 및 재결합에 의한 콜드 트랩 장치의 손상 및 마모를 줄일 수 있는 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 기술적 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치는, 공정 챔버로부터 가스가 유입되는 가스 유입관, 내부에 설치되며 가 스 유입관으로부터 유입된 가스를 냉각시켜 포획하는 냉각판, 냉각판에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 라인, 외주면에 형성되어 내부를 확인할 수 있는 투명한 가시 창 및 냉각판을 통과한 냉각수가 배출되는 냉각수 배출 라인을 포함한다.

기타 실시예의 구체적인 사항은 후술하는 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치는 콜드 트랩 장치의 내부를 쉽게 확인할 수 있도록 가시 창을 콜드 트랩 장치의 외주면에 설치함으로써 내부에 쌓인 적층물의 양을 쉽게 알 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치는 첨부 도면들을 참조함으로써 잘 이해될 수 있을 것이다.

먼저, 도면을 통해 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치의 구조를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 구조도이다. 진공 환경에서 공정을 수행하는 반도체 제조 설비(100)는 공정이 이루어지는 공정 챔버 (200)와 공정을 위한 진공 환경을 조성해 주는 진공 장치부(300)로 이루어진다.

공정 챔버(200)는 외측 튜브(201)와 내측 튜브(202), 외측 튜브(201)와 내측 튜브(202)가 안착되는 플랜지(204), 공정 가스를 공급하는 가스 공급관(205), 반응이 끝난 후 가스가 배출되는 가스 배출관(206), 웨이퍼를 적재하고 내측 튜브(202) 안쪽으로 이동하는 웨이퍼 보트(203), 외측 튜브(201)의 외부에 위치하며 외측 튜브(201)를 가열하는 히터(207)로 이루어진다.

진공 장치부(300)는 공정 챔버(200)로부터 하나의 공정이 끝난 후, 다른 공정을 수행 전에 진공 환경을 조성하기 위해 공정 챔버(200) 내의 반응 잔여 가스 및 공정 부산물 가스들이 유입되는 가스 유입관(1; 가스 배출관(206)과 연결되는 관, 가스 배출관(206)과 동일), 유입된 가스를 냉각시켜 포획 및 제거하는 콜드 트랩 장치(5), 공정 챔버(200)를 진공으로 만드는 진공 펌프(9) 및 진공 라인(2)으로 구성된다.

다음은, 도 2를 참조하여 상기 콜드 트랩 장치(5)의 구조를 상세히 설명한다.

도 2는 도 1에서의 콜드 트랩 장치(5)를 설명하기 위한 진공 장치부(300)의 개략도이다.

콜드 트랩 장치(5)는 공정 챔버(200)로부터 가스 유입관(1)으로 유입된 가스를 냉각시켜 포획하는 냉각판(8), 냉각판(10)에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급원(10)과 냉각수 공급 라인(3), 냉각수를 배출하는 냉각수 배출관(4), 그리고 외부에서도 콜드 트랩 장치(5) 내부를 들여다 볼 수 있도록 콜드 트랩 장치(5)의 측면에 형성된 가시 창(6)으로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 반도체 제조 공정에 대해 도 1에 기초하여 설명한다. 도 1에서 보이는 바와 같이, 반도체 제조 공정을 수행하기 위해 외측 튜브(201)와 내측 튜브(202)를 플랜지(204) 위에 안착시킨 후, 웨이퍼를 적재한 웨이퍼 보트(203)를 공정 챔버(200)의 내측 튜브(202) 내부로 이송시킨다. 외측 튜브(201) 외부의 히터(207)가 가열되어 공정 챔버(200) 내부의 온도가 일정 온도에 이르게 되면, 공정에 필요한 가스를 가스 공급관(205)을 통해 공급하여 공정을 진행한다.

공정이 끝난 후에는 다음 공정을 위해 다시 진공 상태를 조성해 주어야 하므로, 가스 배출관(206)을 통해 배출되는 반응 후 잔여 가스와 공정 부산물 가스들을 진공 펌프(9)를 이용해 뽑아 내어 진공 상태를 만들어 주게 된다.

이 때, 진공 펌프(9)와 공정 챔버(300) 사이에 콜드 트랩 장치(5)를 따로 설치하여 진공 펌프(9)의 성능을 저하시키는 염화암모늄 등의 가스들을 포획할 수 있도록 하였다.

상술한 반도체 제조 공정 후의 콜드 트랩 장치의 동작에 대해 도 2에 기초하여 설명한다. 콜드 트랩 장치(5)는 내부에 가스를 포획하여 적층시킬 수 있도록 냉각판(8)을 가지고 있으며, 외부 냉각수 공급원(10)으로부터 연결되어 있는 냉각 라인(3)을 통해 공급되는 냉각수를 이용해 냉각판(8)을 냉각시키고, 냉각판(8) 냉각 후 냉각수는 냉각수 배출 라인(4)을 통해 외부로 배출된다.

공정 챔버(200)로부터 배출된 반응 잔여 가스 및 공정 부산물 가스들은 가스 유입관(1)을 통해 콜드 트랩 장치(5) 내부로 유입되고, 유입된 가스들은 온도가 강하되면서 상대적으로 온도가 낮은 콜드 트랩 장치(5)의 냉각판(8)에 미세한 고체 상태로 석출되게 된다.

따라서, 진공 펌프(9)의 성능을 저하시키는 염화암모늄 등의 적층물(7)을 콜드 트랩 장치(5)를 이용해 포획 및 제거함으로써, 진공 펌프(9)에 미치는 악영향을 줄일 수 있어 진공 펌프(9)의 교체 주기를 길게 만들어 준다.

그러나, 콜드 트랩 장치(5) 내부의 냉각판(8)에 적층물(7)의 양이 너무 많아지면, 콜드 트랩 장치(5) 내부의 클리닝 또는 콜드 트랩 장치(5)의 교체가 요구되게 된다.

이 때, 클리닝 또는 교체 시기는 적층물(7)의 양에 따라 결정되고, 적층물(7)의 양은 콜드 트랩 장치(5)의 측면에 형성되어 있는 가시 창(6)을 통해 콜드 트랩 장치(5)의 내부를 관찰함으로써 알 수 있다.

따라서, 콜드 트랩 장치(5)의 해체 등의 작업 없이도 내부의 적층물의 상태를 쉽게 확인하여 조치할 수 있게 된다.

가시 창(6)은 내부를 관찰할 수 있는 투명할 재질로 이루어지며, 진공에도 견딜 수 있는 강화 유리 등의 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 과정을 통하여 본 발명에 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치는, 내부를 쉽게 확인할 수 있는 가시 창을 통해 냉각판에 적층되어 있는 물질의 양을 쉽게 확인할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치의 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술 사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 콜드 트랩 장치의 내부를 쉽게 확인할 수 있으므로, 내부 확인을 위해 콜드 트랩 장치의 해체 및 결합, 시스템 다운 등으로 인한 작업 손실을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

둘째, 콜드 트랩 장치의 결합 부위의 잦은 동작을 줄임으로써 콜드 트랩 장치의 손상 및 마모를 줄일 수 있다는 장점도 있다.

Claims (2)

1. 공정 챔버로부터 가스가 유입되는 가스 유입관 ;

   내부에 설치되며 상기 가스 유입관으로부터 유입된 가스를 냉각시켜 포획하는 냉각판 ;

   상기 냉각판에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 라인 ;

   외주면에 형성되어 내부를 확인할 수 있는 투명한 가시 창 ; 및

   상기 냉각판을 통과한 냉각수가 배출되는 냉각수 배출 라인을 포함하는 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치
2. 제 1항에 있어서,

   상기 가시 창은 내부의 적층물의 양을 확인할 수 있을 정도로 투명하며, 진공압에도 견딜 수 있는 강한 재질인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비용 콜드 트랩 장치.

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