KR101128847B1

KR101128847B1 - 입자 포획 장치

Info

Publication number: KR101128847B1
Application number: KR1020090123704A
Authority: KR
Inventors: 강상우; 윤주영; 신용현; 김태성
Original assignee: 한국표준과학연구원
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2012-03-23
Also published as: KR20110067205A

Abstract

본 발명은 입자 포획 장치를 제공한다. 이 장치는 진공 용기에 직접 또는 간접적으로 연결된 주배기관, 주배기관에서 갈라진 제1 보조 배기관 및 제2 보조 배기관을 포함하는 배기 라인, 주배기관에 장착되어 진공 용기에서 제공되는 오염 가스에 회전력을 인가하는 헬리칼 배플, 제2 보조 배기관에 연결된 입자 포획부, 및 제1 보조 배기관에 연결되는 진공 펌프를 포함한다. 입자 포획부는 헬리칼 배플에 의하여 공급된 오염 가스를 제공받아 입자를 포획한다.

헬리칼 배플, 회전력, 관성, 진공 용기, 저진공 펌프

Description

입자 포획 장치{Paticle Collection Apparatus}

본 발명은 반도체 공정 장비의 공정실과 연결되어 있는 진공 배기 라인의 내면에 생기는 불순물과 잔류물을 제거하는 장치에 관한 것이다.

화학 기상 증착법(CVD)에 의한 공정 과정에서, 증착 가스는 공정 챔버 안으로 방출되어 처리되는 기판의 표면에 박막층을 형성하게 된다. 이러한 CVD 공정 중에는, 공정 챔버의 벽면과 같이 원하지 않는 곳에도 증착이 된다. 그러나, 이러한 증착 가스 분자 개개는 공정 챔버 내에서의 잔류 시간이 비교적 짧으므로, 공정 챔버 안으로 방출되는 분자들의 일부만이 증착 공정에 실제로 사용되어 웨이퍼나 공정 챔버 벽면에 증착된다.

사용되지 않는 가스 분자들은 일부 반응된 화합물 및 반응 부산물과 함께, 보통 포라인(foreline)이라 일컬어지는 진공 라인을 통하여, 공정 챔버 밖으로 나오게 된다. 이 배기 가스에 섞여 있는 많은 화합물들은 아직도 매우 반응을 일으키기 쉬운 상태이며, 또한 원하지 않는 증착물을 앞 라인에 형성시킬 수 있는 잔류물이나 입자들을 포함하고 있다.

시간이 경과함에 따라, 분말성 잔류물 및/또는 입자의 누적은 심각한 문제를 제기하게 된다. 따라서, 배기 펌프는 통상적으로 고진공 펌프를 사용할 수 없다. 상기 분말성 잔류물 및 입자는 주기적으로 세척된다 하더라도, 누적 물질은 진공 펌프의 정상적인 작동을 방해할 뿐 아니라, 그 유효 수명을 급격히 단축시킬 수가 있다. 또한, 상기 포라인 및 상기 배기 펌프는 주기적으로 교체되어 비경제적이다. 또한, 고체의 물질은 포라인(foreline)에서 공정 챔버 안으로 역류되어, 공정을 오염시킬 수 있어서, 웨이퍼 수율에 해로운 영향을 미치게 된다.

본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 유량 컨덕턴스에 영향을 거의 주지 않으면서 진공 용기의 오염된 입자를 제거하는 입자 포획 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 입자 포획 장치는 진공 용기에 직접 또는 간접적으로 연결된 주배기관, 상기 주배기관에서 갈라진 제1 보조 배기관 및 제2 보조 배기관을 포함하는 배기 라인, 상기 주배기관에 장착되어 상기 진공 용기에서 제공되는 오염 가스에 회전력을 인가하는 헬리칼 배플, 상기 제2 보조 배기관에 연결된 입자 포획부, 및 상기 제1 보조 배기관에 연결되는 진공 펌프를 포함한다. 상기 입자 포획부는 상기 헬리칼 배플에 의하여 공급된 오염 가스를 제공받아 입자를 포획한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 헬리컬 배플은 상기 주배기관의 내주면을 따라 회전하는 적어도 하나의 날개를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 헬리칼 배플에 오염 방지 가스를 주입하는 노즐을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 주배기관과 상기 제2 보조 배기관은 직선으로 연결되어, 상기 오염 가스는 상기 입자 포획부에 제공되고, 상기 제1 보조 배기관은 상기 주배기관에서 갈라질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 보조 배기관은 직경이 점진적으로 감소하는 테이퍼부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 입자 포획부는 상기 제2 보조 배기관에 공급되는 오염 가스의 입자의 밀도를 감지하는 입자 감지부, 상기 입자 감지부의 후단에 연결되어 상기 제2 보조 배기관을 개폐시키는 게이트 밸브, 상기 게이트 밸브의 후단에 연결되어 입자를 저장하는 입자 저장부, 상기 입자 저장부에 장착되어 입자들이 쌓인 높이를 감지하는 레벨 카운터, 및 상기 입자 저장부의 일단에 배치어 퇴적된 입자들을 제거하기 위한 도어를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 펌프는 저진공 펌프일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 주배기관은 연속적으로 연결된 제1 직선부, 상기 제1 직선부의 진행 방향을 변경하는 곡선부, 및 상기 곡선부에 연결된 제2 직선부를 포함하고, 상기 제2 보조 배기관은 상기 제2 직선부의 말단에 연결되고, 상기 제1 보조 배기관은 상기 제2 직선부의 중심부에서 분기될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 주배기관은 중심 라인 및 상기 중심 라인의 중심 부위에 갈라진 입력 라인을 포함하는 티(tee) 형상을 가지고, 상기 진공 용기는 상기 입력 라인과 연결될 수 있다. 상기 헬리칼 배플은 상기 중심 라인의 상기 중심 부위에 배치되고, 상기 중심 라인의 일단은 상기 제1 배기 라인과 연결되고, 상기 중심 라인의 타단은 상기 제2 배기 라인과 연결될 수 있다. 상기 입력 라인을 통하여 공급된 오염 가스는 상기 헬리칼 배플에 의하여 제2 보조 배기관 방향으로 공급되고, 상기 보조 제2 배기관에서 다시 회귀하는 가스는 상기 제1 보조 배기관을 통하여 배기될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 입자 포획 장치는 진공 용기에 직접 또는 간접적으로 연결된 주배기관, 상기 주배기관에 연결되는 외부 배기관, 상기 외부 배기관의 내부에 배치된 내부 배기관, 상기 주배기관에 장착되어 상기 진공 용기에서 제공되는 오염 가스에 회전력을 인가하는 헬리칼 배플, 및 상기 외부 배기관에 연결된 입자 포획부를 포함한다. 상기 내부 배기관은 진공 펌프에 연결되고, 상기 입자 포획부는 상기 헬리칼 배플에 의하여 공급된 오염 가스를 제공받아 입자를 포획한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 입자 포획 장치는 배기 라인의 유량 컨덕턴스에 영향을 거의 주지 않으면서 오염 가스에 회전력을 제공한다. 상기 회전력을 받은 오염된 입자는 관성을 가지고 입자 포획부에 제공되어, 효율적인 입자 포획이 가능하다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 포획 장치를 설명하는 도면이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 포획 장치의 헬리칼 배플을 설명하는 도면들이다. 도 2b는 도 2a의 I-I'선을 따라 자른 절단 사시도이다.

도 1을 참조하면, 상기 입자 포획 장치는 진공 용기(100)에 직접 또는 간접적으로 연결된 주배기관(110a,110b), 상기 주배기관(110a,110b)에서 갈라진 제1 보조 배기관(112a,112b) 및 제2 보조 배기관(114a,114b)을 포함하는 배기 라인(116a,116b), 상기 주배기관(110a,110b)에 장착되어 상기 진공 용기(100)에서 제공되는 오염 가스에 회전력을 인가하는 헬리칼 배플(helical baffle, 120a,120b), 상기 제2 보조 배기관(114a,114b)에 연결된 입자 포획부(130a,130b), 및 상기 제1 보조 배기관(112a,112b)에 연결되는 진공 펌프(140a,140b)를 포함한다. 상기 입자 포획부(130a,130b)는 상기 헬리칼 배플(120a,120b)에 의하여 공급된 오염 가스를 제공받아 입자를 포획한다.

상기 입자 포획 장치는 직렬 연결된 제1 입자 포획 장치(20a) 및 제2 입자 포획 장치(20b)를 포함할 수 있다. 상기 제2 입자 포획 장치(20b)는 상기 제1 입자 포획 장치(20a)의 진공 펌프(140a)에 연결될 수 있다.

상기 제1 입자 포획 장치(20a)는 상기 진공 용기(100)에 직접 연결된 주배기관(110a), 상기 주배기관(110a)에서 갈라진 제1 보조 배기관(112a) 및 제2 보조 배기관(114a)을 포함하는 배기 라인(116a), 상기 주배기관(110a)에 장착되어 상기 진공 용기(100)에서 제공되는 오염 가스에 회전력을 인가하는 헬리칼 배플(120a), 상 기 제2 보조 배기관(114a)에 연결된 입자 포획부(130a), 및 상기 제1 보조 배기관(112a)에 연결되는 진공 펌프(140a)를 포함한다. 상기 입자 포획부(140a)는 상기 헬리칼 배플(120a)에 의하여 공급된 오염 가스를 제공받아 입자를 포획한다.

상기 제2 입자 포획 장치(20b)는 진공 용기(100)에 간접적으로 연결된 주배기관(110b), 상기 주배기관(110b)에서 갈라진 제1 보조 배기관(112b) 및 제2 보조 배기관(112b)을 포함하는 배기 라인(116b), 상기 주배기관(110b)에 장착되어 상기 진공 용기(100)의 오염 가스에 회전력을 인가하는 헬리칼 배플(120b), 상기 제2 보조 배기관(114b)에 연결된 입자 포획부(130b), 및 상기 제1 보조 배기관(112b)에 연결되는 진공 펌프(140b)를 포함한다. 상기 입자 포획부(130b)는 상기 헬리칼 배플(120b)에 의하여 의하여 공급된 오염 가스를 제공받아 입자를 포획한다.

상기 진공 용기(100)는 기판(25)을 장착하는 기판 홀더(23)를 포함할 수 있다. 상기 기판(25)은 반도체 기판 또는 유리 기판일 수 있다. 상기 진공 용기(100)에서 수행되는 공정은 증착 공정 또는 식각 공정에 한정되는 것은 아니다. 상기 진공 용기(100)는 공정 가스를 제공하는 가스 유입부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 공정 가스는 상기 기판(25)에서 반응하고, 상기 공정 가스 및 공정 부산물은 배기라인(116a,116b)을 통하여 배기될 수 있다. 상기 진공 용기(100)는 주기적으로 세정 가스에 의하여 세정될 수 있다. 상기 세정 가스는 원격 플라즈마 발생기(remote plasma generator)에 의하여 제공될 수 있다. 게이트 밸브(미도시)는 상기 배기라인(110a)의 입구와 상기 진공 용기(100) 사이에 배치될 수 있다.

상기 배기라인(116a,116b)은 주배기관(110a,110b), 상기 주배기관(110a,110b)에서 갈라진 제1 보조 배기관(112a,112b) 및 제2 보조 배기관(114a,114b)을 포함할 수 있다. 상기 주배기관(110a)이 상기 진공 용기(100)에 직접 연결되는 경우, 상기 주배기관(110a)은 포라인(foreline)일 수 있다. 상기 배기라인(116a,116b)은 원통 형상일 수 있다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 헬리칼 배플(helical baffle,120a)은 상기 주배기관(110a)의 내주면을 따라 회전하는 날개를 포함할 수 있다. 상기 날개는 복수개일 수 있다. 상기 헬리칼 배플(120a)은 상기 주배기관(110a)의 중심축에 대하여 대칭적으로 배치될 수 있다. 상기 헬리칼 배플(120a)은 상기 주배기관(110a)의 유량 컨덕턴스(conductance)에 영향을 거의 주지 않는 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 헬리칼 배플(120a)은 띠 형상을 가지고, 상기 주배기관(110a)의 내주면을 따라 헬리칼 형태로 배치될 수 있다. 상기 헬리칼 배플(120a)의 폭이 좁은 면은 상기 주배기관(110a)의 내주면과 접촉할 수 있다. 접촉점에서 상기 주배기관(110a)의 길이 방향과 상기 접촉점의 접선 방향 사이의 접합 각도(α)는 5도 내지 20도 일 수 있다. 상기 접합 각도(α)가 20도 이상인 경우, 상기 주배기관(100a)의 유량 컨덕턴스가 크게 감소할 수 있다. 상기 헬리칼 배플(120a)의 넓은 폭은 상기 주배기관(110a)의 내부 직경의 1/3 미만이 바람직할 수 있다.

노즐(121)은 상기 헬리칼 배플(120a)에 오염 방지 가스를 주입할 수 있다. 상기 노즐(121)은 상기 헬리칼 배플(120a)의 일면 또는 양면에 상기 오염 방지 가스를 분사할 수 있다. 상기 노즐(121)은 상기 주배기관(110a)을 관통하여 형성될 수 있다. 상기 노즐(121)은 상기 오염 방지 가스가 역류하지 않도록 상기 주배기관(110a)의 진행 방향과 소정의 노즐 각도(β)를 가지고 상기 주배기관(110a)을 관통할 수 있다. 상기 노즐 각도(β)는 10도 내지 80도 중에서 어느 하나일 수 있다. 상기 헬리칼 배플(120a)은 오염 가스에 의하여 쉽게 오염되지 않을 수 있다. 또는 오염된 상기 헬리컬 배플(120a)은 상기 오염 방지 가스에 의하여 세정될 수 있다. 상기 노즐(121)은 상기 헬리칼 배플(120a)을 따라 상기 주배기관(110a)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 오염 방지 가스는 불활성 가스, 질소 가스, 및 세정 가스 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 세정 가스는 상기 진공 용기(100)의 세정 가스와 동일할 수 있다. 상기 오염 방지 가스 공급부(124a)는 상기 오염 방지 가스를 상기 노즐(121)에 공급할 수 있다. 상기 오염 방지 가스 공급부는 상기 주배기관(110a)을 둘러싸고 있는 실린더부(126a)를 포함할 수 있다.

상기 오염 가스는 상기 헬리칼 배플(120a)에 의하여 회전력을 받아 회오리를 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 오염 가스에 포함된 입자들은 상기 주배기관(110a)의 중심부로 집중되거나 상기 주배기관의 내주면으로 집중될 수 있다. 상기 오염 가스는 상기 입자 포획부에 공급될 수 있다.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 헬리칼 배플은 상기 오염 가스에 회전력을 부여할 수 있는 한 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 상기 헬리칼 배플은 홈이 파인 파이프를 비틀어서 형성할 수 있다. 또는, 상기 헬리칼 배플은 중심축에 형성된 블레이드(blade) 형태로 제작될 수 있다. 상기 헬리칼 배플은 배플 형태로 가공된 구조물을 배관 내부에 붙여 기능을 부여할 수 있으며, 또한 배관 자체를 가공하여서도 배플 형태로 만들 수 있다.

다시, 도 1을 참조하면, 제2 보조 배기관(114a,114b)은 상기 주배기관(110a,110b)과 직선으로 연결될 수 있다. 입자 포획부(130a,130b)는 상기 제2 보조 배기관(114a,114b)에 장착될 수 있다. 상기 헬리칼 배플(120a,120b)은 오염 가스를 상기 제2 보조 배기관(114a,114b)을 통하여 상기 입자 포획부(130a,130b)에 제공할 수 있다.

상기 제1 보조 배기관(114a,114b)은 상기 주배기관(110a,110b)에서 티(tee) 형태로 갈라져 형성될 수 있다. 상기 제1 보조 배기관(114a,114b)은 상기 진공 펌프(140a,140b)에 연결될 수 있다. 상기 진공 펌프(140a,140b)는 고진공 펌프 또는 저진공 펌프일 수 있다. 상기 저진공 펌프는 건식 로타리(dry rotary) 펌프일 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입자 포획 장치를 설명하는 도면이다.도 1에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.

도 3을 참조하면, 상기 입자 포획 장치는 진공 용기(200)에 직접 또는 간접적으로 연결된 주배기관(210), 상기 주배기관(210)에서 갈라진 제1 보조 배기관(212) 및 제2 보조 배기관(214)을 포함하는 배기 라인(216), 상기 주배기관(210)에 장착되어 상기 진공 용기(200)의 오염 가스에 회전력을 인가하는 헬리칼 배플(220), 상기 제2 보조 배기관(214)에 연결된 입자 포획부(230), 및 상기 제1 보조 배기관(212)에 연결되는 진공 펌프(240)를 포함한다. 상기 입자 포획부(230)는 상기 헬리칼 배플(220)에 의하여 공급된 오염 가스를 제공받아 입자를 포획한다.

상기 제2 배기관은 테이퍼부(214a) 및 직선부(214b)를 포함할 수 있다. 상기 테이퍼부(214a)의 직경은 점차 감소하여 상기 직선부에 연결될 수 있다. 상기 직선부(214b)는 상기 입자포획부(230)에 연결될 수 있다.

상기 입자 포획부(230)는 상기 제2 보조 배기관(214)에 공급되는 오염 가스의 입자의 밀도를 감지하는 입자 감지부(232), 상기 입자 감지부(232)의 후단에 연결되어 상기 제2 보조 배기관(214)을 개폐시키는 게이트 밸브(236), 상기 게이트 밸브(236)의 후단에 연결되어 입자를 저장하는 입자 저장부(237), 상기 입자 저장부에 장착되어 입자들이 쌓인 높이를 감지하는 레벨 카운터(239), 및 상기 입자 저장부(237)의 일단에 배치어 퇴적된 입자들을 제거하기 위한 도어(door,238)를 포함할 수 있다.

상기 입자 감지부(232)는 광산란법을 이용한 광학 장치 또는 입자 빔 질량 분석기(paticle beam mass spectroscopy)일 수 있다. 상기 게이트 밸브(236)는 상기 입자 저장부(237)에 퇴적된 입자(10)를 제거하지 위하여 폐쇄될 수 있다. 이어서, 상기 도어(238)를 개방하여 상기 입자 저장부(230)를 교체 또는 세정할 수 있다. 이어서, 상기 게이트 밸브(236)는 개방될 수 있다.

상기 레벨 카운터(239)는 퇴적된 입자(10)의 정도를 감지하는 장치일 수 있다. 상기 레벨 카운터(239)는 광학 센서, 초음파 센서, 또는 압력 센서를 포함할 수 있다.

상기 입자 저장부(237)는 입자를 포획하여 저장하는 영역일 수 있다. 입자의 포획을 최대화하기 위하여 오염된 입자와 높은 접촉 단면적을 가진 구조를 가질 수 있다. 상기 입자 저장부(237)는 다양하게 변형될 수 있다. 상기 입자 저장부(237)는 상기 게이트 밸브(236)에 분리 결합할 수 있도록 제공될 수 있다. 상기 도어(238)는 상기 입자 저장부(237)의 세정을 위하여 사용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입자 포획 장치를 설명하는 도면이다. 도 1 및 도 3에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.

도 4를 참조하면, 상기 입자 포획 장치는 진공 용기(400)에 직접 또는 간접적으로 연결된 주배기관(410), 상기 주배기관(410)에서 갈라진 제1 보조 배기관(412) 및 제2 보조 배기관(414)을 포함하는 배기 라인(416), 상기 주배기관(410)에 장착되어 상기 진공 용기(400)의 오염 가스에 회전력을 인가하는 헬리칼 배플(420), 상기 제2 보조 배기관(414)에 연결된 입자 포획부(230), 및 상기 제1 보조 배기관(412)에 연결되는 진공 펌프(440)를 포함한다. 상기 입자 포획부(230)는 상기 헬리칼 배플(420)에 의하여 공급된 오염 가스를 제공받아 입자를 포획한다.

상기 주배기관(410)은 연속적으로 연결된 제1 직선부(410a), 상기 제1 직선부(410a)의 진행 방향을 변경하는 곡선부(410b), 및 상기 곡선부(410b)에 연결된 제2 직선부(410c)를 포함할 수 있다. 상기 제2 보조 배기관(414)은 상기 제2 직선부(410c)의 말단에 연결되고, 상기 제1 보조 배기관(412)은 상기 제2 직선부(410c)의 중심부에서 분기될 수 있다. 상기 헬리컬 배플(420)은 상기 제1 직선부(410)에 배치될 수 있다. 오염 가스는 상기 헬리컬 배플(420)에 의하여 회전력을 얻을 ㅅ수 있다. 상기 곡선부를 통과한 오염 가스는 상기 제2 직선부에서 관성을 얻어,상기 제2 보조 배기관(414)에 오염 가스를 제공할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입자 포획 장치를 설명하는 도면이다.

도 6은 도 5의 입자 포획 장치의 헬리칼 배플을 설명하는 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 입자 포획 장치는 진공 용기(300)에 직접 또는 간접적으로 연결된 주배기관(310), 상기 주배기관(310)에서 갈라진 제1 보조 배기관(312) 및 제2 보조 배기관(314)을 포함하는 배기 라인(316), 상기 주배기관(310)에 장착되어 상기 진공 용기(300)의 오염 가스에 회전력을 인가하는 헬리칼 배플(320), 상기 제2 보조 배기관(314)에 연결된 입자 포획부(230), 및 상기 제1 보조 배기관(312)에 연결되는 진공 펌프(340)를 포함한다. 상기 입자 포획부(230)는 상기 헬리칼 배플(420)에 의하여 공급된 오염 가스를 제공받아 입자를 포획한다.

상기 주배기관(310)은 중심 라인(310b) 및 상기 중심 라인(310b)의 중심 부위에 갈라진 입력 라인(310a)을 포함하는 티(tee) 형상을 가질 수 있다. 상기 진공 용기(300)는 상기 입력 라인(310a)과 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 상기 헬리칼 배플은 상기 중심 라인(310b)의 중심 부위에 배치될 수 있다.

상기 중심 라인(310b)의 일단은 상기 제1 보조 배기관(312)과 연결될 수 있다. 상기 중심 라인(310b)의 타단은 상기 제2 보조 배기관(314)과 연결될 수 있다. 상기 입력 라인(310a)을 통하여 공급된 오염 가스는 상기 헬리칼 배플(320)에 의하여 제2 보조 배기관(314) 방향으로 공급되고, 상기 제2 보조 배기관(314)에서 다시 회귀하는 가스는 상기 제1 보조 배기관(312)을 통하여 배기될 수 있다. 상기 헬리칼 배플(320)은 중심에 관통홀을 가지는 중심 원통(320a)과 상기 중심 원통(320a)의 외부면에 헬리칼 형상으로 배치된 날개(320b)를 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입자 포획 장치를 설명하는 도면이다.

도 7을 참조하면, 상기 입자 포획 장치는 진공 용기(500)에 직접 또는 간접적으로 연결된 주배기관(510), 상기 주배기관(510)에 연결되는 외부 배기관(550), 상기 외부 배기관(550)의 내부에 배치된 내부 배기관(560), 상기 주배기관(510)에 장착되어 상기 진공 용기(500)에서 제공되는 오염 가스에 회전력을 인가하는 헬리칼 배플(520), 및 상기 외부 배기관(550)에 연결된 입자 포획부(530)를 포함한다. 상기 내부 배기관(560)은 진공 펌프(540)에 연결된다. 상기 입자 포획부(530)는 상기 헬리칼 배플(520)에 의하여 공급된 오염 가스를 제공받아 입자(10)를 포획한다.

테이퍼부(570)은 상기 주배기관(510)과 상기 외부 배기관(550) 사이에 개재되고 상기 외부 배기관(550) 방향으로 점차적으로 지름이 증가할 수 있다.

상기 입자 포획부(530)는 상기 외부 배기관(550)에 공급되는 오염 가스의 입자(10)의 밀도를 감지하는 입자 감지부(532), 상기 입자 감지부(532)의 후단에 연결되어 상기 외부 배기관(550)을 개폐시키는 게이트 밸브(534), 상기 게이트 밸브(534)의 후단에 연결되어 입자를 저장하는 입자 저장부(567), 상기 입자 저장부(567)에 장착되어 입자들이 쌓인 높이를 감지하는 레벨 카운터(536), 및 상기 입자 저장부(537)의 일단에 배치어 퇴적된 입자들을 제거하기 위한 도어(538)를 포함 할 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 입자 포획 장치를 설명하는 도면이다.

표 1은 도 8의 입자 포획 장치의 전산 모사의 결과이다.

도 8 및 표 1을 참조하면, 상기 입자 포획 장치는 진공 용기에 직접 또는 간접적으로 연결된 주배기관(210), 상기 주배기관(210)에서 갈라진 제1 보조 배기관(212) 및 제2 보조 배기관(214)을 포함하는 배기 라인, 상기 주배기관(210)에 장착되어 상기 진공 용기의 오염 가스에 회전력을 인가하는 헬리칼 배플(220), 상기 제2 보조 배기관(214)에 연결된 입자 포획부, 및 상기 제1 보조 배기관(212)에 연결되는 진공 펌프를 포함한다. 상기 입자 포획부는 상기 헬리칼 배플(220)에 의하여 공급된 오염 가스를 제공받아 입자를 포획한다.

상기 입자 포획 장치의 주배기관(210)의 입력단의 압력(18.64 Torr)은 헬리칼 배플이 없는 경우의 압력(13.7 Torr)에 비하여 증가하였다. 또한, 상기 제1 보조 배기관(212)의 출력단의 압력(10.94 Torr)은 헬리칼 배플이 없은 경우의 압력(2.01)에 비하여 증가하였다. 상기 제1 보조 배기관(212)의 출력단의 출구 유량(0.107 Kg/m³)은 상기 헬리칼 배플이 없는 경우(0.229 Kg/m³)에 비하여 감소하였다. 입자 제거 효율은 입자의 크기에 따라 다르면, 입자 크기에 불문하고 입자 제거율은 증가하였다. 구체적으로, 1μm 의 입자 크기의 경우, 상기 입자 포획 장치의 입자 제거 효율(22.45 %)은 헬리칼 배플이 없는 경우(6.34)에 비하여 증가하였다. 5μm 의 입자 크기의 경우, 상기 입자 포획 장치의 입자 제거 효율(31.98 %) 은 헬리칼 배플이 없는 경우(17.99)에 비하여 증가하였다. 10μm 의 입자 크기의 경우, 상기 입자 포획 장치의 입자 제거 효율(35.95 %)은 헬리칼 배플이 없는 경우(19.91)에 비하여 증가하였다. 상기 입자 포획 장치는 입자의 크기가 증가함에 따라 입자 제거 효율이 증가하였다. 입자의 크기가 큰 입자를 용이하게 제거하는 상기 입자 포획 장치는 진공 펌프에 부담을 감소시키고 수명을 연장시킬 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 포획 장치의 헬리칼 배플을 설명하는 도면들이다.

도 3 및 4는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 입자 포획 장치를 설명하는 도면들이다.

Claims

식각 또는 증착 공정을 진행하는 진공 용기에 직접 또는 간접적으로 연결된 주배기관, 상기 주배기관에서 갈라진 제1 보조 배기관 및 제2 보조 배기관을 포함하는 배기 라인;

상기 주배기관에 장착되어 상기 진공 용기에서 제공되는 오염 가스에 회전력을 인가하는 헬리칼 배플;

상기 제2 보조 배기관에 연결된 입자 포획부; 및

상기 제1 보조 배기관에 연결되는 진공 펌프를 포함하고,

상기 입자 포획부는 상기 헬리칼 배플에 의하여 공급된 오염 가스를 제공받아 입자를 포획하는 것을 특징으로 하는 입자 포획 장치.
제 1항에 있어서,

상기 입자 포획부는 상기 제2 보조 배기관을 개폐시키는 게이트 밸브를 포함하고,

상기 헬리컬 배플은 상기 주배기관의 내주면을 따라 회전하는 적어도 하나의 날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 포획 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 헬리칼 배플에 오염 방지 가스를 주입하는 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 포획 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 주배기관과 상기 제2 보조 배기관은 직선으로 연결되어, 상기 오염 가스는 상기 입자 포획부에 제공되고,

상기 제1 보조 배기관은 상기 주배기관에서 갈라진 것을 특징으로 하는 입자 포획 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제2 보조 배기관은 직경이 점진적으로 감소하는 테이퍼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 포획 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 입자 포획부는:

상기 제2 보조 배기관에 공급되는 오염 가스의 입자의 밀도를 감지하는 입자 감지부;

상기 게이트 밸브의 후단에 연결되어 입자를 저장하는 입자 저장부;

상기 입자 저장부에 장착되어 입자들이 쌓인 높이를 감지하는 레벨 카운터; 및

상기 입자 저장부의 일단에 배치어 퇴적된 입자들을 제거하기 위한 도어를 더 포함하고,

상기 게이트 밸브는 상기 입자 감지부의 후단에 연결되어 상기 제2 보조 배기관을 개폐시키는 것을 특징으로 하는 입자 포획 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 진공 펌프는 저진공 펌프인 것을 특징으로 하는 입자 포획 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 주배기관은 연속적으로 연결된 제1 직선부, 상기 제1 직선부의 진행 방향을 변경하는 곡선부, 및 상기 곡선부에 연결된 제2 직선부를 포함하고,

상기 제2 보조 배기관은 상기 제2 직선부의 말단에 연결되고,

상기 제1 보조 배기관은 상기 제2 직선부의 중심부에서 분기되는 것을 특징으로 하는 입자 포획 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 주배기관은 중심 라인 및 상기 중심 라인의 중심 부위에 갈라진 입력 라인을 포함하는 티(tee) 형상을 가지고,

상기 진공 용기는 상기 입력 라인과 연결되고,

상기 헬리칼 배플은 상기 중심 라인의 상기 중심 부위에 배치되고,

상기 중심 라인의 일단은 상기 제1 배기 라인과 연결되고,

상기 중심 라인의 타단은 상기 제2 배기 라인과 연결되고,

상기 입력 라인을 통하여 공급된 오염 가스는 상기 헬리칼 배플에 의하여 제2 보조 배기관 방향으로 공급되고, 상기 보조 제2 배기관에서 다시 회귀하는 가스는 상기 제1 보조 배기관을 통하여 배기되는 것을 특징으로 하는 입자 포획 장치.
식각 또는 증착 공정을 진행하는 진공 용기에 직접 또는 간접적으로 연결된 주배기관;

상기 주배기관에 연결되는 외부 배기관;

상기 외부 배기관의 내부에 배치된 내부 배기관;

상기 주배기관에 장착되어 상기 진공 용기에서 제공되는 오염 가스에 회전력을 인가하는 헬리칼 배플; 및

상기 외부 배기관에 연결된 입자 포획부를 포함하고,

상기 내부 배기관은 진공 펌프에 연결되고,

상기 입자 포획부는 상기 헬리칼 배플에 의하여 공급된 오염 가스를 제공받아 입자를 포획하는 것을 특징으로 하는 입자 포획 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 입자 포획부는 상기 외부 배기관을 개폐시키는 게이트 밸브를 포함하고,

상기 주배기관과 상기 외부 배기관 사이에 개재되고 상기 외부 배기관 방향으로 점차적으로 지름이 증가하는 테이퍼부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 포획 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 입자 포획부는:

상기 외부 배기관에 공급되는 오염 가스의 입자의 밀도를 감지하는 입자 감지부;

상기 게이트 밸브의 후단에 연결되어 입자를 저장하는 입자 저장부;

상기 입자 저장부에 장착되어 입자들이 쌓인 높이를 감지하는 레벨 카운터; 및

상기 입자 저장부의 일단에 배치어 퇴적된 입자들을 제거하기 위한 도어를 더 포함하고,

상기 게이트 밸브는 상기 입자 감지부의 후단에 연결되어 상기 외부 배기관을 개폐시키는 것을 특징으로 하는 입자 포획 장치.