(57)【要約】  半導体製造工程の反応副産物を捕集する装置が設けられ、本装置は、薄膜の蒸着及び食刻工程でプロセスチャンバから発生される反応副産物が真空ポンプに吸入されることを積極的に遮断しながら反応副産物が実際に捕集される有効面積を最大化することによって反応副産物の捕集効果及び捕集容量を増大させ、それにより捕集された反応副産物を容易に除去することができる。本装置は、内部収容空間を有する中空のハウジングと、プロセスチャンバとハウジングとを連結する第１連結管と、真空ポンプとハウジングとを連結し、ハウジングの底面から内部に伸長して突出する突出部を含む第２連結管と、ハウジング内部に配置され第１連結管を介して流れ込む反応副産物を冷却する冷却要素と、ハウジング内部に複数層形状で配置され反応副産物が積層される捕集プレートとを含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスチャンバと真空ポンプとの間に配置され薄膜の蒸着または食刻工程時に発生した反応副産物を捕集する副産物捕集装置であって、
内部収容空間を有する中空のハウジングと、
前記ハウジングの上側に形成されて前記プロセスチャンバと前記ハウジングとを連結し、前記プロセスチャンバから排出される反応副産物が前記ハウジングに流れ込むようにする第１連結管と、
前記真空ポンプと前記ハウジングとを連結し、前記ハウジングの底面から内部に伸長して突出する突出部を含む第２連結管と、
前記ハウジング内部に複数層形状で配置され前記反応副産物が積層される捕集プレートと、
前記ハウジング内部に配置され前記第１連結管を介して前記ハウジングに流れ込む前記反応副産物を冷却する冷却要素と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記ハウジング内部に配置され前記突出部から分離されて前記第２連結管の前記突出部の入口周辺を包囲する遮断用キャップをさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記遮断用キャップは、前記第２連結管を向いた下側が開口され、上面は前記各捕集プレートに含まれ最下層に配置された捕集プレートに固定され、下面は前記ハウジングの前記底面と前記下面との間の隙間を形成するように配置されるような容器の形状を有することを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ハウジングの前記収容空間は、垂直方向よりも水平方向により広い空間を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記ハウジングは、左側及び右側が開口された円筒形状を有し、前記第１連結管および前記第２連結管にそれぞれ連結される本体と、前記本体の左側及び右側にそれぞれ連結されて前記本体の開口側を遮断する一対のカバーとを含むことを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記各カバーのうち少なくとも一つは、前記本体に対して開閉形式で前記本体に回転自在にヒンジ結合されることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ハウジングは、前記本体の内部円周表面上に配置され前記捕集プレートのそれぞれをスライド形式で支持するガイドレールをさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記各捕集プレートの一端は、前記各カバーのうちいずれか一つに接合され支持され、前記各捕集プレートのそれぞれが接合される前記カバーは前記本体に連結または前記本体から分離できることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記冷却要素は、繰り返し折曲され前記捕集プレートに隣接した、冷媒を循環させながら前記捕集プレート及び前記ハウジングのそれぞれの内部温度を減少させるコイルの形状を有するコイル型冷却ラインを含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記捕集プレートは、複数のパンチ穴を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記捕集プレートのそれぞれは、各層ごとに交互に配置される相対的に大きなパンチ穴を有する捕集プレートと相対的に小さなパンチ穴を有する捕集プレートとを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
プロセスチャンバと真空ポンプとの間に配置され薄膜の蒸着または食刻工程時に発生した反応副産物を捕集する副産物捕集装置であって、
内部収容空間を有する中空のハウジングと、
前記プロセスチャンバと前記ハウジングとを連結する第１連結管と、
前記真空ポンプと前記ハウジングとを連結し、前記ハウジングの底面から内部に伸長して突出する突出部を含む第２連結管と、
前記ハウジング内部に配置され前記第１連結管を介して前記ハウジングに流れ込む前記反応副産物を冷却する冷却要素と、
前記ハウジング内部に配置され、前記突出部から分離されて前記第２連結管の前記突出部の入口周辺を包囲する遮断用キャップとを含むことを特徴とする装置。
【請求項１３】
プロセスチャンバと真空ポンプとの間に配置され薄膜の蒸着または食刻工程時に発生した反応副産物を捕集する副産物捕集装置であって、
左側及び右側が開口され垂直方向よりも水平方向により広い収容空間を有する本体と、前記本体の左側及び右側にそれぞれ結合されて前記本体の開口側を遮断する一対の円板型カバーとを含み、前記各カバーのうちいずれか一つは前記本体に対して開閉形式で回転するように前記本体とヒンジ結合されるハウジングと、
前記プロセスチャンバと前記ハウジングとを連結する第１連結管と、
前記プロセスチャンバを真空状態にするために配置される真空ポンプと前記ハウジングとを連結し、前記ハウジングの内面に沿って流出する前記反応副産物を遮断するために突出部が前記ハウジングの内側から内部に伸長して突出する第２連結管と、
前記ハウジング内部に複数層形状で配置される捕集プレートであって、相対的に大小のパンチ穴を有する２種類の捕集プレートが各層ごとに交互に配置され、前記反応副産物が積層される複数の捕集プレートと、
前記ハウジング内部に配置され、前記突出部から分離されて前記第２連結管の前記突出部の入口周辺を包囲し、前記第２連結管を向いた下側が開口され、上面は前記各捕集プレートに含まれ最下層に配置された捕集プレートに固定されるような容器の形状を有し、前記第２連結管を介して流出した落下する反応副産物を遮断する遮断用キャップと、
繰り返し折曲され前記捕集プレートに隣接した、冷媒を循環させながら前記捕集プレート及び前記ハウジングのそれぞれの内部温度を減少させるコイルの形状を有するコイル型冷却ラインを含み、前記第１連結管を介して前記ハウジングに流れ込む前記反応副産物を冷却する冷却要素と、
を含むことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、特に薄膜の蒸着及び食刻過程時にプロセスチャンバから発生する反応副産物が真空ポンプに吸入されることを積極的に遮断しながら、反応副産物が実際に捕集できる有効面積を最大化することによって反応副産物の捕集効果及び捕集容量を増大させ、それにより捕集された反応副産物を容易に除去することができる半導体製造工程の副産物捕集装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体製造工程は、大きく前工程(製造工程)と後工程(組立工程)とに分類される。前工程とは、各種処理が実行されるチャンバ(Ｃｈａｍｂｅｒ)内のウエハ(Ｗａｆｅｒ)上に薄膜が蒸着され、蒸着された薄膜を選択的に繰り返し食刻することによって特定のパターンが加工される、半導体チップ製造工程と定義される。後工程とは、上記の前工程で製造されたチップを個別的に分離した後にリードフレームと結合して完製品に組み立てる工程と定義される。
【０００３】
このとき、上記ウエハ上に薄膜を蒸着したり、ウエハ上に蒸着された薄膜を食刻したりする工程は、プロセスチャンバ内で有害ガス（例えば、シラン、アルシン、及び塩化ホウ素）およびプロセスガス（例えば、水素）を用いて高温で実行される。上記工程が実行される間に、腐食性異物及び有害物質を含む各種燃焼ガスおよび有害ガスが多量に発生するようになる。
【０００４】
したがって、半導体製造装置には、プロセスチャンバを真空状態にする真空ポンプの後段にスクラバー(Ｓｃｒｕｂｂｅｒ)が設置される。スクラバーは、上記プロセスチャンバから排出される排気ガスを浄化させ、浄化されたガスを大気に放出する。
【０００５】
しかし、上記プロセスチャンバから排出される排気ガスは、大気と接触するか周辺の温度が低いと固形化されて粉末に変わる。上記粉末は排気ラインに固着しそれにより排気圧力を上昇させる。さらに上記粉末が真空ポンプに流れ込む場合に、真空ポンプの故障を誘発し、排気ガスの逆流をもたらす。したがって、プロセスチャンバ内のウエハが汚染されるという問題点があった。
【０００６】
上記の問題点を解決するため、図１に示すように、プロセスチャンバ１０と真空ポンプ３０との間には上記プロセスチャンバ１０から排出される排気ガスを粉末状態で凝着させるために副産物捕集装置が設けられている。
【０００７】
プロセスチャンバ１０および真空ポンプ３０はポンピングライン６０に連結され、上記プロセスチャンバ１０から発生された反応副産物を粉末形態に捕集して蓄積するために捕集管７０が分岐して設けられる。
【０００８】
このような従来の副産物捕集装置の場合、上記プロセスチャンバ１０内部で薄膜の蒸着や食刻工程の間に発生された未反応ガスが、上記プロセスチャンバ１０に比べて相対的に低い温度を有するポンピングライン６０に流れ込む間に粉末９０に固形化される。したがって、未反応ガスは上記ポンピングライン６０から分岐し捕集管７０に蓄積される。
【０００９】
このとき、上記捕集管７０をポンピングライン６０から分岐させて設ける理由は、上記粉末９０が真空ポンプ３０に流れ込まないようにするためである。
【００１０】
しかし、上記のような従来技術の粉末捕集装置は、次のような問題点を有している。
【００１１】
第１に、プロセスチャンバ１０内部から発生された反応副産物は、粉末状態に変換されて捕集管７０に滞積されるまでに長時間かかるため、全体の処理時間が長くなる問題点がある。薄膜を蒸着するか食刻するときに発生された反応副産物が迅速に粉末に変換されて捕集管７０に滞積され、それゆえ反応副産物が上記プロセスチャンバ１０内部に存在しなくなってから、次の薄膜蒸着または食刻工程が行われることができる。しかしながら、上記反応副産物が粉末に変換されるのには長時間かかるので、上記プロセスチャンバ１０は、次の工程を進行するためには、反応副産物がプロセスチャンバ１０から全部除去されるまでに長時間待機しなければならない。したがって、装置稼動率が低下し、プロセスチャンバ１０の長い待機時間によって全体組立時間(ＴＡＴ)が長くなる。
【００１２】
第２に、上記捕集管７０はポンピングライン６０から分岐しているが、多量の反応副産物または粉末が真空ポンプ３０に流入するという問題がいまだにある。
【００１３】
第３に、上記捕集管７０は非常に狭い空間を有しているので、上記捕集管７０に滞積された粉末を頻繁に除去しなければならないという不便がある。
【００１４】
第４に、副産物捕集装置を一つずつ分解しなければならないので、上記捕集管７０に滞積された粉末を除去するのは難しい仕事である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記問題を解決するために、本発明の目的は、プロセスチャンバ内での薄膜の蒸着または食刻処理時に発生する反応副産物をより効果的に捕集することができる副産物捕集装置を提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、捕集された反応副産物を容易に除去することができる副産物捕集装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一つの特徴によれば、プロセスチャンバと真空ポンプとの間に配置され薄膜の蒸着または食刻工程時に発生した反応副産物を捕集する副産物捕集装置であって、内部収容空間を有する中空のハウジングと、前記ハウジングの上側に形成されて前記プロセスチャンバと前記ハウジングとを連結し、前記プロセスチャンバから排出される反応副産物が前記ハウジングに流れ込むようにする第１連結管と、前記真空ポンプと前記ハウジングとを連結し、前記ハウジングの底面から内部に伸長して突出する突出部を含む第２連結管と、前記ハウジング内部に複数層形状で配置され前記反応副産物が積層される捕集プレートと、
前記ハウジング内部に配置され前記第１連結管を介して前記ハウジングに流れ込む前記反応副産物を冷却する冷却要素とを含むことを特徴とする装置が提供される。本発明の上記特徴において、本装置は、前記ハウジング内部に配置され前記突出部から分離されて前記第２連結管の前記突出部の入口周辺を包囲し、前記第２連結管を介して流出した落下する反応副産物を遮断する遮断用キャップをさらに有する。また、遮断用キャップは、前記第２連結管を向いた下側が開口され、上面は前記各捕集プレートに含まれ最下層に配置された捕集プレートに固定されるような容器の形状を有していてもよい。
【００１８】
また、前記ハウジングの前記収容空間は、垂直方向よりも水平方向により広い空間を有し、より広い面積を有する捕集プレートが同じ体積の収容空間に設けられるようにしてもよい。また、前記ハウジングは、左側及び右側が開口された円筒形状を有し、前記第１連結管および前記第２連結管にそれぞれ連結される本体と、前記本体の左側及び右側にそれぞれ連結されて前記本体の開口側を遮断する一対のカバーとを含んでもよい。
【００１９】
また、前記各カバーのうち少なくとも一つは、前記本体に対して開閉形式で前記本体に回転自在にヒンジ結合されてもよい。
【００２０】
また、前記各捕集プレートの一端は、前記各カバーのうちいずれか一つに接合され支持され、前記各捕集プレートのそれぞれが接合される前記カバーは前記本体に連結または前記本体から分離できてもよい。
【００２１】
また、本装置は、前記本体の内部円周表面上に配置され、前記捕集プレートのそれぞれをスライド形式で支持することができるガイドレールをさらに有してもよい。
【００２２】
また、前記冷却要素は、繰り返し折曲され前記捕集プレートに隣接した、冷媒を循環させながら前記捕集プレート及び前記ハウジングのそれぞれの内部温度を減少させるコイルの形状を有するコイル型冷却ラインを含んでもよい。
【００２３】
また、前記捕集プレートは、複数のパンチ穴を含んでもよい。また、前記捕集プレートのそれぞれは、各層ごとに交互に配置される相対的に大きなパンチ穴を有する捕集プレートと相対的に小さなパンチ穴を有する捕集プレートとを含んでもよい。
【００２４】
本発明の別の特徴によれば、プロセスチャンバと真空ポンプとの間に配置され薄膜の蒸着または食刻工程時に発生した反応副産物を捕集する副産物捕集装置であって、内部収容空間を有する中空のハウジングと、前記プロセスチャンバと前記ハウジングとを連結する第１連結管と、前記真空ポンプと前記ハウジングとを連結し、前記ハウジングの底面から内部に伸長して突出する突出部を含む第２連結管と、前記ハウジング内部に配置され前記第１連結管を介して前記ハウジングに流れ込む前記反応副産物を冷却する冷却要素と、前記ハウジング内部に配置され、前記突出部から分離されて前記第２連結管の前記突出部の入口周辺を包囲する遮断用キャップとを含み、前記第２連結管を介して流出した落下する反応副産物を遮断するようにしたことを特徴とする装置が提供される。
【００２５】
本発明の別の特徴によれば、プロセスチャンバと真空ポンプとの間に配置され薄膜の蒸着または食刻工程時に発生した反応副産物を捕集する副産物捕集装置であって、左側及び右側が開口され垂直方向よりも水平方向により広い収容空間を有する本体と、前記本体の左側及び右側にそれぞれ結合されて前記本体の開口側を遮断する一対の円板型カバーとを含み、前記各カバーのうちいずれか一つは前記本体に対して開閉形式で回転するように前記本体とヒンジ結合されるハウジングと、前記プロセスチャンバと前記ハウジングとを連結する第１連結管と、前記プロセスチャンバを真空状態にするために配置される真空ポンプと前記ハウジングとを連結し、前記ハウジングの内面に沿って流出する反応副産物を遮断するために突出部が前記ハウジングの内側から内部に伸長して突出する第２連結管と、前記ハウジング内部に複数層形状で配置される捕集プレートであって、相対的に大小のパンチ穴を有する２種類の捕集プレートが各層ごとに交互に配置され、前記反応副産物が積層される複数の捕集プレートと、前記ハウジング内部に配置され、前記突出部から分離されて前記第２連結管の前記突出部の入口周辺を包囲し、前記第２連結管を向いた下側が開口され、上面は前記各捕集プレートに含まれ最下層に配置された捕集プレートに固定されるような容器の形状を有し、前記第２連結管を介して流出した落下する反応副産物を遮断する遮断用キャップと、繰り返し折曲され前記捕集プレートに隣接した、冷媒を循環させながら前記捕集プレート及び前記ハウジングのそれぞれの内部温度を減少させるコイルの形状を有するコイル型冷却ラインを含み、前記第１連結管を介して前記ハウジングに流れ込む前記反応副産物を冷却する冷却要素とを含むことを特徴とする装置が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
したがって、本発明の副産物捕集装置は、遮断用キャップ及び第２連結管の突出部により、反応副産物が真空ポンプに吸入されるのを積極的に遮断することによって捕集効率を高めることができる。
【００２７】
また、広い捕集プレートを設けることができるので、ハウジングの底面が反応副産物を捕集するために積極的に用いられることができ、捕集容量が著しく増大される。
【００２８】
また、相対的に異なる大きさのパンチ穴を有する２種類の捕集プレートが交互に配置されるので、反応副産物が捕集プレート全体的に均一に蒸着及び積層され、それによりさらに多い量の反応副産物を捕集する。
【００２９】
また、捕集容量が増大し、蒸着及び積層が均一に達成され、よって反応副産物を長時間捕集することができる。結果として、反応副産物を頻繁に除去しなければならない従来の場合に比べて、装置稼動率を向上させることができる。
【００３０】
また、捕集された反応副産物が除去されるとき、カバーを分離するかドアのようにカバーを開閉することにより、ハウジングから捕集プレートを容易に取り出すことができる。よって、反応副産物の除去作業だけでなく、その保守整備作業も容易に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付の図面に基づき説明する。
【００３２】
図２は、本発明の実施形態による副産物捕集装置とプロセスチャンバとの間の連結関係を示す。
【００３３】
図２を参照すると、副産物捕集装置１００は、半導体／ＬＣＤ製造工程またはその同等の工程で薄膜の蒸着や食刻工程に反応副産物が発生するプロセスチャンバ(Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｈａｍｂｅｒ)１０に連結される。副産物捕集装置１００の他の側は、副産物捕集装置１００によってプロセスチャンバ１０の内側を真空状態にする真空ポンプ３０に連結される。
【００３４】
さらに、副産物捕集装置１００はまた、反応副産物を冷凍させることに使用するための冷媒を供給して回収するために、外部冷媒タンク(図示せず)に連結された冷媒供給管４０と冷媒排出管５０とに連結される。よって、冷媒が上記冷媒タンクと副産物捕集装置１００とを経由して循環し、それゆえ副産物捕集装置１００には常に新鮮な冷媒が供給される。上記冷媒は、冷却水やフロンガスでよい。
【００３５】
上記の構造を有する副産物捕集装置１００は、上記真空ポンプ３０に吸入される反応副産物がさらに活発に遮断される一方、反応副産物が実際に蒸着及び積層される有効面積ができる限り確保され、それにより捕集効果を最大化することができるように構成される。
【００３６】
さらに、副産物捕集装置１００は、捕集された反応副産物が容易に除去されることができるように構成される。
【００３７】
以下、本発明の実施形態による副産物捕集装置１００の構成を詳しく説明する。
【００３８】
図３は、本発明の実施形態による副産物捕集装置の斜視図である。図４は図３の副産物捕集装置の部分分解斜視図である。図５は図３の副産物捕集装置の正面投影図である。
【００３９】
図３〜図５を参照すると、上記副産物捕集装置１００は、反応副産物捕集のための収容空間を有するハウジング１１０と、上記ハウジング１１０がプロセスチャンバ１０（以下、図２参照)及び真空ポンプ３０（以下、図２参照)にそれぞれ連結される第１連結管１２０及び第２連結管１３０と、ハウジング１１０に流れ込む反応副産物を急速冷却する冷却要素１４０と、反応副産物が蒸着及び積層される複数の捕集プレート１５０と、遮断用キャップ１６０とを含む。
【００４０】
上記副産物捕集装置１００の第２連結管１３０は、ハウジング１１０の底面１１０ｂから内部に突出する突出部１３１とともに形成される。上記遮断用キャップ１６０は突出部１３１の入口周辺を囲むように突出部１３１から分離されている。したがって、上記副産物捕集装置１００は、ハウジング１１０に流れ込む反応副産物に含まれ捕集プレート１５０に蒸着または積層されない粉末または粉末群形状の反応副産物が、第２連結管１３０を介して真空ポンプ３０にそのまま吸入されるのを第２連結管１３０および遮断用キャップ１６０の遮断機能によって遮断して、ハウジング１１０の底面１１０ｂにそのまま滞積するように形成される。
【００４１】
また、上記副産物捕集装置１００において、ハウジング１１０の内部収容空間は垂直方向よりも水平方向により広い空間を有する。よって同一体積を有するハウジング１１０の収容空間を、さらに広い面積を有する捕集プレート１５０に設置することができ、それにより副産物の捕集効果が増加するようにした。よって、上記副産物捕集装置１００は、捕集されずに排出される反応副産物の量を最小化し、同一体積を有するハウジング１１０における反応副産物の捕集容量を最大化させる。
【００４２】
以下、上記副産物捕集装置１００の構成要素についてより詳しく説明する。
【００４３】
上記ハウジング１１０は、全体的に円筒形状を有する。垂直方向の長さよりも長い水平方向の長さを有するようにその収容空間が形成される。すなわち、上記ハウジング１１０は、横方向に横たえられた円筒形状を有する。上記ハウジング１１０は、垂直方向よりも水平方向により長い内部収容空間を有する場合、捕集プレート１５０は同一体積を有する収容空間においてさらに広い面積を有することができる。上記ハウジング１１０の外形は、限定された配置空間により制限される。捕集プレート１５０は制限された数の層とともに水平に配置される。よって、プロセスチャンバ１０の収容空間が垂直方向よりも水平方向にさらに広く形成されると、反応副産物を同一収容空間内で蒸着及び積層することができる有効な捕集面積をさらに広く確保することができるので、全体的に捕集容量が増大される効果がある。一方、上記ハウジング１１０は円形垂直断面の円筒形状を有するが、ハウジング１１０は四角垂直断面の四角柱形状、または多角垂直断面の多角柱形状を有してもよい。
【００４４】
上記ハウジング１１０は、本体１１１と一対のカバー１１３および１１５とで構成される。上記本体１１１は、左側及び右側が開口された円筒形状を有する。その上側及び下側には、上記第１連結管１２０および第２連結管１３０に連結されるように連結孔１１２Ａおよび１１２Ｂが設けられる。上記カバー１１３および１１５は、第１カバー１１３と第２カバー１１５とを含み、上記本体１１１の左側及び右側にそれぞれ結合されて開口された側を遮断し、それにより密閉された収容空間を形成する。好ましくは、カバー１１３および１１５は捕集プレート１５０の形状に対応するプレート形状を有する。たとえば、カバー１１３および１１５は円形プレートおよび四角プレートのような様々なプレート形状を有する。さらに、上記カバー１１３および１１５は、組み立てられて本体１１１と結合された後にそこから分離されるように、ボルトのような結合要素によって本体１１１と結合される。上記本体１１１とカバー１１３および１１５との結合のために上記本体１１１の左右両端の縁には丸いフランジ１１４および１１６が設けられる。上記フランジ１１４および１１６はボルトを用いてカバー１１３および１１５に結合され、それによりフランジ繋ぎ(ｆｌａｎｇｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ)を形成する。上記カバー１１３および１１５の外面には、使用者の利便のためハンドル１１７および１１９が設けられて、使用者が上記ハウジング１１０を組立、分離或いは移動時に利用できるようにすることが好ましい。上記ハウジング１１０は、相互結合及び分離可能な本体１１１とカバー１１３および１１５との組み合わせで構成される場合、保守整備が容易に実行され、内部に蒸着及び積層された反応副産物が用意に除去されうる。しかしながら、上記カバー１１３および１１５は、上記本体１１１の左右両端のうちいずれか一方から分離されることができ、本体１１１の他端と結合されてもよい。たとえば、上記本体１１１は、開口側を有する円筒形状の容器を有し、開口された一側のみに第１カバー１１３または第２カバー１１５が形成される。
【００４５】
上記第１連結管１２０は、ハウジング１１０の本体１１１の上側に形成された連結孔１１２Ａに設けられ、上記プロセスチャンバ１０とハウジング１１０とを連結する役割を有する。
【００４６】
上記第２連結管１３０は、ハウジング１１０の本体１１１の下側に形成された連結孔１１２Ｂに設けられ、上記プロセスチャンバ１０と真空ポンプ３０とを連結する役割を有する。上記第２連結管１３０の突出部１３１は、上記ハウジング１１０の底面１１０ｂから第２連結管１３０を内部に伸長することによって形成される。このとき、上記突出部１３１の上面は、下側に設けられる捕集プレート１５１ｃから所定距離間隙を介して伸長する。上記第２連結管１３０がハウジング１１０の内部にある程度に突出するように形成されると、上記ハウジング１１０の内側面に沿って移動しながら第２連結管１３０を介して流出される反応副産物を効果的に遮断することができる。このとき、上記第２連結管１３０の突出部１３１によって遮断された反応副産物は、上記第２連結管１３０の突出部１３１の周辺を中心にハウジング１１０の底面１１０ｂに積層される。
【００４７】
また、上記第２連結管１３０を補完するために、上記半導体副産物捕集装置１００は粉末または粉末群形状で落下する反応副産物の流入を遮断するための遮断用キャップ１６０を含む。上記遮断用キャップ１６０は、下側が開口され、上記第２連結管１３０の突出部１３１の入口から所定距離間隙を介して入口周辺を囲むような容器の形状を有する。上記遮断用キャップ１６０は、空気が流れることができるように下面１６０ｂとハウジング１１０の底面１１０ｂとの間に間隔を有する。また、上記遮断用キャップ１６０の上面は、上記各捕集プレート１５０のうち最下層に配置された捕集プレート１５０ｃに接合されて固定される。上記遮断用キャップ１６０は、ハウジング１１０に流れ込んだ後に各捕集プレート１５０に積層されることができずに落下する反応副産物を、第２連結管１３０の突出部１３１の入口に流れ込まないように遮断する。よって、上記第２連結管１３０の突出部１３１および遮断用キャップ１６０は、第２連結管１３０を介して真空ポンプ３０に吸入される反応副産物をできる限り遮断することができ、それにより真空ポンプ３０に吸入される量を最小化する。
【００４８】
上記冷却要素１４０は、繰り返して折曲され上記ハウジング１１０内部で捕集プレート１５０に隣接したコイルの形状の冷却ラインにより設けられる。 また、上記冷却要素１４０の冷却ラインは、外部の冷媒タンク(図示せず)から供給される新鮮な冷媒を循環させることにより上記各捕集プレート１５０及びハウジング１１０の内部温度を低下させる役割を有する。よって、上記ハウジング１１０に流れ込む反応副産物は、上記冷却要素１４０によって冷却されたハウジング１１０と捕集プレート１５０に接触し、それゆえ急速に冷却されて粉末に凝固される。結果として、反応副産物はハウジング１１０の内面および捕集プレート１５０の表面に蒸着される。一般に、半導体処理中に上記プロセスチャンバ１０は、内部温度を４００℃から５００℃までに維持する。これに対し、上記ハウジング１１０の内部温度および上記冷却要素１４０の表面温度は、冷却要素１４０によって相対的に低く維持される。上記ハウジング１１０および捕集プレート１５０は２００℃以下を維持し、好ましくは１００℃以下を維持する。より好ましくは、温度は５０℃以下である。したがって、上記プロセスチャンバ１０の内部に発生された反応副産物、特に未反応ガスが、第１連結管１２０を介してハウジング１１０に流れ込み上記捕集プレート１５０の表面に接するようになるとき、瞬間的に蒸気状態から固体状態に変換され膜を形成するよう蒸着される。一方、膜を形成する工程において蒸着されなかった反応副産物の残りは、ハウジング１１０内部で低い温度で急速に冷却される。結果として、固形化が進行し、それにより副産物は粉末状態で落下し、上記捕集プレート１５０に滞積される。
【００４９】
好ましくは、上記のような冷媒による冷却効果を高めるために、上記捕集プレート１５０のそれぞれおよび冷却要素１４０の冷却ラインは、優れた熱伝導率を有し半導体処理ガスに耐腐食性がある金属素材として形成される。上記捕集プレート１５０および冷却要素１４０は、銅、アルミニウム、ステンレス金属として形成されてもよい。しかしながら、本発明はその材料に限定されず、熱伝導性と耐腐食性がある様々な材料として形成される。
【００５０】
上記捕集プレート１５０において、複数の捕集プレート１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃ、１５３ａ、１５３ｂが上部から下部に所定距離間隙を介してハウジング１１０内部に層状に配列される。また、上記捕集プレート１５０において、相対的に大きなパンチ穴を有する捕集プレート１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃと、小さなパンチ穴を有する捕集プレート１５３ａ、１５３ｂとが各層ごとに交互に配置される。相対的に異なる大きさのパンチ穴１５２および１５４を有する捕集プレート１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃ、１５３ａ、１５３ｂが交互に配置されると、上記捕集プレート１５０は、過剰な負荷なしに反応副産物が円滑に流れることができ、捕集プレート１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃ、１５３ａ、１５３ｂのそれぞれの上面に反応副産物が分散され蒸着または積層されうるという利点を有することができる。この場合、大きなパンチ穴１５２を有する捕集プレート１５１ａが上記捕集プレート１５０の最上層に配置されることが好ましい。これは反応副産物が第１連結管１２０を介してハウジング１１０に流れ込んだ直後に最初の流れを邪魔されないようにするためである。好ましくは、上記捕集プレート１５０の一端は、本体１１１と結合及び分離可能な一対のカバー１１３および１１５のうちのいずれかのカバー１１３および１１５に接合され支持されるように固定される。これは、反応副産物が副産物捕集装置１００によって捕集された後に使用者がカバー１１３および１１５を分離すれば、上記捕集プレート１５０のそれぞれがハウジング１１０とともに取り出されるためである。よって、上記捕集プレート１５０に蒸着及び積層された反応副産物を迅速かつ容易に除去することができる。また、副産物捕集装置１００は便利に組立てられたり保守整備されたりする。図６は、本発明の実施形態による本体１１１から分離されるカバー１１３および１１５とともに取り出される捕集プレート１５０を示す。
【００５１】
以下、上記の構造を有する副産物捕集装置の動作を添付図面に基づいて詳しく説明する。
【００５２】
先ず、上記副産物捕集装置１００が稼動されて動作すると、外部の冷媒タンク(図示せず)と連結された冷却要素１４０がハウジング１１０内部に新鮮な低温の冷媒を供給して循環するようになる。上記ハウジング１１０において、冷却要素１４０から新鮮な冷媒が供給されると、捕集プレート１５０の表面温度及びハウジング１１０の内部表面温度は急激に低下される。
【００５３】
上記副産物捕集装置１００の稼動状態において、薄膜の蒸着または食刻工程が完了された後に、半導体副産物捕集装置１００と連結されたプロセスチャンバ１０内には、薄膜の蒸着や食刻過程から発生された多量の未反応ガスを含んだ反応副産物が生成される。また、真空ポンプ３０が駆動し、プロセスチャンバ１０から排出される反応副産物が第１連結管１２０を介してハウジング１１０に流れ込む。
【００５４】
上記ハウジング１１０に流れ込んだ反応副産物は、拡散しながら既に低温に冷却されている上記ハウジング１１０の内側表面及び捕集プレート１５０ の表面に接触するようになる。よって、上記反応副産物は、上記ハウジング１１０の内側表面及び捕集プレート１５０の表面に接触する瞬間に冷却され、蒸気状態で急速に固形化され蒸着される。このとき、上記ハウジング１１０に流れ込む反応副産物は、最上層に配置された捕集プレート１５０の表面に最初に接触しながら蒸着される。他方で、蒸着されない副産物の残りは捕集プレート１５０に形成されたパンチ穴１５２および１５４を通過して流れ、その下層に配置された捕集プレート１５０の残りと徐々に接触しながら蒸着される。この過程で、上記反応副産物は、相対的に大小のパンチ穴１５２および１５４を有する２種類の捕集プレート１５１および１５３を交互に通過する。したがって、上記反応副産物は、急速に過剰な負荷を受けず円滑に流れ、各層に配置された捕集プレート１５０の表面に均一な量で蒸着される。
【００５５】
このとき、蒸気状態でありつつ膜形成過程で蒸着されない反応副産物の残りもまた、ハウジング１１０内部の低温により粉末に固形化され、その一部は最上層に配置された捕集プレート１５１ａの表面に滞積される。また、その残りの部分は捕集プレート１５０のパンチ穴１５２および１５４を介して落下しながら下層に配置された捕集プレート１５３ａ、１５１ｂ、１５３ｂの表面に滞積される。このように、反応副産物は下層に配置された捕集プレート１５３ａ、１５１ｂ、１５３ｂに繰り返し落下する。結果として、反応副産物は、最上層に配置された捕集プレート１５１ａから最下層に配置された捕集プレート１５１ｃまで全体的に均一に滞積される。
【００５６】
その一方、上記捕集プレート１５０に蒸着されるか積層されずにさらに落下する反応副産物の残りの場合、反応副産物は、上記第２連結管１３０を介してそのまま流出されず、ハウジング１１０の底面１１０ｂに滞積される。これは、突出部１３１がハウジング１１０の底面１１０ｂから内部に突出し、遮断用キャップ１６０が突出部１３１の入口周辺を囲んで落下する反応副産物を遮断するからである。すなわち、上記遮断用キャップ１６０は、落下する反応副産物が直接に第２連結管１３０に流れ込むのを遮断する。また、反応副産物がハウジング１１０の底面１１０ｂに到逹した後に、真空ポンプの真空圧による第２連結管１３０を介した反応副産物の吸い込みは、第２連結管１３０の突出部１３１の外表面によって遮断され、それゆえ反応副産物はその周辺に滞積される。
【００５７】
このように本発明では、ハウジング１１０に流れ込む反応副産物の一部はハウジング１１０の内側面及び捕集プレート１５０の表面に蒸着されて急速に膜化され、反応副産物の他の一部はハウジング１１０内部の冷却された温度で固形化された後に捕集プレート１５０に滞積される。また、捕集プレート１５０に滞積されず落下した冷却された温度の残りは、第２連結管１３０に吸い込まれる必要がなく遮断され、ハウジング１１０の底面１１０ｂにおける第２連結管１３０の突出部１３１周辺に滞積される。
【００５８】
図７は、本発明の他の実施形態による副産物捕集装置の斜視図である。図８は図７の半導体副産物捕集装置の側面投影図である。図９は図７の副産物捕集装置の本体およびカバーの分解斜視図である。
【００５９】
図７〜図９を参照すると、本発明の他の実施形態による半導体副産物捕集装置２００は、本体１１１とカバー１１５との間に配置されこれらを開閉式で回転可能に連結するヒンジ部材１７０をさらに含む。上記ヒンジ部材１７０は、本体１１１の左側及び右側に結合されるカバーのうち少なくとも一つのカバー１１５に結合される。 
【００６０】
上記副産物捕集装置２００は、本体１１１の円周面に長さ方向に形成され、捕集プレート１５０のそれぞれの両端をスライド可能に支持するガイドレール１８０をさらに含む。上記捕集プレート１５０がハウジング１１０に挿入されるとき、上記ガイドレール１８０は、捕集プレート１５０が水平に挿入されて安定に支持されるようにする。一対のガイドレール１８０は、両側で捕集プレート１５０を支持するので、その対の数は捕集プレート１５０の数に対応する。上記副産物捕集装置２００において、一旦ガイドレール１８０が設けられると、捕集プレート１５０は個別的に本体１１１から抜き取ることができる。よって、上記副産物捕集装置２００は、捕集プレート１５０を個別的に分離することにより捕集された副産物を除去することができるため、除去作業や保守整備がより便利に実行できる。しかしながら、この場合には、図３〜図５の副産物捕集装置１００と異なり、上記捕集プレート１５０はカバー１１５に接合されたり固定されない。
【００６１】
本発明は、特定の実施形態に基づいて特に示され記述されるが、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲から逸脱せずに、形式的および詳細な様々な変形が可能であることが、当業者により理解される。したがって、本発明の範囲は発明の詳細な説明によってではなく添付の特許請求の範囲によって定義され、範囲内の全ての相違は本発明に含まれるように構築される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】従来の半導体装置の粉末捕集装置を示す図である。
【図２】本発明の実施形態による副産物捕集装置とプロセスチャンバとの間の連結関係を示す図である。
【図３】本発明の実施形態による副産物捕集装置の斜視図である。
【図４】図３の副産物捕集装置の部分分解斜視図である。
【図５】図３の副産物捕集装置の正面投影図である。
【図６】図３の副産物捕集装置の本体およびカバーの分解斜視図である。
【図７】本発明の他の実施形態による副産物捕集装置の斜視図である。
【図８】図７の副産物捕集装置の側面投影図である。
【図９】図７の半導体副産物捕集装置の本体およびカバーの分解斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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