(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプでポンピングする反応副産物ガスの騒音を除去する半導体製造用真空ポンプのサイレンサーアセンブリであって、
真空ポンプにおいて反応副産物ガスをポンピングするポンプ部の排出側に連結され、ポンピングした反応副産物ガスを後端部から先端部に通過させるサイレンサーと；
前記サイレンサーの外周面を離隔して囲んで、サイレンサーとの間に加熱空間を設ける外管と；
前記加熱空間に窒素ガスを供給する窒素ガス供給部と；
前記加熱空間でサイレンサーの外周面に接触して加熱された窒素ガスを、前記サイレンサーの内部へ噴射する窒素ガス噴射部と、を含み、
前記加熱空間には、前記サイレンサーの外周面を螺旋状に巻きつけ、窒素ガスの流れを案内するガイドワイヤがさらに備えられ、
前記窒素ガス供給部は、窒素ガスを前記外管の先端部から供給し、前記窒素ガス噴射部は、加熱された窒素ガスを前記サイレンサーの後端部から噴射することを特徴とするサイレンサーアセンブリ。
【請求項２】
請求項１において、
前記窒素ガス供給部は、前記外管の外周面に隣接する位置で、前記外管の後端部から先端部に至るまで長手方向に設けられる予備加熱管として備えられ、前記予備加熱管の窒素ガス流入口は、後端部に位置し、窒素ガスを前記外管の加熱空間に供給する窒素ガス流出口は、先端部に位置することを特徴とするサイレンサーアセンブリ。
【請求項３】
請求項１において、
前記窒素ガス噴射部は、
前記サイレンサーの後端部の外側を離隔して囲んで、前記加熱空間から加熱した窒素ガスが供給されるチャンバを形成する胴体と；
前記チャンバの内部に流れ込んだ窒素ガスを、前記サイレンサーの内部へ噴射する噴射ノズルとを含むことを特徴とするサイレンサーアセンブリ。
【請求項４】
請求項３において、
前記噴射ノズルの噴射孔は、前記サイレンサーの内周面から突出した位置で、反応副産物ガスの流れ方向に窒素を噴射するように形成されることを特徴とするサイレンサーアセンブリ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のサイレンサーアセンブリを含む半導体製造用真空ポンプ。
【請求項６】
サイレンサー内部で反応副産物ガスが固形化されるのを防止するための噴射する窒素ガスの加熱方法であって、
真空ポンプにおいて反応副産物ガスをポンピングするポンプ部の排出側に連結され、ポンピングされた反応副産物ガスを後端部から先端部に通過させるサイレンサーの外周面に外部から供給される窒素ガスを接触させて加熱するとともに、
前記窒素ガスを、前記サイレンサーの外周面に沿って螺旋状に流れるように案内し、
その加熱された窒素ガスを、サイレンサー内部に噴射することにより、サイレンサー内部で反応副産物ガスが固形化されるのを防止できるようにしたことを特徴とする窒素ガスの加熱方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記窒素ガスを、サイレンサーの外周面に接触させる前に予備加熱することを特徴とする窒素ガスの加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装備に関し、特に、サイレンサー自体の表面の高い温度を用いて窒素ガスを加熱し、これをサイレンサーの内部に供給することにより、反応副産物の固形化による目詰まりという問題点を解消しながら、別途の熱源の使用によるエネルギー費用を低減するようにした省エネルギー型のサイレンサーアセンブリ、これを備える半導体製造用真空ポンプ、及び窒素ガスの加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体製造工程は、大別して、前工程（Fabrication工程）と後工程（Assembly工程）からなり、前工程とは、各種のプロセスチャンバ（Chamber）内でウエハ（Wafer）上に薄膜を蒸着し、蒸着した薄膜を選択的にエッチングする過程を繰返し行い、特定のパターンを加工することにより、いわゆる半導体チップ（Chip）を製造する工程をいい、後工程とは、前記前工程において製造したチップを個別的に分離した後、リードフレームに結合して完成品として組立てる工程をいう。
【０００３】
このとき、前記ウエハ上に薄膜を蒸着する、あるいは、ウエハ上に蒸着した薄膜をエッチングする工程は、プロセスチャンバ内において、シラン（Silane）、アルシン（Arsine）、及び塩化ホウ素などの有害ガスと、水素などのプロセスガスとを用いて高温で行われ、前記工程が進行する間、プロセスチャンバの内部には、各種の発火性ガス、腐食性異物、及び有毒成分を含む反応副産物ガスが多量発生する。
【０００４】
よって、半導体製造工程には、図１に示すように、プロセスチャンバを真空引きする真空ポンプの後側には、前記プロセスチャンバから排出される反応副産物ガスを浄化させた後、大気中に放出するスクラッバー（Scrubber）を設ける。
【０００５】
しかし、プロセスチャンバから発生した有毒性反応副産物ガスが、プロセスチャンバから各配管１５ａ、１５ｂを介して真空ポンプ及びスクラッバーに至る過程において固形化し溜まりやすく、目詰まり現象が発生することがあった。
【０００６】
よって、このように反応副産物ガスが固形化して目詰まり現象が発生していた問題点を解消するために、韓国公開特許第２００５−８８６４９号に開示されたように、反応副産物ガスが流れる配管、特に、真空ポンプの流出側配管の内部に高温の窒素ガスを噴射する方式の窒素ガス噴射装置１２が開発されている。
【０００７】
しかし、外付け型のものとして備えられる従来の窒素ガス噴射装置１２は、前記真空ポンプの内部に設けられるサイレンサー４（Silencer）の目詰まりという問題点を解決することができないという限界を有していた。前記サイレンサー４は、真空ポンプの内部において騒音を抑えようとする用途で設けられたが、ポンピング作用をするポンプ部２の排出部３に連設され、一度に多量の反応副産物が通過する地点となるため、反応副産物による目詰まりという問題点に常時露出されていたが、これに対する確実な解決策がなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国公開特許第２００５−８８６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような従来の諸問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、サイレンサー自体の表面の高い温度を用いて窒素ガスを加熱し、これをサイレンサーの内部に供給することにより、反応副産物の固形化による目詰まりという問題点を解消しながら、別途の熱源の使用によるエネルギー費用を低減するようにした省エネルギー型のサイレンサーアセンブリ、これを備える半導体製造用真空ポンプ、及び窒素ガスの加熱方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記のような目的を達成するため、本発明の技術的思想による半導体製造用サイレンサーアセンブリは、真空ポンプでポンピングする反応副産物ガスの騒音を除去する半導体製造用真空ポンプのサイレンサーアセンブリであって、真空ポンプにおいて反応副産物ガスをポンピングするポンプ部の排出側に連結され、ポンピングした反応副産物ガスを後端部から先端部に通過させるサイレンサーと；前記サイレンサーの外周面を離隔して囲んで、サイレンサーとの間に加熱空間を設ける外管と；前記加熱空間に窒素ガスを供給する窒素ガス供給部と；前記加熱空間でサイレンサーの外周面に接触して加熱した窒素ガスを、前記サイレンサーの内部へ噴射する窒素ガス噴射部と、を含むことを技術的構成の特徴とする。
【００１１】
ここで、前記加熱空間には、前記サイレンサーの外周面を螺旋状に巻きつけ、窒素ガスの流れを案内するガイドワイヤがさらに備えられることを特徴とする。
【００１２】
また、前記窒素ガス供給部は、窒素ガスを前記外管の先端部から供給し、前記窒素ガス噴射部は、加熱した窒素ガスを前記サイレンサーの後端部から噴射することを特徴とする。
【００１３】
さらに、前記窒素ガス供給部は、前記外管の外周面に隣接する位置で、前記外管の後端部から先端部に至るまで長手方向に設けられる予備加熱管として備えられ、前記予備加熱管の窒素ガス流入口は、後端部に位置し、窒素ガスを前記外管の加熱空間に供給する窒素ガス流出口は、先端部に位置することを特徴とする。
【００１４】
また、前記窒素ガス噴射部は、前記サイレンサーの後端部の外側を離隔して囲んで、前記加熱空間から加熱した窒素ガスが供給されるチャンバを形成する胴体と；前記チャンバの内部に流れ込んだ窒素ガスを、前記サイレンサーの内部へ噴射する噴射ノズルとを含むことを特徴とする。
【００１５】
さらに、前記噴射ノズルの噴射孔は、前記サイレンサーの内周面から突出した位置で、反応副産物ガスの流れ方向に噴射するように形成されることを特徴とする。
【００１６】
なお、本発明による半導体製造用真空ポンプは、前記サイレンサーアセンブリを含むことを技術的構成の特徴とする。
【００１７】
また、本発明による窒素ガスの加熱方法は、反応副産物ガスの固形化を防止するために噴射する窒素ガスの加熱方法であって、外部から供給される窒素ガスを真空ポンプのサイレンサーの外周面に接触させて加熱することを技術的構成の特徴とする。
【００１８】
ここで、前記窒素ガスを、前記サイレンサーの外周面に沿って螺旋状に流れるように案内することを特徴とする。
【００１９】
さらに、前記窒素ガスを、サイレンサーの外周面に接触させる前に予備加熱することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によるサイレンサーアセンブリ、これを備える半導体製造用真空ポンプ、及び窒素ガスの加熱方法は、サイレンサー自体の表面の高い温度を用いて窒素ガスを加熱し、これをサイレンサーの内部に供給することにより、反応副産物の固形化による目詰まりという問題点を解消することができる。
【００２１】
また、本発明は、サイレンサーを離隔して囲む外管を備える二重管の構造により、窒素ガスを、限られた空間に閉じ込め、サイレンサーの外周面の表面により効果的に接触させることができる。
【００２２】
さらに、本発明は、ガイドワイヤを備えることにより、窒素ガスがサイレンサーの外周面の表面により広い接触面積でより長時間で接触することができる。
【００２３】
また、本発明は、窒素ガスを予備的に加熱する予備加熱管を備え、冷たい窒素ガスが直ぐにサイレンサーの表面に接触しないようにすることにより、サイレンサーの内部を流れる反応副産物が固形化するおそれを解消する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、従来の技術を説明する参照構成図である。
【図２】図２は、従来の技術を説明する真空ポンプの構成図である。
【図３】図３は、本発明によるサイレンサーアセンブリの斜視図である。
【図４】図４は、本発明によるサイレンサーアセンブリの構成を説明する断面図である。
【図５】図５は、本発明によるサイレンサーアセンブリの動作を説明する部分切開図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、上記のような本発明の技術的思想による実施例を、添付図面を参照して具体的に説明する。
【００２６】
本発明によるサイレンサーアセンブリは、半導体製造用真空ポンプに含まれ、高温状態のサイレンサーの外周面の表面温度を用い、反応副産物の固形化を防止するための窒素ガスを、別途の熱源を設けることなく加熱することができるように構成される。このような構成によると、窒素ガスを加熱するために必要となる熱源を別途設けなくてもよいので、多大なエネルギーを低減することができる。
【００２７】
以下、本発明によるサイレンサーアセンブリの構成を説明する。
【００２８】
図３は、本発明によるサイレンサーアセンブリの斜視図であり、図４は、本発明によるサイレンサーアセンブリの構成を説明する断面図である。
【００２９】
図示したように、本発明によるサイレンサーアセンブリは、サイレンサー１１０を中心に、その外周面を離隔して囲んで加熱空間１２０ａを形成させる外管１２０と、外部から窒素ガスを供給する窒素ガス供給部１５０となる予備加熱管１３０と、前記加熱空間１２０ａにおいて窒素ガスの流れを案内するガイドワイヤ１４０と、前記加熱空間１２０ａで加熱した窒素ガスを前記サイレンサー１１０の内部へ噴射する窒素ガス噴射部１５０とを含む。
【００３０】
このような構成要素からなる本発明は、前記サイレンサー１１０と外管１２０とがなす二重管の構造により加熱空間１２０ａを設け、その加熱空間１２０ａ内に窒素ガスを投入し、サイレンサー１１０の外周面に接触させることにより、窒素ガスを高温に加熱することを核心的な技術とする。
【００３１】
以下、上記構成要素を中心に、本発明について詳述する。
【００３２】
先ず、前記サイレンサー１１０は、真空ポンプにおいて反応副産物ガスをポンピングするポンプ部の排出側に連結され、ポンピングした反応副産物ガスを後端部から先端部に通過させる。
【００３３】
また、前記外管１２０は、前記サイレンサー１１０の外周面を離隔して囲んで、サイレンサー１１０との間に加熱空間１２０ａを設ける。これにより、前記サイレンサー１１０と外管１２０とによって前記加熱空間１２０ａを有する二重管の構造が形成され、前記加熱空間１２０ａに投入した窒素ガスが、前記サイレンサー１１０の外周面の表面と接触する。このとき、既知のように、真空ポンプ内において相当高い温度を帯びているサイレンサー１１０により、サイレンサー１１０の外周面に接触する窒素ガスが自然に高温に加熱される。
【００３４】
前記窒素ガス供給部１５０である予備加熱管１３０は、前述のように、前記加熱空間１２０ａに窒素ガスを供給する役割を行う。そのため、予備加熱管１３０は、前記外管１２０の外周面に隣接する位置で、前記外管１２０の後端部から先端部に至るまで前記外管１２０の長手方向に沿って設けられる。ここで、前記予備加熱管１３０の窒素ガス流入口１３１は、後端部に位置し、窒素ガスを前記外管１２０の加熱空間１２０ａに供給する窒素ガス流出口１３３は、先端部に位置する。
【００３５】
このような予備加熱管１３０の構成によれば、外部から供給される窒素ガスが前記加熱空間１２０ａに流れ込む前に、予備加熱管１３０の内部空間に沿って流れながら予熱が行われる。このように、窒素ガスが加熱空間１２０ａに流れ込む前に予熱が行われれば、窒素ガスが冷たい状態で急にサイレンサー１１０の外周面の表面に接触することを防止することができる。もし、冷たい窒素ガスがサイレンサー１１０の外周面の表面に直ぐに接触すると、サイレンサー１１０の内部を流れる反応副産物ガスが局所的に影響を受けて固形化するおそれがある。
【００３６】
前記窒素ガス供給部１５０は、前記加熱空間１２０ａにおいてサイレンサー１１０の外周面に接触して加熱された窒素ガスを、前記サイレンサー１１０の内部へ噴射する役割を行う。そのため、前記窒素ガス供給部１５０は、前記サイレンサー１１０の後端部の外側を離隔して囲んで、前記加熱空間１２０ａから加熱した窒素ガスが供給されるチャンバ１５１、１５５を形成する胴体１５１と、前記チャンバ１５１、１５５の内部に流れ込んだ窒素ガスを前記サイレンサー１１０の内部へ噴射する噴射ノズル１５７とを含む。
【００３７】
ここで、前記窒素ガス供給部１５０の胴体１５１をみると、サイレンサー１１０の後端部に結合され、あるいは、一体型で備えられ、中央に、前記サイレンサー１１０に連通する大きな中孔を備える。また、前記胴体１５１のチャンバ１５１、１５５は、前記加熱空間１２０ａから窒素ガスを順次取り入れる第１のチャンバ１５１及び第２のチャンバ１５５からなり、その二つのチャンバ１５１、１５５は、連通ホール１５３で連通する。
【００３８】
ここで、前記噴射ノズル１５７は、窒素ガス供給部１５０の胴体１５１の中孔の内周面から突出した位置で、前方に向かって形成した噴射孔１５７ａを備える。このような噴射ノズル１５７の噴射孔１５７ａによると、前記サイレンサー１１０の内部を流れる反応副産物ガスの流れ方向と同一方向に窒素ガスを噴射することができ、窒素ガスの噴射により、反応副産物ガスの流れを妨げず、むしろ、エジェクターの効果を奏することができ、反応副産物ガスの流れを加速させることができる。
【００３９】
前記ガイドワイヤ１４０は、前記加熱空間１２０ａにおいて前記サイレンサー１１０の外周面を螺旋状に巻きつける形態で備えられる。ここで、前記ガイドワイヤ１４０の厚さは、前記加熱空間１２０ａの高さ、あるいは、それに近似した程度のものが備えられる。このように前記ガイドワイヤ１４０が備えられると、前記加熱空間１２０ａにおいて流れる窒素ガスが、単に直線状に流れるのではなく、前記ガイドワイヤ１４０に案内されながら、サイレンサー１１０の外周面に沿って螺旋状に流れる。よって、前記加熱空間１２０ａ内においてサイレンサー１１０の表面に対する窒素ガスの接触面積と接触時間が増え、熱交換効果が増大する。
【００４０】
参考までに、言及していない符号１９１は、ポンプ部に連結するための連結具である。
【００４１】
このように構成した本発明によるサイレンサーアセンブリの動作を、添付図面に基づいて詳述すると、以下のとおりである。
【００４２】
先ず、真空ポンプが作動している状態では、その内部の高温雰囲気により、サイレンサー１１０が高温に加熱された状態にある。
【００４３】
このように、前記サイレンサー１１０自体の温度が高くなるように加熱すれば、前記サイレンサー１１０と外管１２０との間に形成される加熱空間１２０ａも高い温度雰囲気を有し、それより低いものの、前記加熱空間１２０ａに連通する予備加熱管１３０も、比較的高い温度雰囲気を有する。
【００４４】
このような状態で、外部から予備加熱管１３０に窒素ガスが供給されれば（１）、前記窒素ガスが加熱空間１２０ａに流れ込む前に、前記予備加熱管１３０を流れる間に予備加熱され、一次的な温度上昇がなされる（２）。
【００４５】
その後、前記予備加熱管１３０で一次的に温度上昇がなされた窒素ガスは、予備加熱管１３０の先端部の窒素ガス流出口１３３を介して、サイレンサー１１０と外管１２０との間に形成される加熱空間１２０ａに投入される（３）。
【００４６】
その後、前記加熱空間１２０ａに投入された窒素ガスは、加熱空間１２０ａ内でサイレンサー１１０の外周面の表面に接触しつつ後方に流れる（４）。このとき、加熱空間１２０ａ内に投入された窒素ガスは、ガイドワイヤ１４０に沿って螺旋状に流れ、前記サイレンサー１１０に接触する面積及び時間が増える。
【００４７】
このように、前記加熱空間１２０ａに投入された窒素ガスが、高温のサイレンサー１１０の外周面に接触して流れてから、前記加熱空間１２０ａの後端部に至ったときには、相当に高い温度に加熱された状態となる。
【００４８】
その後、前記加熱空間１２０ａで高温に加熱された窒素ガスは、窒素ガス噴射部１５０の胴体１５１の第１のチャンバ１５１及び第２のチャンバ１５５を経た後（５）、噴射ノズル１５７の噴射孔１５７ａを介してサイレンサー１１０の内部へ噴射される（６）。このように噴射される窒素ガスは、前記サイレンサー１１０の内部を流れる反応副産物ガスの流れ方向と一致する方向に噴射され、反応副産物ガスの流れを妨げることなく混じ合うことにより、反応副産物ガスの固形化を防ぎ、エジェクト効果により、反応副産物ガスの流れにも役立つ。
【００４９】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は、様々な変化、変更及び均等物を使用することができる。本発明は、上記実施例を適宜変形し、同様に応用することができることが明確である。よって、上記記載内容は、以下のような特許請求の範囲の限界により決まる本発明の範囲を限定するものではない。
【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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