CN101542019B - 排气系统 - Google Patents

Abstract

一种排气系统，包括：排气压力控制器，该排气压力控制器插设到排气通道中并包括：管体，该管体包括侧周壁，其中形成至少一个端口；和气体导入壁，用于导入从管体上游侧流过来的排放气体，以使排放气体流到下游而不与所述端口及其附近处直接接触，气体导入壁的一个面连同侧周壁的内部面一起形成压力控制路径，而气体导入壁的另一个面形成排气路径，排放气体沿着该排气路径流动。所述端口与压力控制路径连通，并且压力控制路径与排气路径连通于所述端口的下游的部分。

Description

排气系统

技术领域

本发明涉及用于排出来自半导体晶片处理装置的反应室等的排放气体的排气系统，尤其涉及一种排气捕集装置(exhaust trap)的改进，该排气捕集装置收集由排放气体中所包含的未反应气体生成的固态物质。

背景技术

通常，对于制造半导体元件来说，将反应气体导入处理装置中的反应室内而进行预定的处理，处理装置例如是利用CVD(化学蒸汽沉积)的膜形成系统、用于处理半导体晶片表面的氧化/扩散系统、或者用于在薄膜中形成布线图案的干蚀刻系统，等等。例如，在形成聚—Si，SiO₂，Si₂N₄或类似物的膜的情况下，将诸如SiH₄，Si₂H₆，SiH₂，Cl₂，NH₃，PH₃，N₂O，TEOS或类似的反应气体导入反应室中，以通过热处理在半导体基板上形成相应的膜。

这些系统进行的处理中所用到的反应气体具有低到几个百分比的利用效率，而几乎所有的反应气体都作为未反应气体被排出。当一种包含这样未反应气体的排放气体通过排气通道时，该未反应气体由于排放气体的温度降低而凝聚，令由反应产物和来自膜形成气体的液化物质等生成的固态物质(例如，NH₄Cl和AlCl₃)沉淀在管道内壁等处上。当反应室内的压力改变时，例如，从减压的环境改变到大气压环境，沉淀在排气通道里的固态物质飞回(fly back)(回流(backflow))到反应室内，附着在半导体晶片上，从而导致半导体元件的产量降低。

鉴于前述情况，在这样的排气系统中，在反应室和真空泵之间设置排气压力控制器，该排气压力控制器用于通过抽真空而降低过剩压力。采用这种排气压力控制器，通过导入惰性气体而稀释残余的膜形成成分，并且通过抽真空而降低过剩压力。在某些类型的排气压力控制器中，多个(例如，三到五个)管接头(pipingjoint)被连接到其排气管，用于除了通过气体导入/排放而调整压力外，还通过导入惰性气体而稀释残余的膜形成成分等等。所述管接头连接到惰性气体供应装置、真空泵等等，所述惰性气体供应装置由导入管、流量控制器、调节器、化学汽缸(chemical cylinder)等构成(例如参见专利文献1)。专利文献1：日本专利申请公开文件，公开号为：特开平5-17287。

发明概述

本发明要解决的问题

前述排气压力控制器的排气管在处理装置的运行过程中被带加热器(tapeheater)或者类似的装置整体加热，从而不让排放气体中包含的残余的膜形成成分以及由其生成的固态物质附着在排气管的内壁上。如图18所示，排气管(短管)43具有附件即管接头44，带加热器或者类似物很难卷绕在它上面。因此，很难充分加热与管接头44连通的排气管43的端口45及其附近部分。这导致了排气管43中所通过的排放气体中所包含的未反应气体与端口45接触，引起排放气体的温度降低。温度降低导致未反应气体的凝聚，从而被凝聚的未反应气体作为固态物质(沉积物)D沉淀并附着在其上。当所沉积的固态物质发热，端口45就被阻塞了，由此抑制了用于降低过剩压力的惰性气体的导入以及空气排放。因此，清洁操作(保养)的周期被缩短，从而降低了半导体元件处理装置的可利用率。

鉴于前述情况，本发明的目的在于，在一种包括排气压力控制器的用于减小排放气体压力变化的排气系统中，通过防止排放气体中所包含的残余的膜形成成分以及由其产生的固态物质在端口阻塞，以延长排气压力控制器的保养周期，从而提高半导体元件处理装置等的可利用率，其中该排气压力控制器包括排放气体通过的管体，并且该管体具有侧周壁，在该侧周壁上形成至少一个端口。

解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明提供一种排气系统，该排气系统包括：排气压力控制器，所述排气压力控制器插设到排气通道中并包括：管体，所述管体包括侧周壁，在所述侧周壁中形成至少一个端口；和气体导入壁，用于导入从所述管体上游侧流过来的排放气体，以使排放气体流到下游而不与所述端口及其附近处直接接触，所述气体导入壁的一个面连同所述侧周壁的内部面(innerface)一起形成压力控制路径，而所述气体导入壁的另一个面形成排气路径，排放气体沿所述排气路径流动，其中，所述端口与压力控制路径连通，并且压力控制路径与排气路径连通于所述端口的下游的部分。

在上述排气系统中，排气压力控制器可以进一步包括：可拆卸地安装在所述管体上游内缘的环；和环形的密封构件，所述环形密封部件围绕所述环的外周安装从而被置于所述管体的上游端部与位于所述管体上游的排气管之间，其中，所述气体导入壁的上游端部固定在所述环。

进一步的，所述气体导入壁沿着所述侧周壁的内部面可以是筒形。

可选的是，在上述排气系统进一步包括用于使排放气体中的反应气体凝聚并捕获住它的排气捕集装置的情况下，优选的是，所述排气捕集装置包括：插设到排气通道中的凝聚管；一对第一附着板，包括凝聚管轴心的纵截面夹在这一对第一附着板之间，这一对第一附着板在所述凝聚管内关于所述纵截面彼此相对，第一路径形成在这一对第一附着板之间；带状第二附着板，该带状第二附着板在所述凝聚管中形成于所述第一路径的下游，使得沿着所述轴心方向观察时，其对应于所述第一路径并且桥接所述凝聚管的内部面，一对第二路径形成于所述第二附着板与所述凝聚管的内部面之间，所述纵截面夹在这一对第二路径之间，这一对第二路径关于所述纵截面彼此相对；以及多个翅片，所述多个翅片立设于所述一对第一附着板的上部面(upper face)和所述第二附着板的上部面上。

在以上情况下，立设于所述第一附着板的上部面的相邻翅片可以在高度上互不相同；导入冷却介质的筒状冷却空间可以形成于凝聚管的侧周壁内；多个翅片的每个都可以具有受到喷砂处理的表面；凝聚管在它的上游端部和下游端部可以分别从上游的排气管和下游的排气管上拆卸；或者排气捕集装置可以进一步包括：一对第三附着板，其在形状和尺寸上与所述一对第一附着板大致相同，并且其在凝聚管内设置在第二附着板的下游，使得沿着所述轴心方向观察时，其与第二附着板重叠；和第四附着板，其在形状和尺寸上与第二附着板大致相同，并且其在凝聚管内设置在第三附着板的下游，使得沿着所述轴心方向观察时，其与第二附着板交叉。进一步地，优选将排气捕集装置设置在排气压力控制器的下游。在排气系统进一步包括真空排气装置的情况下，所述真空排气装置优选设置在排气捕集装置的下游。

此外，所述排气系统可以进一步包括中心环，所述中心环设置在排放气体所经过方向上相邻的排气管之间的接头部分上，其中，所述中心环包括：置于相邻的排气管之间的环；围绕所述环外围安装的环形密封部件；与所述环整体形成的套管，该套管设置在至少一个所述相邻的排气管内；一对第一附着板，包括套管轴心的纵截面夹在这一对第一附着板之间，这一对第一附着板在套管内关于所述纵截面彼此相对，第一路径形成在所述一对第一附着板之间；第二附着板，在套管中形成于所述一对第一附着板的下游，使得沿着所述轴心方向观察时，其对应于第一路径并且桥接套管的内部面，一对第二路径形成于第二附着板与套管的内部面之间，所述纵截面夹在这一对第二路径之间，这一对第二路径关于所述纵截面彼此相对；多个翅片，所述多个翅片立设于所述一对第一附着板的上部面和所述第二附着板的上部面上。

另外，在以上的排气系统进一步包括用于去除排放气体中未反应的气体的排放气体解毒装置的情况下，所述排放气体解毒装置可以设置在所述中心环的下游。

发明效果

本发明达到以下效果。

根据本发明的排气系统的排气压力控制器防止了由排放气体中未反应气体产生的固态物质附着在端口及其附近处，从而防止了所述端口因固态物质的附着和沉积而被阻塞。这延长了为了去除这样的固态物质而进行的保养周期。在排气系统连接到制作半导体元件过程中用于膜形成、氧化/扩散、干蚀刻或者类似操作的反应室的排放侧的情况下，延长的保养周期提高了半导体元件处理装置的可利用率。

附图说明

【图1】图1是示出了本发明实施例的排气系统整体的构成图。

【图2】图2是示出了排气系统中所包含的排气压力控制器的结构的纵截面图。

【图3】图3是排气压力控制器的横截面图。

【图4】图4是排气压力控制器的分解透视图。

【图5】图5是示出了排气压力控制器的变形例的纵截面图。

【图6】图6是该变形例的横截面图。

【图7】图7是示出了排气系统中所包含的排气捕集装置的结构截面的正视图。

【图8】图8是排气捕集装置的截面平面图。

【图9】图9是排气捕集装置的截面侧视图。

【图10】图10是用于说明排气捕集装置的示意透视图。

【图11】图11是示出了排气捕集装置的变形例1的截面正视图。

【图12】图12是变形例1的截面平面图。

【图13】图13是变形例1的截面侧视图。

【图14】图14是用于说明排气捕集装置的变形例2的示意透视图。

【图15】图15是用于说明排气捕集装置的变形例3的示意透视图。

【图16】图16是示出了排气系统中所包含的中心环结构的纵截面图。

【图17】图17是中心环的平面图。

【图18】图18是传统排气系统中排气压力控制器的纵截面图。

参考数字标记的说明

1 短管体(管体)

2 气体导入壁

3 端口

4 排气路径

5 外周壁(侧周壁)

6内部面

7 压力控制路径

8 弹性密封部件(密封部件)

9 环

11排气管

12下游端部

13上游端部

21一个面

22 另一个面

30 排气压力控制器

100排气捕集装置

101第一附着板

102第二附着板

103第三附着板

104第四附着板

107凝聚管

108(第一附着板上的)翅片

109(第二附着板上的)翅片

111第一路径

112第二路径

119内部面

120上部面

121上部面

122外周壁(侧周壁)

123筒状冷却空间

125排气管

126上游端部

127下游端部

L  轴心

Z  纵截面

200中心环

201第一附着板

202第二附着板

208翅片

209翅片

210排气路径

211第一路径

212第二路径

220上部面

221上部面

231环

233O形环(密封部件)

234套管

L’轴心

Z’纵截面

实施本发明的最佳方式

下面将参照附图描述本发明的实施例。

图1是示出根据本发明的排气系统整体结构的示意性侧视图。该排气系统连接到半导体晶片40的处理装置(例如，直立热壁式(vertical hot wall type)低压CVD系统(LP-CVD))的反应室41。在本实施例中，真空排气装置42和用于对排放气体解毒的排放气体解毒装置47设置在将排放气体从反应室41导出到外部的排气通道中。用于减小排放气体压力变化等等的排气压力控制器30设置在反应室41与真空排气装置42之间。用于使排放气体中所包含的未反应气体凝聚并回收其的排气捕集装置100设置在排气压力控制器30与真空排气装置42之间。具有捕集机构的中心环200置于排气管250与排放气体解毒装置47的上游接头47a之间的接头部分，所述排气管250连接到真空排气装置42的下游接头42b。真空排气装置42例如由机械增压泵和油封回转泵(或者水环泵)的组合构成。

图2到图4示出了排气压力控制器30的整体结构，其中图2是纵截面图，图3是横截面图，图4是分解透视图。

参照图2，排气压力控制器30包括圆筒状短管体1，该圆筒状短管体1可拆卸地插设在排气通道的中间。具体地说，短管体1设置在连接到反应室41的短排气管11与排气捕集装置100的凝聚管107之间，排气捕集装置100将在后面描述。短管体1包括外周壁5，其中形成多个(例如，图中四个)用于供气/排气和/或导入惰性气体的端口3。

短管体1进一步包括气体导入壁2，其引导从上游侧流过来的排放气体，以使排放气体流向下游而不与端口3及其附近部分接触。具体地说，压力控制路径7形成在气体导入壁2的一个面21与外周壁5的内部面6之间，使得气体导入壁2的另一个面22形成排放气体流过的排气路径4。如图3所示，气体导入壁2是将短管体1分为(外)压力控制路径7和(内)排气路径4的圆筒形部件。此外，端口3形成为与压力控制路径7连通。压力控制路径7与排气路径4在相对整个端口3更下游的部分(part downstream)连通。另一方面，气体导入壁2的上游端部13与外周壁5的内壁6之间的空间气密密封。

具体地说，气体导入壁2的下游端部12之间的空间对外周壁5的内部面6是开放的。排气压力控制器30包括可拆卸地安装在短管体1上游内缘的金属环9和围绕环9外周面安装的环形弹性密封部件8。弹性密封部件8在上游侧置于短管体1的上游端部与上游侧上的排气管11之间。气体导入壁2的上游端部13固定到环9的内周面。也就是说，环9封锁了气体导入壁2的上游端部13与外周壁5的内部面6之间的空间。因此，压力控制路径7包括由环9封锁的上游封闭部分19和在气体导入壁2的下游端部12与外周壁5的内壁6之间环形形成的下游开放端部20。

此外，下游开放端部20具有的开放面积比端口3的开放面积大很多。即使由排放气体中未反应气体生成的固态物质附着到气体导入壁2等上，这都防止了阻塞。

气体导入壁2连同环9(以及弹性密封部件8)可拆卸地安装到短管体1上(参见图4)。气体导入壁2的内周面受到抛光研磨(buffing)以使由排放气体中未反应气体沉淀的固态物质不能附着在其上。优选的是，气体导入壁2的外周面也同时受到抛光研磨。

用于将各管的端部连接到端口3的多个接头部件10附设到外周壁5的外部面(outer face)14上，所述各管的其他端部连接到惰性气体罐(cylinder)、抽吸泵等装置上。此外，诸如带加热器之类的加热部件(未示出)设置(围绕)在外周壁5的外部面14上。

下面将描述上述排气压力控制器30的操作。如图1所示，短管体1插设在半导体晶片40的处理装置的排气通道中间，短管体1的端口3通过接头部件10连接到各管的端部，所述管的其他端部连接到惰性气体罐、抽吸泵等装置上。当半导体晶片40的处理装置受到驱动时，从反应室41排出的排放气体经由排气管11被送入到短管体1内。

在图2中，从上游侧流入短管体1中的排放气体流进气体导入壁2内侧(流过排气路径4)，并流向下游而不与端口3及其附近部分直接接触。特别地，气体导入壁2与内部面6之间的空间被环9在导入壁2的上游端部13处封锁，从而阻止从上游侧流过来的气体进入压力控制路径7。

为了稀释排气压力控制器30中的排放气体，在图2中，例如，左上接头部件10的上游端部连接到惰性气体罐，端口3的开关阀打开以通过该左上端口3将惰性气体导入到压力控制路径7。这使得惰性气体填充到压力控制路径7中，沿着气体导入壁2流向下游，然后从压力控制路径7的下游开放端部20流出，从而使得惰性气体与从上游侧流来的排放气体结合，由此稀释了排放气体，然后，被稀释的排放气体流向下游。

为了增加排放气体的压力，与稀释的情况类似，经由下游开放端部20供应惰性气体。与此相反，为了减小排放气体的压力，部分排放气体从下游开放端部20经由压力控制路径7和相应的端口3排放到外部。

当由于由排放气体中未反应气体沉淀的固态物质附着到气体导入壁2的内壁等上而必需保养时，首先将短管体1从上游排气管11和下游凝聚管107上取下。接着，如图4所示，将气体导入壁2和环9(以及弹性密封部件8)从短管体1内拔出。然后，对它们进行超声清洗。

图5和图6示出了排气压力控制器30的变形例，其中图5是纵截面图，图6是横截面图。

参照图5，两个气体导入壁2设置在左右两侧，用于引导从上游侧流过来的排放气体，使得排放气体流向下游而不与端口3及其附近部分接触。

在本实施例中，如图5所示，气体导入壁2是与左上端口3对应(相对)设置的气体导入壁2a和与右侧其他三个端口3对应(相对)设置的气体导入壁2b。因此，压力控制路径7a、7b分别形成在气体导入壁2a、2b各自的一个面21与外周壁5的内部面6之间。左上端口3与左侧的压力控制路径7a连通，而右侧的其他端口3与右侧的压力控制路径7b连通。气体导入壁2a、2b各自的另一个面22，22形成排气路径4。此外，左侧的压力控制路径7a与排气路径4连通于左侧的端口3的更下游的部分，而右侧的压力控制路径7b与排气路径4在右侧的最下面端口3的更下游的部分连通。

环9可拆卸地安装在短管体1的上游内缘，环形弹性密封部件8围绕安装在环9的外周面。气体导入壁2a、2b各自的上游端部13、13固定到环9的内周面。因此，压力控制路径7a、7b每个都包括由环9封锁的上游封闭端部19和下游开放端部20，下游开放端部20形成在相应气体导入壁2a、2b的相应下游端部12、12与外周壁5的内部面之间。

此外，如图6所示，各个气体导入壁2a、2b在各自的端部部分沿其圆周方向弯曲，并且端部部分的各个末端面作为以封闭状态与外周壁5的内部面6接触的接触端面15、15。详细地说，气体导入壁2a、2b每个都包括弧形部分16和直短部分17、17，弧形部分16沿着外周壁5的内部面6在短管体1的轴向上延伸，直短部分17、17从弧形部分16的各端径向向外延伸。换句话说，气体导入壁2a、2b与外周壁5的内部面6之间形成的压力控制路径7a、7b在其上游端部和圆周方向的端部处于封闭状态，而仅在下游端部处于开放状态。在图5和图6中，相同的参考数字标记与图2和图3中指代的元件相同，因此，省略了这些元件的说明。

根据本实施例的排气压力控制器30可以在设计上自由地的变换。例如，在图2中，气体导入壁2的上游端部13可以径向向外弯曲以形成向外弯曲部分，该向外弯曲部分直接通过焊接固定到外周壁5的内壁6上。气体导入壁2的长度可以根据端口3的位置自由地延长或缩短。

可选的是，气体导入壁2的形状可以是多角形的筒形，或者是诸如截锥形、截棱锥形之类的大体上的锥形，等等。

图5和图6所示的变形例中气体导入壁2的数量根据端口3的数量和位置可以是1个或者3个或者更多，并且可以在圆周方向的尺寸(弧形部分16的宽度)和/或长度上减小或增大。

此外，短管体1可以适当地设计为例如使用L形管的L形。

下面描述排气捕集装置100。图7到图10示出了本实施例中排气捕集装置100的结构，其中图7是截面正视图，图8是截面平面图，图9是截面侧视图，图10是用于解释的示意透视图。

如图7所示，本实施例中的排气捕集装置100包括含有排气路径110的凝聚管107。在凝聚管107中，一对半圆形第一附着板101、101相对于包含凝聚管107轴心L的纵截面Z对称设置(参见图10)。第一附着板101、101各自具有直的内缘117、117，在它们之间形成第一流动路径111。

粘合成形的第二附着板102设置在凝聚管107中第一流动路径111的下游。设置第二附着板102，使其当沿着轴心L的方向观察时与第一流动路径111对应(重叠)，并且使其与凝聚管107的内部面119径向桥接。一对第二路径112、112形成在第二附着板102宽度方向(图8中的横向方向)上的各自边缘118，118与凝聚管107的内壁119之间，从而使其相对于纵截面Z对称(参见图10)。第二附着板102的宽度设置为比第一流动路径111的宽度大。

另外，如图7所示，基本上是L形(肘形)的多个(例如在图中为11个)翅片108立设(stand on)于各个第一附着板101的上部面120上，而长方形(带状)的多个(例如，在图中为6个)翅片109立设于各个第二附着板102的上部面121上。

如图9所示，第一附着板101上的翅片108包括在高度(图9中的垂直方向)上彼此不同的两个类型的翅片108a、109b。短翅片108a和长翅片108b按规则间距交替排列。相反，第二附着板102上的翅片109在高度上是彼此相等的且以比第一附着板101上的翅片108a、108b之间的间距更宽的间距排列。第一附着板101上的翅片108a、108b与第二附着板102上的翅片109相互平行配置，并且与纵截面Z成直角相交。优选的是，第一附着板101上翅片108a、108b的各个表面都受到喷砂处理(blasting)(例如，玻璃珠喷砂处理)。

如图7和图8所示，凝聚管107包括用于把诸如冷水这样的冷却介质导入在外周壁122内的筒状冷却空间123。换句话说，外周壁122包括内壁128和外壁129，在它们之间形成筒状冷却空间123。用于装配供水管的供水管接受器130和用于装配排水管的排水管接受器131设置在外壁129上，从而沿径向向外伸出。

凝聚管107在其上游端部126和下游端部127分别可拆卸地安装于上游排气管(图示例中排气压力控制器30的短管体1)和下游排气管125上。如图7所示，凝聚管107在其上游端部126和下游端部127分别包括凸缘132、133。通过紧固环带管接头(victoric joint)(未示出)或类似物分别将凸缘132、133接合到短管体1和排气管125的凸缘(端部)。为了充分确保凝聚管107内的排气路径110，凝聚管107的内部面119在直径上设置为比排气压力控制器30的短管体1和下游排气管25的内径要大。

下面将描述上述排气捕集装置100的操作。与半导体晶片40的处理装置的动作相联系，含有未反应气体的排放气体从反应室41排出并送入凝聚管107中。同时，将冷水供给凝聚管107的筒状冷却空间123以冷却凝聚管107内的附着板101、102和立设的翅片108、109。从上游的短管体1流入凝聚管107的排放气体首先与第一附着板101的上部面120或者其上部面120上的翅片108接触以降低其温度。由此，排放气体中的部分未反应气体凝聚并沉淀，从而在第一附着板101的上部面120和翅片108上形成由其产生的固态物质的沉积物。

接着，排放气体流经第一附着板101和101之间的第一路径111，与下游的第二附着板102的上部面121或者上部面121上的翅片接触。与第二附着板102或者翅片109接触的排放气体进一步被冷却，使得固态物质从残留在排放气体中的未反应气体沉淀出，并沉积(附着)在第二附着板102的上部面121或者翅片102上。之后，排放气体流经第二路径112，流向下游的排气管125。

这样，排放气体中的未反应气体在凝聚管107内凝聚成固态物质，然后被回收。当由于固态物质附着到凝聚管107的附着板101和102和翅片108、109上而需要保养(清洗)时，从排气压力控制器30的短管体1和排气管125之间取出凝聚管107，然后超声清洗凝聚管107。

图11到图13示出了排气捕集装置100的变形例1，其中图11是截面的正视图，图2是截面的平面图，图13是截面的侧视图。相同的参考数字标记指代与图7到图9中相同的元件。上面描述的排气捕集装置100形成直的排气路径110，而与此相对，在变形例1中，排气捕集装置100形成L形排气路径110。

与上面描述的排气捕集装置100相似，在变形例1中，排气捕集装置100从凝聚管107中的上游侧依次包括：一对大致为半圆形的第一附着板101、101和带状第二附着板102(参见图13)。多个翅片108、109分别立设于第一附着板101的上部面120和第二附着板102的上部面121上。第一附着板101、101和第二附着板102设置在凝聚管107的下游开放端部127的上游(较上面)，使得流动在凝聚管107中的排放气体在流到下游部分之前确实与第一附着板101、101和第二附着板102接触。与图7到图9中所示的情况相似，在第一附着板101、101上的翅片108是L形(肘形)(参见图13)，而且在高度上互不相同的翅片108a、108b交替排列(参见图11)。排气捕集装置100的其他部分与图7到图9中所示的相同，因此省略它的描述。

图14和图15分别是示出排气捕集装置100的变形例2和变形例3的示意透视图。

在变形例2中(图14)，凝聚管107从上游侧包括：一对第一附着板101、101，第二附着板102，一对第三附着板103、103和第四附着板104。第三附着板103在形状和尺寸上与第一附着板101相同或大致相同。第四附着板104在形状和尺寸上与第二附着板102相同或大致相同。此外，第三附着板103、103设置为从凝聚管107的轴心L的方向观察时与第二附着板102的长边各端部重叠。第四附着板104设置为沿着与第二附着板102长边方向交叉的方向延伸。换句话说，当假设如图10所示一组附着板单元U由一对第一附着板101、101和第二附着板102组成时，变形例2的排气捕集装置100包括两组附着板单元U，其按照下述方式配置：沿着凝聚管107中的轴心L，一组单元U接着另一组单元U设置，并且该一组单元U绕着轴心L移转(旋转)90°角。

参照变形例3(图15)，排气捕集装置100在第四附着板之下按照这样的顺序还包括：一对第五附着板105、105，其在形状和尺寸上与第一附着板101、101相同或大致相同；和第六附着板106，其在形状和尺寸上与第二附着板102相同或大致相同。换句话说，三组附着板单元U每个都由一对第一附着板101、101和第二附着板102组成，它们按照这样的方式排列而成：各单元U沿着轴心L连续设置，并且各单元U绕着轴心L移转(旋转)90°角。各个附着板101到106上的翅片和双重结构的凝聚管107的外周壁与图10中所示的相同，因此不示出。

本实施例中的排气捕集装置100也在设计上是可改变的。例如，在凝聚管107中可以设置四组或更多组图10中所示的附着板单元U，各单元U在凝聚管107的圆周方向上移转(旋转)任意角度。

在凝聚管107的外周壁122中可以设置窗口(观察口)，使得能够从外面确认固态物质所附着的凝聚管107的内部状态。这便于确定保养(清洗)的时间。

为了便于保养(清洗)，各附着板101、102……可以可拆卸地设置到凝聚管107的内部面199。

本实施例中排气捕集装置100的凝聚管107可以是这样的形式：其轴心L水平延伸或竖直延伸，或者倾斜任意角度。

图16和图17示出了根据本实施例的排气系统的中心环200，其中图16是纵截面图，图17是平面图。

中心环200包括环231。在环231的外周部形成沟槽232，O形环233作为密封部件安装在沟槽232内。截面为圆形的套管234与环231整体设置。套管234设置在位于环231上游的排气管250和位于其下游的排放气体解毒装置47的上游接头部分47a中的至少一个(图示例中，为排气管250)内。套管234形成排气路径210。

在套管234内，设置一对附着板201、201，使它们彼此相对，包括套管234轴心L’的纵截面Z’夹在其间。第一附着板201、201的内缘217、217之间形成第一路径211。在套管234中第一路径211的下游侧上，设置第二附着板202，使其沿从轴心L’方向观察时与第一路径211相对应，并且使其桥接套管234的内部面。彼此相对的一对第二路径212形成于第二附着板202宽度方向的边缘218、218与套管234的内部面之间，纵截面Z’夹在这对第二路径212之间。从各第一附着板201的上部面220，多个(图示例中是三个)翅片208朝着上游侧伸出。同样，多个(图示例中是两个)翅片209从第二附着板202的上部面221朝着上游侧伸出。

可以根据需要适当设置中心环200的具体方面。例如，如果排放气体解毒装置47的上游接头部分47a(通常是环231下游侧上的接头部件)能够容纳套管234，那么套管234可以与上述情况相反地设置在下游侧，或者可以分别设置在上游侧和下游侧。

与排气捕集装置100类似，套管234内的附着板201、202的形状和数量可以自由改变。

如上所述，根据本实施例的排气系统的排气压力控制器30可拆卸地插设到排气通道的中间，并包括短管体1。在短管体1中，端口3形成于外周壁5中，用于供气/排气和/或导入惰性气体。在气体导入壁2另一个面22内形成排气路径4，排放气体沿该排气路径4流动，形成该排气路径4使得排放气体从短管体1的上游侧流到下游侧而不与端口3及其附近处直接接触。气体导入壁2还在它的一个面21与外周壁5的内部面6之间形成压力控制路径7，使端口3能够与压力控制路径7连通，并且压力控制路径7在端口3的下游侧与排气路径4连通。因此，阻止了由排放气体中未反应气体产生的固态物质附着并沉积在端口3上及其附近处，从而防止了端口3的阻塞。由此，排气压力控制器30的保养(清洗)周期可以得到延长，从而提高了半导体晶片40处理装置的可利用率。

排气压力控制器30能够从排气通道上拆下，使得短管体1的内部容易清洗。

此外，气体导入壁2的上游端部13固定到环9上，环9可拆卸地安装到短管体1的上游内缘上，从而使得气体导入壁2能够连同环9一起很容易的从短管体1中取出，方便了气体导入壁2和短管体1内部的清洗操作。

另外，气体导入壁2和弹性密封部件8与环9一起整体形成，从而使得保养后能够容易并快速地安装气体导入壁2、环9和弹性密封部件7。

另外，气体导入壁2沿着外周壁5的内部面6形成，其结构简单并确保阻止排放气体与端口3及其附近处接触。

根据本实施例的排气系统的排气捕集装置100使得排放气体中所包含的未反应气体凝聚并回收它，在该排气捕集装置中：一对第一附着板101、101相对于含凝聚管107轴心L的纵截面Z对称地设置在形成排气路径110的凝聚管107中，使第一路径111形成在第一附着板101、101之间；带状第二附着板设置在第一路径111的下游，使其沿着轴心L方向观察时对应于第一路径111，并且使其径向桥接凝聚管107的内部面119，从而使得一对第二路径112、112相对于纵截面Z对称地形成于第二附着板102与凝聚管107的内壁119之间；多个翅片108、109分别立设于第一附着板101的上部面120和第二附着板102的上部面121上。因此，使得排放气体中所包含的未反应气体凝聚，从而有效地回收由其产生的固态物质(沉积物)。

换句话说，使得从反应室41中排出的排放气体中的未反应气体在排气捕集装置100中凝聚以成为固态物质，由此使其被回收。这抑制了固态物质附着到排气管11、真空排气装置42等等的里面。与如公开号为特开2000-114185、特开平9-72291、特开2000-70664的日本专利申请公开文献等中披露的传统情形相比，固态物质被阻止飞回(回流)到反应室41，从而阻止其附着到半导体晶片40上，由此可提高产量。而且，防止固态物质附着，从而可以避免真空排气装置42阻塞和出故障。

具体地说，多个翅片108、109分别立设于第一附着板101的上部面120和第二附着板102的上部面121上，从而使得大量的未反应气体成为固态物质而附着到翅片108、108上。排气通道中排放气体的压力变化会导致排放气体回流，而设置在上部面120、121上的翅片108、109较少受到该排放气体回流的影响，因此，可以防止附着在翅片108、109上的固态物质从那里脱落。

与传统的情形不同的是，使得大量的固态物质附着在小空间内设置的多个翅片108、109上，由此使排气捕集装置100整体精简(compaction)。由于路径不是曲折蜿蜒的并且在结构上很简单，因此排放气体流动流畅(确保有充分量的排气量)，减小了其自身压力变化，并便于保养(清洗)。

此外，由排放气体中未反应气体产生的的固态物质更易于附着到本实施例的排气捕集装置100中。因此，当本发明的排气系统除了用于直立热壁式低压CVD(LP-CVD)以外还应用于在半导体基板的表面上形成氮化硅膜等场合的处理装置时，上述效果能够充分显现出来。

在高度上互不相同的翅片108a、108b交替排列在附着板101的上部面120上以使排放气体产生湍流，从而使固态物质更易于附着到翅片108a、108b。

此外，冷却介质导入其中的筒状冷却空间123设置在凝聚管107的外周壁122内，从而冷却凝聚管107中的附着板101、102和翅片108、109，导致大量的固态物质附着在那里。具体地说，当排放气体与冷却的附着板101、102或者冷却的翅片108、109接触时，排放气体的温度迅速降低，促进了排放气体中未反应气体的凝聚，由此使得大量的固态物质附着到附着板101、102或者翅片108、109。

多个翅片108、109的表面受到喷砂处理而变得粗糙，从而促使固态物质附着到那里。而且，附着的固态物质很难从那里脱落。

凝聚管107在其上游端部126和下游端部127分别可以从排气压力控制器30的短管体1和排气管125上拆卸，因此，整个排气捕集装置100能够从排气通道中取出以进行清洗，便于清洗操作，增加了可维护(保养)性。

另外，在以下情形下，能够在凝聚管107中被回收的固态物质的量易于增加到能够确实阻止固态物质附着到排气捕集装置100下游的排气管内和真空排气装置42：与第一附着板101、101形状和尺寸相同的第三附着板103、103设置在第二附着板102的下游，从而从轴心L的方向观察时与第二附着板102重叠，并且与第二附着板102的形状和尺寸相同的第四附着板104设置在第三附着板103的下游，从而从轴心L的方向观察时与第二附着板102交叉。

根据本实施例的排气系统的中心环200使得残留在从真空排气装置42中排出的排放气体中的颗粒成分凝聚，避免了位于中心环200下游的排放气体解毒装置47的老化和出故障，并显著降低了排放气体解毒装置47的保养频率。这提高了排气系统的可利用率以及在反应室41中生产的半导体晶片40的生产率。

尽管上面的实施例描述了半导体元件处理装置的排气系统，但本发明可用于各种排放含有产生固态物质的成分的排放气体的排气系统。

Claims (13)

1.一种排气系统，包括：

排气压力控制器，所述排气压力控制器插设到排气通道中并包括：

管体，所述管体包括侧周壁，在所述侧周壁中形成至少一个端口；和

气体导入壁，用于导入从所述管体上游侧流过来的排放气体，以使排放气体流到下游而不与所述端口及其附近处直接接触，所述气体导入壁的一个面连同所述侧周壁的内部面一起形成压力控制路径，而所述气体导入壁的另一个面形成排气路径，排放气体沿所述排气路径流动，

其中，所述端口与所述压力控制路径连通，并且

所述压力控制路径与所述排气路径连通于所述端口的下游的部分。

2.如权利要求1所述的排气系统，其中，

所述排气压力控制器进一步包括：

可拆卸地安装于所述管体的上游内缘的环；和

环形密封部件，所述环形密封部件围绕所述环的外周安装从而被置于所述管体的上游端部与位于所述管体上游的排气管之间，

其中，所述气体导入壁的上游端部固定到所述环。

3.如权利要求1所述的排气系统，其中，所述气体导入壁沿着所述侧周壁的内部面是筒形。

4.如权利要求1所述的排气系统，进一步包括：

排气捕集装置，用于使排放气体中的反应气体凝聚并捕获住它，

其中，所述排气捕集装置包含：

插设到所述排气通道中的凝聚管；

一对第一附着板，包括凝聚管轴心的纵截面夹在所述一对第一附着板之间，所述一对第一附着板在所述凝聚管内关于所述纵截面彼此相对，第一路径形成在所述一对第一附着板之间；

带状第二附着板，所述带状第二附着板在所述凝聚管中形成于所述第一路径的下游，使得沿着所述轴心方向观察时对应于所述第一路径并且桥接所述凝聚管的内部面，一对第二路径形成于所述第二附着板与所述凝聚管的内部面之间，所述纵截面夹在所述一对第二路径之间，所述一对第二路径关于所述纵截面彼此相对；以及

多个翅片，所述多个翅片立设于所述一对第一附着板的上部面和所述第二附着板的上部面上。

5.如权利要求4所述的排气系统，其中，立设于所述第一附着板的上部面的相邻翅片在高度上互不相同。

6.如权利要求4所述的排气系统，其中，筒状冷却空间形成于所述凝聚管的侧周壁内，冷却介质导入到所述筒状冷却空间。

7.如权利要求4所述的排气系统，其中，所述多个翅片各自都具有受到喷砂处理的表面。

8.如权利要求4所述的排气系统，其中，所述凝聚管在该凝聚管的上游端部和下游端部从上游的排气管和下游的排气管上分别可拆卸。

9.如权利要求4所述的排气系统，其中，

所述排气捕集装置进一步包括：

一对第三附着板，所述一对第三附着板在形状和尺寸上与所述一对第一附着板相同，所述一对第三附着板在所述凝聚管中设置在所述第二附着板的下游，使得沿着所述轴心方向观察时，所述一对第三附着板与所述第二附着板重叠；和

第四附着板，所述第四附着板在形状和尺寸上与所述第二附着板相同，所述第四附着板在所述凝聚管中设置在所述一对第三附着板的下游，使得沿着所述轴心方向观察时，所述第四附着板与所述第二附着板交叉。

10.如权利要求4所述的排气系统，其中，所述排气捕集装置设置在所述排气压力控制器的下游。

11.如权利要求4所述的排气系统，进一步包括：

真空排气装置，所述真空排气装置设置在所述排气捕集装置的下游。

12.如权利要求1所述的排气系统，进一步包括：

中心环，所述中心环设置在排放气体所经过方向上相邻的排气管之间的接头部分，

其中，所述中心环包括：

置于所述相邻的排气管之间的环；

环形密封部件，所述环形密封部件围绕所述环的外周安装；

套管，所述套管与所述环整体形成且设置在所述相邻的排气管中的至少一个排气管内；

一对第一附着板，包括套管轴心的纵截面夹在所述一对第一附着板之间，所述一对第一附着板在所述套管内关于所述纵截面彼此相对，第一路径形成在所述一对第一附着板之间；

第二附着板，所述第二附着板在所述套管中形成在所述一对第一附着板的下游，使得沿着所述轴心方向观察时对应于所述第一路径并且桥接所述套管的内部面，一对第二路径形成于所述第二附着板与所述套管的内部面之间，所述纵截面夹在所述一对第二路径之间，所述一对第二路径关于所述纵截面彼此相对；以及

多个翅片，所述多个翅片立设于所述一对第一附着板的上部面和所述第二附着板的上部面上。

13.如权利要求12所述的排气系统，进一步包括：

排放气体解毒装置，所述排放气体解毒装置设置在所述中心环的下游，用于去除排放气体中未反应的气体。

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