CN103348441A

CN103348441A - 节能消音器配件、具有节能消音器配件的半导体制造真空泵、以及加热氮气的方法

Info

Publication number: CN103348441A
Application number: CN2011800640657A
Authority: CN
Inventors: 李承龙
Original assignee: J Solution Co Ltd
Current assignee: J Solution Co Ltd
Priority date: 2011-01-04
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: CN103348441B; WO2012093802A2; EP2662881B1; JP2014503119A; US9422929B2; US20130287599A1; KR20120079355A; EP2662881A2; JP5756528B2; KR101213780B1; WO2012093802A3; EP2662881A4

Abstract

本发明涉及一种节能消音器配件，一种具有该节能消音器配件的半导体制造真空泵，以及一种加热氮气的方法。氮气被一消音器的表面的高温加热并被供应至该消音器的内部，以便解决因为反应副产品固化所产生的阻塞问题并节省使用额外热源的能源成本。本发明的上述节能消音器配件包括：一连接至一泵区段的一排气侧的消音器，其将反应副产品气体打入一真空泵，以便使该打入的反应副产品气体通过一后端部分至一前端部分；一以一间隔围绕该消音器的外围表面的外管，以便提供一介于该消音器与该外管之间的加热空间；用以将氮气供应至该加热空间的氮气供应区段；以及一氮气注入区段，用以将在该加热空间与该消音器的外围表面接触而被加热的氮气注入该消音器的内部。

Description

节能消音器配件、具有节能消音器配件的半导体制造真空泵、以及加热氮气的方法

技术领域

本发明涉及半导体制造设备，以及更特别地，涉及一种节能消音器配件，其可解决副产品固化所产生的阻塞问题与通过使用一消音器本身的表面的高温以加热氮气并供应加热的氮气进该消音器，以节省因为使用额外热源所产生的能源成本，以及一种具有节能消音器配件的半导体制造真空泵，与一种加热氮气的方法。

背景技术

一般来说，半导体制程包括一制造过程（fabrication process）与一组装过程（assembly process）。制造过程是于不同的制程腔室（Chamber）中通过在一晶圆（Wafer）上沉积薄膜，并且选择性地蚀刻晶圆上沉积的薄膜，以重复的方式形成预先决定的图案。组装过程是个别地分离在制造过程中的芯片（Chip），接着将个别的芯片耦接至导线架上，以便组装最后的产品。

此时，在一晶圆上沉积薄膜或是蚀刻晶圆上沉积的薄膜都需要在高温下使用有害气体，像是硅烷（silane）、砷化三氢（arsine），以及氯化硼（boronchloride），还有制程气体像是制程腔室中的氢。在执行此种制程时，制程腔室中会产生大量的易燃气体和包含有害物质和腐蚀性杂质的副产品气体。

因此，半导体制造设备会设有洗涤器（scrubber），用来净化来自制程腔室排放的副产品气体，并且在真空泵的下游端将净化后的副产品气体排放至空气中，让制程腔室形成真空状态。

然而，当有害副产品气体从制程腔室通过管（pipe）（15a，15b）分别流进真空泵与洗涤器，在制程腔室产生的有害气体很容易固化与累积，结果导致阻塞。

因此，为了要解决因为副产品气体固化所造成的阻塞问题，氮气注入装置（nitrogen gas injection device）（12）可用来将高温氮气注入副产品气体流动的管中，特别是真空泵的排气侧的管中，此一解决方案已经在韩国公开的专利申请案第2005-88649号之中披露。

然而，传统的氮气注入装置（12）是外接装置，它的限制是无法解决在真空泵中安装的消音器（4，silencer）的阻塞问题。安装消音器（4）的目的是抑制真空泵内的噪音。然而，由于消音器连接至泵区段（2）的排气区段（3），用以进行打气操作，所以其所在的点会有大量的副产品同时经过，使得消音器永远会暴露在被副产品阻塞的问题中，但是目前没有明确的解决方案。

发明内容

技术课题

因此，本发明的目的是要解决现有技术所遭遇到的问题。本发明的一个目的是提供一种节能消音器配件，其可解决副产品固化所产生的阻塞问题与通过使用一消音器本身的表面的高温以加热氮气并供应加热的氮气进该消音器，以节省因为使用额外热源所产生的能源成本，以及一种具有节能消音器配件的半导体制造真空泵，与一种加热氮气的方法。

技术解决方案

根据本发明的型态，本发明的目的提供一种半导体制造真空泵的消音器配件，用以移除被打进该真空泵的副产品的噪音，该消音器配件包含：一连接至一泵区段的一排气侧的消音器，其将反应副产品气体打入该真空泵，以便使该打入的反应副产品气体通过一后端部分至一前端部分；一以一间隔围绕该消音器的一外围表面的外管，以便提供一介于该消音器与该外管之间的加热空间；一用以供应氮气至该加热空间的氮气供应区段；以及一氮气注入区段，用以将在该加热空间内与该消音器的外围表面接触而被加热的氮气注入至该消音器的内部。

该加热空间还具有一以一螺旋缠绕该消音器的外围表面的导线，以引导氮气的流动。

该氮气供应区段可从该外管的一前端部分供应氮气，以及氮气注入区段于该消音器的后端部分注入加热的氮气。

该氮气供应区段为一预热管，沿着从外管的一后端部分到该前端部分的一纵向安装于一邻接该外管的一外围表面的位置，该预热管的一氮气入口埠位于该预热管的的一后端，而一供应氮气至该外管的加热空间的氮气出口埠位于该预热管的该前端部分。

该氮气注入区段可包括一主体，其定义一围绕该消音器的后端部分的一外部的腔室与介于其间用以接收来自该加热空间的加热氮气的一间隔，以及一注入喷嘴，用以将该腔室内引进的氮气注入该消音器。

该注入喷嘴的一注入孔形成于自该消音器的一内周围表面突出的一位置，用以将氮气注入副产品气体的一流动方向。

一种包含先前所述的消音器配件的半导体制造真空泵。

一种根据本发明的加热氮气的方法，其为加热注入的氮气以避免副产品固化的方法，包含使来自外部供应的氮气与一真空泵的一消音器的一外围表面接触以加热氮气。

氮气可被引导以沿着该消音器的该外围表面的一螺旋流动。

氮气在与该消音器的该外围表面接触前会先被预热。

有益效果

根据本发明所提供的一节能消音器配件，一具有该节能消音器配件的半导体制造真空泵，以及加热氮气的方法，其可解决副产品固化所产生的阻塞问题与通过使用一消音器本身的表面的高温以加热氮气并供应加热的氮气进该消音器。

此外，根据本发明，氮气被局限在一具有一外管以一间隔围绕消音器的双管结构所定义的限制空间内，藉此还可有效地使氮气与消音器的外围表面接触。

另外，根据本发明，本发明提供一导线，使得氮气能与更大面积的消音器的外围表面接触更久。

此外，根据本发明，可提供一预热管以预热氮气，使得冷的氮气不会直接跟消音器的表面立即接触，藉此避免流进消音器的副产品被固化。

附图说明

图1所示为一现有技术；

图2所示为现有技术的真空泵的配置；

图3所示为根据本发明的消音器配件的组态透视图；

图4所示为根据本发明的消音器配件的组态的剖面图；以及

图5所示为根据本发明的消音器配件的操作的部分截图。

具体实施方式

以下将参考所附图表以详细解说根据本发明的优选实施例。

根据本发明的消音器配件被包括在半导体真空泵内，被组态为通过在高温状态下的消音器的外围表面的表面温度来加热氮气，用以避免副产品固化。根据此一组态，因为不需要额外提供加热氮气的热源，因此可以省下可观的能源。

以下将叙述根据本发明的消音器配件的组态。

图3所示为根据本发明的消音器配件的组态透视图，而图4所示为根据本发明的消音器配件的组态的剖面图。

如图示，根据本发明的消音器配件包括一消音器（110）；一外管（outerpipe）（120）以一间隔围绕消音器的外围表面，以定义一加热空间（heatingspace）（120a）；一预热管（preheating pipe）（130），其为从外部供应氮气的氮气供应区段（150）；一导线（guide wire）（140），用以在加热空间（120a）内引导氮气的流动；以及一氮气注入区段（nitrogen gas injectionsection）（150），用以将在加热空间（120a）内被加热的氮气注入消音器（110）。

本发明包含这类元件的一核心特点是，加热空间（120a）是由消音器（110）与外管（120）所组成的双管结构所围绕而成，而氮气被引进加热空间（120a）以与消音器（110）的外围表面接触，藉此将氮气加热到一高温。

以下将针对上述元件详细叙述本发明。

首先，消音器（110）被连接到将副产品气体打进真空泵的泵区段的排气侧，以便使被打入的反应副产品气体通过一后端部分至一前端部分。

此外，外管（120）围绕消音器（110）的外围表面，在消音器（110）与外管之间具有一间隔（spacing）以形成加热空间（120a）。因此，消音器（110）与外管（120）定义一具有加热空间（120a）的双管结构，而被注入加热空间（120a）的氮气会与消音器（110）的外围表面接触。在此情形下，已知在真空泵内的消音器（110）具有非常高的温度，使得与消音器（110）的外围表面接触的氮气会被顺利地加热到一高温。

如上述，作为氮气供应区段（150）的预热管（preheating pipe）（130）可执行将氮气供应至加热空间（120a）的功能。因此，预热管（130）会沿着从外管（120）的一后端部分到前端部分的一纵向安装于一邻接外管（120）的外围表面的位置。在此，预热管（130）的一氮气入口埠（nitrogengas inlet port）（131）位于预热管的的后端，而一供应氮气至外管（120）的加热空间（120a）的氮气出口埠（nitrogen gas outlet port）（133）位于预热管的前端部分。

根据预热管（130）的组态，氮气还没从外部被引进加热空间（120a）前，在沿着预热管（130）的内部空间流动时已经被预先加热。如果氮气在引进加热空间（120a）前已经被预先加热，有可能避免冷的氮气突然接触到消音器（110）的外围表面。如果冷的氮气被引进而立即接触到消音器（110）的外围表面，可想而知在消音器（110）当地流动的副产品气体会被固化。

氮气注入区段（nitrogen gas injection section）（150）用以将在该加热空间（120a）内与该消音器（110）的外围表面接触而被加热的氮气注入至该消音器（110）的内部。因此，氮气注入区段（150）包括一主体，其定义一围绕消音器（110）的后端部分的外部的腔室（151、155）与介于其间用以接收来自加热空间（120a）的加热氮气的一间隔，以及一注入喷嘴（157），用以将引进腔室（151、155）内的氮气注入消音器（110）。

在此，氮气注入区段（150）的主体（151）耦接至或与消音器（110）的后端部分整合，并于其中心具有一大的空心部分与消音器（110）连通。此外，主体的腔室（151，155）包括第一腔室（151）与第二腔室（155），用以依次地接收来自加热空间（120a）的氮气，而这两个腔室（151，155）之间通过一连通孔（153）彼此连通。

在此，注入喷嘴157具有一注入孔（157a），是向前形成于自氮气注入区段（150）的主体（151）的空心部分的内周围表面突出的一位置。注入喷嘴（157）的注入孔（157a）可将氮气注入与副产品气体在消音器（110）内流动的同一方向，并且因为注入氮气的关系而具有喷射效应，不会妨碍副产品气体的流动，藉此能够加速副产品气体的流动。

导线（guide wire）（140）是以螺旋缠绕在加热空间（120a）内的消音器（110）的外围表面。在此，导线（140）的厚度等于或近似加热空间（120a）的高度。如果导线（140）是采用此种组态，在加热空间（120a）内的氮气不仅是以直线流动，同时会通过导线（140）的导引而沿着消音器（110）的外围表面以螺旋前进。因此，氮气与加热空间（120a）内的消音器（110）表面的接触面积与接触时间都会增加，藉此提升热交换效率。

为了参考之故，未提到的参考标号191所指为用以连接泵区段的连接器。

以下将参考附属图表详细解说根据本发明的消音器配件。

首先，在真空泵运作的状态下，消音器（110）被真空泵内的高温空气加热至一高温。

如果消音器（110）本身被加热到如此高温，在消音器（110）与外管（120）之间的加热空间（120a）也会具有高温空气，虽然与加热空间（120a）连通的预热管（130）的温度较低，但是也会具有相当高温的空气。

在此状态下，如果从外部提供氮气给预热管（130）（①），在氮气还没有被引进加热空间（120a）前，氮气会被预先加热，在预热管（130）流动时（②）会达到第一温升（first temperature increase）。

接着，在预热管（130）内达到第一温升的氮气会经由预热管（130）的前端部分的氮气出口埠（133）而被引进介于消音器（110）与外管（120）之间的加热空间（120a）（③）。

然后，被引进加热空间（120a）的氮气会回流而与加热空间（120a）内的消音器（110）的外围表面接触（④）。在此情形下，被引进加热空间（120a）的氮气会沿着导线（140）以螺旋前进，因此与消音器（110）的接触面积及接触时间都会增加。

如前述，被引进加热空间（120a）的氮气继续流动，同时与消音器（110）的高温外围表面接触，当氮气到达加热空间（120a）的后端部分时，已被加热到非常高的温度。

接着，在加热空间（120a）被高温加热的氮气会通过氮气注入区段（150）的主体（151）的第一腔室（151）与第二腔室（155）（⑤），然后氮气从注入喷嘴（157）的注入孔（157a）被注入消音器（110）（⑥）。以此方式注入的氮气与副产品气体在消音器（110）内流动的方向相同，因此会与副产品气体混合而不会妨碍其流动，藉此避免副产品气体固化，并且提供喷射效应以协助副产品气体流动。

尽管上述已通过优选实施例叙述本发明，不过本发明仍可具有各种变更、修改与等效的做法。很明显地，本发明可通过适当地修改先前所述的实施例而有等效的应用方式。因此，以上叙述并非用来限制本发明的范畴，本发明应以权利要求保护范围为准。

Claims

1.一种半导体制造真空泵的消音器配件，用以移除被打进所述真空泵的副产品的噪音，所述消音器配件包含：

一连接至一泵区段的一排气侧的消音器，其将反应副产品气体打入所述真空泵，以便使所述打入的反应副产品气体通过一后端部分至一前端部分；

一以一间隔围绕所述消音器的一外围表面的外管，以便提供一介于所述消音器与所述外管之间的加热空间；

一用以将氮气供应至所述加热空间的氮气供应区段；以及

一氮气注入区段，用以将在所述加热空间内与所述消音器的外围表面接触而被加热的氮气注入至所述消音器的内部。

2.根据权利要求1所述的消音器配件，其中，所述加热空间还具有一以一螺旋缠绕所述消音器的外围表面的导线，以引导氮气的流动。

3.根据权利要求1所述的消音器配件，其中，所述氮气供应区段从所述外管的一前端部分供应氮气，以及氮气注入区段于所述消音器的后端部分注入加热的氮气。

4.根据权利要求3所述的消音器配件，其中，所述氮气供应区段为一预热管，沿着从外管的一后端部分到所述前端部分的一纵向安装于一邻接所述外管的一外围表面的位置，所述预热管的一氮气入口埠位于所述预热管的的一后端，而一供应氮气至所述外管的加热空间的氮气出口埠位于所述预热管的所述前端部分。

5.根据权利要求3所述的消音器配件，其中，所述氮气注入区段包括一主体，其定义一围绕所述消音器的后端部分的一外部的腔室与介于其间用以接收来自所述加热空间的加热氮气的一间隔，以及一注入喷嘴，用以将所述腔室内引进的氮气注入所述消音器。

6.根据权利要求3所述的消音器配件，其中，所述注入喷嘴的一注入孔形成于自所述消音器的一内周围表面突出的一位置，用以将氮气注入副产品气体的一流动方向。

7.一种包含根据权利要求1至6中所述的消音器配件的半导体制造真空泵。

8.一种加热注入的氮气以避免副产品固化的方法，包含：

使来自外部供应的氮气与一真空泵的一消音器的一外围表面接触以加热氮气。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述氮气可被引导以沿着所述消音器的所述外围表面的一螺旋流动。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述氮气在与所述消音器的所述外围表面接触前会先被预热。