CN109979849B - 半导体工艺副产物捕集装置 - Google Patents

半导体工艺副产物捕集装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及半导体工艺副产物捕集装置，特别是包括：外壳，可拆卸地结合于上、下开口部的上板和下板上；加热器板安装于上板的底面；第二上部水平托架安装于距离第一上部水平托架底部既定距离的位置；副产物捕集塔，安装于第二上部水平托架与下部水平托架之间；下部水平托架，安装于副产物捕集塔底面与窗口的上面之间，窗口的底面通过多个支撑件安装于外壳下板，且在支撑件上方，沿横向安装有切断穿过下部水平托架的切断板；气体捕集排出口，竖直安装于窗口内部与外壳的下板上的气体排出孔之间。本发明结构简单并可以增大副产物捕集容量，延长副产物捕集装置的更换周期，迅速、高效地长期捕集反应副产物，还能大幅提高半导体制造的生产率和可靠度。

Description

半导体工艺副产物捕集装置
技术领域
本发明涉及半导体工艺副产物捕集装置，更具体而言，涉及一种为了能够在半导体元件制造工艺中更高效、大量地捕集从工艺腔室排出的废气中包含的反应副产物并安全地进行处理而发明的半导体工艺副产物捕集装置。
背景技术
一般而言，半导体制造工艺大致由前工艺(Fabrication，制造工艺)和后工艺(Assembly，组装工艺)构成，所谓前工艺，是指在各种工艺腔室(Chamber)内，反复执行在晶片(Wafer)上沉积薄膜、选择性蚀刻沉积的薄膜的过程而加工特定的图案，借助于此而制造半导体芯片(Chip)的工艺，所谓后工艺，是指个别地分离所述前工艺中制造的芯片后，与引线框结合而组装成制成品的工艺。
此时，在所述晶片上沉积薄膜或蚀刻在晶片上沉积的薄膜的工艺，在工艺腔室内使用硅烷(Silane)、砷化氢(Arsine)及氯化硼等有害气体和氢等工艺气体并在高温下执行，在所述工艺进行期间，在工艺腔室内部大量产生各种易燃性气体和含有腐蚀性异物质及有毒成分的有害气体等。
因此，在半导体制造装备中，在将工艺腔室形成为真空状态的真空泵的后端安装洗涤器(Scrubber)，使从所述工艺腔室排出的废气净化后排放到大气中。
但是，从所述工艺腔室排出的废气如果与大气接触或周边温度低，则固化而变成粉末，当所述粉末固着于排气管线而使排气压力上升的同时一同流入真空泵的情况下，诱发真空泵故障，导致废气逆流，存在使工艺腔室内的晶片污染的问题。
为了解决如上所述的问题，如图10所示，在工艺腔室1与真空泵3之间安装使所述工艺腔室1排出的废气凝集成粉末状态的粉末捕获装置。
即，如图10所示，工艺腔室1和真空泵3利用泵送管道连接，在所述泵送管道中，从所述泵送管道分歧安装有用于将所述工艺腔室1中产生的反应副产物捕获为粉末形态并积累的捕获管7。
就如上所述的现有的粉末捕获装置而言，在所述工艺腔室1内部进行薄膜沉积或蚀刻时产生的未反应气体，在向相比所述工艺腔室1具有相对较低的温度气氛的泵送管道侧流入的同时固化成粉状的粉末9后，堆积于从所述泵送管道分歧安装的捕获管7。
因此，作为旨在解决如上所述现有技术问题的方案，本申请人开发了“半导体制造装置的副产物捕集装置”，以韩国国内授权专利公报10-0647725号及10-0676927号公开。
但是，所述半导体制造装置的副产物捕集装置具有如下问题。
第一，由于供粉末滞留的捕获管的捕集面积(空间)非常狭小的关系，为了去除在所述捕获管滞留的粉末，工艺腔室停机次数增加，因而导致工艺腔室待机时间增加。因此，整体工艺时间(TAT)变长，作为生产率低下及制品价格上升的原因发挥作用，存在捕获管洗涤周期短的缺点。
第二，由于半导体工艺的集成化，呈现出薄膜沉积方法从CVD(Chemical VaporDeposition，化学气相沉积)转换成为ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)，使用的前驱体(Precursor)多样化，源(Source)使用量增加的趋势。由此，未反应副产物的量增多，要求能够捕集大量副产物的捕获装置，以往的低容量捕集装置因洗涤所需的工艺腔室停机次数增加而暴露大量问题，因而要求能够延长洗涤周期的大容量半导体副产物捕集装置。
另一方面，当单纯使前述的韩国授权专利公报10-0647725号及10-0676927号中提出的半导体制造装置的副产物捕集装置大型化时，螺旋型板的制作困难，制作单价大幅上升，因外壳冷却水而应用双重外壳，随着成为圆筒形外壳材料的管(Tube)增大，制作单价大幅上升，另外，与总面积相比，由于内部的复杂结构及结构物，存在实际捕集空间减小等问题。
【先行技术文献】
【专利文献】
(专利文献1)韩国授权专利公报10-0647725号(2006年11月13日)
(专利文献2)韩国授权专利公报10-0676927号(2007年01月25日)
(专利文献3)韩国公开专利公报10-1024504号(2011年03月17日)
(专利文献4)韩国授权专利公报10-1057086号(2011年08月09日)
发明内容
本发明正是为了解决如上所述现有技术的各项问题而研发的，其目的在于提供一种半导体工艺副产物捕集装置，改造其构成而使得结构简单且副产物的捕集容量能够大幅增大，在半导体制造装置中，能够大幅延长副产物捕集装置的更换周期，而且，使得能够迅速而高效地长时间大量捕集反应副产物，能够大幅提高半导体制造的生产率和可靠度。
旨在达成所述目的的本发明装置，在构成安装于工艺腔室与真空泵之间的管线上并用于捕集在所述处理器腔室中产生的废气内的反应副产物所需的半导体工艺副产物捕集装置方面，其特征在于，包括：外壳，其在可拆卸地结合于上、下开口部的上板和下板分别具备气体流入孔和气体排出孔，在内部形成有供从所述处理器腔室排出的废气流动的通路；加热器板，其为陶瓷或inconel(因科内尔铬镍铁合金)材料，具有由多个散热片相对于竖直方向呈放射状配置的形态，安装于所述上板的底面，在为了供应使通过所述上板的气体流入孔流入的废气发生化学变化所需的能量而进行加热的同时，使得均匀分配于所述外壳内部空间；加热器电源供应部，其安装于所述外壳的上板一侧，向所述加热器板供应电源电压；第一上部水平托架，其具有在中央穿孔有较大直径的竖直方向大量气体通过孔的四边水平板体的上面，多个副产物捕集构件相对于中心点而沿放射方向固定安装的形态，通过上板的气体流入口而流入外壳内的大部分的废气沿竖直方向穿过，剩余一部分在沿水平方向均匀分配的同时，将一部分副产物捕集为粉末形态；第二上部水平托架，其沿在中央穿孔的面积较大的竖直方向大量气体通过孔外侧，穿孔有直径相对较小的多个微量气体通过孔，在该形态下，通过多个支撑件安装于距离所述第一上部水平托架的底部既定距离的位置，在使穿过所述第一上部水平托架而流入的废气沿水平及竖直方向均匀分配的同时，将一部分副产物捕集为粉末形态；副产物捕集塔，其将多个横向及纵向竖直板组装成格子形态，所述竖直板具有等腰梯形形状，只在相互结合时露出于外部的部位穿孔有多个竖直方向气体通过孔，从而具有四面倾斜的金字塔形态，且借助于只在用于相互结合的底部一部分留有的连接片，保持相互沿90度方向交叉的格子形态，具有在中央上部大部分形成有贯通形态的废气穿过空间部的构成，在安装于所述第二上部水平托架与下部水平托架之间的状态下，使穿过所述第二上部水平托架而流入的废气大部分通过废气穿过空间部而穿过，剩余废气沿着具有等腰梯形形态的多个横向及纵向竖直板流下，将一部分副产物捕集为粉末形态；下部水平托架，其具有多个四边形气体通过孔相对于横向及纵向方向穿孔成数行的形态，固定安装于所述副产物捕集塔底面与窗口的上面之间，在使穿过所述副产物捕集塔并沿竖直方向流入的废气诱导到窗口侧的同时，将废气中包含的一部分副产物捕集为粉末形态；窗口，其将穿孔有多个气体吸入孔的4个四方板体组装成上、下面开口的四方框形态，在上部开口部固定安装所述下部水平托架，底面通过多个支撑件而相距外壳下板既定距离地安装，且在所述支撑件上方部，沿横向安装有切断穿过下部水平托架的废气直接流入到气体捕集排出口的废气竖直流入切断板，在该状态下，切断穿过所述副产物捕集塔及下部水平托架或通过外壳内部空间而从侧面方向流入并变化成粉末形态的副产物直接流入到气体捕集排出口侧，只将废气诱导到气体捕集排出口侧；气体捕集排出口，其沿竖直方向安装于所述窗口的内部与在外壳的下板配备的气体排出孔之间，在该状态下，捕集通过所述下部水平托架的气体通过孔和窗口的气体吸入孔及窗口的底部缝隙流入的废气并排出到外部。
另外，其特征在于，在所述第一上部水平托架的四边水平板体上，还穿孔有多个微量气体通过孔，所述多个微量气体通过孔具有比在中央形成的竖直方向大量气体通过孔直径相对较小的直径，使得曾沿着所述第一上部水平托架的四边水平板体上面而沿水平方向移动的废气的一部分通过多个微量气体通过孔而流入到所述第二上部水平托架及副产物捕集塔侧。
而且，其特征在于，在所述第一上部水平托架的上面安装的所述副产物捕集构件包括：气体流路引导板，其在竖直地竖立的状态下配置成放射状；多个副产物捕集板，其在所述气体流路引导板上，设置既定距离，沿直角方向交叉地结合。
另外，其特征在于，在构成所述副产物捕集塔的具有等腰梯形形状的多个横向及纵向竖直板中，在位于前、后面及左、右侧面的两个横向及纵向竖直板的上端部，在连接片之间设置既定间隔，还分别形成具有“U”字形状的多个副产物捕集增大槽，在位于内侧的两个横向及纵向竖直板的上端部，在连接片之间还分别形成具有“U”字形状的一个废气穿过槽，在所述横向竖直板的底面，沿竖直方向朝向上方部，设置既定间隔，形成纵向竖直板插入用结合槽，在所述纵向竖直板的上面，沿竖直方向朝向下方部，设置既定间隔，形成横向竖直板插入用结合槽。
而且，其特征在于，在穿孔有多个气体吸入孔的窗口的四面，沿竖直方向设置既定间隔，还固定安装多个副产物捕集增大板，且所述副产物捕集增大板安装为与窗口的四面外面构成直角。
另外，其特征在于，在所述外壳的上板内部，埋设供冷却水流动的冷却管，以便在防止上板因加热器板产生的热而过热以及防止在外壳上面与上板底面之间安装的密封环或垫圈损伤的同时，在上板的底面也能够捕集副产物粉末，在所述上板的上面，安装分别与冷却管的两端部连接的冷却水流入口及冷却水排出口。
而且，其特征在于，在所述外壳的内壁，沿竖直方向设置既定高度，还安装使得穿过外壳内部的废气进行涡流的多个涡流产生板。
此时，其特征在于，所述涡流产生板形成为侧剖面具有“-”、
Figure GDA0001948815570000051
Figure GDA0001948815570000052
形状中任意一种形状。
另外，其特征在于，在所述外壳的下板底面，还沿竖直方向安装多个腿，所述多个腿在下端部分别具备高度调节用螺栓兼支撑件。
而且，其特征在于，在所述外壳的外面，为了防止具有既定体积的所述外壳的形状因真空泵运转时产生的吸入力而变化，还相对于竖直方向，设置既定间隔，安装多个外壳变形防止环。
另外，其特征在于，在所述外壳的前、后面或两侧面，还安装手柄。
正如以上所作的说明，根据本发明的半导体工艺副产物捕集装置，具有四方盒体形状的外壳的上、下部开口部被分别配备有气体流入孔和气体排出孔的上、下板所堵塞，且容积比较大，在所述外壳的内部中上板的底面，安装使流入的废气加热并均匀分配的加热器板，在所述外壳的上部，安装第一及第二上部水平托架，且在所述第二上部水平托架的底部安装副产物捕集塔，所述副产物捕集塔将具有等腰梯形形状的多个横向及纵向竖直板组装成格子形态，具有四面倾斜的金字塔形态，且借助于只在用于相互结合的底部一部分留有的连接片，保持相互沿90度方向交叉的格子形态，具有在中央上部大部分形成有贯通形态的废气穿过空间部的构成，使穿过所述第二上部水平托架而流入的废气大部分通过废气穿过空间部而穿过，剩余废气沿着具有等腰梯形形态的多个横向及纵向竖直板流下，将一部分副产物捕集为粉末形态，在所述副产物塔的底部，安装下部水平托架，在所述下部水平托架的底部，安装穿孔有多个气体吸入孔的具有四方框形态的窗口，在所述窗口的内部与下板的气体排出孔之间，安装气体捕集排出口，从而结构简单并可以大幅增大副产物捕集容量，不仅能够在半导体制造装置中大幅延长副产物捕集装置的更换周期，而且可以迅速、高效地长期大量捕集反应副产物，不仅能够大幅提高半导体制造时产生的各种副产物的捕集效率，还能够大幅提高半导体制造的生产率和可靠度等，是非常有用的发明。
附图说明
图1是本发明应用的半导体工艺副产物捕集装置的结合状态立体图。
图2是本发明应用的半导体工艺副产物捕集装置的分解立体图。
图3是本发明应用的半导体工艺副产物捕集装置中一部分分解立体图。
图4是本发明装置中副产物捕集塔的分解立体图。
图5是本发明装置中窗口的分解立体图。
图6是本发明应用的半导体工艺副产物捕集装置的主剖面图。
图7的(a)、(b)是显示在本发明应用的半导体工艺副产物捕集装置的内部，废气均匀分布并流动的同时进行涡流，反应副产物被捕集形态的侧视及主视废气流程图。
图8的(a)～(e)是显示本发明装置中涡流产生板的实施例的侧剖面图。
图9的(a)～(d)是通过本发明应用的半导体工艺副产物捕集装置捕集副产物后，在加热器板与上板的底面、副产物捕集塔的正面和内部及窗口的外部拍摄的副产物被捕集状态的照片。
图10是现有的普通副产物捕集系统的概略构成图。
具体实施方式
下面参照附图，详细说明本发明的优选实施例及操作状态。
在说明本发明方面，当判断认为对相关公知功能或构成的具体说明可能不必要地混淆本发明要旨时，省略其详细说明。
图1显示了本发明应用的半导体工艺副产物捕集装置的结合状态立体图，图2显示了本发明应用的半导体工艺副产物捕集装置的分解立体图，图3显示了本发明应用的半导体工艺副产物捕集装置中一部分分解立体图。
而且，图4显示了本发明装置中副产物捕集塔的分解立体图，图5显示了本发明装置中窗口的分解立体图，图6显示了本发明应用的半导体工艺副产物捕集装置的正剖面图。
另外，图7的(a)、(b)显示了在本发明应用的半导体工艺副产物捕集装置的内部，废气在均匀分布并流动的同时进行涡流、反应副产物被捕集形态的侧视及主视废气流程图，图8的(a)～(e)显示了本发明装置中涡流产生板的实施例的侧剖面图，图9的(a)～(d)显示了通过本发明应用的半导体工艺副产物捕集装置捕集副产物后，在加热器板与上板的底面、副产物捕集塔的正面和内部及窗口的外部拍摄的副产物被捕集状态的照片。
据此，本发明，
在构成安装于工艺腔室与真空泵之间的管线上并用于捕集在所述处理器腔室中产生的废气内的反应副产物的半导体工艺副产物捕集装置方面，其特征在于，包括：
外壳10，其在可拆卸地结合于上、下开口部的上板11和下板12上，分别具备气体流入孔111和气体排出孔121，在内部形成有供从所述处理器腔室排出的废气流动的通路；
加热器板20，其为陶瓷或inconel材料，具有由多个散热片21相对于竖直方向呈放射状配置的形态，安装于所述上板11的底面，在为了供应使通过所述上板11的气体流入孔111流入的废气发生化学变化所需的能量而进行加热的同时，使得均匀分配于所述外壳10内部空间；
加热器电源供应部22，其安装于所述外壳10的上板11一侧，向所述加热器板20供应电源电压；
第一上部水平托架30，其具有在中央穿孔有直径比较大的竖直方向大量气体通过孔311的四边水平板体31的上面多个副产物捕集构件32相对于中心点而沿放射方向固定安装的形态，通过上板11的气体流入口111而流入外壳10内的大部分的废气沿竖直方向穿过，剩余一部分在沿水平方向均匀分配的同时，将一部分副产物捕集为粉末形态；
第二上部水平托架40，其沿在中央穿孔的面积较大的竖直方向大量气体通过孔41外侧，穿孔有直径相对较小的多个微量气体通过孔42，在该状态下，通过多个支撑件18安装于距离所述第一上部水平托架30的底部既定距离的位置，在使穿过所述第一上部水平托架30而流入的废气沿水平及竖直方向均匀分配的同时，将一部分副产物捕集为粉末形态；
副产物捕集塔50，其将多个横向及纵向竖直板51a、51b、52a、52b组装成格子形态，所述竖直板51a、51b、52a、52b具有等腰梯形形状，只在相互结合时露出于外部的部位穿孔有多个竖直方向气体通过孔512、522，从而具有四面倾斜的金字塔形态，且借助于只在用于相互结合的底部一部分留有的连接片511、521，保持相互沿90度方向交叉的格子形态，具有在中央上部大部分形成有贯通形态的废气穿过空间部53的构成，在安装于所述第二上部水平托架40与下部水平托架60之间的状态下，使穿过所述第二上部水平托架40而流入的废气大部分通过废气穿过空间部53而穿过，剩余废气沿着具有等腰梯形形态的多个横向及纵向竖直板51a、51b、52a、52b流下，将一部分副产物捕集为粉末形态；
下部水平托架60，其具有多个四边形气体通过孔61相对于横向及纵向方向穿孔成数行的形态，沿水平方向固定安装于所述副产物捕集塔50底面与窗口70的上面之间，在使穿过所述副产物捕集塔50并沿竖直方向流入的废气诱导到窗口70侧的同时，将废气中包含的一部分副产物捕集为粉末形态；
窗口70，其将穿孔有多个气体吸入孔71的4个四方板体组装成上、下面开口的四方框形态，在上部开口部固定安装所述下部水平托架60，底面通过多个支撑件18而相距外壳10的下板12既定距离地安装，且在所述支撑件18上方部，沿横向安装有切断穿过下部水平托架60的废气直接流入到气体捕集排出口80侧的废气竖直流入切断板72，在该状态下，切断穿过所述副产物捕集塔50及下部水平托架60或通过外壳10内部空间而从侧面方向流入并变化成粉末形态的副产物直接流入到气体捕集排出口80侧，只将废气诱导到气体捕集排出口侧80；
气体捕集排出口80，其沿竖直方向安装于所述窗口70的内部与在外壳10的下板12配备的气体排出孔121之间，在该状态下，捕集通过所述下部水平托架60的气体通过孔61和窗口70的气体吸入孔71及窗口70的底部与外壳10下板12之间的缝隙流入的废气并排出到外部。
另外，在本发明中，其特征在于，在所述第一上部水平托架30的四边水平板体31上，还穿孔有多个微量气体通过孔312，所述多个微量气体通过孔312具有比在中央形成的竖直方向大量气体通过孔311直径相对较小的直径，使得曾沿着所述第一上部水平托架30的四边水平板体31上面而沿水平方向移动的废气的一部分通过多个微量气体通过孔312而流入到所述第二上部水平托架40及副产物捕集塔50侧。
而且，其特征在于，在所述第一上部水平托架30的上面安装的所述副产物捕集构件32包括：
气体流路引导板321，其在竖直地竖立的状态下配置成放射状；
多个副产物捕集板322，其在所述气体流路引导板321上，设置既定距离，沿直角方向交叉地结合。
另外，其特征在于，在构成所述副产物捕集塔50的具有等腰梯形形状的多个横向及纵向竖直板51a、51b、52a、52b中，在分别位于前、后面及左、右侧面的两个横向及纵向竖直板51a、52a的上端部，在连接片511、521之间还分别设置既定间隔形成具有“U”字形状的多个副产物捕集增大槽513、523，在位于内侧的两个横向及纵向竖直板51b、52b的上端部，在连接片511、521之间还分别形成具有“U”字形状的一个废气穿过槽514、524，在所述横向竖直板51a、51b的底面，沿竖直方向朝向上方部，设置既定间隔形成纵向竖直板插入用结合槽515，在所述纵向竖直板52a、52b的上面，沿竖直方向朝向下方部，设置既定间隔形成横向竖直板插入用结合槽525。
而且，其特征在于，在穿孔有多个气体吸入孔71的窗口70的四面，沿竖直方向设置既定间隔还固定安装多个副产物捕集增大板73，且所述副产物捕集增大板73安装为与窗口70的四面外面构成直角。
另外，其特征在于，在所述外壳10的上板11内部，埋设供冷却水流动的冷却管90，以便在防止上板11因加热器板20产生的热而过热以及防止在外壳10上面与上板11底面之间安装的密封环或垫圈13损伤的同时，在上板11的底面也能够捕集副产物粉末，在所述上板11的上面，安装分别与冷却管90的两端部连接的冷却水流入口91及冷却水排出口92。
而且，其特征在于，在所述外壳10的内壁，沿竖直方向设置既定高度，还安装使得穿过外壳10内部的废气进行涡流的多个涡流产生板17。
此时，其特征在于，所述涡流产生板17形成为侧剖面具有“-”、
Figure GDA0001948815570000091
Figure GDA0001948815570000092
形状中任意一种形状。
另外，其特征在于，在所述外壳10的下板12底面，还沿竖直方向安装多个腿14，所述多个腿14在下端部分别具备高度调节用螺栓兼支撑件141。
而且，其特征在于，在所述外壳10的外面，为了防止具有既定体积的所述外壳10的形状因真空泵运转时产生的吸入力而变化，还相对于竖直方向，设置既定间隔，安装多个外壳变形防止环15。
另外，其特征在于，在所述外壳10的前、后面或两侧面，还安装手柄16。
下面参照图1至图9的(a)～(d)，说明如上所述构成的本发明的半导体工艺副产物捕集装置的作用效果。
首先，本发明装置如图1至图3所示，为了使得结构简单并可以大幅增大副产物捕集容量，主要技术构成要素为，大致由外壳10和加热器板20、加热器电源供应部22、第一上部水平托架30、第二上部水平托架40、副产物捕集塔50、下部水平托架60、窗口70及气体捕集排出口80形成，使得能够在半导体制造装置中大幅延长副产物捕集装置的更换周期，而且可以迅速、高效地长期大量捕集反应副产物。
此时，大部分的构成要素使用Titanium(Grade 1～4)、SUS304、SUS316、铝等材料制作，使得能够防止因处理器腔室排出的废气导致的腐蚀等。
另一方面，在所述构成要素中，所述外壳10如图1及图2所示，以容积比较大的内部为空的四方盒体形状成型，其形态为，在上部开口部具备气体流入孔111的上板11通过多个螺栓等可拆卸地结合，在下部开口部具备气体排出孔121的下板12通过多个螺栓等可拆卸地结合，在内部形成有供从半导体制造处理器腔室排出的废气流动的通路。
此时，在所述外壳10的下板12底面，还沿竖直方向安装多个腿14，所述多个腿14在下端部分别具备高度调节用螺栓兼支撑件141，从而不仅可以不受场所限制地安装本发明装置，而且可以通过高度调节用螺栓兼支撑件141容易地实施具有比较大容积的外壳10的水平调节，特别是可以充分确保本发明装置所安装的地面与外壳10底面之间的空间部，可以顺利实施将省略图示的真空泵连接于后述的气体捕集排出口80或使真空泵从气体捕集排出口80分离的作业。
而且，在本发明中使用的所述外壳10的外面，还相对于竖直方向，设置既定间隔，安装多个外壳变形防止环15，从而可以完美地防止具有既定体积的所述外壳10的形状因具有强吸入力的真空泵运转时产生的吸入力而变化，不仅能够提高制品本身的坚固性，而且能够大幅延长寿命。
另外，在本发明中，在所述外壳10的前、后面或两侧面还安装手柄16，从而可以舒适、轻松地搬运及移动本发明应用的副产物捕集装置。
另外，所述加热器板20为了防止因废气引起的腐蚀而以陶瓷或inconel材料成型，且具有在上面相对于竖直方向呈放射状配置有多个散热片21的形态，可拆卸地安装于所述上板11的底面。
而且，所述加热器电源供应部22安装于所述外壳10的上板11一侧，以便在向所述加热器板20顺畅供应电源电压的同时容易进行维护。
如上所述，如果在所述外壳10的上板11安装加热器板20和加热器电源供应部22，使包括所述外壳10的上板11在内的内部上方部空间加热，则通过所述上板11的气体流入孔111而从处理器腔室流入的废气穿过所述加热器板20，并通过加热而极大地引起化学变化，与此同时，通过在加热器板20的上面呈放射状配置的散热片21之间的缝隙，包括后述的第一及第二上部水平托架30、40的上部在内，可以均匀地分配到副产物捕集塔50及外壳10内部空间。
而且，在本发明装置的构成要素中，所述第一上部托架30如图3所示，具有在具有既定面积的四边水平板体31中央穿孔有具有较大直径的竖直方向大量气体通过孔311的形态，同时，具有在所述四边水平板体31的上面相对于中心点而沿放射方向固定安装有多个副产物捕集构件32的形态。
这种第一上部水平托架30在后述第二上部水平托架40的上部，设置既定距离(即，高度)安装，执行的功能是，使通过上板11的气体流入口111而流入到外壳10内的大部分的废气，通过具有比较大直径的竖直方向大量气体通过孔311而沿竖直方向穿过，剩余一部分沿水平方向均匀分配，与此同时，将一部分副产物捕集为粉末形态。
另外，在本发明中，在所述第一上部水平托架30的四边水平板体31上，还穿孔有多个微量气体通过孔312，所述多个微量气体通过孔312具有比在中央形成的竖直方向大量气体通过孔311直径相对较小的直径。
因此，使得曾在所述第一上部水平托架30的四边水平板体31上面沿着在副产物捕集构件32之间形成的空间部沿水平方向移动的废气的一部分，借助于废气的流入力及真空泵的吸入力等，通过多个微量竖直方向大量气体通过孔311，流入到第二上部水平托架40及副产物捕集塔50的上面侧，因而可以使废气更均匀地分布及分散，可以进一步增大通过所述第一上部水平托架30的副产物的捕集效率。
另一方面，所述副产物捕集构件32安装于所述第一上部水平托架30的上面，直接捕集大部分的副产物，从平面观察时，具有气体流路引导板321与多个副产物捕集板322大致具有“╋╋”形状地结合的形态。
此时，在所述副产物捕集构件32的构成要素中，所述气体流路引导板321具有长度互不相同的矩形板体形状，在四边水平板体31的上面，在沿竖直方向竖立的状态下，呈放射状配置，执行使流入的废气沿水平方向均匀分配的废气流路引导功能，与此同时，执行捕集变化成粉末形态的副产物的功能。
而且，在所述副产物捕集构件32的构成要素中，多个副产物捕集板322具有长度比所述气体流路引导板321长度相对较短的四方板体形状，具有在所述气体流路引导板321上设置既定距离并沿直角方向交叉结合的形态，遭遇沿水平方向流动的废气而具有较大摩擦力和回折力，从而执行使具有粉末形态的副产物在本身表面以及所述气体流路引导板321表面等最大限度更多地捕集的功能。
另外，本发明装置中使用的所述第二上部水平托架40如图3所示，具有成型为四方板体形状的形态，在中央穿孔有具有比较大面积的竖直方向大量气体通过孔41，在所述竖直方向大量气体通过孔41外侧，穿孔有直径较小的多个微量气体通过孔42。
这种所述第二上部水平托架40在后述的副产物捕集塔50的上面沿水平方向固定安装的状态下，通过多个支撑件18，安装于距离所述第一上部水平托架30底部既定距离(即，高度)的位置。
因此，执行的功能是，使穿过所述第一上部水平托架30而流入的废气的大部分，通过所述第二上部水平托架40的竖直方向大量气体通过孔41及多个微量气体通过孔42，朝向副产物捕集塔50，沿竖直方向均匀穿过，剩余一部分沿水平方向均匀分配(即，沿上面向侧方向分布)，随着一部分废气温度降低，一部分副产物在表面上被捕集为粉末形态。
另一方面，本发明装置的构成要素中，所述副产物捕集塔50如图2至图4所示，将多个横向及纵向竖直板51a、51b、52a、52b组装成格子形态，使得具有四面倾斜的金字塔形态，所述多个横向及纵向竖直板51a、51b、52a、52b具有高度比较高的等腰梯形形状，只在相互结合时露出于外部的部位穿孔有多个竖直方向气体通过孔512、522，而且，借助于只在用于相互结合的底部一部分留有的连接片511、521保持相互沿90度方向交叉的格子形态，具有在中央上部大部分形成有贯通形态的废气穿过空间部53的构成。
具有这种构成的所述副产物捕集塔50执行的功能是，在安装于所述第二上部水平托架40与下部水平托架60之间的状态下，使通过在所述第二上部水平托架40穿孔的所述竖直方向大量气体通过孔41及多个微量气体通过孔42而沿竖直方向流入或通过外壳10的内部空间而从侧面方向流入的废气的大部分，通过废气穿过空间部53而穿过，剩余废气沿着具有等腰梯形形态的多个横向及纵向竖直板51a、51b、52a、52b流下，在使废气温度降低的同时，不仅通过横向及纵向竖直板51a、51b、52a、52b的表面，而且通过竖直方向气体通过孔512、522周边及后述的副产物捕集增大槽513、523，使得一部分副产物被捕集成粉末形态。
另外，在本发明中，在制作具有金字塔形状的所述副产物捕集塔50方面，在具有等腰梯形形状的多个横向及纵向竖直板51a、51b、52a、52b中，分别在前、后面及左、右侧面，在位于最外侧的两个横向及纵向竖直板51a、52a的上端部，在连接片511、521之间，设置既定间隔，还分别形成具有“U”字形状的多个副产物捕集增大槽513、523，从而在前、后面及左、右侧面中，沿着位于最外侧的两个横向及纵向竖直板51a、52a流下的废气的接触面积，与露出于副产物捕集增大槽513、523侧的面相应地大幅增大，因而能够相应地大幅增大在半导体制造时产生的各种副产物的捕集效率。
而且，不仅如此，在本发明中，在具有等腰梯形形状的多个横向及纵向竖直板51a、51b、52a、52b中，在分别位于内侧的两个横向及纵向竖直板51b、52b的上端部，在连接片511、521之间，比各个副产物捕集增大槽513、523的宽度更大地形成具有“U”字形状的一个废气穿过槽514、524，从而可以增大在具有金字塔形状的所述副产物捕集塔50中央形成的废气穿过空间部53的面积，使得废气贯通所述副产物捕集塔50而变化成粉末形态的副产物的捕集量可以大幅增大。
不仅如此，在本发明中，在具有等腰梯形形状的多个横向及纵向竖直板51a、51b、52a、52b中，在所述横向竖直板51a、51b的底面，沿着竖直方向，朝向上方部设置既定间隔，形成纵向竖直板插入用结合槽515，在所述纵向竖直板52a、52b的上面，沿着竖直方向，朝向下方部设置既定间隔，形成横向竖直板插入用结合槽525，从而在横向及纵向竖直板51a、51b、52a、52b中位于前、后、左、右面最外侧的两个横向及纵向竖直板51a、52a，只有两端部结合部相互以“+”字形态在多处比较多地结合，位于内侧的两个横向及纵向竖直板51b、52b保持只将连接片511、521一部分结合成相互沿90度方向交叉的格子形态的形状。
因此，横向及纵向竖直板51a、51b、52a、52b相互保持较大结合力，而且具有通过具有较大体积的上方部废气穿过空间部53和借助于连接片511、521的结合而形成的下方部格子形通孔而使废气顺利穿过的结构，因此，借助在穿过废气穿过空间部53和格子形通孔的过程中产生的温度差，废气中包含的各种半导体副产物的一部分，在包括废气穿过空间部53在内的横向及纵向竖直板51a、51b、52a、52b的外面及副产物捕集增大槽513、523的内部，如图9的b所示，被最大限度地大量捕集，因而能够使副产物的捕集效率进一步最大化。
另外，在本发明装置的构成要素中，所述下部水平托架60如图3及图5所示，成型为相对于横向及纵向方向穿孔有数行多个四边形气体通过孔61的四方板体形状，这种所述下部水平托架60沿水平方向固定安装于所述副产物捕集塔50底面与窗口70的上面之间，执行的功能是，在将穿过所述副产物捕集塔50并沿竖直方向流入的废气诱导到后述的窗口70侧的同时，降低废气的温度，使得一部分副产物在表面上捕集成粉末形态。
而且，在本发明装置的构成要素中，所述窗口70如图2、图3及图5所示，将穿孔有多个气体吸入孔71的4个四方板体组装成上、下面开口的四方框形态，而且具有在上部开口部固定安装所述下部水平托架60，底面通过多个支撑件18而相距外壳10下板12既定距离地安装的状态。
不仅如此，具有在相距所述下部水平托架60底面既定距离的位置的窗口70内支撑件18上方部，还沿横向安装有用于切断穿过所述下部水平托架60的废气直接流入到气体捕集排出口80侧所需的废气竖直流入切断板72的形态。
这种窗口70执行的功能是，切断穿过所述副产物捕集塔50及下部水平托架60或通过外壳10内部空间而从侧面方向流入并变化成粉末形态的副产物直接流入到气体捕集排出口80侧，只将废气诱导到气体捕集排出口侧80，防止气体捕集排出口80被粉末形态的副产物堵塞或真空泵等因副产物而引起故障等。
另一方面，在本发明中，如上所述，在穿孔有多个气体吸入孔71的窗口70的四面，还沿竖直方向设置既定间隔固定安装多个副产物捕集增大板73，且所述副产物捕集增大板73安装为与窗口70的四面外面构成直角，而且，沿着气体吸入孔71的相对于竖直方向的中心线安装，从而可以通过所述副产物捕集增大板73，如图9的(d)所示，包括沿着所述外壳10的里面和窗口70侧面流下的废气在内，将通过所述窗口70的气体吸入孔71流入到安装有气体捕集排出口80的窗口70内侧的废气中包含的副产物，更大量地捕集为粉末形态，还可以通过窗口增大副产物的捕集效率。
而且，本发明装置的构成要素中，气体捕集排出口80具有管体形态，具有沿竖直方向安装于所述窗口70的内部与在外壳10的下板12配备的气体排出孔121之间的状态。
这种气体捕集排出口80可以使通过所述下部水平托架60的气体通过孔61和在窗口70的四面形成的气体吸入孔71及窗口70底部与外壳10下板12之间缝隙而流入的废气，全部顺利吸入及捕集，并排出到真空泵层。
另一方面，如上所述在所述外壳10的上板11底面单纯安装加热器板20进行加热的情况下，当所述上板11本身被加热到高温时，为了保持对所述外壳10上面与上板11底面之间接触部的气密而安装的橡胶材质的密封环或垫圈13存在因高温而损伤的危险。
因此，在本发明中，在所述外壳10的上板11内部埋设冷却管90，在所述上板11的上面，还安装分别与所述冷却管90的两端部连接的冷却水流入口91及冷却水排出口92。
如上所述，如果在所述上板11的内部安装冷却管90，使冷却水在其内部流动，则可以防止所述上板11因加热器板20产生的热而过热，并可以防止在所述外壳10上面与上板11底面之间安装的密封环或垫圈13的损伤，不仅如此，而且，所述上板11的温度因在冷却管90内流动的冷却水而大幅降低，因此，如图9的(a)所示，不仅是所述上板11的底面，而且在加热器板10上副产物也被捕集成粉末形态，因而可以进一步增大副产物捕集装置的捕集效率。
另外，在本发明中，在所述外壳10的内壁，沿竖直方向设置既定高度，如图8的(a)～(e)所示，还通过焊接等安装多个涡流产生板17，所述涡流产生板17成型为侧剖面具有“-”、
Figure GDA0001948815570000151
形状中任意一种形状。
因此，通过所述第二上部水平托架40和副产物捕集塔50外侧部、下部水平托架60及窗口70外侧，在外壳10内沿侧面方向分散移动而碰到外壳10内壁的一部分废气，具有碰到所述涡流产生板17而进行涡流的形态，因而能够延长在外壳10内的废气滞留时间，能够增大废气的副产物捕集效率。
特别是，外部空气与所述外壳10的内部温度相比具有相对较低温度，在与外部空气直接接触的外壳10内壁一体安装的所述涡流产生板17的温度也大幅降低，因此，除前述构成部件(即，加热器板20、第一上部水平托架30、第二上部水平托架40、副产物捕集塔50、下部水平托架60及窗口70)之外，通过所述涡流产生板17，如图9的(c)所示，也能够捕集大量的副产物。
另一方面，图7的(a)、(b)显示了在本发明应用的半导体工艺副产物捕集装置的内部，废气在均匀分布并流动的同时进行涡流，反应副产物被捕集的形态的侧视及主视废气流程图。
如上所述，本发明应用的副产物捕集装置可以大幅增大本身的捕集容量及效率，可以大幅延长在半导体制造装置中的副产物捕集装置的更换周期，不仅能够减小半导体制造工艺延迟及生产成本，而且可以迅速、高效地长期大量捕集反应副产物，不仅能够大幅提高半导体制造时产生的各种副产物的捕集效率，还能够大幅提高半导体制造的生产率和可靠度。
上述实施例虽然对本发明最优选示例进行了说明，但并非只限定于所述实施例及权利要求书记载的内容，在不超出本发明技术思想的范围内，可以多样变形，这对从业人员来说是不言而喻的。

Claims (7)

1.一种半导体工艺副产物捕集装置，在构成安装于工艺腔室与真空泵之间的管线上并用于捕集在处理器腔室中产生的废气内的反应副产物所需的半导体工艺副产物捕集装置方面，其特征在于，包括：
外壳，其在可拆卸地结合于上、下开口部的上板和下板上，分别具备气体流入孔和气体排出孔，在内部形成有供从所述处理器腔室排出的废气流动的通路；
加热器板，其具有由多个散热片相对于竖直方向呈放射状配置的形态，安装于所述上板的底面，在为了供应使通过所述上板的气体流入孔流入的废气发生化学变化所需的能量而进行加热的同时，使得均匀分配于所述外壳内部空间；
加热器电源供应部，其向所述加热器板供应电源电压；
第一上部水平托架，其具有在中央穿孔有竖直方向大量气体通过孔的四边水平板体的上面多个副产物捕集构件相对于中心点而沿放射方向固定安装的形态，通过上板的气体流入口而流入外壳内的大部分的废气沿竖直方向穿过，剩余一部分在沿水平方向均匀分配的同时，将一部分副产物捕集为粉末形态；
第二上部水平托架，其沿在中央穿孔的面积较大的竖直方向大量气体通过孔外侧，穿孔有直径相对较小的多个微量气体通过孔，在该形态下，通过多个支撑件安装于距离所述第一上部水平托架的底部既定距离的位置，在使穿过所述第一上部水平托架而流入的废气沿水平及竖直方向均匀分配的同时，将一部分副产物捕集为粉末形态；
副产物捕集塔，其将多个横向及纵向竖直板组装成格子形态，所述竖直板具有等腰梯形形状，只在相互结合时露出于外部的部位穿孔有多个竖直方向气体通过孔，从而具有四面倾斜的金字塔形态，且借助于只在用于相互结合的底部一部分留有的连接片，保持相互沿90度方向交叉的格子形态，具有在中央上部大部分形成有贯通形态的废气穿过空间部的构成，在安装于所述第二上部水平托架与下部水平托架之间的状态下，使穿过所述第二上部水平托架而流入的废气大部分通过废气穿过空间部而穿过，剩余废气沿着具有等腰梯形形态的多个横向及纵向竖直板流下，将一部分副产物捕集为粉末形态；
下部水平托架，其具有多个四边形气体通过孔相对于横向及纵向方向穿孔成数行的形态，固定安装于所述副产物捕集塔底面与窗口的上面之间，在使穿过所述副产物捕集塔并沿竖直方向流入的废气诱导到窗口侧的同时，将废气中包含的一部分副产物捕集为粉末形态；
窗口，其将穿孔有多个气体吸入孔的4个四方板体组装成上、下面开口的四方框形态，在上部开口部固定安装所述下部水平托架，底面通过多个支撑件而相距外壳下板既定距离地安装，且在所述支撑件上方部，沿横向安装有切断穿过下部水平托架的废气直接流入到气体捕集排出口的废气竖直流入切断板，在该状态下，切断穿过所述副产物捕集塔及下部水平托架或通过外壳内部空间而从侧面方向流入并变化成粉末形态的副产物直接流入到气体捕集排出口侧，只将废气诱导到气体捕集排出口侧；
气体捕集排出口，其沿竖直方向安装于所述窗口的内部与在外壳的下板配备的气体排出孔之间，在该状态下，捕集通过所述下部水平托架的气体通过孔和窗口的气体吸入孔及窗口的底部缝隙流入的废气并排出到外部。
2.根据权利要求1所述的半导体工艺副产物捕集装置，其特征在于，
在所述第一上部水平托架的四边水平板体上，还穿孔有多个微量气体通过孔，所述多个微量气体通过孔具有比在中央形成的竖直方向大量气体通过孔直径相对较小的直径，使得曾沿着所述第一上部水平托架的四边水平板体上面而沿水平方向移动的废气的一部分通过多个微量气体通过孔而流入到所述第二上部水平托架及副产物捕集塔侧。
3.根据权利要求1所述的半导体工艺副产物捕集装置，其特征在于，
在所述第一上部水平托架的上面安装的所述副产物捕集构件包括：
气体流路引导板，其在竖直地竖立的状态下配置成放射状；
多个副产物捕集板，其在所述气体流路引导板上，设置既定距离，沿直角方向交叉地结合。
4.根据权利要求1所述的半导体工艺副产物捕集装置，其特征在于，
在构成所述副产物捕集塔的具有等腰梯形形状的多个横向及纵向竖直板中，
在位于前、后面及左、右侧面的两个横向及纵向竖直板的上端部，在连接片之间设置既定间隔还分别形成具有“U”字形状的多个副产物捕集增大槽，
在位于内侧的两个横向及纵向竖直板的上端部，在连接片之间还分别形成具有“U”字形状的一个废气穿过槽，
在所述横向竖直板的底面，沿竖直方向朝向上方部，设置既定间隔形成纵向竖直板插入用结合槽，
在所述纵向竖直板的上面，沿竖直方向朝向下方部，设置既定间隔形成横向竖直板插入用结合槽。
5.根据权利要求4所述的半导体工艺副产物捕集装置，其特征在于，
在穿孔有多个气体吸入孔的窗口的四面，沿竖直方向设置既定间隔还固定安装多个副产物捕集增大板，且所述副产物捕集增大板安装为与窗口的四面外面构成直角。
6.根据权利要求1所述的半导体工艺副产物捕集装置，其特征在于，
在所述外壳的上板内部埋设供冷却水流动的冷却管，以便在防止上板因加热器板产生的热而过热以及防止在外壳上面与上板底面之间安装的密封环或垫圈损伤的同时，在上板的底面也能够捕集副产物粉末，在所述上板的上面安装分别与冷却管的两端部连接的冷却水流入口及冷却水排出口。
7.根据权利要求1所述的半导体工艺副产物捕集装置，其特征在于，
在所述外壳的内壁，沿竖直方向设置既定高度，还安装使得穿过外壳内部的废气进行涡流的多个涡流产生板。
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