CN110207011A - 气体管路结构及其排气处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明有关于一种气体管路结构及其排气处理方法，是一种提供加热后的特殊气体与化学气相沉积装置所产生的废弃混合的气体管路结构与排气处理方法；本发明至少包括有一气管、一输气孔，以及一环体；藉此，本发明藉由在气管内加装气体流道与复数个气孔的硬体设计，有效使经过加热后的氮气与化学气相沉积装置的制程后所产生的废气于气管内混合，以避免排气管路中的废气凝结成粉尘而沉积于排气管内部而减损气管的流通性，确实达到提升废气的流速以输出至废气处理器并提升气管的流通性的主要优势。

Description

气体管路结构及其排气处理方法

技术领域

本发明有关于一种气体管路结构及其排气处理方法，尤其是指一种提供加热后的特殊气体与化学气相沉积装置所产生的废弃混合的气体管路结构与排气处理方法。

背景技术

按，在现行半导体制程中的扩散(Diffusion)和沉积(Deposition)等步骤中，必须透过不同气体在晶圆(Wafer)表面产生反应的机制，藉以形成一层氧化薄膜；请参阅图1所示，为传统化学气相沉积装置的废气处理示意图，由于半导体制程所使用的化学气相沉积装置A在每批晶圆生产过程中皆会伴随废气的排放，而这些废气在通过真空泵浦B之后，会因为废气排气管路C的温度降低而形成冷凝现象，使得废气容易凝结为粉尘而沉积在排气管路C的内壁上，日积月累下容易造成排气管路C内径缩小甚至堵塞，最后导致排气管路C的排气量不足而引发工安或卫生等问题，更甚者可能使得排气管路起火而引起火灾与爆炸等危险。

中国台湾新型专利第M534806号的“加热设备的结构”即被研发以解决上述的问题，请再一并参阅图1所示，该专利主要包括有一通道管D、一进气端D1与一加热器E，透过进气端D1先将气体导入通道管D，并同时由加热器E对气体进行加热动作，最后由通道管D的复数穿孔(图式未标示)进入通道管D，并由通道管D导引气体，而透过通道管D所环设的复数穿孔，乃可使气体增加流动的作用行程同时可平均通道管D内气体的温度；然而，由于此专利的穿孔环设于通道管D的管身，且进气端D1套设于通道管D的外部，且进气端D1横向设置于通道管D而有密合不佳的问题，容易导致内部的气体流出，且穿孔亦容易使气体无法于通道管D内流动；因此，如何有效藉由创新的硬体设计，以避免排气管路中的废气凝结成粉尘而沉积于排气管内部而减损气管的流通性，仍是半导体的气体管路结构等相关产业开发业者与相关研究人员需持续努力克服与解决的课题。

发明内容

本发明主要目的为提供一种气体管路结构及其排气处理方法，尤其是指一种提供加热后的特殊气体与化学气相沉积装置所产生的废弃混合的气体管路结构与排气处理方法，主要藉由在气管内加装气体流道与复数个气孔的硬体设计，有效使经过加热后的氮气与化学气相沉积装置的制程后所产生的废气于气管内混合，以避免排气管路中的废气凝结成粉尘而沉积于排气管内部而减损气管的流通性，确实达到提升废气的流速以输出至废气处理器并提升气管的流通性的主要优势。

为了达到上述的实施目的，本发明人提出一种气体管路结构，至少包括有一气管、一输气孔，以及一环体；气管内部开设有一容置空间；输气孔设置于气管的外管壁上且与容置空间相互贯通；环体设置于容置空间，环体相对于气管径向方向环设有一气体流道，而环体上环设有复数个与气体流道相互连接的气孔，其中气体流道与输气孔相互贯通。

如上所述的气体管路结构，其中气管的二端部分别设置有一气体入口，以及一气体出口。

如上所述的气体管路结构，其中一具有一第一流速的第一气体经由气体入口与气体出口进出气管。

如上所述的气体管路结构，其中第一气体为废气。

如上所述的气体管路结构，其中一具有一第二流速的第二气体由输气孔而经由气体流道与气孔进入气管。

如上所述的气体管路结构，其中第二气体为经过一加热管加热的特殊气体。

如上所述的气体管路结构，其中第二气体为氮气。

如上所述的气体管路结构，其中第二流速大于第一流速。

如上所述的气体管路结构，其中环体与气管一体成形。

如上所述的气体管路结构，其中环体为一分流管。

如上所述的气体管路结构，其中环体可进一步卡合于容置空间。

如上所述的气体管路结构，其中环体的外端部可进一步设置有复数个外螺纹，外螺纹对应螺合于设置于容置空间的复数个内螺纹，以使环体锁固于气管。

如上所述的气体管路结构，其中气孔与气管的夹角介于0度至90度之间。

如上所述的气体管路结构，其中气孔的孔径介于0.1公分至0.5公分之间。

此外，为了达到气体管路结构实施目的，本发明人乃研拟如下实施技术；首先，一具有一第一流速的第一气体经由一气管的气体入口进入气管的容置空间；接着，一已经过加热且具有一第二流速的第二气体由设置于气管外管壁上的输气孔进入一设置于容置空间的环体的气体流道内；接续，第二气体由环设于环体上的复数个气孔进入容置空间；最后，第二气体于容置空间与第一气体作用，且由气管的气体出口离开气管。

如上所述的排气处理方法，其中第二流速大于第一流速。

如上所述的排气处理方法，其中气孔与气管的夹角介于0度至90度之间。

藉此，本发明的气体管路结构及其排气处理方法主要藉由在气管内加装气体流道与复数个气孔的硬体设计，有效使经过加热后的氮气与化学气相沉积装置的制程后所产生的废气于气管内混合，以避免排气管路中的废气凝结成粉尘而沉积于排气管内部而减损气管的流通性，确实达到提升废气的流速以输出至废气处理器并提升气管的流通性的主要优势。

附图说明

图1：传统化学气相沉积装置的废气处理示意图。

图2：本发明气体管路结构其一较佳实施例的整体结构剖视图。

图3：本发明气体管路结构其一较佳实施例的气体流动示意图。

图4：本发明气体管路结构其二较佳实施例的整体结构剖视图。

图5：本发明气体管路结构其二较佳实施例的气体流动示意图。

图6：本发明气体管路结构其二较佳实施例的气体流动透视图。

图7：本发明气体管路结构其三较佳实施例的整体结构分解图。

图8：本发明气体管路结构其三较佳实施例的整体结构剖视图。

图9：本发明气体管路结构其四较佳实施例的整体结构剖视图。

图10：本发明气体管路结构其五较佳实施例的整体结构分解图。

图11：本发明气体管路结构其五较佳实施例的整体结构截面图。

图12：本发明气体管路结构其五较佳实施例的另一整体结构截面图。

图13：本发明气体管路结构其六较佳实施例的整体结构分解图。

图14：本发明气体管路结构其六较佳实施例的整体结构截面图。

图15：本发明其一较佳实施例的排气处理方法的步骤流程图。

图16：本发明其二较佳实施例的排气处理方法的步骤流程图。

图号说明：

传统气体管路结构

A 化学气相沉积装置 B 真空泵浦

C 排气管路 D 通道管

D1 进气端 E 加热器

本发明的气体管路结构及其排气处理方法

1 气体管路结构 11 气管

111 容置空间 112 气体入口

113 气体出口 114 内螺纹

12 输气孔 13 环体

131 气体流道 132 气孔

132a 直向气孔 132b 斜向气孔

133 外螺纹 134 分流管

1341 凹环槽 2 漩流

S1 步骤一 S2 步骤二

S3 步骤三 S4 步骤四。

具体实施方式

首先，请参阅图2与图3所示，为本发明气体管路结构其一较佳实施例的整体结构剖视图，以及气体流动示意图，其中本发明的气体管路结构1至少包括有：一气管11，其内部开设有一容置空间111；此外，该气管11的二端部分别设置有一气体入口112，以及一气体出口113；此外，一具有一第一流速的第一气体经由该气体入口112与该气体出口113进出该气管11，其中该第一气体为废气；在本发明其一较佳实施利中，该气管11由该容置空间111、该气体入口112，以及该气体出口113所组合而成，而设置于该气管11内端部的容置空间111与分别设置于该气管11二端部的气体入口112、该气体出口113相互贯通，其中该气体入口112依序连接一真空泵浦(图式未标示)与一化学气相沉积装置(图式未标示)，该真空泵浦抽吸该化学气相沉积装置于制程后所产生的废气，该废气具有一第一流速由该气体入口112进入该容置空间111。

一输气孔12，设置于该气管11的外管壁上且与该容置空间111相互贯通；一具有一第二流速的第二气体由该输气孔12而经由该气体流道131与该等气孔132进入该气管11，而该第二气体为经过一加热管加热的特殊气体，其中该第二气体为氮气；再者，该第二流速大于该第一流速；在本发明其一较佳实施例中，该输气孔12设置于该气管11的外管壁上且与该容置空间111相互贯通，该第二气体先由一加热器加热后，再由该输气孔12进入该气管11的容置空间111而与该第一气体混合，其中该第二气体为具有第二流速的氮气，而该第二流速大于该第一流速；以及一环体13，设置于该容置空间111，该环体13相对于该气管11径向方向环设有一气体流道131，而该环体13上环设有复数个与该气体流道131相互连接的气孔132，其中该气体流道131与该输气孔12相互贯通；此外，该环体13与该气管11一体成形；再者，该气孔132与该气管11的夹角介于0度至90度之间，而该气孔132的孔径介于0.1公分至0.5公分之间，最佳为0.2公分；在本发明其一较佳实施例中，与该气管11一体成形的环体13设置于该容置空间111，且该环体13相对于该气管11径向方向环设有与该输气孔12相互贯通的气体流道131，而该环体13上环设有复数个与该气体流道131相互连接的气孔132，已加热的第二气体的氮气由该输气孔12进入该气体流道131，再由该气体流道131经由该等气孔132进入该容置空间111。

其次，该气孔132为直向气孔132a，与气管11呈平行设置，具微型管径的直向气孔132a与该气管11的径向方向呈90度的平行该气管11气态样设置，亦即该第二气体的氮气由该等直向气孔132a以喷射方式进入该容置空间111后，以贴近该气管11内壁的方式流动，以使于该气管11内流动的第一气体的废气不易贴近该气管11的内壁，可有效使该气管11内的废弃具有流畅性而不会进低其流速，进而有助于废气中的粉尘难以附着于该气管11的内壁，可让废气与粉尘顺利由该气管11的气体出口113流向该废气处理器图式未标示；此外，由于该第二气体的第二流速大于该第一气体的第一流速，可使该第一气体的废气温度保持不降温，得以防止该第一气体因低温而冷凝粉尘附着于该容置空间111，且该第二气体可带动该第一气体于该气管11内的流动速度更快，使粉尘得以随该第一气体而快速被带走，以保持该气管11的流通性。

此外，请一并参阅图4至图6所示，为本发明气体管路结构其二较佳实施例的整体结构剖视图、气体流动示意图，以及气体流动透视图，该气孔132为斜向气孔132b，与气管11呈斜向设置，该斜向气孔132b与该气管11的夹角介于30度至60度之间；其中该斜向气孔132b与该气管11的夹角介于30度至60度之间，最佳为45度角，该第二气体的氮气由该斜向气孔132b喷射进入该容置空间111，由于该等斜向气孔132b呈斜角的缘故，可使该第二气体射出至该气管11的管壁后反射而获得最佳反射角，以使该第二气体的氮气与该第一气体的废气达到最佳的混合效果而产生漩流2，以让废气的温度快速升温且高速被输出至该气管11外部。

再者，该环体13为一分流管134，且该环体13可进一步卡合于该容置空间111；请一并参阅图7与图9所示，为本发明气体管路结构其三较佳实施例的整体结构分解图、整体结构剖视图，以及其四较佳实施例的整体结构剖视图，其中该环体13呈分流管134的态样而卡合于该气管11的容置空间111，且该环体13的外径轴向设置有凹环槽1341态样，该凹环槽1341对应该气管11形成该气体流道131，且该气体流道131对应连接该该输气孔12，该气体流道131的一侧设置有该等气孔132，而该等气孔132呈与该气管11平行设置的直向气孔132a (如图8所示)﹔或呈与该气管11斜向设置的斜向气孔132b (如图9所示)，该第二气体由该等气孔132进入该容置空间111与该第一气体混合后，可有效防止该第一气体因低温而冷凝粉尘附着于该容置空间111，保持该气管11的良好流通性。

此外，该环体13为一分流管134，而该环体13的外端部可进一步设置有复数个外螺纹133，该等外螺纹133对应螺合于设置于该容置空间111的复数个内螺纹114，以使该分流管134锁固于该气管11；请一并参阅图10至图12所示，为本发明气体管路结构其五较佳实施例的整体结构分解图、整体结构截面图，以及其五较佳实施例的整体结构截面图，其中以分流管134态样呈现的环体13藉由外端部设置的外螺纹133对应螺合于设置于该容置空间111的内螺纹114，以使该分流管134锁固于该气管11，而该分流管134的外径轴向设置有凹环槽1341态样，并该凹环槽1341对应该气管11形成气体流道131 ，且该气体流道131对应连接该输气孔12，该气体流道131的一侧设置有该等气孔132，而该等气孔132呈与该气管11平行设置的直向气孔132a (如图11所示)﹔或呈与该气管11斜向设置的斜向气孔132b (如第图12所示)，该第二气体由该等气孔132进入该容置空间111与该第一气体混合后，可有效防止该第一气体因低温而冷凝粉尘附着于该容置空间111，保持该气管11的良好流通性。

此外，该环体13为一分流管134，而该分流管134的外端部可进一步设置有复数个外螺纹133，该等外螺纹133对应螺合于设置于该容置空间111的复数个内螺纹114，以使该分流管134锁固于该气管11；请一并参阅图13及图14所示，为本发明气体管路结构其六较佳实施例的整体结构分解图，以及其六较佳实施例的整体结构截面图，其中以分流管134态样呈现的环体13藉由外端部设置的外螺纹133对应螺合于设置于该容置空间111的内螺纹114，以使该分流管134锁固于该气管11，而该分流管134的外径轴向于外螺纹133另侧设置有凹环槽1341态样，并该凹环槽1341对应该气管11形成气体流道131 ，且该气体流道131对应连接该输气孔12，该气体流道131的一侧设置有该等气孔132，而该等气孔132呈与该气管11平行设置的直向气孔，该第二气体由该等气孔132进入该容置空间111与该第一气体混合后，可有效防止该第一气体因低温而冷凝粉尘附着于该容置空间111，保持该气管11的良好流通性。

此外，请再参阅图15所示，为本发明排气处理方法的步骤流程图，为本发明其一较佳排气处理方法的实施例，其中本发明的排气处理方法主要包括有下列步骤：步骤一S1：一具有一第一流速的第一气体经由一气管11的气体入口112进入该气管11的容置空间111；在本发明其一较佳实施例中，该气管11由该容置空间111、该气体入口112，以及该气体出口113所组合而成，而设置于该气管11内端部的容置空间111与分别设置于该气管11二端部的气体入口112、该气体出口113相互贯通，其中该气体入口112依序连接一真空泵浦与一化学气相沉积装置，该真空泵浦抽吸该化学气相沉积装置于制程后所产生的废气，该废气具有一第一流速由该气体入口112进入该容置空间111。

步骤二S2：一已经过加热且具有一第二流速的第二气体由设置于该气管11外管壁上的输气孔12进入一设置于该容置空间111的环体13的气体流道131内；此外，该第二流速大于该第一流速；在本发明其一较佳实施例中，该输气孔12设置于该气管11的外管壁上且与该容置空间111相互贯通，该第二气体先由一加热器加热后，再由该输气孔12进入该气管11的容置空间111而与该第一气体混合，其中该第二气体为具有第二流速的氮气，而该第二流速大于该第一流速。

步骤三S3：该第二气体由环设于该环体13上的复数个直向气孔132a同时以贴附内管壁并与其平行的流向快速进入该容置空间111。

以及步骤四S4：该第二气体于该容置空间111与该第一气体作用，且由该气管11的气体出口113离开该气管11；在本发明其一较佳实施例中，与该气管11一体成形的环体13设置于该容置空间111，且该环体13相对于该气管11径向方向环设有与该输气孔12相互贯通的气体流道131，而该环体13上环设有复数个与该气体流道131相互连接的气孔132，已加热的第二气体的氮气由该输气孔12进入该气体流道131，再由该气体流道131经由该等气孔132进入该容置空间111，其中具微型管径的气孔132与该气管11的径向方向呈90度的平行该气管11气态样设置，亦即该第二气体的氮气由该等气孔132以喷射方式进入该容置空间111后，以贴近该气管11内壁的方式流动，以使于该气管11内流动的第一气体的废气不易贴近该气管11的内壁，可有效使该气管11内的废弃具有流畅性而不会进低其流速，进而有助于废气中的粉尘难以附着于该气管11的内壁，可让废气与粉尘顺利由该气管11的气体出口113流向该废气处理器；此外，由于该第二气体的第二流速大于该第一气体的第一流速，可使该第一气体的废气温度保持不降温，得以防止该第一气体因低温而冷凝粉尘附着于该容置空间111，且该第二气体可带动该第一气体于该气管11内的流动速度更快，使粉尘得以随该第一气体而快速被带走，以保持该气管11的流通性。

本发明其二较佳排气处理方法的实施例，请再参阅图16所示，为本发明排气处理方法的步骤流程图，其中本发明的排气处理方法主要包括有下列步骤：步骤一S1：一具有一第一流速的第一气体经由一气管11的气体入口112进入该气管11的容置空间111；在本发明其一较佳实施例中，该气管11由该容置空间111、该气体入口112，以及该气体出口113所组合而成，而设置于该气管11内端部的容置空间111与分别设置于该气管11二端部的气体入口112、该气体出口113相互贯通，其中该气体入口112依序连接一真空泵浦与一化学气相沉积装置，该真空泵浦抽吸该化学气相沉积装置于制程后所产生的废气，该废气具有一第一流速由该气体入口112进入该容置空间111。

步骤二S2：一已经过加热且具有一第二流速的第二气体由设置于该气管11外管壁上的输气孔12进入一设置于该容置空间111的环体13的气体流道131内；此外，该第二流速大于该第一流速；在本发明其一较佳实施例中，该输气孔12设置于该气管11的外管壁上且与该容置空间111相互贯通，该第二气体先由一加热器加热后，再由该输气孔12进入该气管11的容置空间111而与该第一气体混合，其中该第二气体为具有第二流速的氮气，而该第二流速大于该第一流速。

步骤三S3：该第二气体透过该复数个斜向气孔132b同时快速进入该容置空间111，并分别内管壁反射而形成螺旋气流。

以及步骤四S4：该第二气体于该容置空间111与该第一气体作用，且由该气管11的气体出口113离开该气管11；在本发明其一较佳实施例中，与该气管11一体成形的环体13设置于该容置空间111，且该环体13相对于该气管11径向方向环设有与该输气孔12相互贯通的气体流道131，而该环体13上环设有复数个与该气体流道131相互连接的气孔132，已加热的第二气体的氮气由该输气孔12进入该气体流道131，再由该气体流道131经由该等气孔132进入该容置空间111，其中该气孔132与该气管11的夹角介于30度至60度之间，最佳为45度角，该第二气体的氮气由该气孔132喷射进入该容置空间111，由于该等气孔132呈斜角的缘故，可使该第二气体射出至该气管11的管壁后反射而获得最佳反射角，以使该第二气体的氮气与该第一气体的废气达到最佳的混合效果而产生漩流，以让废气的温度快速升温且高速被输出至该气管11外部。

由上述的实施说明可知，本发明的气体管路结构及其排气处理方法与现有技术相较之下，本发明具有以下优点：本发明的气体管路结构及其排气处理方法主要藉由在气管内加装气体流道与复数个气孔的硬体设计，有效使经过加热后的氮气与化学气相沉积装置的制程后所产生的废气于气管内混合，以避免排气管路中的废气凝结成粉尘而沉积于排气管内部而减损气管的流通性，确实达到提升废气的流速以输出至废气处理器并提升气管的流通性的主要优势。

Claims (16)

1.一种气体管路结构，其特征在于，至少包括有：

一气管(11)，其内部开设有一容置空间(111)；

一输气孔(12)，设置于该气管(11)的外管壁上且与该容置空间(111)相互贯通；以及

一环体(13)，设置于该容置空间(111)，该环体(13)相对于该气管(11)径向方向环设有一气体流道(131)，而该环体(13)上环设有复数个与该气体流道(131)相互连接的气孔(132)，其中该气体流道(131)与该输气孔(12)相互贯通。

2.如权利要求1所述的气体管路结构，其特征在于，该气管(11)的二端部分别设置有一气体入口(112)，以及一气体出口(113)。

3.如权利要求2所述的气体管路结构，其特征在于，该气孔(132)为直向气孔(132a)，与气管(11)呈平行设置。

4.如权利要求2所述的气体管路结构，其特征在于，该气孔(132)为斜向气孔(132b)，与气管(11)呈斜向设置。

5.如权利要求3或4所述的气体管路结构，其特征在于，一具有一第一流速的第一气体经由该气体入口(112)与该气体出口(113)进出该气管(11)。

6.如权利要求5所述的气体管路结构，其特征在于，一具有一第二流速的第二气体由该输气孔(12)而经由该气体流道(131)与该复数个气孔(132)进入该气管(11)。

7.如权利要求6所述的气体管路结构，其特征在于，该第二流速大于该第一流速。

8.如权利要求3或4所述的气体管路结构，其特征在于，该环体(13)与该气管(11)一体成形。

9.如权利要求3或4所述的气体管路结构，其特征在于，该环体(13)为一分流管(134)，该分流管(134)设一凹环槽(1341)。

10.如权利要求9所述的气体管路结构，其特征在于，该环体(13)卡合于该容置空间(111)。

11. 如权利要求3或4所述的气体管路结构，其特征在于，该环体(13) 为一分流管(134)，而该分流管(134)的外端部设置有复数个外螺纹(133)，该分流管(134)的外螺纹(133)另侧设一凹环槽(1341)，该等外螺纹(133)对应螺合于设置于该气管(11)的复数个内螺纹(114)。

12.如权利要求3或4所述的气体管路结构，其特征在于，该环体(13)的外端部设置有复数个外螺纹(133)，该等外螺纹(133)对应螺合设置于该容置空间(111)的复数个内螺纹(114)。

13.如权利要求3或4所述的气体管路结构，其特征在于，该气孔(132)与该气管(11)的夹角介于0度至90度之间。

14.如权利要求3或4所述的气体管路结构，其特征在于，该气孔(132)的孔径介于0.1公分至0.5公分之间。

15.一种排气处理方法，适用于如权利要求3所述的气体管路结构，其特征在于，该排气处理方法至少包括下列步骤：

步骤一(S1)：一具有一第一流速的第一气体经由该气管(11)的气体入口(112)进入该气管(11)的容置空间(111)；

步骤二(S2)：一已经过加热且具有一第二流速的第二气体由该输气孔(12)进入该气体流道(131)内；

步骤三(S3)：该第二气体透过该复数个直向气孔(132a)同时以贴附内管壁并与其平行的流向快速进入该容置空间(111)；以及

步骤四(S4)：该第二气体于该容置空间(111)与该第一气体作用，且由该气管(11)的气体出口(113)离开该气管(11)。

16.一种排气处理方法，适用于如权利要求4所述的气体管路结构，其特征在于，该排气处理方法至少包括下列步骤：

步骤一(S1)：一具有一第一流速的第一气体经由该气管(11)的气体入口(112)进入该气管(11)的容置空间(111)；

步骤二(S2)：一已经过加热且具有一第二流速的第二气体由该输气孔(12)进入该气体流道(131)内；

步骤三(S3)：该第二气体透过该复数个斜向气孔(132b)同时快速进入该容置空间(111)，并分别内管壁反射而形成螺旋气流；以及

步骤四(S4)：该第二气体于该容置空间(111)与该第一气体作用，且由该气管(11)的气体出口(113)离开该气管(11)。