CN114823262A - 在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，适用本发明的在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，其特征在于，包括：外壳，用于对所流入的未反应气体进行收容和排出；加热器，位于外壳的内侧，在利用以双重结构放射状排列的扩散器对所流入的气体进行扩散的同时对气体进行均匀加热；以及，内部捕获塔，垂直排列有由放射状排列且单位面积上的表面积较宽的结构型捕获板以及为了对气体流进行集中或分散排出而在中央部或以放射状排列形成有排气孔的捕获盘构成的第1盘型捕获部至第5盘型捕获部。

Description

在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置
技术领域
本发明涉及一种在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，尤其涉及一种为了在半导体制造工程中对在制程腔体内执行有机膜沉积工程之后排出的未反应气体中所包含的颗粒状反应副产物以薄膜形态进行捕获而配备具有较宽表面积以及流速降低结构的内部捕获塔，从而可以通过在均匀的流速以及捕获温度条件下增加滞留时间而以高效率进行捕获的捕获装置。
背景技术
通常来讲，半导体制造工程大体上包括前工程(制造(Fabrication)工程)以及后工程(装配(Assembly)工程)，前工程是指通过在各种制程腔体(Chamber)的内部重复执行在晶圆(Wafer)上沉积形成薄膜并对沉积形成的薄膜进行选择性蚀刻的过程而加工出特定图案并借此制造出半导体芯片(Chip)的工程，而后工程是指通过对在上述前工程中制造出的芯片进行单独分离之后与引线框架进行结合而组装出成品的工程。
此时，上述在晶圆上沉积形成薄膜或对在晶圆上沉积形成的薄膜进行蚀刻的工程是通过气体注入系统向制程腔体的内部注入如硅烷(Silane)、砷化氢(Arsine)、氯化硼、氢气等所需要的工程气体或注入如用于执行薄膜沉积的前驱体气体等所需要的工程气体并在高温条件下执行。此时，在制程腔体的内部将产生大量的含有各种易燃气体、腐蚀性异物以及有毒成分的有害气体等。
为此，在半导体制造装置中为了可以在对从制程腔体排出的未反应气体进行净化之后排出，在用于将制程腔体转换成真空状态的真空泵的后端，配备有用于在对从制程腔体排出的排出气体进行净化之后再排出到大气的洗涤器(Scrubber)。
但是，如上所述的洗涤器只是对气体形态的反应副产物进行净化处理，因此如果不事先对从制程腔体排出的未反应气体中所包含的颗粒形态的反应副产物进行捕获，会因为从制程腔体排出的未反应气体固着在管道中而导致排气压力上升的问题，或者因为流入到真空泵中而导致泵发生故障的问题，或者因为逆流到制程腔体而导致对晶圆造成污染的问题等。
因此，在半导体制造装置的制程腔体与真空泵之间，安装有用于将从上述制程腔体排出的未反应气体凝聚成粉末状态的多种结构的反应副产物捕获装置。
但是，在现有的副产物捕获装置中所使用的内部捕获塔的结构，是以在捕获板的表面加工出具有相同或不同大小的多个孔并在周边追加配置暖流片的方式构成，属于在气体流中通过不同的负载大小而形成快速流动与慢速流动之间的流速差异并在多个位置上形成不同大小的暖流，从而使得气体发生停滞并增加捕获面与未反应气体之间的接触面积的方式，因此在降低未反应气体的流速的同时提供均匀且稳定的气体流的方面具有结构型的缺陷。
因为如上所述的原因，在现有的捕获装置结构下，具有当在制程腔体中执行有机膜沉积(Organic Film Deposition)工程之后包含微细反应副产物的未反应气体排出并流入到捕获装置中时因为没有配备稳定的流速降低结构以及单位面积上的捕获效率高的捕获板而无法充分满足捕获条件并因此无法将反应副产物以薄膜形态进行捕获的问题。
所以，急需开发出一种可以解决如上所述的现有问题的反应副产物捕获装置。
先行技术文献
专利文献
(专利文献1)韩国注册专利公报注册编号10-0717837(2007.05.07.)
(专利文献2)韩国注册专利公报注册编号10-0862684(2008.10.02.)
(专利文献3)韩国注册专利公报注册编号10-1447629(2014.09.29.)
(专利文献4)韩国注册专利公报注册编号10-1806480(2017.12.01.)
发明内容
为了解决如上所述的问题，本发明的目的在于提供一种为了在半导体制造工程中对在制程腔体内执行有机膜沉积工程之后流入到捕获装置的未反应气体中所包含的反应副产物进行捕获，通过配备沿着垂直方向多层排列有由单位面积上的表面积较宽的结构型捕获板以及对气体流进行集中或分散排出的捕获盘构成的盘型捕获部的内部捕获塔而增加气体的滞留时间并在维持均匀的温度分布的状态下以薄膜形态对反应副产物进行捕获的捕获装置。
本发明的另一目的在于提供一种为了增加所流入的气体的捕获效率，通过双重结构的扩散器对流路进行延长以及扩散并通过结合到扩散器下端的加热器实现均匀的温度的捕获装置。
为了达成如上所述的目的并解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，其特征在于：作为在半导体制造工程中接收在用于执行有机膜沉积工程的制程腔体内进行反应之后排出的未反应气体的供应，接下来在利用加热器进行加热之后在捕获可用空间中对温度下降的颗粒状态的反应副产物进行捕获并对剩余气体进行排出的捕获装置，包括：
外壳，用于对所流入的未反应气体进行收容和排出；
加热器，位于外壳的内侧，在利用以双重结构放射状排列的扩散器对所流入的气体进行扩散的同时对气体进行均匀加热；以及，
内部捕获塔，垂直排列有由放射状排列且单位面积上的表面积较宽的结构型捕获板以及为了对气体流进行集中或分散排出而在中央部或以放射状排列形成有排气孔的捕获盘构成的第1盘型捕获部、第2盘型捕获部、第3盘型捕获部、第4盘型捕获部以及第5盘型捕获部。
作为较佳的实施例，其特征在于：上述第1盘型捕获部通过以放射状排列的多个结构型捕获板将气体流导向到中央部，并通过形成于捕获盘上的中央排气孔以及以放射状排列的多个钉孔形态排气孔排出到下部，从而通过结构型捕获板以及捕获盘以薄膜形态均匀地对反应副产物进行捕获。
作为较佳的实施例，其特征在于：在上述第1盘型捕获部中以放射状排列的多个结构型捕获板，是由较大较长的结构型捕获板以及与其相比相对较小较短的结构型捕获板交替安装而成。
作为较佳的实施例，其特征在于：上述第2盘型捕获部通过以放射状排列的多个结构型捕获板将所供应过来的气体流导向到外侧方向，接下来利用沿着捕获盘的周围形成的倾斜型导向器对从上部或侧面方向供应过来的气体流进行阻挡并重新聚拢到内侧而使其停滞，并通过沿着以放射状排列的结构型捕获板以放射状排列的长孔形态排气孔均匀地排出到下部，从而通过结构型捕获板以及捕获盘以薄膜形态均匀地对反应副产物进行捕获。
作为较佳的实施例，其特征在于：上述倾斜型导向器位于与外壳主体的内径接近的位置或面接触的位置，从而避免均匀地供应到最上部的第1盘型捕获部中的气体直接供应到存在于第2盘型捕获部下端的多个盘型捕获部中。
作为较佳的实施例，其特征在于：上述第3盘型捕获部在通过以放射状排列的多个双重结构型捕获板将所供应过来的气体流经由捕获盘的外侧方向排出到下部的同时，通过形成于下部捕获盘的中央部的多个排气孔以及以放射状排列的长孔形态排气孔均匀地排出到下部，从而通过双重结构型捕获板以及捕获盘以薄膜形态均匀地对反应副产物进行捕获。
作为较佳的实施例，其特征在于：上述第4盘型捕获部通过以放射状排列的多个双重结构型捕获板将所供应过来的气体流经由捕获盘的外侧方向排出到下部的同时，通过在下部捕获盘上以放射状排列的长孔形态排气孔均匀地排出到下部，从而通过双重结构型捕获板以及捕获盘以薄膜形态均匀地对反应副产物进行捕获。
作为较佳的实施例，在上述第4盘型捕获部的捕获盘中央部以相距一定间隔的方式向上部形成排气圆盘，从而使得下降的气体发生碰撞并借此提升通过双重结构型捕获板的侧面排气效率。
作为较佳的实施例，上述第3盘型捕获部以及第4盘型捕获部的双重结构型捕获板的截面借助于垂直板以及将其分割成两侧的第1水平板以及第2水平板而构成双重十字形，在上述第1水平板上沿着长度方向形成有排气孔。
作为较佳的实施例，上述第2水平板的截面积大小与位于其上部的第1水平板相比相对较大，且以与捕获盘的中心部一侧相比越接近外侧宽度越大的形状形成。
作为较佳的实施例，其特征在于：上述第5盘型捕获部通过以放射状排列的多个结构型捕获板将所供应过来的气体流导向到外侧方向，接下来通过沿着与第4盘型捕获部的捕获盘相比直径相对较小的捕获盘的周围以及以放射状排列的相对较多的结构型捕获板在下部捕获盘上以放射状排列的长孔形态排气孔均匀地排出到下部，从而通过结构型捕获板以及捕获盘以薄膜形态均匀地对反应副产物进行捕获。
作为较佳的实施例，其特征在于：上述结构型捕获板的截面借助于垂直板以及将其分割成两侧的水平板而构成十字形。
作为较佳的实施例，上述加热器，包括：加热器主体；扩散器，以双重结构多重排列，通过结合到加热器主体的上侧面而将所传导过来的热源供应到所流入的未反应气体并使其发生扩散；其中，上述扩散器，包括：扩散器导热板，用于将热源传递到与加热器主体相比更宽广的区域；多个垂直型内部扩散器板，通过在扩散器导热板的中央部以放射状圆形排列而在均匀地供应热源的同时使得所流入的未反应气体发生扩散；以及，多个垂直型外部扩散器板，通过在扩散器导热板中沿着上述内部扩散器板的周围以放射状圆形排列而在对热源进行更加细分化的同时对所流入的未反应气体进行细分化并使其发生扩散。
如上所述特征的适用本发明的反应副产物捕获装置，通过以放射状排列具有十字形截面或双重十字形截面的结构型捕获板，可以构成单位面积上的较宽的表面积以及用于增加捕获时间的均匀的涡流形成结构，而且通过配备沿着垂直方向多重排列有由为了对气体流进行集中或均匀地分散排出而形成有以放射状排列的排气孔的捕获盘构成并对反应副产物进行捕获的盘型捕获部的内部捕获塔，可以在制造工程中对在制程腔体内执行有机膜沉积(Organic Film Deposition)工程之后排出的未反应气体中所包含的副产物进行捕获时降低所流入的气体的流速并在不同的层上依次下向供应气体，从而在增加滞留时间的同时均匀地维持内部温度分布并借此在结构型捕获板的表面对未反应气体中的副产物以薄膜形态均匀地进行捕获。
此外，本发明通过在构成内部捕获塔的盘型捕获部中位于上部的盘型捕获部的捕获盘周围形成位于与外壳主体的内径接近的位置并向下部逐渐倾斜的倾斜型导向器，可以避免被供应到最上部盘型捕获部中的气体直接供应到位于下部一侧的多个盘型捕获部中并使其在集中聚拢到倾斜导向器的内侧之后再均匀地依次供应到位于其下部的盘型捕获部中，从而在经过较长的流路的过程中利用具有较宽表面积的结构型捕获板以及捕获盘均匀地进行捕获。
此外，本发明通过配备利用以双重结构放射状排列的扩散器进行改良的热源以及具有流入气体扩散结构的加热器，可以将在捕获装置内侧上端区域被加热的热源的到达距离扩展至更远的位置并对气体进行扩散，借此对均匀温度区域进行扩展并以均匀的温度以及流速将被加热的未反应气体供应到内部捕获塔，从而使流速再次发生迟滞并高效地对气体中所包含的反应副产物进行捕获。
如上所述，本发明是具有多种优点的有用的发明，具有良好的产业应用前景。
附图说明
图1是适用本发明之一实施例的反应副产物捕获装置的斜视图。
图2是对适用本发明之一实施例的反应副产物捕获装置的结构进行图示的截面图。
图3是适用本发明之一实施例的加热器的上部以及底面斜视图。
图4是对适用本发明之一实施例的加热器的构成进行图示的分解斜视图。
图5是适用本发明之一实施例的内部捕获塔的斜视图。
图6是适用本发明之一实施例的内部捕获塔的分解斜视图。
图7至图11是对构成适用本发明之一实施例的内部捕获塔的盘型捕获部的构成进行图示的示意图。
图12是对适用本发明之一实施例的反应副产物捕获装置内部的气体流进行图示的示意图。
图13是适用本发明之一实施例的反应副产物捕获装置内部的流速模式图。
图14是适用本发明之一实施例的反应副产物捕获装置内部的流速向量图。
图15是适用本发明之一实施例的反应副产物捕获装置内部的温度模式图。
图16是对适用本发明之一实施例的反应副产物捕获装置内部的捕获倾向进行图示的示意图。
(附图标记的说明)
1：外壳 2：加热器
3：内部捕获塔 11：外壳主体
12：冷却水流路 12a：流路盖
13：冷却水流入口 14：冷却水排出口
15：气体流入口 16：上板
17：气体排出口 18：下板
19：温度传感器 21：加热器主体
21a：结合部 21b：导热管
22：扩散器 23：加热器电源供应部
31：第1盘型捕获部 32：第2盘型捕获部
33：第3盘型捕获部 34：第4盘型捕获部
35：第5盘型捕获部 41、42、43：支撑杆
221：扩散器导热板 221a：结合孔
222：内部扩散器板 223：外部扩散器板
311、321、351：结构型捕获板
311a、321a、331a、341a、351a：垂直板
311b、321b、351b：水平板
312、322、332、342、352：捕获盘
312a、332a：中央排气孔
312b：钉孔形态排气孔
312c、322b：孔
322a、332b、342a、352a：长孔形态排气孔
323：倾斜型导向器
331、341：双重结构型捕获板
331b、341b：第1水平板
331c、341c：第2水平板
331d、341d：排气孔
333、344、353：结合部
343：排气圆盘
具体实施方式
接下来，将结合附图对适用本发明的实施例的构成及其作用进行详细的说明如下。此外，在对本发明进行说明的过程中，当判定对相关的公知功能或构成的具体说明可能会导致本发明的要旨变得不清晰时，将省略与其相关的详细说明。
图1是对构成适用本发明之一实施例的内部捕获塔的盘型捕获部的构成进行图示的示意图，图2是对适用本发明之一实施例的反应副产物捕获装置的结构进行图示的截面图，图3是适用本发明之一实施例的加热器的上部以及底面斜视图，图4是对适用本发明之一实施例的加热器的构成进行图示的分解斜视图，图5是适用本发明之一实施例的内部捕获塔的斜视图，图6是适用本发明之一实施例的内部捕获塔的分解斜视图，图7至图11是对构成适用本发明之一实施例的内部捕获塔的盘型捕获部的构成进行图示的示意图。
如图所示，适用本发明的在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，包括：外壳1，用于对未反应气体进行收容和排出；加热器2，位于外壳的内侧上部，采用在利用以双重结构放射状排列的扩散器22对加热器主体21的热源进行均匀传导的同时对所流入的气体进行扩散的结构；内部捕获塔3，以多层垂直排列有多个盘型捕获部，上述盘型捕获部包括结构型捕获板以及捕获盘，上述结构型捕获板安装在外壳内侧，以放射状排列且单位面积上的表面积较宽，从而使得利用加热器进行加热以及扩散的气体的流路发生停滞以及转换并以薄膜形态均匀地对颗粒状反应副产物进行捕获，而捕获盘在中央部或以放射状排列形成排气孔，从而对气体流进行集中或均匀地分散排出。
如上所述的反应副产物捕获装置是用于在半导体工程中对从制程腔体(未图示)排出的未反应气体中所包含的颗粒形态的反应副产物进行凝聚和捕获之后仅对剩余气体排出到真空泵中的装置，尤其是为了在半导体制造工程中对在制程腔体内执行有机膜沉积(Organic Film Deposition)工程之后排出的未反应气体中所包含的微细的颗粒状态反应副产物以薄膜形态均匀且高效地进行捕获，利用沿着垂直方向以多层配备有由可以降低气体的流速并以均匀的流速以及温度分布进行分散的结构构成的盘型捕获部的内部捕获塔中进行捕获。
上述适用本发明的反应副产物捕获装置所处理的气体类型是利用如1,4-环己烷二甲胺(1,3-Cyclo hexanebis(Methylamine))、异构体混合物以及1,3-二(异氰酸根合甲基)环己烷(1,3-Bis(Isocyanatomethyl)Cyclo hexane)等工程气体在制程腔体中执行有机膜生长(Organic Film Deposition)工程之后所排出的未反应气体。如上所述的气体中所包含的颗粒状态的反应副产物中只包含少量的微细颗粒，而且因为所使用的工程气体的不同以及使用量的差异，在目前所使用的捕获装置结构中难以有效地进行捕获，因此在具有适用本发明的结构的捕获装置中，通过在最大限度地降低流速并延长滞留时间的同时以提供均匀的流速以及可捕获的温度分布的状态增加单位面积上的较大的表面积而进行捕获。
为了在如上所述的适用本发明的捕获装置中防止因为从制程腔体中排出的未反应气体所导致的腐蚀等，其大部分构成要素均利用可以防止腐蚀发生的不锈钢或铝等原材料进行制造。
外壳1，包括：外壳主体11，用于对所流入的未反应气体进行收容；上板16，形成有通过与外壳主体上部结合而维持气密以及水密性的O型环(O-Ring)保护，为了在上板下部区域对反应副产物进行捕获时维持适当的温度而向冷却水流路12供应冷却水或从中排出冷却水的冷却水流入口13以及冷却水排出口14，以及可供气体流入的气体流入口15；以及，下板18，形成有通过与外壳主体下部结合而对捕获颗粒状态的反应副产物之后的剩余气体进行排出的气体排出口17。
上述外壳主体11的内壁、上板16的底面以及下板18的上侧面与内部捕获塔3相同，对气体中所包含的颗粒状态的反应副产物进行捕获。
尤其是在外壳主体11中将仅在内壁上部一侧集中进行捕获，这是因为通过后续说明的盘型捕获部的盘型捕获部，未反应气体从一个位置向下部的流动将被阻塞，从而仅在上部一侧进行捕获。
上述外壳主体11、上板16以及下板18根据适用本发明的一实施例以圆筒形或圆盘形进行了图示，但是本发明并不限定于如上所述的形状，也可以以如方筒或方盘形等所需要的形状构成。但是，在接下来对本发明进行说明时将为了说明的便利而以圆筒形或圆盘形形状的附图为主进行说明。
上述外壳主体11为中空的箱体形状，可以起到通过对所流入的气体进行存储而使得所流入的气体被安装在内部的内部捕获塔3凝聚和捕获的作用。在对内部捕获塔3进行收纳和安装之后，将上板16覆盖到外壳主体11的上部并利用包括螺栓在内的公知的结合手段进行固定。
上述上板16可以起到对上部开放的外壳主体11的上部进行覆盖的盖子的作用，并通过气体流入口15接收从制程腔体排出的未反应气体的供应。
此外，在上板16的上部面以凹槽形态加工形成用于在借助于安装在底面的加热器2的工作而对外壳主体11的内部空间进行加热时防止发生如未图示的O型环(O-Ring)发生变形等功能减弱的问题以及用于在对反应副产物进行捕获时提供适当的温度区域的冷却水流路12。形成有凹槽的冷却水流路的上部是利用流路盖12a进行覆盖。虽未图示，流路盖可以为了实现水密性而以包括密封处理的方式结合，而作为其结合方式采用如嵌入式、焊接式、螺栓结合方式等公知技术进行结合即可。
上述冷却水流路12采用在从外部的冷却水罐(未图示)供应过来的冷却水通过冷却水流入口13流入之后再通过冷却水排出口14排出而进行循环的构成，而为了防止所流入的冷却水与所排出的冷却水相互混合，相邻的冷却水流入口13以及冷却水排出口14之间的冷却水流路将不会连通，而是以配备有边界部的方式形成。作为冷却水，能够使用水或冷媒。
形成冷却水流路12的区域的空间部是与内部捕获塔3的上部区域的边缘一侧对应的空间部，可以将在加热器中进行加热并在扩散器中进行扩散之后供应到上述区域的高温气体的温度调节至可以对反应副产物进行捕获的温度范围。
此外，上述气体流入口15是在上板上加工出孔之后利用如焊接等方式进行固定，作为其安装位置可以安装在不同的位置形成，较佳地在中央部形成为宜。
此外，在上板16中安装有用于向安装在其下侧面的加热器2供应电源的加热器电源供应部23。为此，在上板中包括用于对捕获装置的冷却水流路温度进行监测的温度传感器19。
上述下板18可以起到对外壳主体11的开放下部进行覆盖的盖子的作用，而且可以在一个位置，较佳地在中央部加工出孔之后利用如焊接等方式对气体排出口17进行固定，从而作为用于对去除反应副产物之后的未反应气体进行排出的通道使用。
加热器2，安装在外壳1的内侧上部位置，包括：加热器主体21，在从加热器电源供应部23加载电源时发热；以及，扩散器22，以双重结构多重排列，通过结合到加热器主体的上侧面而将均匀传导过来的热源供应到气体并使其发生扩散。如上所述的加热器，可以起到将所流入的气体的温度调节至可以进行捕获的范围并通过扩散器进行扩散的作用。
上述扩散器22，包括：扩散器导热板221，其直径大于加热器主体的上侧面，用于将热源传递到与加热器主体相比更宽广的区域；
多个垂直型内部扩散器板222，通过在扩散器导热板221的中央部以放射状圆形排列而在均匀地供应热源的同时使得所流入的未反应气体沿着水平方向均匀地发生扩散；以及，
多个垂直型外部扩散器板223，通过在扩散器导热板221中沿着上述以放射状圆形排列的内部扩散器板222的周围以放射状圆形排列而在对热源进行更加细分化并均匀供应的同时对均匀扩散的气体沿着水平方向进行细分化并使其发生扩散。
关于上述外部扩散器板223的数量，是由以约等于内部扩散器板222放射状排列的角度的一半角度放射状排列时的数量构成。即，在与内部扩散器板222的放射状排列角度相同角度的外廓位置配置外部扩散器板的同时，在内部扩散器板222的放射状排列角度之间的角度同样配置外部扩散器板，构成可以使得在内部以一定角度扩散的热源在向外廓扩散的过程中以更加细分化的角度沿着水平方向扩散的结构，从而在对未反应气体进行均匀加热的同时沿着水平方向细分化之后进行扩散。
在上述内部扩散器板222以及外部扩散器板223的下部，可以形成用于嵌入结合到形成于扩散器导热板221中的凹槽中的凸出部。除此之外，也可以通过如焊接等方式垂直安装。
上述加热器2可以以与形成于上板16上的气体流入口15的下部一侧相邻的方式通过如螺栓或焊接等结合方式安装。为此，可以采用沿着加热器主体21的上侧面周围排列多个结合部21a并在贯通形成于与上部面接触的扩散器导热板221内部的多个结合孔221a之后插入到从上述上板的底面一侧向下部凸出的结合部中并进行螺纹结合的构成，从而将加热器2结合到上板的下部。
上述加热器2的热源可以在电源加载到通过导热管(或导热线)21b连接且安装于上板16的上侧面上的加热器电源供应部23时以所设定的温度发热。作为加热器2的原材料，可以为了防止因为所流入的气体所导致的腐蚀而使用如陶瓷或英科乃尔(Inconel)等原材料。此时为了安装上述电热管，在扩散器导热板221中穿孔形成多个孔。
如上所述构成的加热器2，可以防止在从制程腔体排出的未反应气体通过形成于上板16上的气体流入口15流入时发生凝聚和堵塞并使其在达到内部捕获塔3时发生最大程度的凝聚，同时通过由以双重放射状配置的双重结构的内部扩散器板222以及外部扩散器板223构成，可以使得在加热器主体中被加热的热源传导过来之后在外壳内部均匀且精确地扩散到与加热器主体相比更远的位置，借此将经过热传导的气体沿着水平方向进行细分化扩散并在外壳内侧上部空间的外围一侧形成均匀的温度范围，从而通过向内部捕获塔3的上部空间供应均匀的热源以及气体而确保发生均匀的凝聚。
此外，通过以如上所述的方式在外壳内侧的上部外围一侧形成均匀的温度范围，可以在上述外壳主体11的内壁上部一侧对未反应气体中所包含的反应副产物进行捕获。这是因为通过后续说明的盘型捕获部的盘型捕获部，未反应气体从一个位置向下部的流动将被阻塞，从而仅在上部一侧进行捕获。
在内部捕获塔3中，多个盘型捕获部沿着垂直方向多层排列，可以使得通过位于上部的加热器2的扩散器22供应并以可捕获的温度扩散的气体的流路发生停滞或变更，从而以薄膜形态均匀地对颗粒状反应副产物进行捕获。
作为上述以多个构成的各个盘型捕获部的基本结构，通过以放射状排列具有十字形截面或双重十字形截面的结构型捕获板，可以构成用于对反应副产物进行捕获的单位面积上的较宽的表面积以及用于增加捕获时间的均匀的涡流形成结构，并包括在中央部或以放射状排列形成排气孔，从而对气体流进行集中或均匀地分散排出的捕获盘。
此外，在盘型捕获部中位于上部的盘型捕获部的捕获盘周围形成位于与外壳主体11的内径接近的位置并向下部逐渐倾斜的倾斜型导向器，可以避免被均匀地供应到最上部盘型捕获部中的气体直接供应到位于下部一侧的多个盘型捕获部中并使其在集中聚拢到倾斜导向器的内侧之后再供应到位于其下部的盘型捕获部中。
上述结构型捕获板采用以嵌入或焊接方式固定到捕获盘中的构成。
作为共享如上所述的基本结构的各个盘型捕获部的具体结构，在各个层中以采用不同形态的方式构成。接下来，将对各个结构进行详细的说明。
适用本发明之一实施例的盘型捕获部，从上到下依次以形成相距一定间隔的空间部的方式安装有第1盘型捕获部31、第2盘型捕获部32、第3盘型捕获部33、第4盘型捕获部34以及第5盘型捕获部35。
在上述多个盘型捕获部之间可以采用一体结合的构成，但是在适用本发明的一实施例中，第1盘型捕获部31以及第2盘型捕获部32是通过支撑杆41与外壳的上板结合并以相距一定间隔的方式悬吊的结构进行固定，而剩余的第3盘型捕获部33、第4盘型捕获部34以及第5盘型捕获部是通过支撑杆42、43与外壳的下板结合并以相距一定间隔的高度的方式进行固定。通过如上所述的固定结构，可以降低盘型捕获部所受到的在气体流入以及排出时发生的流动所造成的影响并确保固定的稳定性。
第1盘型捕获部31可以通过以放射状排列的多个结构型捕获板311将通过加热器2的扩散器22向外壳的内壁方向多重扩散之后供应到下部的气体流导向到中央部，并通过形成于捕获盘312中的中央排气孔312a以及以放射状排列的多个钉孔形态排气孔312b向下部均匀地排出，从而通过结构型捕获板311以及捕获盘312以薄膜形态均匀地对反应副产物进行捕获。
上述以放射状排列的多个结构型捕获板311是由较大较长的结构型捕获板311以及与其相比相对较小较短的结构型捕获板311交替安装而成。
因此，在第1盘型捕获部31中形成的结构型捕获板311的数量将大于在位于其下部的第2盘型捕获部32至第5盘型捕获部35中形成的结构型捕获板的数量，从而可以将更加细分化的均匀的气体分配到下部。
通过采用如上所述的构成，可以增加下降气体的涡流形成效率，并通过使气体流发生停滞而提升其捕获效率。
此外，上述结构型捕获板311的截面借助于垂直板311a以及将其分割成两侧的水平板311b而构成十字形，从而起到增加单位面积上的捕获面积的作用。
采用如上所述结构的结构型捕获板311，可以使得从上部下降的气体发生碰撞而形成涡流并降低其流速之后供应到侧面方向，同时还可以对长度方向上的气体流进行导向并借此达成捕获作用。
上述中央排气孔312a是在因为没有结构型捕获板311延长形成而不会发生干涉的捕获盘312的中央部形成，从而起到气体的主排出作用。
此外，上述以放射状排列的多个钉孔形态排气孔312b是在安装有结构型捕获板311的各个位置上，在下部的捕获盘312中形成一个以上，从而起到气体的辅助排出作用。
此时，在较大较长的结构型捕获板311中将形成较大的钉孔形态排气孔312b，而在较小较短的结构型捕获板中将形成较小的钉孔形态排气孔312b。
此外，在第1盘型捕获部31的捕获盘312上穿孔形成用于对从上板安装的支撑杆41进行安装的多个孔312c。通过在将固定于上板上的全螺纹螺栓插入到上述支撑杆的内部之后贯通至位于盘型捕获部32上的支撑杆41并进行结合，可以将其悬吊在上板上。
第2盘型捕获部32可以通过以放射状排列的多个结构型捕获板321将从第1盘型捕获部31向下部方向供应的气体流导向到外侧方向，接下来利用沿着捕获盘322的周围形成的倾斜型导向器323对从上部或侧面方向供应过来的气体流进行阻挡并重新聚拢到内侧而使其停滞，并通过沿着以放射状排列的结构型捕获板321在下部捕获盘322上以放射状排列的长孔形态排气孔322a均匀地排出到下部，从而通过结构型捕获板321以及捕获盘322以薄膜形态均匀地对反应副产物进行捕获。此时，长孔形态排气孔322a可以沿着结构型捕获板321以从周边部几乎达到中心部附近的长度形成，从而均匀地向下部方向进行供应。
在上述捕获盘的周围以如墙壁的形状形成的倾斜型导向器323位于与外壳主体11的内径接近的位置或面接触的位置并向下部逐渐倾斜形成，可以避免被均匀地供应到最上部的第1盘型捕获部31中的气体直接供应到位于下部一侧的多个盘型捕获部中并使其在集中聚拢到倾斜导向器的内侧之后再供应到位于其下部的盘型捕获部中。通过采用如上所述的构成，可以在上部一侧全面降低所有气体的流速并将其聚拢之后稳定地供应到下部，从而增加其捕获效率。
在第2盘型捕获部32中形成的结构型捕获板321的数量少于在第1盘型捕获部31中形成的结构型捕获板的数量，借此可以在两者之间形成较大的空间部面积，从而使得所下降的气体相互充分混合并借此使其温度均匀化。因此，可以使得气体流发生停滞并借此提升捕获效率。
此外，上述结构型捕获板321的截面借助于垂直板321a以及将其分割成两侧的水平板321b而构成十字形，从而起到增加单位面积上的捕获面积的作用。
采用如上所述结构的结构型捕获板321，可以使得从上部下降的气体发生碰撞而形成涡流并降低其流速之后供应到侧面方向，同时还可以对长度方向上的气体流进行导向并借此达成捕获作用。
因为在上述捕获盘322的中央部中没有形成排气孔，因此气体流在安装有结构型捕获板321的各个位置上，将只通过以与下部捕获盘312的结构型捕获板321相同的方式以放射状排列的长孔形态排气孔322a得到排出。
此外，在第2盘型捕获部32的捕获盘322上穿孔形成用于对从上板安装的支撑杆41进行安装的多个孔322b。通过在将固定于上板上的全螺纹螺栓插入到上述支撑杆的内部之后贯通位于上部的第1盘型捕获部31上的支撑杆41并进行结合，可以将其悬吊在上板上。
第3盘型捕获部33在通过以放射状排列的多个双重结构型捕获板331将从第2盘型捕获部32向下部方向供应的气体流经由捕获盘332的外侧方向排出到下部的同时，通过形成于下部捕获盘332的中央部的多个排气孔332a以及以放射状排列的长孔形态排气孔332b均匀地排出到下部，从而通过双重结构型捕获板331以及捕获盘332以薄膜形态均匀地对反应副产物进行捕获。
此时，长孔形态排气孔332b可以沿着长度较长的双重结构型捕获板331在直至中心部附近的较大区域上形成，从而均匀地向下部方向进行供应。
此外，长孔形态排气孔332b可以通过在每个双重结构型捕获板331上分别形成2个而增加其排气效率。
此外，在第3盘型捕获部33上形成的双重结构型捕获板331的数量与在第2盘型捕获部32上形成的结构型捕获板的数量相同，并在其下部以相同的角度放射状排列，从而使得下降的气体发生碰撞并形成涡流区域。借此，可以在增加气体的停滞时间的同时再次进行进一步混合并使其温度均匀化，从而提升其捕获效率。
此外，上述双重结构型捕获板331的截面借助于垂直板331a以及将其分割成两侧的第1水平板331b以及第2水平板331c而构成双重十字形，从而起到进一步增加单位面积上的捕获面积的作用。
但是，因为位于上部的第1水平板331b会阻碍气体接近位于下部的第2水平板331c，因此在上述第1水平板331b上将沿着长度方向形成排气孔331d，从而确保可以顺利地向下部第2水平板331c供应气体。
此外，位于下部的第2水平板331c与位于上部的第1水平板331b相比其截面积相对较大并借此形成更大的捕获面积，同时以从捕获盘332的中心部一侧向外侧宽度逐渐变大的菱形形状构成并借此增加其捕获面积。
采用如上所述结构的双重结构型捕获板331，可以使得从上部下降的未反应气体发生碰撞而形成涡流并降低其流速之后供应到侧面方向，同时还可以对长度方向上的未反应气体流进行导向并借此达成捕获作用。
经过捕获作用之后的未反应气体流，将通过在捕获盘332的中央部形成的中央排气孔332a以及在安装有结构型捕获板331的各个位置上通过以与下部捕获盘332的结构型捕获板331相同的方式以放射状排列的长孔形态排气孔322b得到排出。
此外，在第3盘型捕获部33的捕获盘332的周围沿着水平方向凸出形成有多个结合部333，以便于安装用于在形成于第4盘型捕获部34中的结合部之间进行连接的支撑杆42。上述支撑杆42贯通第5盘型捕获部35，并在固定安装在下板上的主支撑杆42与内部之间利用全螺纹螺栓进行结合固定。
第4盘型捕获部34在通过以放射状排列的多个双重结构型捕获板341将从第3盘型捕获部33向下部方向供应的气体流经由捕获盘342的外侧方向排出到下部的同时，通过在下部捕获盘342上以放射状排列的长孔形态排气孔342a均匀地排出到下部，从而通过双重结构型捕获板341以及捕获盘332以薄膜形态均匀地对反应副产物进行捕获。
此时，在捕获盘342的中央部以相距一定间隔的方式向上部形成排气圆盘353，从而使得下降的气体发生碰撞并借此提升通过双重结构型捕获板341的侧面排气效率。
上述长孔形态排气孔342a可以沿着长度较长的双重结构型捕获板341在直至中心部附近的较大区域上形成，从而在经过捕获过程之后均匀地向下部方向进行排出。
上述双重结构型捕获板341的截面借助于垂直板341a以及将其分割成两侧的第1水平板341b以及第2水平板341c而构成双重十字形，从而起到进一步增加单位面积上的捕获面积的作用。
但是，因为位于上部的第1水平板341b会阻碍气体接近位于下部的第2水平板341c，因此在上述第1水平板341b上将沿着长度方向形成排气孔341d，从而确保可以顺利地向下部第2水平板341c供应气体。
此外，位于下部的第2水平板341c与位于上部的第1水平板341b相比其截面积相对较大并借此形成更大的捕获面积，同时以从捕获盘342的中心部一侧向外侧宽度逐渐变大的菱形形状构成并借此增加其捕获面积。
采用如上所述结构的双重结构型捕获板341，可以使得从上部下降的气体发生碰撞而形成涡流并降低其流速之后供应到侧面方向，同时还可以对长度方向上的气体流进行导向并借此达成捕获作用。
因为在上述捕获盘342的中央部中形成有排气圆盘343，因此主要的排放气体流在安装有双重结构型捕获板341的各个位置上，将通过以与下部捕获盘342的双重结构型捕获板341相同的方式以放射状排列的长孔形态排气孔342a得到排出。
此外，在第4盘型捕获部34的捕获盘342的周围形成有多个结合部344，与形成于第3盘型捕获部33的结合部一起利用全螺纹螺栓在支撑杆42以及固定安装到下板上的主支撑杆43之间进行结合固定。
第5盘型捕获部35通过以放射状排列的多个结构型捕获板351将从第4盘型捕获部34向下部方向供应的气体流导向到外侧方向，接下来通过沿着周围以及以放射状排列的结构型捕获板351在下部捕获盘352上以放射状排列的长孔形态排气孔352a均匀地排出到下部，从而通过结构型捕获板351以及捕获盘352以薄膜形态均匀地对反应副产物进行捕获。
此时，长孔形态排气孔352a可以沿着长度较短的结构型捕获板351在与中心相比相对较远的周边部以较小区域上形成，从而均匀地向下部方向进行供应。
在第5盘型捕获部35中形成的结构型捕获板351的数量相对多于在第4盘型捕获部34中形成的双重结构型捕获板的数量，借此可以所使得下降的气体在较多的位置上形成涡流。此外，通过以较短的长度形成上述长孔形态排气孔352a，可以相对减小排出区域并增加气体发生停滞的时间，从而最终达成再次进行进一步混合并使其温度均匀化的作用。因此，可以使得气体流发生停滞并借此提升捕获效率。
此外，上述结构型捕获板351的截面借助于垂直板351a以及将其分割成两侧的水平板351b而构成十字形，从而起到增加单位面积上的捕获面积的作用。
采用如上所述结构的结构型捕获板351，可以使得从上部下降的气体发生碰撞而形成涡流并降低其流速之后供应到侧面方向，同时还可以对长度方向上的气体流进行导向并借此达成捕获作用。
在上述捕获盘352的中央部中没有形成排气孔的面积大于上述第4盘型捕获部34的捕获盘342，气体流在安装有结构型捕获板351的各个位置上，将只通过以与下部捕获盘352的结构型捕获板351相同的方式以放射状排列的长孔形态排气孔352a得到排出。在经过反应副产物的捕获过程之后通过侧面外围一侧排出的未反应气体将通过形成于下板的中央部的气体排出口17得到排出。
通过如上所述的构成，可以形成第5盘型捕获部35的中央部封闭的结构，从而防止因为与气体排出口17连通而造成的排放气体导致的下部外流(Outflow)现象。
此外，在第5盘型捕获部35的捕获盘352的周围形成有多个结合部353，以便于安装用于在形成于第4盘型捕获部34中的结合部之间进行连接的支撑杆42。上述支撑杆42贯通第5盘型捕获部35，并在固定安装在下板上的主支撑杆42与内部之间利用全螺纹螺栓进行结合固定。
在如上所述构成的适用本发明的反应副产物捕获装置中，当将从制程腔体排出的未反应气体通过安装在外壳1的上板16上的气体流入口15供应到外壳主体11的内侧时，可以在通过被加热器2加热的扩散器22的内部扩散器板222以及外部扩散器板223的过程中发生多重扩散，并在向外壳主体的内壁方向一侧流动的同时实现均匀的流速，从而可以以与在加载电源时发热的加热器主体21下部的死区(Dead Zone)部位的高温相比相对较低的温度进行供应。此时，通过形成于上板上的冷却水流路12，向外壳主体的内部方向一侧流动的未反应气体的温度将达到可以对反应副产物进行捕获的温度。借此，在上板的底面以及外壳主体11的内壁上部区域也可以对反应副产物进行捕获。
接下来，在以均匀的流速扩散的同时温度发生降低的未反应气体将在外壳主体11的周围方向向下部方向下降并通过内部捕获塔3的上部周围一侧流入。接下来，将沿着垂直方向依次通过分别配备有表面积较宽的结构型捕获板的上述第1盘型捕获部至第5盘型捕获部，并在利用倾斜型导向器使得气体的流路发生停滞的同时使其集中到中央部位，或在利用用于形成涡流的结构型捕获板以及排气孔向外侧方向或内侧方向进行扩散的同时向下部进行排出并借此降低气体的流速以及增加滞留时间，从而在达到可以进行捕获的温度范围的条件下，在半导体制造工程中对在制程腔体内执行有机膜沉积(Organic FilmDeposition)工程之后排出的未反应气体中所包含的副产物以薄膜形态均匀地进行捕获。
图12是对适用本发明之一实施例的反应副产物捕获装置内部的气体流进行图示的示意图，图13是适用本发明之一实施例的反应副产物捕获装置内部的流速模式图，图14是适用本发明之一实施例的反应副产物捕获装置内部的流速向量图。
如图所示，通过配备由利用以双重结构放射状排列的扩散器22对加热器主体21的热源进行均匀传导的同时对所流入的未反应气体进行扩散的加热器2以及为了使得气体的流路发生停滞以及转换并以薄膜形态均匀地对颗粒状反应副产物进行捕获而分多层垂直排列的多个盘型捕获部构成的内部捕获塔3，如分别对不同的温度进行图示的附图所示，可以确认形成了对称分布的气体流(Gas Flow)并通过形成涡流而达成全局的流速降低效果，从而确保了反应副产物的反应时间。
图15是适用本发明之一实施例的反应副产物捕获装置内部的温度模式图，图16是对适用本发明之一实施例的反应副产物捕获装置内部的捕获倾向进行图示的示意图。
如图所示，分别对不同的温度进行图示的温度模式模拟(Simulation)结果表明，因为受到加热器(Heater)的影响，虽然在外壳内部的加热器主体一侧附近会发生无法对反应副产物进行捕获的死区(Dead Zone)，但是在除此之外的所有区域可以维持均匀的温度分布倾向。即，可以确认在大部分外壳内部空间区域中确保了可以对反应副产物进行捕获的温度范围。
本发明并不限定于如上所述的特定较佳实施例，在不脱离权利要求书中所要求的本发明之要旨的范围内，具有本发明所属技术领域之一般知识的人员能够进行各种变形实施，且上述变更包含在权利要求书中所记载的范围之内。

Claims (13)

1.一种在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，其特征在于：
作为在半导体制造工程中接收在用于执行有机膜沉积工程的制程腔体内进行反应之后排出的未反应气体的供应，接下来在利用加热器进行加热之后在捕获可用空间中对温度下降的颗粒状态的反应副产物进行捕获并对剩余气体进行排出的捕获装置，包括：
外壳(1)，用于对所流入的未反应气体进行收容和排出；
加热器(2)，位于外壳的内侧，在利用以双重结构放射状排列的扩散器对所流入的气体进行扩散的同时对气体进行均匀加热；以及，
内部捕获塔(3)，垂直排列有由放射状排列且单位面积上的表面积与捕获盘相比较宽的结构型捕获板以及为了对气体流进行集中或分散排出而在中央部或以放射状排列形成有排气孔的捕获盘构成的第1盘型捕获部(31)、第2盘型捕获部(32)、第3盘型捕获部(33)、第4盘型捕获部(34)以及第5盘型捕获部(35)。
2.根据权利要求1所述的在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，其特征在于：
上述第1盘型捕获部(31)通过以放射状排列的多个结构型捕获板(311)将气体流导向到中央部，并通过形成于捕获盘(312)中的中央排气孔(312a)以及以放射状排列的多个钉孔形态排气孔(312b)向下部排出，从而通过结构型捕获板(311)以及捕获盘(312)以薄膜形态均匀地对反应副产物进行捕获。
3.根据权利要求2所述的在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，其特征在于：
上述以放射状排列的多个结构型捕获板(311)是由相对较大较长的结构型捕获板(311)以及与其相比相对较小较短的结构型捕获板(311)交替安装而成。
4.根据权利要求1所述的在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，其特征在于：
上述第2盘型捕获部(32)通过以放射状排列的多个结构型捕获板(321)将所供应过来的气体流导向到外侧方向，接下来利用沿着捕获盘(322)的周围形成的倾斜型导向器(323)对从上部或侧面方向供应过来的气体流进行阻挡并重新聚拢到内侧而使其停滞，并通过沿着以放射状排列的结构型捕获板(321)以放射状排列的长孔形态排气孔(322a)均匀地排出到下部，从而通过结构型捕获板(321)以及捕获盘(322)以薄膜形态均匀地对反应副产物进行捕获。
5.根据权利要求4所述的在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，其特征在于：
上述倾斜型导向器(323)位于与外壳主体(11)的内径面接触的位置，从而避免均匀地供应到最上部的第1盘型捕获部(31)中的气体直接供应到存在于第2盘型捕获部下端的多个盘型捕获部中。
6.根据权利要求1所述的在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，其特征在于：
上述第3盘型捕获部(33)在通过以放射状排列的多个双重结构型捕获板(331)将所供应过来的气体流经由捕获盘(332)的外侧方向排出到下部的同时，通过形成于下部捕获盘(332)的中央部的多个排气孔(332a)以及以放射状排列的长孔形态排气孔(332b)均匀地排出到下部，从而通过双重结构型捕获板(331)以及捕获盘(332)以薄膜形态均匀地对反应副产物进行捕获。
7.根据权利要求1所述的在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，其特征在于：
上述第4盘型捕获部(34)在通过以放射状排列的多个双重结构型捕获板(341)将所供应过来的气体流经由捕获盘(342)的外侧方向排出到下部的同时，通过在下部捕获盘(342)上以放射状排列的长孔形态排气孔(342a)均匀地排出到下部，从而通过双重结构型捕获板(341)以及捕获盘(342)以薄膜形态均匀地对反应副产物进行捕获。
8.根据权利要求7所述的在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，其特征在于：
在上述捕获盘(342)的中央部以相距一定间隔的方式向上部形成排气圆盘(343)，从而使得下降的气体发生碰撞并借此提升通过双重结构型捕获板(341)的侧面排气效率。
9.根据权利要求6或权利要求7所述的在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，其特征在于：
上述双重结构型捕获板的截面借助于垂直板以及将其分割成两侧的第1水平板以及第2水平板而构成双重十字形，在上述第1水平板上沿着长度方向形成有排气孔。
10.根据权利要求9所述的在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，其特征在于：
上述第2水平板的截面积大小与位于其上部的第1水平板相比相对较大，且以与捕获盘的中心部一侧相比越接近外侧宽度越大的形状形成。
11.根据权利要求1所述的在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，其特征在于：
上述第5盘型捕获部(35)通过以放射状排列的多个结构型捕获板(351)将所供应过来的气体流导向到外侧方向，接下来通过沿着与第4盘型捕获部(34)的捕获盘(342)相比直径相对较小的捕获盘(352)的周围以及以放射状排列的结构型捕获板(351)在下部捕获盘(352)上以放射状排列的长孔形态排气孔(352a)均匀地排出到下部，从而通过结构型捕获板(351)以及捕获盘(352)以薄膜形态均匀地对反应副产物进行捕获。
12.根据权利要求2、权利要求4或权利要求11中任一项所述的在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，其特征在于：
上述结构型捕获板的截面借助于垂直板以及将其分割成两侧的水平板而构成十字形。
13.根据权利要求1所述的在有机膜沉积工程中产生的反应副产物的捕获装置，其特征在于：
上述加热器(2)，包括：加热器主体(21)；扩散器(22)，以双重结构多重排列，通过结合到加热器主体的上侧面而将所传导过来的热源供应到所流入的未反应气体并使其发生扩散；
上述扩散器(22)，包括：扩散器导热板(221)，用于将热源传递到与加热器主体相比更宽广的区域；多个垂直型内部扩散器板(222)，通过在扩散器导热板(221)的中央部以放射状圆形排列而在均匀地供应热源的同时使得所流入的未反应气体发生扩散；以及，多个垂直型外部扩散器板(223)，通过在扩散器导热板(221)中沿着上述内部扩散器板(222)的周围以放射状圆形排列而在对热源进行更加细分化的同时对所流入的未反应气体进行细分化并使其发生扩散。
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