CN115249608A - 半导体工程用反应副产物多重捕获装置 - Google Patents

半导体工程用反应副产物多重捕获装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：为了利用一个捕获装置对在半导体制造工程中的制程腔体内执行多重沉积形成不同薄膜层的工程之后排出的气体中包含的混合反应副产物进行捕获，通过基于与加热器的间隔距离的垂直温度分布差异以及利用捕获结构的流路方向转换和多重涡流生成结构对捕获区域进行分离，从而在上部区域通过第一捕获部对在相对高温区域以薄膜形态发生凝聚的反应副产物进行捕获，而在下部区域通过第二捕获部对在相对低温区域以粉末形态发生凝聚的反应副产物进行捕获并借此在一个捕获装置中对反应副产物进行捕获。

Description

半导体工程用反应副产物多重捕获装置
技术领域
本发明涉及一种半导体工程用反应副产物多重捕获装置，尤其涉及一种对于在半导体制造工程中的制程腔体内执行多层薄膜沉积工程之后排出的未反应气体中包含的混合反应副产物，可以通过基于与加热器的间隔距离的垂直温度分布差异以及利用捕获结构的流路方向转换和多重涡流生成结构对捕获区域进行分离，从而利用一个捕获装置按照不同的捕获温度区域以薄膜或粉末形态进行捕获的多重捕获装置。
背景技术
通常来讲，半导体制造工程大体上包括前工程(Fabrication工程)以及后工程(Assembly工程)，前工程是指通过在各种制程腔体(Chamber)内重复执行在晶圆(Wafer)上沉积形成薄膜之后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，而后工程是指通过将在所述前工程中制造出的芯片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，在所述的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中，将通过气体注入系统向制程腔体内注入如硅烷(Silane)、砷化氢(Arsine)、氯化硼、氢气、氮气、气体状态的水等所需要的工程气体或用于薄膜沉积的如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未沉积的反应副产物、未反应的易燃气体和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包含的颗粒形态的反应副产物进行捕获，会因为没有在制程腔体中用于沉积而直接排出的未反应气体中包含的反应副产物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对从所述制程腔体排出的未反应气体进行凝聚的多种结构的反应副产物捕获装置。
但是，对于现有的反应副产物捕获装置，当在制程腔体内执行对不同的薄膜进行沉积的多重沉积工程时，因为排出的未反应气体中包含的反应副产物会形成混合反应副产物形态，因此具有因为各个反应副产物的凝聚温度彼此不同而难以利用单一的捕获装置有效地进行捕获的结构性问题。
因此，为了分别对未反应气体中包含的混合反应副产物进行捕获，需要分别配备具有不同温度区域的捕获构成的捕获装置，因为如上所述的原因，需要追加配备捕获装置，而且还需要通过温度控制来匹配各个捕获对象反应副产物所需要的捕获温度区域，从而导致整体的工程装置以及工程控制变得复杂的问题。
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。
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利用一个捕获装置对在半导体制造工程中的制程腔体内执行多重沉积形成不同薄膜层的工程之后排出的未反应气体中包含的混合反应副产物进行分离，在各个反应副产物的捕获区域中通过基于与安装在上部的加热器的间隔距离的垂直温度分布差异对捕获区域进行分离，并通过不同段差且多级构成的捕获结构和不同大小以及配置的孔结构实现未反应气体的流路延长以及涡流形成并借此在延长滞留时间的同时对反应副产物进行捕获，从而在上部区域通过第一捕获部对在相对高温区域以薄膜形态发生凝聚的反应副产物进行捕获，而在下部区域通过第二捕获部对在相对低温区域以粉末形态发生凝聚的反应副产物进行捕获的半导体工程用反应副产物多重捕获装置。
为了达成如上所述的目的并解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：作为用于对在半导体制造工程中的制程腔体内执行多层薄膜沉积过程之后排出的未反应气体中包含的混合反应副产物进行捕获的捕获装置，包括：第一捕获部，位于与安装在外壳的上板下部的加热器接近的上部区域，为了将混合反应副产物中在相对高温下发生反应的反应副产物以薄膜形态进行捕获，沿着垂直方向多级配备具有流路延长以及涡流形成结构的第一捕获结构体以及第二捕获结构体；以及，第二捕获部，位于所述第一捕获部的下部，为了在与上部区域相比维持相对低温的空间区域中将混合反应副产物中在相对低温下发生反应的反应副产物以粉末形态进行捕获，沿着垂直方向多级配备具有流路延长以及多重涡流形成结构的第三捕获结构体、第四捕获结构体、第五捕获结构体、第六捕获结构体以及第七捕获结构体；借此，在一个装置中通过基于与加热器的间隔距离的垂直温度分布差异对区域进行分离，从而对所述流入的未反应气体中的混合反应副产物分别进行捕获。
作为较佳实施例，其特征在于：所述外壳，包括：外壳主体，用于对流入的气体进行收容；
上板，形成向上侧方向凸出的气体流入口以及冷却水流路部，用于将位于下部的第一捕获部以及第二捕获部的一部分区域以悬挂的形态进行固定支撑；下板，以向上部以及下部两个方向凸出的方式安装有气体排出口，且配备用于对第二捕获部进行固定的支撑部；以及，排出口盖子，以与所述下板相距一定间隔的方式安装，在防止反应副产物掉落到气体排出口的上部的同时对排出的气体的流路进行导向。
作为较佳实施例，其特征在于：所述第一捕获结构体使得从加热器下降的气体通过周围以及沿着周围圆形排列的多个气体移动孔下降，并通过上侧面和下侧面以及在下侧面形成的导向型捕获板对反应副产物进行捕获。
作为较佳实施例，其特征在于：所述第二捕获结构体为了防止从第一捕获结构体下降的气体通过周围下降而以周围面与外壳的内部相接或接近的方式安装，从而将流路转换至通过在中央部形成的气体移动孔下降，并通过在上侧面和下侧面以及在上侧面形成的翼型捕获板对反应副产物进行捕获。
作为较佳实施例，其特征在于：所述翼型捕获板以放射状排列安装多个，各个翼型捕获板中向侧方向凸出形成的一个以上的负载翼以上端向周围方向倾斜的形态构成。
作为较佳实施例，其特征在于：所述第三捕获结构体将从第一捕获部的第二捕获结构体下降的气体的流路转换至外侧方向而使其通过沿着周围形成的气体移动孔下降，并通过以段差向外侧方向升高的方式多重配置的屏蔽型捕获板部形成涡流的同时对反应副产物进行捕获。
作为较佳实施例，所述屏蔽型捕获板部采用在最内侧以与气体的流动相向的方式圆形排列多个形成有气体移动孔的第一捕获片，在所述第一捕获片的外廓以与气体的流动相向的方式圆形排列多个与各第一捕获片大且形成有气体移动孔的第二捕获片，而在所述第二捕获片的外廓配置比各第二捕获片大且在面上形成有多个气体移动孔的圆筒形捕获体的构成。
作为较佳实施例，其特征在于：所述第四捕获结构体将从第三捕获结构体下降的气体的流路转换至中心方向而使其通过在中心部形成的气体移动孔下降，并通过以段差向中心方向升高的方式多重配置的屏蔽型捕获板部形成涡流的同时对反应副产物进行捕获。
作为较佳实施例，其特征在于：所述屏蔽型捕获板部采用在最外侧以与气体的流动相向的方式圆形排列配置多个形成有气体移动孔的第一捕获片，在所述第一捕获片的内侧以与气体的流动相向的方式圆形排列配置多个与各第一捕获片大且形成有气体移动孔的第二捕获片，而在所述第二捕获片的内侧配置高度比各第二捕获片高且在面上形成有多个气体移动孔的圆筒形捕获体的构成。
作为较佳实施例，其特征在于：所述第五捕获结构体将从第四捕获结构体下降的气体的流路通过导向型捕获板转换至外侧方向下降，并对反应副产物进行捕获。
作为较佳实施例，所述导向型捕获板以放射状安装，并以表面积较大的十字形截面形成。
作为较佳实施例，其特征在于：所述第六捕获结构体将从第五捕获结构体下降的气体的流路转换至中心方向而使其通过在中心部形成的气体移动孔下降，并通过翼型捕获板对反应副产物进行捕获。
作为较佳实施例，其特征在于：所述翼型捕获板以放射状排列安装多个，各个翼型捕获板中向侧方向凸出形成的一个以上的负载翼以上端向周围方向倾斜的形态构成。
作为较佳实施例，其特征在于：所述第七捕获结构体将从第六捕获结构体下降的气体的流路转换至排出口盖子所在的中心方向，并通过以段差向中心方向降低的方式多重配置的柱型捕获板部形成涡流的同时对反应副产物进行捕获。
作为较佳实施例，其特征在于：所述柱型捕获部采用在最外侧圆形排列多个具有十字形截面且在与气体的流动相向的翼面上形成气体移动孔的第一柱型捕获板，在所述第一柱型捕获板的内侧圆形排列多个高度比各第一柱型捕获板低、具有十字形截面且在与气体的流动相向的一面上形成气体移动孔的第二柱型捕获板。
如上所述特征的适用本发明的半导体工程用反应副产物多重捕获装置，对于在半导体制造工程中的制程腔体内执行多重沉积形成不同薄膜层的工程之后排出的未反应气体中包含的混合反应副产物，通过基于与安装在上部的加热器的间隔距离的垂直温度分布差异对捕获区域进行分离，并通过气体流路延长和流动有道结构以及多重涡流形成结构延长滞留时间并对反应副产物进行捕获，从而在上部区域通过第一捕获部对在相对高温区域以薄膜形态发生凝聚的反应副产物进行捕获，而在下部区域通过第二捕获部对在相对低温区域以粉末形态发生凝聚的反应副产物进行捕获并借此在一个捕获装置中对反应副产物进行分离捕获。
本发明通过配备如上所述的多重捕获装置，可以在简化半导体制造工程用的装置构成以及工程控制的同时将其耐久性增加至可以连续使用六个月以上的程度，从而减少真空泵的维护管理周期。
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是对适用本发明之一实施例的反应副产物多重捕获装置的构成进行图示的斜视图。
图2是对适用本发明之一实施例的反应副产物多重捕获装置的内部构成进行图示的截面图。
图3是对适用本发明之一实施例的反应副产物多重捕获装置的构成进行图示的分解斜视图。
图4是对适用本发明之一实施例的外壳以及加热器的构成进行图示的斜视图。
图5是对适用本发明之一实施例的第一捕获部的第一捕获结构体的构成进行图示的示意图。
图6是对适用本发明之一实施例的第一捕获部的第二捕获结构体的构成进行图示的示意图。
图7是对适用本发明之一实施例的第二捕获部的第三捕获结构体的构成进行图示的示意图。
图8是对适用本发明之一实施例的第二捕获部的第四捕获结构体的构成进行图示的示意图。
图9是对适用本发明之一实施例的第二捕获部的第五捕获结构体的构成进行图示的示意图。
图10是对适用本发明之一实施例的第二捕获部的第六捕获结构体的构成进行图示的示意图。
图11是对适用本发明之一实施例的第二捕获部的第七捕获结构体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捕获倾向进行图示的示意图。
图13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。
(附图标记说明)
1：外壳 2：加热器
3：第1捕获部 4：第2捕获部
11：外壳主体 12：上板
12a：气体流入口 12b：冷却水流路部
12c：冷却水流入口 12d：冷却水排出口
13：下板 13a：气体排出口
13b：支撑部 13c：轮子
13d：支撑台 14：排出口盖子
21：电源供应部 22：电源管路
31：第一捕获结构体 32：第二捕获结构体
41：第三捕获结构体 42：第四捕获结构体
43：第五捕获结构体 44：第六捕获结构体
45：第七捕获结构体 141：间隔部件
300：固定部件 311：气体移动孔
312：导向型捕获板 321：气体移动孔
322：翼型捕获板 322a：负载翼
400：固定部件 411：气体移动孔
412：屏蔽型捕获板部 412a：第一捕获片
412a'：气体移动孔 412b：第二捕获片
412b'：气体移动孔 412c：圆筒型捕获体
412c'：气体移动孔 422：屏蔽型捕获板部
422a：第一捕获片 422a'：气体移动孔
422b：第二捕获片 422b'：气体移动孔
422c：圆筒型捕获体 422c'：气体移动孔
431：导向型捕获板 441：气体移动孔
442：翼型捕获板 442a：负载翼
451：孔 452：柱型捕获板部
452a'：气体移动孔 452a：第一柱型捕获板
452b：第二柱型捕获板 452b'：气体移动孔
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是对适用本发明之一实施例的反应副产物多重捕获装置的构成进行图示的斜视图，图2是对适用本发明之一实施例的反应副产物多重捕获装置的内部构成进行图示的截面图，图3是对适用本发明之一实施例的反应副产物多重捕获装置的构成进行图示的分解斜视图。
如图所示，适用本发明的多重捕获装置，是用于将在制程腔体(未图示)中执行多重薄膜沉积工程之后排出的未反应气体中包含的混合反应副产物分离成不同的温度区域并以薄膜或粉末形态进行捕获之后仅对剩余未反应气体(以下简称为“气体”)进行真空泵排出的装置，其构成大体上包括外壳1、加热器2、第一捕获部3以及第二捕获部4。
接下来，在本发明中提及的高温或低温是指当混合反应副产物中的凝聚温度不同时的捕获温度的相对温度。其中，高温是指150℃以上的温度，而低温是指不足150℃的温度。
外壳1采用可供从制程腔体排出的气体从上部流入并在对其进行收容之后从下部排出的垂直型构成。
加热器2是可以对流入的未反应气体进行加热的构成。
第一捕获部3在外壳1的内部配置在安装有加热器2的上部区域，用于在与加热器2的距离相对较远的下部区域相比维持较高温度的空间区域对流入的气体中包含的混合反应副产物中在相对高温下发生反应并凝聚成薄膜形态的反应副产物进行捕获。
第二捕获部4配置在外壳1的下部区域，位于与第一捕获部3相比与加热器2的距离相对较远的位置，用于在与外壳的上部区域相比维持较低温度的空间区域对流入的气体中包含的混合反应副产物中在相对低温下发生反应并凝聚成粉末形态的反应副产物进行捕获。
为了在所述各个构成中防止因为从制程腔体排出的气体而导致的腐蚀等现象，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为宜。
作为利用如上所述构成的适用本发明的反应副产物多重捕获装置进行捕获的气体中包含的混合反应副产物的一实施例，在用于制造半导体的制程腔体中执行氧化物(Oxide)沉积工程即Al2O3、SrO薄膜反复沉积工程之后排出的气体中包含的混合反应副产物，可以是Al2O3反应副产物以及SrO反应副产物。
因此，多重捕获装置需要配备可以利用一个捕获装置对气体中包含的Al2O3以及SrO混合反应副产物进行凝聚并形成薄膜或粉末形态的构成。
因此，为了可以将发生凝聚并被捕获的温度区域彼此不同的Al2O3以及SrO混合反应副产物分离成薄膜以及粉末(Powder)形态的反应副产物捕获空间，通过利用基于与加热器的间隔距离的垂直温度分布差异对捕获区域进行分离，可以在通过加热器提供高温的上部高温区域即第一捕获部3中将Al2O3反应副产物以薄膜形态进行捕获，而在下部低温区域即第二捕获部4中将SrO反应副产物以粉末(Powder)形态进行捕获，从而可以在一个捕获装置中对Al2O3以及SrO同时进行捕获。
接下里，将对各个构成进行详细的说明。
图4是对适用本发明之一实施例的外壳以及加热器的构成进行图示的斜视图。
如图所示，外壳1包括：外壳主体11，用于对流入的气体进行收容；上板12，形成向上侧方向凸出的气体流入口12a以及冷却水流路部12b；下板13，以向上部以及下部两个方向凸出的方式安装有气体排出口13a；以及，排出口盖子14，以与所述下板相距一定间隔的方式安装，在防止反应副产物掉落到气体排出口13a的上部的同时对排出的气体的流路进行导向。
此外，加热器2通过安装在所述上板的下部而向垂直方向下部提供热源，从而对流入的未反应气体的温度进行加热调节。
在下述内容中作为本发明的一实施例图示的外壳主体11、上板12以及下板13为沿着垂直方向较长形成的圆筒形结构，但是本发明的外壳形状并不限定于如上所述的形状，也可以以如方筒形或多边筒形等所需要的形状构成。但是，在接下来的内容中将为了说明的便利而以圆筒形形状为基准进行说明。
外壳主体11为中空的箱体形状，可以起到为了通过安装在其内部的第一捕获步3以及第二捕获部4将流入的气体中包含的混合反应副产物以薄膜或粉末形态进行凝聚捕获而对流入的气体进行存储的作用。
上板12可以通过安装在外壳主体11的上部而在起到对开放的外壳主体11的上部进行覆盖的盖子作用的同时起到可供气体通过向上部凸出安装的气体流入口12a流入的作用。流入到外壳内部的气体可以形成经由第一捕获部以及第二捕获部并通过在下板13上形成的气体排出口13a排出的气体流。
此外，上板还可以起到用于将位于下部的第一捕获部3以及第二捕获部4的一部分区域以悬挂的形态进行固定支撑的作用。
此外，在上板12的上部面以凹槽形态加工形成用于在对外壳主体11内部空间进行加热时防止安装在上板下部的未图示的O型环(O-Ring)发生变形并对外壳主体外部表面温度进行调节的冷却水流路部12b。冷却水流路部的上部可以为了实现密封而利用流路盖子进行封闭并进行水密处理。
此外，在上板12上部的某一位置安装有用于向加热器2供应电源的电源供应部21，从而通过电源管路22供应电源并对温度进行控制。
所述冷却水流路部12b形成于上板12上且配备冷却水流入口12c以及冷却水排出口12d，从而可以将从外部的冷却水罐(省略图示)供应的冷却水通过形成于上板上的冷却水流路进行循环供应以及排出。
此外，当在形成于上板上的冷却水流路部12b中采用冷却水通过冷却水流入口流入之后再通过冷却水排出口排出的结构时，为了防止流入的冷却水与排出的冷却水彼此混合而以具有边界部的方式形成。作为在冷却水流路部中使用的冷却水，可以使用水或冷媒。
下板13可以在起到对下部开放的外壳主体11的下部进行覆盖的盖子作用的同时，使得对混合反应副产物完成捕获之后的气体通过气体排出口13a排出到真空泵一侧。
此外，下板13通过在上侧面配备支撑部13b而对位于其上部的第二捕获部4的固定部件400进行固定。作为结合方法，可以采用通过将单独的形成有螺纹的结合棒插入到内部中空的固定部件并与支撑部13b螺丝结合的方式进行结合。但是，如上所述的结合方式仅为较佳的一实施例，也可以通过如嵌入方式、焊接方式等多种公知的结合方式进行结合。
此外，可以通过在下板上配备安装在具有一定长度的支撑台13d上的移动性车轮13c等而轻易地将捕获装置移动到所需要的位置。此外，也可以采用将下板固定到工厂的地面或框架上的固定型构成。
排出口盖子14是为了防止反应副产物通过在贯通下板13的同时向上部以及下部凸出的气体排出口13a的上部一侧直接掉落到下部而对气体排出口13a的上部进行保护的构成。
为此，排出口盖子14以上部封闭下部开放的圆筒形结构构成，并以配备于下部的多个间隔部件141与下板13的上侧面以及气体排出口13a的上端相距一定间隔的状态安装。
通过采用如上所述的安装方式，通过第二捕获部的下端下降的去除反应副产物之后的气体的流路可以在沿着排出口盖子14的周围下降到下端之后从形成间隔部件141的位置开始流入到排出口盖子14的内部。接下来，流路将沿着向下板上部凸出的气体排出口13a的外侧面与排出口盖子14的内侧面之间的空间向上部方向转换并上升。
接下来，在上升到排出口盖子14的上侧面而受到阻挡时流路将再次发生转换，从而通过气体排出口13a的上部开口沿着气体排出口13a的内部下降，并通过向下板的下部凸出的气体排出口13a排出到外部。
所述加热器2可以在从电源供应部21加载电源时发热，并利用配备于加热器上部的扩散器结构(扩散结构)，通过在上板上安装的气体流入口12a对流入的气体的温度进行加热并扩散。加热器2可以通过螺栓或焊接等结合方式贴合安装在上板上。此外，作为加热器2的材料，可以为了防止因为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。
在如上所述构成的加热器2工作时，可以在从制程腔体排出的气体通过气体流入口12a流入到外壳主体内部时通过加热而防止其发生凝聚。
在如上所述的被加热器加热的气体到达第一捕获部3时，将气体中包含的混合反应副产物中在相对高温下发生反应并凝聚的固态反应副产物以薄膜形态进行捕获，接下来在与加热器2的垂直方向距离变大且温度降低的气体到达第二捕获部4时，将气体中包含的混合反应副产物中在相对低温下发生反应并凝聚的固态反应副产物以粉末形态进行捕获。
图5是对适用本发明之一实施例的第一捕获部的第一捕获结构体的构成进行图示的示意图，图6是对适用本发明之一实施例的第一捕获部的第二捕获结构体的构成进行图示的示意图。
在接下来的内容中为了说明的便利而根据作为一实施例图示的外壳的形状将第一捕获结构体以及第二捕获结构体的基本结构以圆盘形进行了图示，但是根据外壳的形状，位于其内部的捕获结构体的基本结构体也可以以如四边形或多边形构成。
如图所示，第一捕获部3位于与加热器2相邻的下部，从而在对气体流路进行延长和延迟的同时进行捕获。即，因为间隔距离较近而相当于根据温度对混合反应副产物的捕获区域进行分离的本发明的区域中的上部区域。
所述第一捕获部3为了将温度被加热的气体的流动转换导向至外侧方向或中心部一侧并将气体中包含的混合反应副产物在高温区域以薄膜形态对反应副产物进行捕获，由沿着垂直方向多级形成的第一捕获结构体31以及第二捕获结构体32多级构成，从而通过流路延长以及涡流形成结构进行捕获。
适用本发明之一实施例的第一捕获部3结构，包括：第一捕获结构体31，圆盘形状，使得从加热器下降的气体通过周围以及沿着周围圆形排列的多个气体移动孔311下降，并通过上侧面和下侧面以及在下侧面形成的导向型捕获板312对反应副产物进行捕获；以及，
第二捕获结构体32，圆盘形状，为了防止从第一捕获结构体31下降的气体通过周围下降而以周围面与外壳的内部相接或接近的方式安装，从而将流路转换至通过在中央部形成的气体移动孔321下降，并通过在上侧面和下侧面以及在上侧面形成的翼型捕获板322对反应副产物进行捕获；借此，可以在通过流路延长结构对气体的流路进行转换的同时在高温状态下进行捕获。
关于相对大小，以与第一捕获结构体31相比第二捕获结构体32的大小相对较大的方式构成。为此，以第一捕获结构体31的外径大小小于外壳主体11的内径大小而第二捕获结构体32的外景大小与外壳主体11的内径大小类似的方式形成，从而形成流入的气体难以通过周围下降的结构。
通过采用如上所述的构成，流入气体的流动可以形成在通过第一捕获结构体31的外侧以及沿着周围形成的气体移动孔311下降之后再流经在第二捕获结构体32的中央部形成的气体移动孔321并下降的流动路径，从而通过延长流路和延长滞留时间而提供更长的反应时间并借此在面上以薄膜形态对反应副产物进行捕获。
所述第一捕获结构体31为了可以对更多的反应副产物进行捕获而在下部面以放射状排列安装多个导向型捕获板312。之所以没有在第一捕获结构体的上部面安装捕获板，是为了可以通过最大限度地避免对气体流动造成阻碍而在气体维持高温的状态下在第一捕获部中均匀地以薄膜形态进行捕获。
所述第一捕获结构体31的导向型捕获板312为了可以避免在捕获时对气体的流动造成阻碍并使其快速地导向到中央部而采用平坦的板状结构并使其长度方向朝向中央部。
第二捕获结构体32为了可以对更多的反应副产物进行捕获而在上侧面以放射状排列安装多个翼型捕获板322。关于在翼型捕获板322中形成的一个以上的负载翼322a，为了可以在捕获时的气体流动快速移动到气体移动孔321并排出之前最大限度地提升捕获效率而向侧方向凸出形成。
通过如上所述的结构，可以与流入的气体流相向地施加阻力并形成涡流，从而延长其滞留时间并借此提供以薄膜形态进行捕获的充足的时间。此外，可以通过将负载翼322a的安装角度设置为朝向气体流入的方向即上端向第二捕获结构体的周围方向倾斜的形态而形成更多的涡流。
此外，第二捕获结构体32与安装在位于上部的所述第一捕获结构体31的下侧面的导向型捕获板312位于相同的空间部，从而还可以起到提升捕获效率的作用。
构成所述第一捕获部3的第一捕获结构体31可以采用将结合棒插入到内部中空的固定部件300中并与加热器螺丝结合的方式构成，第二捕获结构体32可以采用结合棒插入到内部中空的固定部件300并与上板结合的构成。但是，如上所述的结合方式仅为较佳的一实施例，也可以通过如嵌入方式、焊接方式等多种公知的结合方式进行结合。
如上所述构成的第一捕获部3位于在上部安装有加热器2的外壳的上部区域，从而在与下部区域相比维持相对高温的空间区域利用第一捕获结构体31以及第二捕获结构体32将流入的气体的移动流诱导到外侧方向之后再重新诱导到中央部并向下部下降，从而对气体中包含的混合反应副产物中在高温下发生反应并以薄膜形态发生凝聚的反应副产物进行捕获。
图7是对适用本发明之一实施例的第二捕获部的第三捕获结构体的构成进行图示的示意图，图8是对适用本发明之一实施例的第二捕获部的第四捕获结构体的构成进行图示的示意图，图9是对适用本发明之一实施例的第二捕获部的第五捕获结构体的构成进行图示的示意图，图10是对适用本发明之一实施例的第二捕获部的第六捕获结构体的构成进行图示的示意图，图11是对适用本发明之一实施例的第二捕获部的第七捕获结构体的构成进行图示的示意图。
在接下来的内容中为了说明的便利而根据作为一实施例图示的外壳的形状将第三捕获结构体至第四捕获结构体的基本结构以圆盘形进行了图示，但是根据外壳的形状，位于其内部的捕获结构体的基本结构体也可以以如四边形或多边形构成。
如图所示，第二捕获部4位于与加热器2相邻的第一捕获部3的垂直方向下部。借此，因为与加热器2的间隔距离大于所述第一捕获部3且不会追加进行加热，因此将有相对低温的气体流入。即，相当于根据温度对混合反应副产物的捕获区域进行分离的本发明的区域中的下部区域。
所述第二捕获部4为了可以对在经过第一捕获部3的过程中温度下降的气体中包含的在相对低温的温度条件下以粉末形态发生凝聚的反应副产物进行捕获，沿着垂直方向由第三捕获结构体41、第四捕获结构体42、第五捕获结构体43、第六捕获结构体44以及第七捕获结构体45多级构成，从而通过流路延长以及多重涡流形成结构进行捕获。
适用本发明之一实施例的第二捕获部4结构，包括：第三捕获结构体41，将从第一捕获部的第二捕获结构体32下降的气体的流路转换至外侧方向而使其通过沿着周围形成的气体移动孔411下降，并通过以段差向外侧方向升高的方式多重配置的屏蔽型捕获板部412形成涡流的同时对反应副产物进行捕获；第四捕获结构体42，将从第三捕获结构体41下降的气体的流路转换至中心方向而使其通过在中心部形成的气体移动孔421下降，并通过以段差向中心方向升高的方式多重配置的屏蔽型捕获板部422形成涡流的同时对反应副产物进行捕获；第五捕获结构体43，将从第四捕获结构体42下降的气体的流路通过导向型捕获板431转换至外侧方向下降，并对反应副产物进行捕获；第六捕获结构体44，将从第五捕获结构体43下降的气体的流路转换至中心方向而使其通过在中心部形成的气体移动孔441下降，并通过翼型捕获板部442对反应副产物进行捕获；以及，第七捕获结构体45，将从第六捕获结构体44下降的气体的流路转换至排出口盖子14所在的中心方向，并通过以段差向中心方向降低的方式多重配置的柱型捕获板部452形成涡流的同时对反应副产物进行捕获；借此，可以在通过流路延长结构对气体的流路进行转换的同时借助于与气体流相向安装的屏蔽型捕获板部、柱型捕获板、翼型捕获板、柱型捕获板部的涡流形成结构形成多重涡流，从而通过使流动发生停滞而在低温状态下以粉末状态进行捕获。
接下来，将对所述第三捕获结构体41至第七捕获结构体45进行更为详细的说明。
作为第三捕获结构体41的一实施例，由圆盘形捕获板构成，在通过将从第一捕获部下降的气体的流路转换至外侧方向而将其诱导到外侧方向之后使其通过沿着周围形成的多个气体移动孔411下降。此时，气体移动孔411可以以2种形态多级排列构成，其中沿着最外廓周围原型排列的气体移动孔411可以以穿孔形态构成，而在其内侧圆形排列的气体移动孔411可以以长孔形态构成。但是，本发明并不限定于如上所述的形状或排列，只要可以通过将较多的气体移动孔交错圆形排列而实现均匀排气即可。
此外，为了通过形成于第三捕获结构体41而在形成涡流的同时高效率地对反应副产物进行捕获而安装在上侧面上的屏蔽型捕获板部412，由以段差向外侧方向升高的方式多重配置的结构构成。
作为一实施例，在最内侧以与向外侧方向流动的气体的流动相向的方式圆形排列配置多个在面上形成至少一个气体移动孔412a'的第一捕获片412a，在所述第一捕获片的外廓以与气体的流动相向的方式圆形排列配置多个具有与各第一捕获片相比高度以及宽度较大的形状且在面上形成至少一个气体移动孔412b'的第二捕获片412b，在所述第二捕获片的外廓以与气体的流动相向的方式配置具有与个第二捕获片相比高度较大的形状且在面上形成多个气体移动孔412c'的圆筒形捕获体412c。
作为一实施例，在将第一捕获片以及第二捕获片圆形排列时将其彼此交错安装为宜。通过以如上所述的方式形成，可以使得通过第一捕获片的气体移动孔的气体移动到在第二捕获片上形成的气体移动孔或直接移动到圆筒形捕获体，从而提升通过流速差异的涡流形成效率。
此外，作为一实施例，在所述气体移动孔的大小中将位于中央的第二捕获片的气体移动孔以最大的大小形成。通过以如上所述的方式形成，可以在通过气体移动孔时形成较大的气体量差异，从而提升通过流速差异的涡流形成效率。
通过如上所述地在屏蔽型捕获板部412的结构中采用高度向外侧圆筒形捕获体412c升高的段差式构成并变更气体移动孔的大小，可以使得从中心部向外侧方向移动的气体在沿着交错方向流动的过程中因为高度而受到阻挡并停滞在内部空间，而且还可以通过高度、配置以及气体移动孔的大小差异形成流速差异并借此提升涡流形成效率。
作为第四捕获结构体42的一实施例，由圆盘形捕获板构成，将从第三捕获结构体41下降的气体的流路转换至中心方向而使其通过在中心部形成的气体移动孔421下降。
此外，为了通过形成于第四捕获结构体42而在形成涡流的同时高效率地对反应副产物进行捕获而安装在上侧面上的屏蔽型捕获板部422，由以段差向中心方向升高的方式多重配置的结构构成。即，以与所述第三捕获结构体41相反的形状构成。
作为一实施例，在最外侧以与向中心部方向流动的气体的流动相向的方式圆形排列配置多个在面上形成至少一个气体移动孔422a'的第一捕获片422a，在所述第一捕获片422a的内侧以与气体的流动相向的方式圆形排列配置多个具有与各第一捕获片相比高度以及宽度较大的形状且在面上形成至少一个以上的气体移动孔422b'的第二捕获片422b，在所述第二捕获片的内侧以与气体的流动相向的方式配置具有与个第二捕获片相比高度较大的形状且在面上形成多个气体移动孔422c'的圆筒形捕获体422c。
作为一实施例，在将第一捕获片以及第二捕获片圆形排列时将其彼此交错安装为宜。通过以如上所述的方式形成，可以使得通过第一捕获片的气体移动孔的气体移动到在第二捕获片上形成的气体移动孔或直接移动到圆筒形捕获体，从而提升通过流速差异的涡流形成效率。
此外，作为一实施例，在所述气体移动孔的大小中将位于中央的第二捕获片的气体移动孔以最大的大小形成。通过以如上所述的方式形成，可以在通过气体移动孔时形成较大的气体量差异，从而提升通过流速差异的涡流形成效率。
通过如上所述地在屏蔽型捕获板部422的结构中采用高度向中心部侧圆筒形捕获体422c升高的段差式构成并变更气体移动孔的大小，可以使得从外侧向中心部方向移动的气体在沿着交错方向流动的过程中因为高度而受到阻挡且难以移动到在中央部形成的气体移动孔421中并发生停滞，而且还可以通过高度、配置以及气体移动孔的大小差异形成流速差异并借此提升涡流形成效率。
作为第五捕获结构体43的一实施例，由圆盘形捕获板构成，将从第四捕获结构体42下降的气体的流路通过以放射状安装且具有十字形截面的导向型捕获板431转换至外侧方向，并在对反应副产物进行捕获之后通过外侧下降。
之所以安装如上所述的十字形截面的导向型捕获板431，是为了在通过增加表面积而对更多的反应副产物进行捕获的同时更加稳定地对流动的气体流进行导向。
此外，第五捕获结构体43以相对小于位于上部的第四捕获结构体42以及位于下部的第六捕获结构体44的大小形成，从而通过对从第四捕获结构体42下降的气体的流动进行导向而使其达到第六捕获结构体44的周围区域。
尤其是，第五捕获结构体43以及第六捕获结构体44几乎相邻安装，从而使得向第五捕获结构体43的外侧方向流动的气体的流动可以更加快速地达到第六捕获结构体44的周围区域。
所述第五捕获结构体43通过固定部件与位于下部的第六捕获结构体44结合固定。
作为第六捕获结构体44的一实施例，由圆盘形捕获板构成，而大小相对较小的第五捕获结构体43位于中央部上部，从而可以将通过周围下降的气体的流路转换至中心方向并通过气体移动孔441下降。
此外，在为了形成涡流并高效地对反应副产物进行捕获而在第六捕获结构体44的上侧面以放射状排列安装的翼型捕获板443中形成一个以上的负载翼442a，而且为了可以在捕获时的气体流动快速移动到气体移动孔441并排出之前最大限度地提升捕获效率而向侧方向凸出。
通过如上所述的结构，可以与流入的气体流相向地施加阻力并形成涡流，从而延长其滞留时间并借此提供以粉末形态进行捕获的充足的时间。此外，可以通过将负载翼442a的安装角度设置为朝向气体流入的方向即上端向第六捕获结构体的周围方向倾斜的形态而形成更多的涡流。
作为第七捕获结构体45的一实施例，由圆盘形捕获板构成，在中央部形成用于安装对气体排出口13a的周边进行保护的排出口盖子14的孔451。
此外，为了通过形成于第七捕获结构体45而在形成涡流的同时高效率地对反应副产物进行捕获，在上侧面形成以放射状排列安装且段差向中心方向降低的多重配置的柱型捕获板部452。
作为一实施例，在最外侧圆形排列多个具有十字形截面且在与气体的流动相向的翼面上形成气体移动孔452a'的第一柱型捕获板452a，在所述第一柱型捕获板452a的内侧圆形排列多个高度比各第一柱型捕获板452a低、具有十字形截面且在与气体的流动相向的一面上形成气体移动孔452b'的第二柱型捕获板452b。
通过在柱型捕获板部452的结构中采用如上所述的高度向内侧逐渐降低的段差式构成，不仅可以通过使下降的气体停滞在内侧发生停留延迟而提升捕获效率，还不会对气体的排出流造成影响。
但是，如果以与其相反的方向形成段差的方式安装柱型捕获部452，因为气体不会经过外侧捕获板部而直接移动到气体排出口13a，气体停滞以及涡流形成将减少并因此导致捕获效率的下降。
构成所述第而捕获部4的第三捕获结构体41以及第四捕获结构体42可以采用将结合棒插入到内部中空的固定部件400中并与上板结合的方式构成，第五捕获结构体43至第七捕获结构体45可以采用结合棒插入到内部中空的固定部件400并与下板的支撑部结合的构成。但是，如上所述的结合方式仅为较佳的一实施例，也可以通过如嵌入方式、焊接方式等多种公知的结合方式进行结合。
如上所述构成的第二捕获部4位于与在安装有加热器2的外壳的上部区域安装的第一捕获部3相比相对较远的下部位置，可以在与上部区域相比维持较低温度的空间区域中形成流入气体从第三捕获结构体41下降至第七捕获结构体45并通过气体移动孔从中心转换至外侧方向之后再从外侧方向转换至中心的气体移动流，并借此延长流路并延长滞留时间，从而通过在各个捕获结构体中配备的以不同结构以及段差安装的屏蔽型捕获板部、导向型捕获板、翼型捕获板以及柱型捕获板部形成涡流以及提供更多的反应时间并借此以粉末形态对反应副产物进行捕获。
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捕获倾向进行图示的示意图，图13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12中的(A)为反应副产物的捕获区域，(B)为主要对混合反应副产物中的Al2O3进行捕获的区域，而(C)为主要对混合反应副产物中的SrO进行捕获的区域。此外，图13中的(D)表示气体流路。此外，在下述说明中没有提及的构成请参阅对图1至图11的说明。
如图所示，可以发现在如上所述构成的适用本发明的反应副产物多重捕获装置中，通过流入到沿着垂直方向安装的外壳内部的气体借助于与位于上部的加热器的间隔距离而形成的垂直温度分布差异以及利用位于上下位置的第一捕获部和第二捕获部的捕获结构的流路方向转换以及涡流形成结构，可以对从上部流入的气体的移动方向流进行控制并借此对热的分布区域进行分离，从而在反应副产物捕获区域(A)中相当于上部的(B)区域的第一捕获部中借助于对下降气体的流路方向进行转换的捕获结构延长流路长度、延长滞留时间并借此在面状的板中对在相对高温区域以薄膜形态发生凝聚的反应副产物进行捕获，在相当于下部的(C)区域的第二捕获部中借助于不同段差且多级构成的捕获结构和不同大小以及配置的孔结构将气体的路径按照交错方式进行转换而延长流路长度、形成多重涡流以及增加气体的滞留时间并借此在相对低温区域对以粉末形态发生凝聚的反应副产物进行捕获。可以发现如上所述的捕获倾向下的气体的流动呈现出如(D)所示的倾向。
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可以进行各种变形实施，且所述变更包含在权利要求书中所记载的范围之内。

Claims (15)

1.一种半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：
作为用于对在半导体制造工程中的制程腔体内执行多层薄膜沉积过程之后排出的未反应气体中包含的混合反应副产物进行捕获的捕获装置，包括：
第一捕获部(3)，位于与安装在外壳(1)的上板下部的加热器(2)接近的上部区域，为了将混合反应副产物中在相对高温下发生反应的反应副产物以薄膜形态进行捕获，沿着垂直方向多级配备具有流路延长以及涡流形成结构的第一捕获结构体(31)以及第二捕获结构体(32)；以及，
第二捕获部(4)，位于所述第一捕获部(3)的下部，为了在与上部区域相比维持相对低温的空间区域中将混合反应副产物中在相对低温下发生反应的反应副产物以粉末形态进行捕获，沿着垂直方向多级配备具有流路延长以及多重涡流形成结构的第三捕获结构体(41)、第四捕获结构体(42)、第五捕获结构体(43)、第六捕获结构体(44)以及第七捕获结构体(45)；
借此，在一个装置中通过基于与加热器的间隔距离的垂直温度分布差异对区域进行分离，从而对所述流入的未反应气体中的混合反应副产物分别进行捕获。
2.根据权利要求1所述的半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：
所述外壳(1)，包括：
外壳主体(11)，用于对流入的气体进行收容；
上板(12)，形成向上侧方向凸出的气体流入口(12a)以及冷却水流路部(12b)，用于将位于下部的第一捕获部(3)以及第二捕获部(4)的一部分区域以悬挂的形态进行固定支撑；
下板(13)，以向上部以及下部两个方向凸出的方式安装有气体排出口(13a)，且配备用于对第二捕获部(4)进行固定的支撑部；以及，
排出口盖子(14)，以与所述下板相距一定间隔的方式安装，在防止反应副产物掉落到气体排出口(13a)的上部的同时对排出的气体的流路进行导向。
3.根据权利要求1所述的半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：
所述第一捕获结构体(31)使得从加热器下降的气体通过周围以及沿着周围圆形排列的多个气体移动孔(311)下降，并通过上侧面和下侧面以及在下侧面形成的导向型捕获板(312)对反应副产物进行捕获。
4.根据权利要求1所述的半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：
所述第二捕获结构体(32)为了防止从第一捕获结构体(31)下降的气体通过周围下降而以周围面与外壳的内部相接或接近的方式安装，从而将流路转换至通过在中央部形成的气体移动孔(321)下降，并通过在上侧面和下侧面以及在上侧面形成的翼型捕获板(322)对反应副产物进行捕获。
5.根据权利要求4所述的半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：
所述翼型捕获板(322)以放射状排列安装多个，各个翼型捕获板(322)中向侧方向凸出形成的一个以上的负载翼(322a)以上端向周围方向倾斜的形态构成。
6.根据权利要求1所述的半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：
所述第三捕获结构体(41)将从第一捕获部的第二捕获结构体(32)下降的气体的流路转换至外侧方向而使其通过沿着周围形成的气体移动孔(411)下降，并通过以段差向外侧方向升高的方式多重配置的屏蔽型捕获板部(412)形成涡流的同时对反应副产物进行捕获。
7.根据权利要求6所述的半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：
所述屏蔽型捕获板部(412)采用在最内侧以与气体的流动相向的方式圆形排列多个形成有气体移动孔(412a')的第一捕获片(412a)，在所述第一捕获片的外廓以与气体的流动相向的方式圆形排列多个与各第一捕获片大且形成有气体移动孔(412b')的第二捕获片(412b)，而在所述第二捕获片的外廓配置比各第二捕获片大且在面上形成有多个气体移动孔(412c')的圆筒形捕获体(412c)的构成。
8.根据权利要求1所述的半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：
所述第四捕获结构体(42)将从第三捕获结构体(41)下降的气体的流路转换至中心方向而使其通过在中心部形成的气体移动孔(421)下降，并通过以段差向中心方向升高的方式多重配置的屏蔽型捕获板部(422)形成涡流的同时对反应副产物进行捕获。
9.根据权利要求8所述的半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：
所述屏蔽型捕获板部(422)采用在最外侧以与气体的流动相向的方式圆形排列配置多个形成有气体移动孔(422a')的第一捕获片(422a)，在所述第一捕获片(422a)的内侧以与气体的流动相向的方式圆形排列配置多个与各第一捕获片大且形成有气体移动孔(422b')的第二捕获片(422b)，而在所述第二捕获片的内侧配置高度比各第二捕获片高且在面上形成有多个气体移动孔(422c')的圆筒形捕获体(422c)的构成。
10.根据权利要求1所述的半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：
所述第五捕获结构体(43)将从第四捕获结构体(42)下降的气体的流路通过导向型捕获板(431)转换至外侧方向下降，并对反应副产物进行捕获。
11.根据权利要求10所述的半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：
所述导向型捕获板(431)以放射状安装，并以表面积较大的十字形截面形成。
12.根据权利要求1所述的半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：
所述第六捕获结构体(44)将从第五捕获结构体(43)下降的气体的流路转换至中心方向而使其通过在中心部形成的气体移动孔(441)下降，并通过翼型捕获板(442)对反应副产物进行捕获。
13.根据权利要求1所述的半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：
所述翼型捕获板(442)以放射状排列安装多个，各个翼型捕获板(442)中向侧方向凸出形成的一个以上的负载翼(422a)以上端向周围方向倾斜的形态构成。
14.根据权利要求1所述的半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：
所述第七捕获结构体(45)将从第六捕获结构体(44)下降的气体的流路转换至排出口盖子(14)所在的中心方向，并通过以段差向中心方向降低的方式多重配置的柱型捕获板部(452)形成涡流的同时对反应副产物进行捕获。
15.根据权利要求14所述的半导体工程用反应副产物多重捕获装置，其特征在于：
所述柱型捕获部(452)采用在最外侧圆形排列多个具有十字形截面且在与气体的流动相向的翼面上形成气体移动孔(452a')的第一柱型捕获板(452a)，
在所述第一柱型捕获板(452a)的内侧圆形排列多个高度比各第一柱型捕获板(452a)低、具有十字形截面且在与气体的流动相向的一面上形成气体移动孔(452b')的第二柱型捕获板(452b)。
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