TWI681809B - 半導體工藝副產物捕集裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及半導體工藝副產物捕集裝置，特別是包括：外殼、加熱器板、加熱器電源供應部、第一上部水平托架、第二上部水平托架、副產物捕集塔、下部水平托架及氣體捕集排出口。由於本發明涉及半導體工藝副產物捕集裝置的結構簡單並可以大幅增大副產物捕集容量，不僅能夠在半導體製造裝置中大幅延長副產物捕集裝置的更換週期，而且可以迅速、高效地長期大量捕集反應副產物，不僅能夠大幅提高半導體製造時產生的各種副產物的捕集效率，還能夠大幅提高半導體製造的生產率和可靠度。

Description

半導體工藝副產物捕集裝置
本發明涉及半導體工藝副產物捕集裝置，更具體而言，涉及一種為了能夠在半導體元件製造工藝中更高效、大量地捕集從工藝腔室排出的廢氣中包含的反應副產物並安全地進行處理而發明的半導體工藝副產物捕集裝置。
一般而言，半導體製造工藝大致由前工藝(Fabrication，製造工藝)和後工藝(Assembly，組裝工藝)構成，所謂前工藝，是指在各種工藝腔室(Chamber)內，反復執行在晶片(Wafer)上沉積薄膜、選擇性蝕刻沉積的薄膜的過程而加工特定的圖案，借助於此而製造半導體晶片(Chip)的工藝，所謂後工藝，是指個別地分離該前工藝中製造的晶片後，與引線框結合而組裝成製成品的工藝。
此時，在該晶片上沉積薄膜或蝕刻在晶片上沉積的薄膜的工藝，在工藝腔室內使用矽烷(Silane)、砷化氫(Arsine)及氯化硼等有害氣體和氫等工藝氣體並在高溫下執行，在該工藝進行期間，在工藝腔室內部大量產生各種易燃性氣體和含有腐蝕性異物質及有毒成分的有害氣體等。
因此，在半導體製造裝備中，在將工藝腔室形成為真空狀態的真空泵的後端安裝洗滌器(Scrubber)，使從該工藝腔室排出的廢氣淨化後排放到大氣中。
但是，從該工藝腔室排出的廢氣如果與大氣接觸或周邊溫度低，則固化而變成粉末，當該粉末固著於排氣管線而使排氣壓力上升的同時一同流入真空泵的情況下，誘發真空泵故障，導致廢氣逆流，存在使工藝腔室內的晶片污染的問題。
為了解決如上所述的問題，如圖9所示，在工藝腔室1與真空泵3之間安裝使該工藝腔室1排出的廢氣凝集成粉末狀態的粉末捕獲裝置。
即，如圖9所示，工藝腔室1和真空泵3利用泵送管道5連接，在該泵送管道5中，從該泵送管道5分歧安裝有用於將該工藝腔室1中產生的反應副產物捕獲為粉末形態並積累的捕獲管7。
就如上所述的現有的粉末捕獲裝置而言，在該工藝腔室1內部進行薄膜沉積或蝕刻時產生的未反應氣體，在向相比該工藝腔室1具有相對較低的溫度氣氛的泵送管道5側流入的同時固化成粉狀的粉末9後，堆積於從該泵送管道5分歧安裝的捕獲管7。
因此，作為旨在解決如上所述現有技術問題的方案，本申請人開發了“半導體製造裝置的副產物捕集裝置”，以韓國國內授權專利公報10-0647725號及10-0676927號公開。
但是，該半導體製造裝置的副產物捕集裝置具有如下問題。
第一，由於供粉末滯留的捕獲管的捕集面積(空間)非常狹小的關係，為了去除在該捕獲管滯留的粉末，工藝腔室停機次數增加，因而導致工藝腔室待機時間增加。因此，整體工藝時間(TAT)變長，作為生產率低下及製品價格上升的原因發揮作用，存在捕獲管洗滌週期短的缺點。
第二，由於半導體工藝的集成化，呈現出薄膜沉積方法從CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沉積)轉換成為ALD(Atomic Layer IDeposition，原子層沉積)，使用的前驅體(Precursor)多樣化，源(Source)使用量增加的趨勢。由此，未反應副產物的量增多，要求能夠捕集大量副產物的捕獲裝置，以往的低容量捕集裝置因洗滌所需的工藝腔室停機次數增加而暴露大量問題，因而要求能夠延長洗滌週期的大容量半導體副產物捕集裝置。
另一方面，當單純使前述的韓國授權專利公報10-0647725號及10-0676927號中提出的半導體製造裝置的副產物捕集裝置大型化時，螺旋型板的製作困難，製作單價大幅上升，因外殼冷卻水而應用雙重外殼，隨著成為圓筒形外殼材料的管(Tube)增大，製作單價大幅上升，另外，與總面積相比，由於內部的複雜結構及結構物，存在實際捕集空間減小等問題。
先行技術文獻
專利文獻
(專利文獻1) 韓國授權專利公報10-0647725號(2006年11月13日)
(專利文獻2) 韓國授權專利公報10-0676927號(2007年01月25日)
(專利文獻3) 韓國公開專利公報10-1024504號(2011年03月17日)
(專利文獻4) 韓國授權專利公報10-1057086號(2011年08月09日)
本發明正是為了解決如上所述現有技術的各項問題而研發的，其目的在於提供一種半導體工藝副產物捕集裝置，改造其構成而使得結構簡單且副產物的捕集容量能夠大幅增大，在半導體製造裝置中，能夠大幅延長副產物捕集裝置的更換週期，而且，使得能夠迅速而高效地長時間大量捕集反應副產物，能夠大幅提高半導體製造的生產率和可靠度。
旨在達成所述目的的本發明裝置，在構成安裝於工藝腔室與真空泵之間的管線上並用於捕集在該處理器腔室中產生的廢氣內的反應副產物所需的半導體工藝副產物捕集裝置方面，其特徵在於，包括：外殼，其在可拆卸地結合於上、下開口部的上板和下板分別具備氣體流入孔和氣體排出孔，在內部形成有供從該處理器腔室排出的廢氣流動的通路；加熱器板，其為陶瓷或inconel(因科內爾鉻鎳鐵合金)材料，具有由多個散熱片相對於豎直方向呈放射狀配置的形態，安裝於該上板的底面，在為了供應使通過該上板的氣體流入孔流入的廢氣發生化學變化所需的能量而進行加熱的同時，使得均勻分配於該外殼內部空間；加熱器電源供應部，其安裝於該外殼的上板一側，向該加熱器板供應電源電壓；第一上部水平托架，其具有在中央穿孔有較大直徑的豎直方向大量氣體通過孔的四邊水平板體的上面，多個副產物捕集構件相對於中心點而沿放射方向固定安裝的形態，通過上板的氣體流入口而流入外殼內的大部分的廢氣沿豎直方向穿過，剩餘一部分在沿水平方向均勻分配的同時，將一部分副產物捕集為粉末形態；第二上部水平托架，其沿在中央穿孔的面積較大的豎直方向大量氣體通過孔外側，穿孔有直徑相對較小的多個微量氣體通過孔，在該形態下，通過多個支撐件安裝於距離該第 一上部水平托架的底部既定距離的位置，在使穿過該第一上部水平托架而流入的廢氣沿水平及豎直方向均勻分配的同時，將一部分副產物捕集為粉末形態；副產物捕集塔，其將多個橫向及縱向豎直板組裝成格子形態，該豎直板具有等腰梯形形狀，只在相互結合時露出於外部的部位穿孔有多個豎直方向氣體通過孔，從而具有四面傾斜的金字塔形態，且借助於只在用於相互結合的底部一部分留有的連接片，保持相互沿90度方向交叉的格子形態，具有在中央上部大部分形成有貫通形態的廢氣穿過空間部的構成，在安裝於該第二上部水平托架與下部水平托架之間的狀態下，使穿過該第二上部水平托架而流入的廢氣大部分通過廢氣穿過空間部而穿過，剩餘廢氣沿著具有等腰梯形形態的多個橫向及縱向豎直板流下，將一部分副產物捕集為粉末形態；下部水平托架，其具有多個四邊形氣體通過孔相對於橫向及縱向方向穿孔成數行的形態，固定安裝於該副產物捕集塔底面與窗口的上面之間，在使穿過該副產物捕集塔並沿豎直方向流入的廢氣誘導到視窗側的同時，將廢氣中包含的一部分副產物捕集為粉末形態；視窗，其將穿孔有多個氣體吸入孔的4個四方板體組裝成上、下面開口的四方框形態，在上部開口部固定安裝該下部水平托架，底面通過多個支撐件而相距外殼下板既定距離地安裝，且在該支撐件上方部，沿橫向安裝有切斷穿過下部水平托架的廢氣直接流入到氣體捕集排出口的廢氣豎直流入切斷板，在該狀態下，切斷穿過該副產物捕集塔及下部水平托架或通過外殼內部空間而從側面方向流入並變化成粉末形態的副產物直接流入到氣體捕集排出口側，只將廢氣誘導到氣體捕集排出口側；氣體捕集排出口，其沿豎直方向安裝於該視窗的內部與在外殼的下板配備的氣體排出孔之間，在該狀態下，捕集通過該下部水 平托架的氣體通過孔和視窗的氣體吸入孔及視窗的底部縫隙流入的廢氣並排出到外部。
另外，在該第一上部水平托架的四邊水平板體上，還穿孔有多個微量氣體通過孔，該多個微量氣體通過孔具有比在中央形成的豎直方向大量氣體通過孔直徑相對較小的直徑，使得曾沿著該第一上部水平托架的四邊水平板體上面而沿水平方向移動的廢氣的一部分通過多個微量氣體通過孔而流入到該第二上部水平托架及副產物捕集塔側。
而且，在該第一上部水平托架的上面安裝的該副產物捕集構件包括：氣體流路引導板，其在豎直地豎立的狀態下配置成放射狀；多個副產物捕集板，其在該氣體流路引導板上，設置既定距離，沿直角方向交叉地結合。
另外，在構成該副產物捕集塔的具有等腰梯形形狀的多個橫向及縱向豎直板中，在位於前、後面及左、右側面的兩個橫向及縱向豎直板的上端部，在連接片之間設置既定間隔，還分別形成具有“U”字形狀的多個副產物捕集增大槽，在位於內側的兩個橫向及縱向豎直板的上端部，在連接片之間還分別形成具有“U”字形狀的一個廢氣穿過槽，在該橫向豎直板的底面，沿豎直方向朝向上方部，設置既定間隔，形成縱向豎直板插入用結合槽，在該縱向豎直板的上面，沿豎直方向朝向下方部，設置既定間隔，形成橫向豎直板插入用結合槽。
而且，在穿孔有多個氣體吸入孔的視窗的四面，沿豎直方向設置既定間隔，還固定安裝多個副產物捕集增大板，且該副產物捕集增大板安裝為與視窗的四面外面構成直角。
另外，在該外殼的上板內部，埋設供冷卻水流動的冷卻管，以便在防止上板因加熱器板產生的熱而過熱以及防止在外殼上面與上 板底面之間安裝的密封環或墊圈損傷的同時，在上板的底面也能夠捕集副產物粉末，在該上板的上面，安裝分別與冷卻管的兩端部連接的冷卻水流入口及冷卻水排出口。
而且，在該外殼的內壁，沿豎直方向設置既定高度，還安裝使得穿過外殼內部的廢氣進行渦流的多個渦流產生板。
此時，其特徵在於，該渦流產生板形成為側剖面具有“-”、“
Figure 107141119-A0305-02-0009-11
”、“
Figure 107141119-A0305-02-0009-12
”、“
Figure 107141119-A0305-02-0009-13
”、“
Figure 107141119-A0305-02-0009-14
”形狀中任意一種形狀。
另外，在該外殼的下板底面，還沿豎直方向安裝多個腿，該多個腿在下端部分別具備高度調節用螺栓兼支撐件。
而且，在該外殼的外面，為了防止具有既定體積的該外殼的形狀因真空泵運轉時產生的吸入力而變化，還相對於豎直方向，設置既定間隔，安裝多個外殼變形防止環。
另外，在該外殼的前、後面或兩側面，還安裝手柄。
正如以上所作的說明，根據本發明的半導體工藝副產物捕集裝置，具有四方盒體形狀的外殼的上、下部開口部被分別配備有氣體流入孔和氣體排出孔的上、下板所堵塞，且容積比較大，在該外殼的內部中上板的底面，安裝使流入的廢氣加熱並均勻分配的加熱器板，在該外殼的上部，安裝第一及第二上部水平托架，且在該第二上部水平托架的底部安裝副產物捕集塔，該副產物捕集塔將具有等腰梯形形狀的多個橫向及縱向豎直板組裝成格子形態，具有四面傾斜的金字塔形態，且借助於只在用於相互結合的底部一部分留有的連接片，保持相互沿90度方向交叉的格子形態，具有在中央上部大部分形成有貫通形態的廢氣穿過空間部的構成，使穿過該第二上部水平托架而流入的廢氣大部分通過廢 氣穿過空間部而穿過，剩餘廢氣沿著具有等腰梯形形態的多個橫向及縱向豎直板流下，將一部分副產物捕集為粉末形態，在該副產物塔的底部，安裝下部水平托架，在該下部水平托架的底部，安裝穿孔有多個氣體吸入孔的具有四方框形態的視窗，在該視窗的內部與下板的氣體排出孔之間，安裝氣體捕集排出口，從而結構簡單並可以大幅增大副產物捕集容量，不僅能夠在半導體製造裝置中大幅延長副產物捕集裝置的更換週期，而且可以迅速、高效地長期大量捕集反應副產物，不僅能夠大幅提高半導體製造時產生的各種副產物的捕集效率，還能夠大幅提高半導體製造的生產率和可靠度等，是非常有用的發明。
〔本發明〕
10‧‧‧外殼
11‧‧‧上板
111‧‧‧氣體流入孔
12‧‧‧下板
121‧‧‧氣體排出孔
13‧‧‧密封環或墊圈
14‧‧‧腿
141‧‧‧螺栓兼支撐件
15‧‧‧外殼變形防止環
16‧‧‧手柄
17‧‧‧渦流產生板
18‧‧‧支撐件
20‧‧‧加熱器板
21‧‧‧散熱片
22‧‧‧加熱器電源供應部
30‧‧‧第一上部水平托架
31‧‧‧四邊水平板體
311‧‧‧豎直方向大量氣體通過孔
312‧‧‧微量氣體通過孔
32‧‧‧副產物捕集構件
321‧‧‧氣體流路引導板
322‧‧‧副產物捕集板
40‧‧‧第二上部水平托架
41‧‧‧豎直方向大量氣體通過孔
42‧‧‧微量氣體通過孔
50‧‧‧副產物捕集塔
51a、51b、52a、52b‧‧‧橫向及縱向豎直板
511、521‧‧‧連接片
512、522‧‧‧豎直方向氣體通過孔
513、523‧‧‧副產物捕集增大槽
514、524‧‧‧廢氣穿過槽
515、525‧‧‧結合槽
53‧‧‧廢氣穿過空間部
60‧‧‧下部水平托架
61‧‧‧氣體通過孔
70‧‧‧視窗
71‧‧‧氣體吸入孔
72‧‧‧廢氣豎直流入切斷板
73‧‧‧副產物捕集增大板
80‧‧‧氣體捕集排出口
90‧‧‧冷卻管
91‧‧‧冷卻水流入口
92‧‧‧冷卻水排出口
〔先前技術〕
1‧‧‧工藝腔室
3‧‧‧真空泵
5‧‧‧泵送管道
7‧‧‧捕獲管
9‧‧‧粉末
圖1是本發明應用的半導體工藝副產物捕集裝置的結合狀態立體圖。
圖2是本發明應用的半導體工藝副產物捕集裝置的分解立體圖。
圖3是本發明應用的半導體工藝副產物捕集裝置中一部分分解立體圖。
圖4是本發明裝置中副產物捕集塔的分解立體圖。
圖5是本發明裝置中視窗的分解立體圖。
圖6是本發明應用的半導體工藝副產物捕集裝置的主剖面圖。
圖7的(a)、(b)是顯示在本發明應用的半導體工藝副產物捕集裝置的內部，廢氣均勻分佈並流動的同時進行渦流，反應副產物被捕集形態的側視及主視廢氣流程圖。
圖8的(a)~(e)是顯示本發明裝置中渦流產生板的實施例的側剖面圖。
圖9是現有的普通副產物捕集系統的概略構成圖。
下面參照附圖，詳細說明本發明的優選實施例及操作狀態。
在說明本發明方面，當判斷認為對相關習知功能或構成的具體說明可能不必要地混淆本發明要旨時，省略其詳細說明。
圖1顯示了本發明應用的半導體工藝副產物捕集裝置的結合狀態立體圖，圖2顯示了本發明應用的半導體工藝副產物捕集裝置的分解立體圖，圖3顯示了本發明應用的半導體工藝副產物捕集裝置中一部分分解立體圖。
而且，圖4顯示了本發明裝置中副產物捕集塔的分解立體圖，圖5顯示了本發明裝置中視窗的分解立體圖，圖6顯示了本發明應用的半導體工藝副產物捕集裝置的正剖面圖。
另外，圖7的(a)、(b)顯示了在本發明應用的半導體工藝副產物捕集裝置的內部，廢氣在均勻分佈並流動的同時進行渦流、反應副產物被捕集形態的側視及主視廢氣流程圖，圖8的(a)~(e)顯示了本發明裝置中渦流產生板的實施例的側剖面圖，附件1的(a)~(d)顯示了通過本發明應用的半導體工藝副產物捕集裝置捕集副產物後，在加熱器板與上板的底面、副產物捕集塔的正面和內部及視窗的外部拍攝的副產物被捕集狀態的照片。
據此，本發明，在構成安裝於工藝腔室與真空泵之間的管線上並用於捕集在該處理器腔室中產生的廢氣內的反應副產物的半導體工藝副產物捕集裝置方面，其特徵在於，包括：外殼10，其在可拆卸地結合於上、下開口部的上板11和下板12上，分別具備氣體流入孔111和氣體排出孔121，在內部形成有供從該處理器腔室排出的廢氣流動的通路；加熱器板20，其為陶瓷或inconel材料，具有由多個散熱片21相對於豎直方向呈放射狀配置的形態，安裝於該上板11的底面，在為了供應使通過該上板11的氣體流入孔111流入的廢氣發生化學變化所需的能量而進行加熱的同時，使得均勻分配於該外殼10內部空間；加熱器電源供應部22，其安裝於該外殼10的上板11一側，向該加熱器板20供應電源電壓；第一上部水平托架30，其具有在中央穿孔有直徑比較大的豎直方向大量氣體通過孔311的四邊水平板體31的上面多個副產物捕集構件32相對於中心點而沿放射方向固定安裝的形態，通過上板11的氣體流入口111而流入外殼10內的大部分的廢氣沿豎直方向穿過，剩餘一部分在沿水平方向均勻分配的同時，將一部分副產物捕集為粉末形態；第二上部水平托架40，其沿在中央穿孔的面積較大的豎直方向大量氣體通過孔41外側，穿孔有直徑相對較小的多個微量氣體通過孔42，在該狀態下，通過多個支撐件18安裝於距離該第一上部水平托架30的底部既定距離的位置，在使穿過該第一上部水平托架30而流入的廢氣沿水平及豎直方向均勻分配的同時，將一部分副產物捕集為粉末形態； 副產物捕集塔50，其將多個橫向及縱向豎直板51a、51b、52a、52b組裝成格子形態，該豎直板51a、51b、52a、52b具有等腰梯形形狀，只在相互結合時露出於外部的部位穿孔有多個豎直方向氣體通過孔512、522，從而具有四面傾斜的金字塔形態，且借助於只在用於相互結合的底部一部分留有的連接片511、521，保持相互沿90度方向交叉的格子形態，具有在中央上部大部分形成有貫通形態的廢氣穿過空間部53的構成，在安裝於該第二上部水平托架40與下部水平托架60之間的狀態下，使穿過該第二上部水平托架40而流入的廢氣大部分通過廢氣穿過空間部53而穿過，剩餘廢氣沿著具有等腰梯形形態的多個橫向及縱向豎直板51a、51b、52a、52b流下，將一部分副產物捕集為粉末形態；下部水平托架60，其具有多個四邊形氣體通過孔61相對於橫向及縱向方向穿孔成數行的形態，沿水平方向固定安裝於該副產物捕集塔50底面與窗口70的上面之間，在使穿過該副產物捕集塔50並沿豎直方向流入的廢氣誘導到視窗70側的同時，將廢氣中包含的一部分副產物捕集為粉末形態；視窗70，其將穿孔有多個氣體吸入孔71的4個四方板體組裝成上、下面開口的四方框形態，在上部開口部固定安裝該下部水平托架60，底面通過多個支撐件18而相距外殼10的下板12既定距離地安裝，且在該支撐件18上方部，沿橫向安裝有切斷穿過下部水平托架60的廢氣直接流入到氣體捕集排出口80側的廢氣豎直流入切斷板72，在該狀態下，切斷穿過該副產物捕集塔50及下部水平托架60或通過外殼10內部空間而從側面方向流入並變化成粉末形態的副產物直接流入到氣體捕集排出口80側，只將廢氣誘導到氣體捕集排出口側80； 氣體捕集排出口80，其沿豎直方向安裝於該視窗70的內部與在外殼10的下板12配備的氣體排出孔121之間，在該狀態下，捕集通過該下部水平托架60的氣體通過孔61和視窗70的氣體吸入孔71及窗口70的底部與外殼10下板12之間的縫隙流入的廢氣並排出到外部。
另外，在本發明中，其特徵在於，在該第一上部水平托架30的四邊水平板體31上，還穿孔有多個微量氣體通過孔312，該多個微量氣體通過孔312具有比在中央形成的豎直方向大量氣體通過孔311直徑相對較小的直徑，使得曾沿著該第一上部水平托架30的四邊水平板體31上面而沿水平方向移動的廢氣的一部分通過多個微量氣體通過孔312而流入到該第二上部水平托架40及副產物捕集塔50側。
而且，其特徵在於，在該第一上部水平托架30的上面安裝的該副產物捕集構件32包括：氣體流路引導板321，其在豎直地豎立的狀態下配置成放射狀；多個副產物捕集板322，其在該氣體流路引導板321上，設置既定距離，沿直角方向交叉地結合。
另外，其特徵在於，在構成該副產物捕集塔50的具有等腰梯形形狀的多個橫向及縱向豎直板51a、51b、52a、52b中，在分別位於前、後面及左、右側面的兩個橫向及縱向豎直板51a、52a的上端部，在連接片511、521之間還分別設置既定間隔形成具有“U”字形狀的多個副產物捕集增大槽513、523，在位於內側的兩個橫向及縱向豎直板51b、52b的上端部，在連接片511、521之間還分別形成具有“U”字形狀的一個廢氣穿過槽514、524，在該橫向豎直板51a、51b的底面，沿豎直方向朝向上方部，設置既定間隔形成縱向豎直板插入用結合槽515，在該縱向 豎直板52a、52b的上面，沿豎直方向朝向下方部，設置既定間隔形成橫向豎直板插入用結合槽525。
而且，其特徵在於，在穿孔有多個氣體吸入孔71的視窗70的四面，沿豎直方向設置既定間隔還固定安裝多個副產物捕集增大板73，且該副產物捕集增大板73安裝為與視窗70的四面外面構成直角。
另外，其特徵在於，在該外殼10的上板11內部，埋設供冷卻水流動的冷卻管90，以便在防止上板11因加熱器板20產生的熱而過熱以及防止在外殼10上面與上板11底面之間安裝的密封環或墊圈13損傷的同時，在上板11的底面也能夠捕集副產物粉末，在該上板11的上面，安裝分別與冷卻管90的兩端部連接的冷卻水流入口91及冷卻水排出口92。
而且，其特徵在於，在該外殼10的內壁，沿豎直方向設置既定高度，還安裝使得穿過外殼10內部的廢氣進行渦流的多個渦流產生板17。
此時，其特徵在於，該渦流產生板17形成為側剖面具有“-”、“
Figure 107141119-A0305-02-0015-15
”、“
Figure 107141119-A0305-02-0015-16
”、“
Figure 107141119-A0305-02-0015-23
”、“
Figure 107141119-A0305-02-0015-18
”形狀中任意一種形狀。
另外，其特徵在於，在該外殼10的下板12底面，還沿豎直方向安裝多個腿14，該多個腿14在下端部分別具備高度調節用螺栓兼支撐件141。
而且，其特徵在於，在該外殼10的外面，為了防止具有既定體積的該外殼10的形狀因真空泵運轉時產生的吸入力而變化，還相對於豎直方向，設置既定間隔，安裝多個外殼變形防止環15。
另外，其特徵在於，在該外殼10的前、後面或兩側面，還安裝手柄16。
下面參照圖1至附件1的(a)~(d)，說明如上所述構成的本發明的半導體工藝副產物捕集裝置的作用效果。
首先，本發明裝置如圖1至圖3所示，為了使得結構簡單並可以大幅增大副產物捕集容量，主要技術構成要素為，大致由外殼10和加熱器板20、加熱器電源供應部22、第一上部水平托架30、第二上部水平托架40、副產物捕集塔50、下部水平托架60、視窗70及氣體捕集排出口80形成，使得能夠在半導體製造裝置中大幅延長副產物捕集裝置的更換週期，而且可以迅速、高效地長期大量捕集反應副產物。
此時，大部分的構成要素使用Titanium(Grade 1~4)、SUS304、SUS316、鋁等材料製作，使得能夠防止因處理器腔室排出的廢氣導致的腐蝕等。
另一方面，在該構成要素中，該外殼10如圖1及圖2所示，以容積比較大的內部為空的四方盒體形狀成型，其形態為，在上部開口部具備氣體流入孔111的上板11通過多個螺栓等可拆卸地結合，在下部開口部具備氣體排出孔121的下板12通過多個螺栓等可拆卸地結合，在內部形成有供從半導體製造處理器腔室排出的廢氣流動的通路。
此時，在該外殼10的下板12底面，還沿豎直方向安裝多個腿14，該多個腿14在下端部分別具備高度調節用螺栓兼支撐件141，從而不僅可以不受場所限制地安裝本發明裝置，而且可以通過高度調節用螺栓兼支撐件141容易地實施具有比較大容積的外殼10的水平調節，特別是可以充分確保本發明裝置所安裝的地面與外殼10底面之間的空間 部，可以順利實施將省略圖示的真空泵連接於後述的氣體捕集排出口80或使真空泵從氣體捕集排出口80分離的作業。
而且，在本發明中使用的該外殼10的外面，還相對於豎直方向，設置既定間隔，安裝多個外殼變形防止環15，從而可以完美地防止具有既定體積的該外殼10的形狀因具有強吸入力的真空泵運轉時產生的吸入力而變化，不僅能夠提高製品本身的堅固性，而且能夠大幅延長壽命。
另外，在本發明中，在該外殼10的前、後面或兩側面還安裝手柄16，從而可以舒適、輕鬆地搬運及移動本發明應用的副產物捕集裝置。
另外，該加熱器板20為了防止因廢氣引起的腐蝕而以陶瓷或inconel材料成型，且具有在上面相對於豎直方向呈放射狀配置有多個散熱片21的形態，可拆卸地安裝於該上板11的底面。
而且，該加熱器電源供應部22安裝於該外殼10的上板11一側，以便在向該加熱器板20順暢供應電源電壓的同時容易進行維護。
如上所述，如果在該外殼10的上板11安裝加熱器板20和加熱器電源供應部22，使包括該外殼10的上板11在內的內部上方部空間加熱，則通過該上板11的氣體流入孔111而從處理器腔室流入的廢氣穿過該加熱器板20，並通過加熱而極大地引起化學變化，與此同時，通過在加熱器板20的上面呈放射狀配置的散熱片21之間的縫隙，包括後述的第一及第二上部水平托架30、40的上部在內，可以均勻地分配到副產物捕集塔50及外殼10內部空間。
而且，在本發明裝置的構成要素中，該第一上部托架30如圖3所示，具有在具有既定面積的四邊水平板體31中央穿孔有具有較大 直徑的豎直方向大量氣體通過孔311的形態，同時，具有在該四邊水平板體31的上面相對於中心點而沿放射方向固定安裝有多個副產物捕集構件32的形態。
這種第一上部水平托架30在後述第二上部水平托架40的上部，設置既定距離(即，高度)安裝，執行的功能是，使通過上板11的氣體流入口111而流入到外殼10內的大部分的廢氣，通過具有比較大直徑的豎直方向大量氣體通過孔311而沿豎直方向穿過，剩餘一部分沿水平方向均勻分配，與此同時，將一部分副產物捕集為粉末形態。
另外，在本發明中，在該第一上部水平托架30的四邊水平板體31上，還穿孔有多個微量氣體通過孔312，該多個微量氣體通過孔312具有比在中央形成的豎直方向大量氣體通過孔311直徑相對較小的直徑。
因此，使得曾在該第一上部水平托架30的四邊水平板體31上面沿著在副產物捕集構件32之間形成的空間部沿水平方向移動的廢氣的一部分，借助於廢氣的流入力及真空泵的吸入力等，通過多個微量豎直方向大量氣體通過孔311，流入到第二上部水平托架40及副產物捕集塔50的上面側，因而可以使廢氣更均勻地分佈及分散，可以進一步增大通過該第一上部水平托架30的副產物的捕集效率。
另一方面，該副產物捕集構件32安裝於該第一上部水平托架30的上面，直接捕集大部分的副產物，從平面觀察時，具有氣體流路引導板321與多個副產物捕集板322大致具有“
Figure 107141119-A0305-02-0018-10
”形狀地結合的形態。
此時，在該副產物捕集構件32的構成要素中，該氣體流路引導板321具有長度互不相同的矩形板體形狀，在四邊水平板體31的上 面，在沿豎直方向豎立的狀態下，呈放射狀配置，執行使流入的廢氣沿水平方向均勻分配的廢氣流路引導功能，與此同時，執行捕集變化成粉末形態的副產物的功能。
而且，在該副產物捕集構件32的構成要素中，多個副產物捕集板322具有長度比該氣體流路引導板321長度相對較短的四方板體形狀，具有在該氣體流路引導板321上設置既定距離並沿直角方向交叉結合的形態，遭遇沿水平方向流動的廢氣而具有較大摩擦力和回折力，從而執行使具有粉末形態的副產物在本身表面以及該氣體流路引導板321表面等最大限度更多地捕集的功能。
另外，本發明裝置中使用的該第二上部水平托架40如圖3所示，具有成型為四方板體形狀的形態，在中央穿孔有具有比較大面積的豎直方向大量氣體通過孔41，在該豎直方向大量氣體通過孔41外側，穿孔有直徑較小的多個微量氣體通過孔42。
這種該第二上部水平托架40在後述的副產物捕集塔50的上面沿水平方向固定安裝的狀態下，通過多個支撐件18，安裝於距離該第一上部水平托架30底部既定距離(即，高度)的位置。
因此，執行的功能是，使穿過該第一上部水平托架30而流入的廢氣的大部分，通過該第二上部水平托架40的豎直方向大量氣體通過孔41及多個微量氣體通過孔42，朝向副產物捕集塔50，沿豎直方向均勻穿過，剩餘一部分沿水平方向均勻分配(即，沿上面向側方向分佈)，隨著一部分廢氣溫度降低，一部分副產物在表面上被捕集為粉末形態。
另一方面，本發明裝置的構成要素中，該副產物捕集塔50如圖2至圖4所示，將多個橫向及縱向豎直板51a、51b、52a、52b組裝成格子形態，使得具有四面傾斜的金字塔形態，該多個橫向及縱向豎直板 51a、51b、52a、52b具有高度比較高的等腰梯形形狀，只在相互結合時露出於外部的部位穿孔有多個豎直方向氣體通過孔512、522，而且，借助於只在用於相互結合的底部一部分留有的連接片511、521保持相互沿90度方向交叉的格子形態，具有在中央上部大部分形成有貫通形態的廢氣穿過空間部53的構成。
具有這種構成的該副產物捕集塔50執行的功能是，在安裝於該第二上部水平托架40與下部水平托架60之間的狀態下，使通過在該第二上部水平托架40穿孔的該豎直方向大量氣體通過孔41及多個微量氣體通過孔42而沿豎直方向流入或通過外殼10的內部空間而從側面方向流入的廢氣的大部分，通過廢氣穿過空間部53而穿過，剩餘廢氣沿著具有等腰梯形形態的多個橫向及縱向豎直板51a、51b、52a、52b流下，在使廢氣溫度降低的同時，不僅通過橫向及縱向豎直板51a、51b、52a、52b的表面，而且通過豎直方向氣體通過孔512、522周邊及後述的副產物捕集增大槽513、523，使得一部分副產物被捕集成粉末形態。
另外，在本發明中，在製作具有金字塔形狀的該副產物捕集塔50方面，在具有等腰梯形形狀的多個橫向及縱向豎直板51a、51b、52a、52b中，分別在前、後面及左、右側面，在位於最外側的兩個橫向及縱向豎直板51a、52a的上端部，在連接片511、521之間，設置既定間隔，還分別形成具有“U”字形狀的多個副產物捕集增大槽513、523，從而在前、後面及左、右側面中，沿著位於最外側的兩個橫向及縱向豎直板51a、52a流下的廢氣的接觸面積，與露出於副產物捕集增大槽513、523側的面相應地大幅增大，因而能夠相應地大幅增大在半導體製造時產生的各種副產物的捕集效率。
而且，不僅如此，在本發明中，在具有等腰梯形形狀的多個橫向及縱向豎直板51a、51b、52a、52b中，在分別位於內側的兩個橫向及縱向豎直板51b、52b的上端部，在連接片511、521之間，比各個副產物捕集增大槽513、523的寬度更大地形成具有“U”字形狀的一個廢氣穿過槽514、524，從而可以增大在具有金字塔形狀的該副產物捕集塔50中央形成的廢氣穿過空間部53的面積，使得廢氣貫通該副產物捕集塔50而變化成粉末形態的副產物的捕集量可以大幅增大。
不僅如此，在本發明中，在具有等腰梯形形狀的多個橫向及縱向豎直板51a、51b、52a、52b中，在該橫向豎直板51a、51b的底面，沿著豎直方向，朝向上方部設置既定間隔，形成縱向豎直板插入用結合槽515，在該縱向豎直板52a、52b的上面，沿著豎直方向，朝向下方部設置既定間隔，形成橫向豎直板插入用結合槽525，從而在橫向及縱向豎直板51a、51b、52a、52b中位於前、後、左、右面最外側的兩個橫向及縱向豎直板51a、52a，只有兩端部結合部相互以“+”字形態在多處比較多地結合，位於內側的兩個橫向及縱向豎直板51b、52b保持只將連接片511、521一部分結合成相互沿90度方向交叉的格子形態的形狀。
因此，橫向及縱向豎直板51a、51b、52a、52b相互保持較大結合力，而且具有通過具有較大體積的上方部廢氣穿過空間部53和借助於連接片511、521的結合而形成的下方部格子形通孔而使廢氣順利穿過的結構，因此，借助在穿過廢氣穿過空間部53和格子形通孔的過程中產生的溫度差，廢氣中包含的各種半導體副產物的一部分，在包括廢氣穿過空間部53在內的橫向及縱向豎直板51a、51b、52a、52b的外面及副產物捕集增大槽513、523的內部，如附件1的b所示，被最大限度地大量捕集，因而能夠使副產物的捕集效率進一步最大化。
另外，在本發明裝置的構成要素中，該下部水平托架60如圖3及圖5所示，成型為相對於橫向及縱向方向穿孔有數行多個四邊形氣體通過孔61的四方板體形狀，這種該下部水平托架60沿水平方向固定安裝於該副產物捕集塔50底面與視窗70的上面之間，執行的功能是，在將穿過該副產物捕集塔50並沿豎直方向流入的廢氣誘導到後述的視窗70側的同時，降低廢氣的溫度，使得一部分副產物在表面上捕集成粉末形態。
而且，在本發明裝置的構成要素中，該視窗70如圖2、圖3及圖5所示，將穿孔有多個氣體吸入孔71的4個四方板體組裝成上、下面開口的四方框形態，而且具有在上部開口部固定安裝該下部水平托架60，底面通過多個支撐件18而相距外殼10下板12既定距離地安裝的狀態。
不僅如此，具有在相距該下部水平托架60底面既定距離的位置的視窗70內支撐件18上方部，還沿橫向安裝有用於切斷穿過該下部水平托架60的廢氣直接流入到氣體捕集排出口80側所需的廢氣豎直流入切斷板72的形態。
這種視窗70執行的功能是，切斷穿過該副產物捕集塔50及下部水平托架60或通過外殼10內部空間而從側面方向流入並變化成粉末形態的副產物直接流入到氣體捕集排出口80側，只將廢氣誘導到氣體捕集排出口側80，防止氣體捕集排出口80被粉末形態的副產物堵塞或真空泵等因副產物而引起故障等。
另一方面，在本發明中，如上所述，在穿孔有多個氣體吸入孔71的視窗70的四面，還沿豎直方向設置既定間隔固定安裝多個副產物捕集增大板73，且該副產物捕集增大板73安裝為與視窗70的四面外面 構成直角，而且，沿著氣體吸入孔71的相對於豎直方向的中心線安裝，從而可以通過該副產物捕集增大板73，如附件1的(d)所示，包括沿著該外殼10的裡面和視窗70側面流下的廢氣在內，將通過該視窗70的氣體吸入孔71流入到安裝有氣體捕集排出口80的視窗70內側的廢氣中包含的副產物，更大量地捕集為粉末形態，還可以通過視窗增大副產物的捕集效率。
而且，本發明裝置的構成要素中，氣體捕集排出口80具有管體形態，具有沿豎直方向安裝於該視窗70的內部與在外殼10的下板12配備的氣體排出孔121之間的狀態。
這種氣體捕集排出口80可以使通過該下部水平托架60的氣體通過孔61和在視窗70的四面形成的氣體吸入孔71及視窗70底部與外殼10下板12之間縫隙而流入的廢氣，全部順利吸入及捕集，並排出到真空泵層。
另一方面，如上所述在該外殼10的上板11底面單純安裝加熱器板20進行加熱的情況下，當該上板11本身被加熱到高溫時，為了保持對該外殼10上面與上板11底面之間接觸部的氣密而安裝的橡膠材質的密封環或墊圈13存在因高溫而損傷的危險。
因此，在本發明中，在該外殼1()的上板11內部埋設冷卻管90，在該上板11的上面，還安裝分別與該冷卻管90的兩端部連接的冷卻水流入口91及冷卻水排出口92。
如上所述，如果在該上板11的內部安裝冷卻管90，使冷卻水在其內部流動，則可以防止該上板11因加熱器板20產生的熱而過熱，並可以防止在該外殼10上面與上板11底面之間安裝的密封環或墊圈13的損傷，不僅如此，而且，該上板11的溫度因在冷卻管90內流動的冷卻 水而大幅降低，因此，如附件1的(a)所示，不僅是該上板11的底面，而且在加熱器板10上副產物也被捕集成粉末形態，因而可以進一步增大副產物捕集裝置的捕集效率。
另外，在本發明中，在該外殼10的內壁，沿豎直方向設置既定高度，如圖8的(a)~(e)所示，還通過焊接等安裝多個渦流產生板17，該渦流產生板17成型為側剖面具有“-”、“
Figure 107141119-A0305-02-0024-19
”、“
Figure 107141119-A0305-02-0024-20
”、“
Figure 107141119-A0305-02-0024-21
”、“
Figure 107141119-A0305-02-0024-22
”形狀中任意一種形狀。
因此，通過該第二上部水平托架40和副產物捕集塔50外側部、下部水平托架60及視窗70外側，在外殼10內沿側面方向分散移動而碰到外殼10內壁的一部分廢氣，具有碰到該渦流產生板17而進行渦流的形態，因而能夠延長在外殼10內的廢氣滯留時間，能夠增大廢氣的副產物捕集效率。
特別是，外部空氣與該外殼10的內部溫度相比具有相對較低溫度，在與外部空氣直接接觸的外殼10內壁一體安裝的該渦流產生板17的溫度也大幅降低，因此，除前述構成部件(即，加熱器板20、第一上部水平托架30、第二上部水平托架40、副產物捕集塔50、下部水平托架60及視窗70)之外，通過該渦流產生板17，如附件1的(c)所示，也能夠捕集大量的副產物。
另一方面，圖7的(a)、(b)顯示了在本發明應用的半導體工藝副產物捕集裝置的內部，廢氣在均勻分佈並流動的同時進行渦流，反應副產物被捕集的形態的側視及主視廢氣流程圖。
如上所述，本發明應用的副產物捕集裝置可以大幅增大本身的捕集容量及效率，可以大幅延長在半導體製造裝置中的副產物捕集裝置的更換週期，不僅能夠減小半導體製造工藝延遲及生產成本，而且 可以迅速、高效地長期大量捕集反應副產物，不僅能夠大幅提高半導體製造時產生的各種副產物的捕集效率，還能夠大幅提高半導體製造的生產率和可靠度。
上述實施例雖然對本發明最優選示例進行了說明，但並非只限定於所述實施例及發明申請專利範圍記載的內容，在不超出本發明技術思想的範圍內，可以多樣變形，這對從業人員來說是不言而喻的。
10‧‧‧外殼
11‧‧‧上板
111‧‧‧氣體流入孔
12‧‧‧下板
121‧‧‧氣體排出孔
13‧‧‧密封環或墊圈
14‧‧‧腿
141‧‧‧螺栓兼支撐件
15‧‧‧外殼變形防止環
16‧‧‧手柄
17‧‧‧渦流產生板
18‧‧‧支撐件
20‧‧‧加熱器板
21‧‧‧散熱片
22‧‧‧加熱器電源供應部
30‧‧‧第一上部水平托架
31‧‧‧四邊水平板體
311‧‧‧豎直方向大量氣體通過孔
32‧‧‧副產物捕集構件
50‧‧‧副產物捕集塔
60‧‧‧下部水平托架
70‧‧‧視窗
80‧‧‧氣體捕集排出口
90‧‧‧冷卻管
91‧‧‧冷卻水流入口
92‧‧‧冷卻水排出口

Claims (7)

  1. 一種半導體工藝副產物捕集裝置，用於安裝在一工藝腔室與一真空泵之間的管線上，並用於捕集在該工藝腔室中產生的廢氣內的反應副產物，包括： 一外殼，其在可拆卸地結合於一上開口部及一下開口部的一上板和一下板上，分別具備一氣體流入孔和一氣體排出孔，在其內部形成有供從該工藝腔室排出的廢氣流動的一通路； 一加熱器板，其具有由多個散熱片相對於豎直方向呈放射狀配置的形態，安裝於該上板的底面，在為了供應使通過該上板的一氣體流入孔流入的廢氣發生化學變化所需的能量而進行加熱的同時，使得均勻分配於該外殼內部空間； 一加熱器電源供應部，其向該加熱器板供應電源電壓； 一第一上部水平托架，其具有在中央穿孔有一豎直方向大量氣體通過孔的一四邊水平板體的上面複數個副產物捕集構件相對於中心點而沿放射方向固定安裝的形態，通過該上板的該氣體流入口而流入該外殼內的大部分的廢氣沿豎直方向穿過，剩餘一部分在沿水平方向均勻分配的同時，將一部分副產物捕集為粉末形態； 一第二上部水平托架，其沿在中央穿孔的面積較大的一豎直方向大量氣體通過孔外側，穿孔有直徑相對較小的複數個微量氣體通過孔，在該形態下，通過複數個支撐件安裝於距離該第一上部水平托架的底部一既定距離的位置，在使穿過該第一上部水平托架而流入的廢氣沿水平及豎直方向均勻分配的同時，將一部分副產物捕集為粉末形態； 一副產物捕集塔，其將多個橫向及縱向豎直板組裝成格子形態，該豎直板具有等腰梯形形狀，只在相互結合時露出於外部的部位穿孔有複數個豎直方向氣體通過孔，從而具有四面傾斜的金字塔形態，且藉由只在用於相互結合的底部一部分留有的一連接片，保持相互沿90度方向交叉的格子形態，具有在中央上部大部分形成有貫通形態的一廢氣穿過空間部的構成，在安裝於該第二上部水平托架與一下部水平托架之間的狀態下，使穿過該第二上部水平托架而流入的廢氣大部分通過該廢氣穿過空間部，剩餘廢氣沿著具有等腰梯形形態的複數個橫向及縱向豎直板流下，將一部分副產物捕集為粉末形態； 該下部水平托架，其具有複數個四邊形氣體通過孔相對於橫向及縱向方向穿孔成數行的形態，固定安裝於該副產物捕集塔底面與一窗口的上面之間，在使穿過該副產物捕集塔並沿豎直方向流入的廢氣誘導到該視窗側的同時，將廢氣中包含的一部分副產物捕集為粉末形態； 該視窗，其將穿孔有複數個氣體吸入孔的四個四方板體組裝成一上、下面開口的四方框形態，在一上部開口部固定安裝該下部水平托架，底面通過多個支撐件而相距外殼下板既定距離地安裝，且在該支撐件的上方部，沿橫向安裝有切斷穿過該下部水平托架的廢氣直接流入到氣體捕集排出口的一廢氣豎直流入切斷板，在該狀態下，切斷穿過該副產物捕集塔及該下部水平托架或通過該外殼內部空間而從側面方向流入並變化成粉末形態的副產物直接流入到一氣體捕集排出口側，只將廢氣誘導到該氣體捕集排出口側；以及 該氣體捕集排出口，其沿豎直方向安裝於該視窗的內部與在該外殼的該下板配備的該氣體排出孔之間，在該狀態下，捕集通過該下部水平托架的該些氣體通過孔和該視窗的該些氣體吸入孔及該視窗的底部縫隙流入的廢氣並排出到外部。
  2. 如請求項1所述之半導體工藝副產物捕集裝置，其中在該第一上部水平托架的該四邊水平板體上，還穿孔有複數個微量氣體通過孔，該些微量氣體通過孔具有比在中央形成的該豎直方向大量氣體通過孔直徑相對較小的直徑，使得曾沿著該第一上部水平托架的該四邊水平板體上面而沿水平方向移動的廢氣的一部分通過該些微量氣體通過孔而流入到該第二上部水平托架及該副產物捕集塔側。
  3. 如請求項1所述之半導體工藝副產物捕集裝置，其中在該第一上部水平托架的上面安裝的該副產物捕集構件包括： 一氣體流路引導板，其在豎直地豎立的狀態下配置成放射狀；以及 複數個副產物捕集板，其在該氣體流路引導板上，設置既定距離，沿直角方向交叉地結合。
  4. 如請求項1所述之半導體工藝副產物捕集裝置，其中在構成該副產物捕集塔的具有等腰梯形形狀的複數個橫向及縱向豎直板中， 在位於前、後面及左、右側面的二個橫向及縱向豎直板的一上端部，在該些連接片之間設置既定間隔還分別形成具有“U”字形狀的複數個副產物捕集增大槽， 在位於內側的二個橫向及縱向豎直板的上端部，在該些連接片之間還分別形成具有“U”字形狀的一廢氣穿過槽， 在該些橫向豎直板的底面，沿豎直方向朝向上方部，設置既定間隔形成該些縱向豎直板插入用的複數個結合槽， 在該些縱向豎直板的上面，沿豎直方向朝向下方部，設置既定間隔形成該些橫向豎直板插入用的複數個結合槽。
  5. 如請求項4所述之半導體工藝副產物捕集裝置，其中在穿孔有複數個氣體吸入孔的該視窗的四面，沿豎直方向設置既定間隔還固定安裝複數個副產物捕集增大板，且該些副產物捕集增大板安裝為與該視窗的四面外面構成直角。
  6. 如請求項1所述之半導體工藝副產物捕集裝置，其中在該外殼的該上板內部埋設供冷卻水流動的一冷卻管，以便在防止該上板因該加熱器板產生的熱而過熱以及防止在該外殼上面與該上板底面之間安裝的一密封環或墊圈損傷的同時，在該上板的底面也能夠捕集副產物粉末，在該上板的上面，安裝分別與該冷卻管的兩端部連接的一冷卻水流入口及一冷卻水排出口。
  7. 如請求項1所述之半導體工藝副產物捕集裝置，其中在該外殼的內壁，沿豎直方向設置既定高度，還安裝使得穿過該外殼內部的廢氣進行渦流的複數個渦流產生板。
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