TWI721595B - 配備冷卻流路的半導體工程反應副產物收集裝置 - Google Patents
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Abstract
一種配備冷卻流路的半導體工程反應副產物收集裝置的特徵在於，包括：外殼，在內壁上形成有用於使通過上述上板的氣體流入口流入且利用加熱器調節溫度之後的排出氣體形成渦流並對反應副產物進行收集的內壁板；內部收集塔，由垂直板、上側面板以及被嵌入到垂直板的渦流板組裝而成，用於對排出氣體進行凝聚並收集反應副產物；主冷卻流路，貫通上述內部收集塔並利用冷卻水對排出氣體進行冷卻；以及，多重連接管道，利用安裝在上述外殼外部的供應管和排出管，依次向上述上板冷卻流路以及主冷卻流路迴圈供應和排出冷卻水。
Description
本發明係與配備冷卻流路的半導體工程反應副產物收集裝置有關；特別是指一種為了能夠從在製造半導體的製程腔體中使用後排出的排出氣體成分中有效地收集反應副產物而將冷卻流路直接導入到內部空間並借此提升內部收集塔的反應副產物收集效率的收集裝置。
通常，半導體製造工程大體上包括前工程（製造（Fabrication）工程）以及後工程（裝配（Assembly）工程）。
上述前工程是指通過在各種製程腔體（Chamber）的內部重複執行在晶圓（Wafer）上沉積形成薄膜並對沉積形成的薄膜進行選擇性蝕刻的過程而加工出特定圖案的半導體晶片（Chip）製造工程。
此外，上述後工程是指通過對在上述前工程中在晶圓上製造出的晶片進行單獨切割分離之後與引線框架進行結合而組裝出成品的封裝（package）工程。
具體來講，上述前工程是指在晶圓上沉積形成薄膜或對在晶圓上沉積形成的薄膜進行蝕刻的工程，為此，將在向製程腔體的內部注入如SiH
4（矽烷，Silane）、砷化氫（Arsine）、氯化硼、氫氣、WF6（六氟化鎢，Tungsten hexafluoride）等反應氣體之後在高溫下執行工程。此時，在製程腔體的內部將產生大量的含有各種易燃氣體、腐蝕性異物以及有毒成分的有害氣體等。
為了能夠在對如上所述的有害氣體進行淨化之後排出，在半導體製造裝置中配備有用於將製程腔體轉換成真空狀態的真空泵以及用於在真空泵的後端對從製程腔體排出的排出氣體進行淨化之後再排出到大氣的洗滌器（Scrubber）。
但是，因為洗滌器只能對氣體形態的反應副產物進行淨化和處理，因此當反應副產物在被排出到製程腔體的外部之後發生固化時，會造成如因為附著在排氣管中而導致排出氣體壓力的上升、因為流入到真空泵而誘發泵的故障或因為有害氣體逆流到製程腔體而導致晶圓受到污染等多種問題。
為此，半導體製造裝置通過在製程腔體與真空泵之間安裝反應副產物收集裝置而對從製程腔體排出的排出氣體進行凝聚。
如上所述的反應副產物收集裝置通過泵管與製程腔體以及真空泵連接，從而對在製程腔體內進行反應之後排出的排出氣體中所包含的粒子狀反應副產物進行凝聚和收集。
通常，反應副產物收集裝置的結構中包括：外殼，提供用於對所流入的排出氣體進行收容的空間部；上板，用於對外殼的上部進行覆蓋，形成有用於維持保護O型環以及收集反應副產物的適當溫度的冷卻流路；內部收集塔，用於對流入到外殼內部的排出氣體中所包含的反應副產物進行凝聚和收集；以及，加熱器，用於調節至可使流入到外殼內部的排出氣體調節形成反應副產物的適當的溫度分佈。
在如上所述構成的收集裝置中最為重要的是，需要使構成安裝於外殼內部的內部收集塔的各個板表面均勻地與排出氣體接觸，以便於能夠更加有效且快速地使包含於排出氣體中的粒子狀有毒物質發生凝聚並作為反應副產物被收集。
但是，現有的反應副產物收集裝置採用的是通過使得在流入到外殼內部的同時借助於加熱器被調節至可形成反應副產物的適當的溫度分佈的高溫排出氣體與內部收集塔的板表面發生接觸而進行收集的方式或通過利用螺旋槳變更所流入的排出氣體的流動而使其均勻地擴散到外殼內部並借助於與內部收集塔的板表面的接觸而進行收集的方式等，從而會因為內部收集塔的內側板的溫度高於外側板的溫度而導致收集效率下降的問題，而且還會因為排出氣體無法流暢地流入到內側並均勻擴散而導致與板表面的接觸量不足的問題，並最終導致所流入的排出氣體作為反應副產物被凝聚的時間過長的結構性問題。
先行技術文獻
專利文獻
（專利文獻0001）韓國註冊專利公報註冊編號10-0717837（2007.05.07.）
（專利文獻0002）韓國註冊專利公報註冊編號10-0862684（2008.10.02.）
（專利文獻0003）韓國註冊專利公報註冊編號10-1447629（2014.09.29.）
（專利文獻0004）韓國註冊專利公報註冊編號10-1806480（2017.12.01.）
本發明的目的在於解決如上所述的現有問題而提供一種通過配備由貫通內部收集塔的主冷卻流路和安裝在外殼內壁上的內壁板以及形成不同大小的氣孔板組裝而成的內部收集塔而在對所流入的排出氣體進行冷卻的同時形成渦流，從而對高密度凝聚的反應副產物進行收集的反應副產物收集裝置。
為了達成如上所述的目的並解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種配備冷卻流路的半導體工程反應副產物收集裝置，其特徵在於：在通過安裝在製程腔體與真空泵之間的管道上而對從上述製程腔體排出的排出氣體內的反應副產物進行收集的半導體工程反應副產物收集裝置中，包括：外殼，在對通過形成有氣體流入口以及上板冷卻流路的上板流入的排出氣體進行收容之後再通過形成有氣體排出口的下板進行排出，在內壁上形成有用於使通過上述上板的氣體流入口流入且利用加熱器調節溫度之後的排出氣體形成渦流並對反應副產物進行收集的內壁板；內部收集塔，在與下板相距一定間隔的上部安裝在外殼內部，由用於形成主冷卻流路的安裝空間的多個垂直板、為了誘導排出氣體的流動以及形成渦流而對垂直板的上側面進行覆蓋的上側面板以及被嵌入到垂直板的渦流板組裝而成，用於對排出氣體進行凝聚並收集反應副產物；主冷卻流路，通過貫通上述內部收集塔而利用冷卻水對排出氣體進行冷卻；以及，多重連接管道，利用安裝在上述外殼外部的供應管以及排出管依次向上述上板冷卻流路以及主冷卻流路迴圈供應和排出冷卻水。
作為較佳的實施例，在上述外殼的內壁各個面上橫跨上下區域以一定的間隔形成內壁板，在相鄰的面上形成的內壁板相互交錯安裝，且在各個側面上以小於相應面的水平長度的長度上下相互交錯安裝。
作為較佳的實施例，形成於上述上板的上板冷卻流路能夠使得從外部供應的冷卻水在通過與多重連接管道的冷卻水流入口連接的一側分支插口流入並迴圈之後再通過另一側分支插口排出到多重連接管道並向主冷卻流路一側迴圈。
作為較佳的實施例，上述內部收集塔，能夠包括：多個垂直板，相距一定的間隔配置；上側面垂直板，用於對各個垂直板的上側面進行覆蓋；基礎板，用於對各個垂直板的下部進行支撐；以及，渦流板，在水平方向上交叉嵌入到上述各個垂直板；
其中，在上述垂直板、上側面板、基礎板以及渦流板的表面分別形成可供排出氣體移動的氣孔，
在上述垂直板上垂直形成可供主冷卻流路貫通的一個以上的管道槽，以便於在安裝U字形管道形狀的主冷卻流路時輕易地對其上下位置進行調節。
作為較佳的實施例，能夠通過在上述內部收集塔的兩側垂直板上形成向外側凸出的水平板而在形成渦流的同時延長排出氣體流動的停滯時間。
作為較佳的實施例，能夠在上述上側面板的表面排列形成不同大小的多個氣孔，且通過使形成于長邊兩側末端的氣孔大於形成於其他位置的其他氣孔而使得從上部流入的排出氣體在外側的排出量大於中央部。
作為較佳的實施例，能夠使形成於上述垂直板上的氣孔大於形成於渦流板上的氣孔。
作為較佳的實施例，上述主冷卻流路能夠採用由上下構成的水平管以及在一側對上述水平管進行連接的彎曲管構成的“U”字形管道形狀。
作為較佳的實施例，上述主冷卻流路能夠由兩個以上的多個構成。
作為較佳的實施例，上述多重連接管道能夠在通過與冷卻水流入口連接的上板冷卻流路的一側分支插口流入並迴圈之後再通過另一側分支插口排出到多重連接管道的供應管並通過位於下部的分支插口供應到主冷卻流路。流入到主冷卻流路的下部水平管的冷卻水在流過上述水平管的過程中對內部收集塔周邊的排出氣體進行冷卻之後排出到外部的排出管。接下來，將通過位於排出管末端的冷卻水排出口進行排出。
作為較佳的實施例，上述多重連接管道能夠在配備有兩個以上的主冷卻流路時通過在供應管以及排出管所處的下部以及上部分別配備內部由空間部構成的冷卻水腔體而利用一個供應管將集聚到位於下部的冷卻水腔體的內部空間部中的冷卻水同時供應到位於下部的兩個以上的供應管或將排出到位於上部的冷卻水腔體的內部空間部中的經過熱交換之後的冷卻水通過一個排出管進行排出。
作為較佳的實施例，上述加熱器還包括：熱分配板，通過結合部以與加熱器的下部相距一定間隔的方式安裝在加熱器的下部，通過在外側形成多個氣孔而將一部分排出氣體供應到位於下部的內部收集塔的上部側並將剩餘的排出氣體供應到位於側方的外殼的內壁方向。
具有如上所述特徵的適用本發明的反應副產物收集裝置，能夠通過配備貫通內部收集塔的主冷卻流路而將流入到外殼內部其利用加熱器調節溫度之後的排出氣體冷卻調節至適合於收集反應副產物的最佳溫度，從而在內部收集塔中對高密度凝聚的反應副產物進行收集。
此外，能夠通過構成內部收集塔的垂直板、上側面板以及渦流板之間的組裝結構以及形成於其表面的不同大小的氣孔結構使得所流入的排出氣體形成渦流並在延長通過內部收集塔的停滯時間的同時使其均勻擴散，從而在排出氣體中對高密度凝聚的反應副產物進行收集。
如上所述，本發明是具有多種效果的有用的發明，具有良好的產業應用前景。
接下來，將結合附圖對適用本發明的實施例的構成及其作用進行詳細的說明如下。此外，在對本發明進行說明的過程中，當判定對相關的公知功能或構成的具體說明可能會導致本發明的要旨變得不清晰時，將省略與其相關的詳細說明。
圖１是適用本發明之一實施例的反應副產物收集裝置的斜視圖，圖２是適用本發明之一實施例的反應副產物收集裝置的分解斜視圖，圖３是適用本發明之一實施例的反應副產物收集裝置的正向截面圖，圖４是適用本發明之一實施例的反應副產物收集裝置的側面圖，圖５是適用本發明之一實施例的反應副產物收集裝置的平面圖，圖６是對適用本發明之一實施例的垂直板進行圖示的示意圖，圖７是對適用本發明的渦流板的類型進行圖示的示意圖，圖８是適用本發明之一實施例的主冷卻流路的斜視圖。
如圖１所示，適用本發明的配備冷卻流路的半導體工程反應副產物收集裝置是在對從半導體工程的製程腔體中排出的排出氣體中所包含的粒子狀有毒氣體進行凝聚並作為反應副產物進行收集之後再將排出氣體排出到真空泵一側的裝置，尤其是一種能夠在內部收集裝置以及外殼表面上將在執行如氮化鈦原子層沉積（TiN-ALD）以及化學氣相澱積（CVD）等工程的製程腔體中使用之後進行排出的排出氣體成分中所包含的粒子狀有毒氣體均勻地凝聚成高密度反應副產物的裝置。
其構成大體上能夠包括：外殼110，用於在對所流入的排出氣體進行收容之後再進行排出，在內壁上形成有用於使所流入的排出氣體形成渦流並對反應副產物進行收集的內壁板111；上板120，對外殼的上部進行覆蓋，通過氣體流入口將排出氣體供應到外殼內部，形成有用於對O型環（O-Ring）進行保護的上板冷卻流路；下板130，對外殼的下部進行覆蓋，通過氣體排出口對去除反應副產物之後的排出氣體進行排出；加熱器140，用於將流入到外殼內部的排出氣體調節到可形成反應副產物的適當的溫度分佈並均勻地向周邊進行分配；內部收集塔150，在與下板相距一定間隔的上部安裝在外殼內部，由用於形成主冷卻流路的安裝空間的多個垂直板、為了誘導排出氣體的流動以及形成渦流而對垂直板的上側面進行覆蓋的上側面板以及被嵌入到垂直板的渦流板組裝而成，用於對排出氣體進行凝聚並收集反應副產物；主冷卻流路160，貫通上述內部收集塔150並利用冷卻水對排出氣體進行冷卻；以及，多重連接管道170，利用安裝在上述外殼外部的供應管和排出管，依次向上述上板冷卻流路以及主冷卻流路迴圈供應和排出冷卻水。
為了在如上所述的適用本發明的反應副產物收集裝置中防止從製程腔體排出的排出氣體所導致的腐蝕等，其大部分構成要素均利用可阻止腐蝕的不銹鋼、鋁或可防止腐蝕的金屬中的某一種原材料製造。
接下來，將對構成上述反應副產物收集裝置的各個構成進行更為詳細的說明。
外殼110採用內部中空的箱體（Box）形狀，起到構成用於對流入到安裝於內部的內部收集塔150中的排出氣體進行凝聚和收集的氣體流路空間的作用。
外殼110的上部以及下部為開放狀態，在對內部收集塔150進行收納安裝之後利用上述上板以及下板對開放的上部以及下部空間部進行覆蓋，然後利用如螺栓等結合部進行固定。
在外殼110的內壁各個面上橫跨上下區域以一定的間隔形成內壁板111，在使所流入的排出氣體形成渦流的同時對反應副產物進行收集。
在內壁板111與排出氣體發生碰撞時產生的停滯且不規則的氣流和沒有與內壁板111發生碰撞的具有較快流速的周邊排出氣體的氣流將相互混合並形成渦流。
此外，內壁板111和在相鄰的面上形成的內壁板111相互交錯安裝，借此能夠使在各個面上流動的排出氣體和相鄰的排出氣體在不同的位置上與內壁板111發生碰撞，從而因為相互之間的流動不一致而形成渦流。
此外，內壁板111在外殼的各個側面上以小於相應面的水平長度的長度上下相互交錯安裝，從而因為安裝有內壁板111的一側和沒有安裝的一側之間的流動不一致而形成渦流。
通過在橫跨內壁的上下區域安裝如上所述的內壁板，能夠使流入到外殼內壁的排出氣體在壁面一側形成渦流並減緩其流速，從而有效地通過內壁板111對外部氣體溫度進行傳遞並借此均勻地進行冷卻，此時反應副產物將在外殼避免上發生凝聚，尤其是在內壁板111上將借助於邊緣效應實現更高密度的凝聚。
上板120起到對上部開放的外殼110的上部進行覆蓋的蓋子作用，通過在氣孔的上部凸出形成氣體流入口121並利用焊接等方式進行固定而供排出氣體流入。氣體流入口121接收從製程腔體排出的排出氣體並供應到外殼內部。
此外，為了能夠在安裝於底面的加熱器140工作而對外殼110內部空間的溫度進行調節時防止安裝在上板下部的用於實現氣密的O型環（O-Ring）發生變形並因此導致其功能的下降，同時為了能夠通過對在流入到上板下部之後被加熱器升溫至高溫狀態的排出氣體進行冷卻而提供適合於收集反應副產物的適當溫度，在上板的上部面以凹槽形態加工形成上板冷卻流路122。此外，通過利用流路蓋123對形成凹槽的上板冷卻流路的上部進行覆蓋而實現水密性。為此，流路蓋能夠通過未圖示的用於實現水密性的密封處理方式結合，作為其結合方式採用包括如嵌入式、焊接式、螺栓結合方式等公知的結合方式即可。
上述上板冷卻流路122使得從外部供應的冷卻水在通過與多重連接管道170的冷卻水流入口170a連接的一側分支插口173流入並迴圈之後再通過另一側分支插口173排出到多重連接管道並向主冷卻流路160一側供應迴圈。為了避免所流入的冷卻水與所排出的冷卻水相互混合，能夠通過在上板冷卻流路122中形成邊界部而避免其發生連通。作為冷卻水，能夠使用水或冷媒。
下板130起到對下部開放的外殼110的下部進行覆蓋的蓋子作用，在某一位置氣孔的下部以焊接等方式凸出固定氣體排出口131。氣體排出口是可供對反應副產物進行收集和去除之後的排出氣體排出的通道。
此外，在下板130的多個位置安裝有向外殼內部的上部方向凸出的多個支撐杆132，用於將內部收集塔150固定到與下板130相距一定間隔的上部並對其荷重進行支撐。上述支撐杆132中的一部分用於使位於內部收集塔150最下端的基礎板與外殼的下部相距一定間隔，而另一部分通過與安裝在內部收集塔150最外側的垂直板交叉而對向外凸出的渦流板進行支撐。
作為支撐杆132與內部收集塔之間的結合方式，採用單純的嵌入結合方式或利用如單獨的螺栓等結合部件進行結合或通過其他公知的各種結合方式進行結合即可。
加熱器140通過螺栓或焊接等結合方式被連接安裝到形成於上板的氣體流入口121的底面一側，從而將流入到外殼110內部的排出氣體調節至適合於形成反應副產物的適當的溫度分佈。
此外，加熱器140還包括通過結合手段與下部相距一定間隔安裝的熱分配板141。熱分配板141能夠在防止加熱器中產生的熱源被直接傳遞到內部收集塔的上部的同時將熱源傳遞至上板的下部空間的遠處。
在外側形成有多個氣孔的熱分配板141的大小大於加熱器的大小以及位於其下部的內部收集塔150的上部面積。
以如上所述的方式形成的熱分配板能夠將通過在外側形成的氣孔1411的一部分排出氣體供應到位於其下部的內部收集塔的上部一側，並將剩餘的排出氣體供應至位於側方的外殼的內壁方向。
作為熱分配板與加熱器之間的結合方式，能夠採用螺栓結合方式。因為其他結合結構採用公知的結合方式即可，因此將省略其詳細的說明。
上述加熱器140的熱源在從包含安裝於上板的上側面上的溫度感測器的加熱器電源供應部142載入電源時，加熱器將按照所設定的溫度發熱。
加熱器的溫度能夠根據排出氣體的類型進行不同的設定。作為加熱器的原材料，使用可以防止因為排出氣體而導致的腐蝕的如陶瓷或鉻鎳鐵合金，其基本形狀採用可均勻地放射出熱源的將多個散熱鰭（或散熱板）以放射狀配置的構成。
加熱器的作用在於防止從製程腔體排出的排出氣體通過形成於上板的氣體流入口121流入時發生凝聚堵塞並在到達內部收集塔150時發生最大限度的凝聚。
如上所述結構的加熱器，能夠通過向外殼內部空間均勻地供應調節溫度之後的排出氣體而使其均勻地發生凝聚。
此外，配備上述熱分配板141的另一個原因在於，隨著半導體製造工程的變化，當從製程腔體排出的排出氣體中所包含的較輕氣體的含量高於較重氣體的含量時，遠離加熱器的排出氣體的溫度冷卻速度將大於接近加熱器的排出氣體的冷卻速度，從而可能會在到達收集塔並被捕獲之前在上側面的一部分被凝聚成高密度反應副產物並因此對空間部流路造成堵塞，而且在被進一步冷卻至更低的溫度時可能會形成低密度多孔性反應副產物並對空間部的流路進行堵塞，而通過將熱分配板141配置在加熱器的下部能夠將熱源傳導到更遠的位置並借此防止如上所述的現象。
內部收集塔150是被收納安裝到外殼110內部的構成，能夠通過增加與排出氣體的接觸流路以及停滯時間而對排出氣體進行凝聚並作為高密度反應副產物進行收集。
為此，內部收集塔的構成中包括：多個垂直板151，相距一定的間隔配置；上側面垂直板152，用於對各個垂直板的上側面進行覆蓋；基礎板153，用於對各個垂直板的下部進行支撐；以及，渦流板154，在水平方向上交叉嵌入到上述各個垂直板。
在上述垂直板151、上側面板152、基礎板153以及渦流板154的表面分別形成可供排出氣體移動的氣孔1511、1521、1531、1541。形成於垂直板上的氣孔相對大於形成於其他上側面板、基礎板以及渦流板上的氣孔大小，從而使得排出氣體向側方的移動更加容易，而在水平方向安裝的上側面板、基礎板以及渦流板中，通過使在位於最下部的基礎板上形成的氣孔最大而便於向排出口排出為宜。
在上述垂直板151中除氣孔1511之外還形成有嵌入部1512以及嵌入片1513，從而與上側面板以及渦流板潛入結合。嵌入部沿著垂直方向以及水平方向以一定的間隔形成，可供渦流板在水平方向上嵌入。嵌入片形成於上部末端，可供上側面板嵌入結合。
此外，在各個垂直板上垂直形成可供主冷卻流路貫通以一定的間隔排列安裝的垂直板之間的一個以上的管道槽1514，以便於在對U字形側面形狀的主冷卻流路的上下位置進行調節時能夠無干擾地自由安裝。管道槽1513採用上部側封閉而只有下部方向側形成開口的形態。
在上述上側面板152的表面排列形成不同大小的多個氣孔1521，且通過使形成於長邊兩側末端的氣孔大於形成於其他位置的其他氣孔而使得從上部流入的排出氣體在外側的排出量大於中央部。通過如上所述的氣孔大小差異能夠形成流速差異，從而使得在內部收集塔的內部空間中流動的排出氣體形成渦流。
此外，在上述上側面板中除氣孔之外還排列形成可供位於其下部的垂直板151嵌入的多個嵌入部1522。嵌入部的長邊方向兩側端以凹槽形態構成而其他則由孔形態構成，可供在位於其下部的垂直板的上端形成的嵌入片組裝。此外，還能夠追加地對嵌入結合部位進行焊接。
上述基礎板153上形成有可供排出氣體流動的不同大小的氣孔1531，從而在使排出氣體上下流動的同時通過對所接觸的所有垂直板的下部提供支撐而對其荷重進行支撐，且能夠通過形成於下板的支撐杆與外殼的下部相距一定間隔，從而防止排出氣體的熱源被直接傳遞到下板。
此外，基礎板153還能夠起到防止因為反應副產物直接跌落到氣體排出口131而造成堵塞的作用。
此外，在基礎板153上除氣孔之外還形成有用於使主冷卻流路160通過內部收集塔的內部空間進行安裝的一個以上的管道槽1532，以防止在安裝主冷卻流路的下部側管道時發生干擾。管道槽1532僅向基礎板152a的一側方向形成開口。
在上述渦流板154中除可供排出氣體移動的氣孔1541之外還形成兩個以上的嵌入片1542，從而被嵌入結合到形成於垂直板上的任意的嵌入部。渦流板的結合方向是沿著水平方向安裝到垂直板上，從而使上下移動的排出氣體形成渦流。
此時，在相鄰的垂直板之間的不同高度位置上交錯安裝多個渦流板，而通過採用如上所述的交錯安裝方式，排出氣體將在渦流板的長度無法觸及的與對向垂直板之間的縫隙中快速下降，從而使排出氣體在上下配置的渦流板與垂直板之間的縫隙中左右交錯流過。借助於如上所述的排出氣體的快速流動，除在渦流板上生成的渦流之外還能夠追加地在渦流板的末端部周圍幫助渦流的形成。
上述嵌入片1542能夠根據渦流板的類型在一側面凸出形成兩個或三個，並通過嵌入到形成於垂直板上的嵌入部的兩個位置或三個位置而維持穩定的結合狀態。此外，嵌入片的數量能夠根據渦流板的大小或形狀採用不同的實施例。
在構成上述說明的內部收集塔150的垂直板151、上側面板152、基礎板153以及渦流板154中，形成於垂直板151上的氣孔1511相對大於形成於渦流板154上的氣孔1541，從而使排出氣體的流入更加流暢。
與此相反，形成於渦流板154上的氣孔1541相對小於形成於垂直板151上的氣孔1511，從而使排出氣體在垂直方向上的流入相對較少，並借此在延長停滯時間且形成渦流的同時使排出氣體在內部收集塔的內部均勻擴散。
通過利用如上所述的方式使排出氣體均勻擴散，能夠在使流入到內部收集塔的排出氣體形成渦流的同時使得被主冷卻流路160冷卻的排出氣體借助於表面接觸以及相互凸出結構的邊緣效應促進排出氣體的凝聚並借此提升收集效率。
主冷卻流路160採用平躺的“U”字形管道形狀。具體來講，包括上下構成的水平管1601以及在一側對上述水平管進行連接的彎曲管1602。其數量能夠是一個或多個。
上述水平管貫通內部收集塔150的上部側和下部側，從而對上下區域周邊的排出氣體溫度進行冷卻。
從主冷卻流路160供應的冷卻水在通過位於下部的水平管供應之後再通過位於上部的水平管排出到外部的多重連接管道。
此時，對於在主冷卻流路中流動的冷卻水的溫度，能夠根據所流入的排出氣體的類型對冷卻水的溫度進行調節。因此，本發明並不對冷卻水的溫度進行特殊的限定。
適用一實施例的本發明通過配備兩個主冷卻流路而提升了冷卻效率。此外，還能夠配備兩個以上的主冷卻流路。通過採用如上所述的由多個構成的結構，能夠在更短的時間內對在內部收集塔中流動的排出氣體的溫度進行冷卻。通過如上所述的構成，能夠在構成內部收集塔150的垂直板、上側面板、基礎板以及渦流板的表面高密度凝聚反應副產物。
此外，如上所述構成的主冷卻流路160能夠通過均勻地對內部收集塔進行冷卻而在表面上對排出氣體中所包含的反應副產物進行凝聚，而且還能夠在主冷卻流路的表面與排出氣體發生接觸並對反應副產物進行收集，從而提升整體的收集效率。
多重連接管道170能夠由通過與安裝在向上述上板冷卻流路以及主冷卻流路供應冷卻水的位置以及排出冷卻水的位置上的各個分支插口173分別連接而使冷卻水進行迴圈的冷卻水供應管171以及排出管172構成。
所流入的冷卻水不是在封閉回路上迴圈而是與外部連接迴圈，從而利用包含新熱源的冷卻水替代經過熱交換之後的冷卻水。為此，包括未圖示的冷卻水供應源、冷卻水供應泵以及冷卻水儲藏罐。必要時，還能夠包括熱交換機。
具體來講，多重連接管道170通過與冷卻水流入口170a連接的上板冷卻流路的一側分支插口173流入並迴圈之後再通過另一側分支插口173排出到多重連接管道的供應管171，然後通過位於下部的分支插口173供應到主冷卻流路160。流入到主冷卻流路的下部水平管的冷卻水在流過上述水平管的過程中對內部收集塔周邊的排出氣體進行冷卻之後排出到外部的排出管172。接下來，通過位於排出管末端的冷卻水排出口170b排出到未圖示的冷卻水罐或外部。
此外，上述多重連接管道170能夠在配備有兩個以上的主冷卻流路160時通過在供應管以及排出管所處的下部以及上部分別配備內部由空間部構成的冷卻水腔體174而不與所配備的兩個以上的各個主冷卻流路的水平管分別連接，而是利用一個供應管將集聚到位於下部的冷卻水腔體174的內部空間部中的冷卻水同時供應到位於下部的兩個以上的供應管或將排出到位於上部的冷卻水腔體174的內部空間部中的經過熱交換之後的冷卻水通過一個排出管進行排出。
通過配備如上所述的冷卻水腔體174，不需要根據主冷卻流路160的數量配備複雜的管道或分支插口也能夠同時向各個主冷卻流路160供應冷卻水，而且能夠使得在經過內部收集塔的過程中進行熱交換的冷卻水通過主冷卻流路160的排出口同時排出。
附件１是對適用本發明之一實施例的反應副產物收集裝置的各個區域中的反應副產物收集傾向進行圖示的示意圖。
如附件１所示，流入到適用本發明的反應副產物收集裝置中的排出氣體能夠在形成於外殼壁面上的上板的下部外側部分、內壁板、內部收集塔以及主冷卻流路上均勻地對高密度反應副產物進行收集。
本發明並不限定於如上所述的特定較佳實施例，在不脫離權利要求書中所要求的本發明之要旨的範圍內，具有本發明所屬技術領域之一般知識的人員能夠進行各種變形實施，且上述變更包含在權利要求書中所記載的範圍之內。
［本發明］
110:外殼
111:內壁板
120:上板
121:氣體流入口
122:上板冷卻流路
123:流路蓋
130:下板
131:氣體排出口
132:支撐杆
140:加熱器
141:熱分配板
142:加熱器電源供應部
1411、1511、1521、1531、1541:氣孔
150:內部收集塔
151:垂直板
1512、1522:嵌入部
1513、1542:嵌入片
1514、1532:管道槽
152:上側面板
153:基礎板
154:渦流板
160:主冷卻流路
1601:水準管
1602:彎曲管
170:多重連接管道
170a:冷卻水流入口
170b:冷卻水排出口
171:供應管
172:排出管
173:分支插口
174:冷卻水腔體冷卻流路
圖１是適用本發明之一實施例的反應副產物收集裝置的斜視圖。
圖２是適用本發明之一實施例的反應副產物收集裝置的分解斜視圖。
圖３是適用本發明之一實施例的反應副產物收集裝置的正向截面圖。
圖４是適用本發明之一實施例的反應副產物收集裝置的側面圖。
圖５是適用本發明之一實施例的反應副產物收集裝置的平面圖。
圖６是對適用本發明之一實施例的垂直板進行圖示的示意圖。
圖７是對適用本發明的渦流板的類型進行圖示的示意圖。
圖８是適用本發明之一實施例的主冷卻流路的斜視圖。
附件１是對適用本發明之一實施例的反應副產物收集裝置的各個區域中的反應副產物收集傾向進行圖示的示意圖。
110:外殼
120:上板
121:氣體流入口
123:流路蓋
130:下板
142:加熱器電源供應部
170:多重連接管道
170a:冷卻水流入口
170b:冷卻水排出口
171:供應管
172:排出管
173:分支插口
174:冷卻水腔體冷卻流路
Claims (9)
- 一種配備冷卻流路的半導體工程反應副產物收集裝置，其特徵在於：在通過安裝於一製程腔體與一真空泵之間的管道上而對從該製程腔體排出的一排出氣體內的反應副產物進行收集的該半導體工程反應副產物收集裝置中，包括：一外殼，在對通過形成有一氣體流入口以及一上板冷卻流路的一上板流入的該排出氣體進行收容之後再通過形成有一氣體排出口的一下板進行排出，在內壁上形成有用於使通過該上板的該氣體流入口流入且利用一加熱器調節溫度之後的該排出氣體形成一渦流並對反應副產物進行收集的一內壁板；一內部收集塔，在與該下板相距一定間隔的上部安裝在該外殼內部，由用於形成一主冷卻流路的安裝空間的複數個垂直板、為了誘導該排出氣體的流動以及形成該渦流而對該些垂直板的上側面進行覆蓋的一上側面板以及被嵌入到該些垂直板的一渦流板組裝而成，用於對該排出氣體進行凝聚並收集反應副產物；該主冷卻流路，貫通該內部收集塔並利用一冷卻水對該排出氣體進行冷卻；以及，一多重連接管道，利用安裝在該外殼外部的一供應管和一排出管，依次向該上板冷卻流路以及該主冷卻流路迴圈供應和排出該冷卻水；其中，該內部收集塔，包括：該些垂直板，相距一定的間隔配置；該上側面板，用於對各該垂直板的上側面進行覆蓋；一基礎板，用於對各該垂直板的下部進行支撐；以及，該渦流板，在水平方向上交叉嵌入到上述各該垂直板；在該基礎板上形成有可供該排出氣體流動的不同大小的複數個氣孔；在該些垂直板及該渦流板的表面分別形成可供該排出氣 體移動的複數個氣孔，在該垂直板上垂直形成可供該主冷卻流路貫通的一個以上的管道槽，以便於在安裝U字形管道形狀的該主冷卻流路時輕易地對其上下位置進行調節；在該上側面板的表面排列形成不同大小的複數個氣孔，且通過使形成於長邊兩側末端的該些氣孔大於形成於其他位置的其他的該些氣孔而使得從上部流入的該排出氣體在外側的排出量大於中央部；形成於該些垂直板上的該些氣孔大於形成於該渦流板上的該些氣孔。
- 如請求項1所述之配備冷卻流路的半導體工程反應副產物收集裝置，其中在該外殼的內壁各個面上橫跨上下區域以一定的間隔形成該內壁板，在相鄰的面上形成的該內壁板相互交錯安裝，且在各個側面上以小於相應面的水平長度的長度上下相互交錯安裝。
- 如請求項1所述之配備冷卻流路的半導體工程反應副產物收集裝置，其中形成於該上板的該上板冷卻流路使得從外部供應的該冷卻水在通過與該多重連接管道的一冷卻水流入口連接的一側分支插口流入並迴圈之後再通過另一側分支插口排出到該多重連接管道並向該主冷卻流路一側迴圈。
- 如請求項1所述之配備冷卻流路的半導體工程反應副產物收集裝置，其中通過在該內部收集塔的兩側的該些垂直板上形成向外側凸出的複數個水平板而在形成該渦流的同時延長該排出氣體流動的停滯時間。
- 如請求項1所述之配備冷卻流路的半導體工程反應副產物收集裝置，其中該主冷卻流路採用由上下構成的二水平管以及在一側對該二水平管進行連接的一彎曲管構成的“U”字形管道形狀。
- 如請求項1所述之配備冷卻流路的半導體工程反應副產物收集裝置，其中該主冷卻流路由兩個以上構成。
- 如請求項1所述之配備冷卻流路的半導體工程反應副產物收集裝置，其中該多重連接管道通過與該冷卻水流入口連接的該上板冷卻流路的該一側分支插口流入並迴圈之後再通過該另一側分支插口排出到該多重連接管道的該供應管，然後通過位於下部的該分支插口供應到該主冷卻流路，流入到該主冷卻流路的下部該水平管的冷卻水在流過該水平管的過程中對該內部收集塔周邊的該排出氣體進行冷卻之後排出到外部的該排出管，接下來，通過位於該排出管末端的該冷卻水排出口排出。
- 如請求項7所述之配備冷卻流路的半導體工程反應副產物收集裝置，其中該多重連接管道在配備有兩個以上的該些主冷卻流路時通過在該供應管以及該排出管所處的下部以及上部分別配備內部由空間部構成的一冷卻水腔體而利用該些供應管中之一者將集聚到位於下部的該冷卻水腔體的內部空間部中的該冷卻水同時供應到位於下部的兩個以上的該些供應管或將排出到位於上部的該冷卻水腔體的內部空間部中的經過熱交換之後的該冷卻水通過該些排出管中之一者進行排出。
- 如請求項1所述之配備冷卻流路的半導體工程反應副產物收集裝置，其中該加熱器還包括：一熱分配板，通過一結合部以與該加熱器的下部相距一定間隔的方式安裝在該加熱器的下部，通過在外側形成複數個氣孔而將一部分該排出氣體供應到位於下部的該內部收集塔的上部側並將剩餘的該排出氣體供應到位於側方的該外殼的內壁方向。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW446111U (en) * | 1999-05-17 | 2001-07-11 | Taiwan Semiconductor Mfg | Cooling collector |
| KR20170111437A (ko) * | 2016-03-28 | 2017-10-12 | 주식회사 미래보 | 반도체 제조 공정 중 발생하는 부산물 포집장치 |
-
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- 2019-10-09 TW TW108136716A patent/TWI721595B/zh active
Patent Citations (2)
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