TW480192B - Exhaust pipe provided with a device for preventing reaction byproduct from adhering thereto, and method therefor - Google Patents

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480192 A7 B7 五、發明説明) [技術領域] . 本發明係有關用以半導體製造裝置等之真空室 (Vaccum Chamber)成為真空之真空排氣系的排氣管，特別 是有關在内面設置有用以防止反應副生成物附著的裝置的 排氣管’以及用以防止反應副生成物附著在排氣管内面之 方法。 [技術背景] 減壓化學氣相沉積裝置（CVD)，具備有石英管反應爐 (真空室）’並於該反應爐藉由金屬製排氣管連接有真空 泵。如此的減壓化學氣相沉積裝置在特別是氧化膜、氮化 膜之形成過程中，會產生大量的反應副生成物。因此，因 反應副生成物的污染而真空泵容易在短期間即成為不能動 作的情況，又，由於為避免此種情況而需要定期性的清洗 之故，該裝置之運轉率降低而成為問題所在。 為防止因反應副生成物的污染而造成真空泵之不能動 作，而開發有設置於反應爐與真空泵之間之排氣管的種種 型式的截留閘（trap)，並各有相當之效果。然而，反應爐與 截留咕間之排氣管上，仍然有反應副生成物在該排氣管内 面的附著堆積的問題。作為此對策，於排氣管外表面捲上 加熱用加熱器，藉由排氣管之加熱，而防止反應副生成物 之凝結附著。 但，在如此以往之方法中，由於加熱器之熱將釋放至 大氣側之故，不能有效提高排氣管溫度。特別是在氧化膜 之形成過程中，由於反應副生成物之昇華溫度較高，反應 本f張尺度適用中國國家標率（CNS) A4規格（21())< 297公釐) ' ' —--- 1 312319 —Id (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • 11ϋ— 11 - -1 —-fn · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480192 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ~____五、發明説明（2 ) . " 田,J生成物之產生量亦較多之故，未能充分達到防止反應副 生成物附著之效果。、 [發明之概述] 本發明係鑑於上述之問題而開發者，在連接真空室與 真二泵之間的排氣管上設置防止反應副生成物附著裝置， 藉以避免反應副生成物附著堆積於該排氣管内，並排除定 期維護之必要性，以提升半導體製造裝置之運轉率為主要 目的。 ' 亦即，本發明提供一種排氣管，其一個基本特徵在具 ，有：在内部具有排氣通路的内筒、及在該内筒之外側隔 著空隙而設置的外筒、以及安裝於内筒的加熱裝置，而前 述空隙係連通於前述排氣通路者。 由於空隙係連通於排氣通路之故，排氣之際，空隙將 隨著該排氣通路成為真空狀態而成為真空狀態，因此，可 抑制從其内側所設置的加熱裝置之熱量往外釋放，而可有 效加熱内筒，因而可防止排氣中所包含的反應副生成物等 疑結堆積於内筒内面。 Λ為1個實施例，係將内筒作成為較外筒為短，將該 内筒之上游端連結於外筒，並於下端部形成用以將前述空 隙連通於排氣、通路的連通口。又，亦可將内筒之下游端連 結於外筒，並將連通口設置於上游側。 又，亦可藉由沿著内筒之内壁面形成惰性氣體或氮氣 層，而能更有效防止上述凝結附著。作為此情形之具體例， 係可將惰性氣體等之導入口 ’不與前述空隙連通，而設置 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 2 312319 ί — ·1—雪 i I—-n .......... 1-1 i · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 IUK li 線 480192 五、發明説明（3 於貫通外筒與内筒之間的上游㈣ 、 端’以將前述惰性氣體等導 入排氣通路内。又，亦可於休Μ > 、 之Τ游端，連通於前述 空隙之方式設置氣體導入口， 向將别述惰性氣體等經由前 述空隙及連通口引導至排氣通路内。此時，藉由通過空隙 的惰性氣m從加熱裝置往外部釋放的熱，除能獲得因 該氣體所致的反應副生成物之附著防止效果之外，尚由於 沿著内冑面所流動的氣體而可有效加_該内冑φ。 、 作為其他的實施例，係將内筒與外筒作成為大略相同 長度，並將該等在兩端連結，同時將氣體導入口以連通於 前述空隙之方式設置於外筒，且以多孔質材構成内筒，以 及使導入於前述空隙的惰性氣體通過内筒之多數之孔使其 喷出於前述排氣通路内，藉此防止反應副生成物等之附 著。 再者’有關本發明的排氣管之另一基本特徵為··具有 在内部具有排氣通路的内筒、及設在該内筒外側的外筒、 及形成於内筒與外筒之間的密閉空間；以及設置於外筒， 而用以導入如液體氨等之極低溫冷媒至密封空間的冷媒導 入口。 在此排氣管中，由於對密閉空間供給如液態氮等的極 低溫冷媒而冷卻内筒内面，並由於在該内面附近導入氨 氣、氬氣、氮氣等氣體而使該等氣體凍結於該内面上，因 此可在排氣後’藉由使該凍結氣體氣化而進行排氣中所附 著的反應副生成物等之剝離。 [圖式之簡單說明] 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐 312319 ! I In -- ihl^h^ % (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .— -經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 h 社 印 製 五、發明説明 4 ， 、第1圖係表示有關本發明第i實施例的防止反應副生 成物在排I f内附著之裝置之構成例的圖。 第 2圖孫表：一 θ $表示有關本發明第2實施例的防止反應副生 成物在排氣管内附著之裝置之構成例的圖。第 3 R從主 — 、 田乎、表示有關本發明第3實施例的防止反應副生 成物在排氣管内附著之裝置之構成例的圖。 、 圖係表示有關本發明第4實施例的防止反應副生 成物在排氣管内附著之裝置之構成例的圖。 [元件符號說明] 11内筒 _ 13加熱裝置 1 〇排氣管 12外筒 1 5空隙 17、21隔熱材 19連通口 2 3冷媒排出口 實施例之說明 根據圖式 余1圖中 在此實施例中 說明本發 16氣體導入 1 8氣體流層 2〇喷出層 24凝結膜 口 明之實施例如 10為有關本發明之一實 該排氣管10之左端部（未圖示）係連接於反 應真空室，右端部則連接於真空泵（或者連接於設置於真空 泵之上游側的未圖示的截留閘）者。 排氣管10係作成具有内筒u及外筒12的2重構造， 其中内筒11具有排氣通路10，’外筒12則隔著空隙15設 在内筒11的外側。在内筒U之外周設置有用以加熱該内 下 施例的排氣管，而 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X 297公釐） 312319 Α7 五、發明説明（5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 筒U的加熱裝置13。内筒11及外筒12，係由例如金屬材 =所構成，且其上游側（反應真空室側）之端部係互相連結 著准内筒1 7之上游側端部係使用如陶瓷材等之隔熱材 17所製成。内筒11係較外筒12者為短，該内筒n之下 游側端部係未連結於外筒12，而形成有使内筒n與外筒 12之間（實際上為加熱裝置13之外周面與外筒12之内周 面之間）之空隙與排氣通路10，連通之環狀連通口 。又， 在排氣管10之上游側端部設置有將惰性氣體（例如氬氣） 或氮氣（NO導入内筒^内的氣體導入口 16。 在上述構成之排氣中，如進行使甩真空泵的反應真空 至之排氣，則按從反應真空室往箭號14所示方向進行排 氣，而使該反應真空室成為真空。此時，内筒丨丨藉由加熱 裝置13而加熱，惟内筒u内之排氣通路ι〇，及該排氣通 路1〇,所連通的空隙15亦將被作成真空狀態之故，從加熱 裝置13往外部的熱釋放將抑制為最小限度，以致内筒u 將容易達到高溫（300。〇以上）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如此，由於内筒11之内壁面經維持於高溫之故，反應 田J生森不致凝結而可防止附著堆積於内壁面。又，從氣體 導^ 口 1 6沿著内筒11之内壁面導入惰性氣體或氮氣，並 沿著該内壁面形成氣體流層18。藉此，亦可防止反應副生 成物附著於内壁面。在此，作為上述加熱裝置13而言，電 加熱式加熱器或油加熱式加熱器等，祇要是能使内筒u 加熱為南溫者均可適用。 又，棑氣管變長時，為了防止形成於該棑氣管1Q之内 本尺度適用 fgj·標準（CNS) A4規格（21Qx 297ij----*-- 5 312319 ο 92 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 壁面（内筒11之内壁面）的惰性氣體或氮氣之氣體流層18 之制離’可將複數個上述構成之排氣管i 0串聯連接以構成 該排氣管。 第2圖係表不本發明的排氣管之第2實施例的圖。第 2圖中，附以與第！圖同一符號者表示同一或相當部分。 又，其他圖面的情形亦同。與第丨圖之實施例相反，内筒 11與外筒12係在下游側（真空泵側）之端部相連結，内筒 11之:游側端部係使用陶竟材等之隔熱材17製成，而在 該内琦11之上游側端部開設有環狀之連通口 i 9。在外筒 12 =下游側端部設置有將惰性氣體或氮氣導入空隙15内 的氣體導入口 16,從該氣體導入口 16導入空隙15内的氣 體係、座由連通口 19而通入内筒u内之排氣通路1〇,。 在上述構成之排氣管中，藉由真空泵進行反應真空室 之排氣時，係使用加熱裝置13加熱内筒u，同時透過氣 體導入口 16將惰性氣體或氮氣導入排氣管10内。 經導入的氣體，將通過空隙15而被加熱裝置13加埶， 並通過連通口 19而形成沿著該㈣之内面的氣體流層、 18。因此，内筒U藉由加熱裝置有效地加熱，該内筒u 之内面即成為300t以上之高溫。因& ’反屬副生成物不 致於凝結在内筒内面，而可防止其拊著堆積。 又，為防止第2圖所示的排氣管1〇之内壁面（内筒u 之内壁面）所形成的惰性氣體或氮氣之氣體流層Μ之剝 離可將複數個排氣f 1〇串聯連接以構成排氣管。 第3 表示本發明第3實施例的排氣管之構成例的 6 ^尺度適用中CNS ) A4規格（21〇x^^y 6 312319 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ Μ .1 —ill : mi -- ·1- 1 In In I— mi Hi > 480192 A7 B7 五、發明说明（7 圖。如圖所示，此排氣管10亦為 々 力与内同11與外筒12之2 重構造，而其特徵為··内筒1}係由 ^ * 田，具有多數個孔11a的多 (请先閲讀背面之注意事項存填寫本育) 孔質材（形成有夕數個孔lla者或多 夕札買陶瓷材）所構成， 加熱裝置13亦由具有多孔13 ,^ ^ t 幻夕孔質材所構成，以及將 内筒11作成與外筒12同一長度，並 並將彼等之兩端部相連 結之處。 於此排氣管中，藉由真空泵進行 %订汉應真空室之排氣 時，與前述實施例同樣，係使用加埶裝 …衣罝13加熱内筒11， 同時透過氣體導入口 16將惰性氣辦式务> 或氮氣導入排氣管10 __ 内。經導入的氣體，係通過由多孔質體所構成的加孰裝置 13及内筒11之孔13a、lla，到達排氣通路1〇，内，並沿著 内筒U之内面形成喷出層20。因此，内筒u藉由加ς裝 置而有效加熱，該内简Π之内面將成為3幻q 〇c以上之古 溫。因也’反應副生物不致凝結於内筒内面而可防止其附 著堆積。多孔質體之開口率可為一定，亦可為非特定者。 為使排氣管内之氣體流層為均勻，在第3圖之情況下，較 為理想的是愈離開氣體導入入口 16，開口率為愈小。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ 第4圖係表示本發明之第4實施例的排氣管之構成例 的圖。此排氣管10亦為内筒11與外筒12之2重構造，而 外筒12之内壁面上設置有隔熱材21，内筒Η之兩端係隔 著該隔熱材21而連結於外筒12。在隔熱材21之内面與内 筒11之外周面之間所形成的空隙1 5上，設置有用以導入 液體氮等之極低溫冷媒的冷媒導入口 22、及用以排出之Α 媒排出口 23。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（21〇)<297公釐） 312319 480192 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 8 / 當進行反應真空室之排氣時，係事先對空隙1 5供給液 體氮等之極低溫冷媒以冷卻内筒11。在此狀態下對排氣管 10内導入氨氣、氬氣、氮氣，使此等氣體凝結於内筒11 之内面以形成凝結膜（固體膜）24。 反應過程完畢後，停止對空隙15之冷媒的供給，並從 空隙内部排出冷媒以停止冷卻内筒11。藉此，反應過程前 所凝結的凝結膜24將進行氣化之同時，排氣中附著於該凝 結膜的反應副生成物亦因該氣化而被剝離並被排出。 在此排氣管10，由於能如此防止反應副生成物之附著 之故，不需要棑氣管10内之清潔等的維護，而如採用為半 導體製造設備，則能大幅提升設備之運轉率。 產業上之利用可能性 有關本發明之排氣管，雖特別適用於半導體製造中使 角減壓化學氣相沉積裝置，在真空室内進行氧化膜或氮化 膜的形成時，進行有大量反應副生成物產生時之真空室的 排氣者，惟不限定於此，尚可有效利用於所排出的氣體中 v所含的浮遊物質附著於排氣管之内面，並因此而會發生一 f 些障礙的情形時。例如，亦可適用於AsSg(砷玻璃）膜之成 膜過程，在此情形，由於可防止As(砷）附著於排氣管内面 之故，可避免排氣管之維護時作業人員曝露於有毒環境之 危險性。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 312319 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 丁 I— I ill · 1 --=- I 1J 1 ---1 s 1....... 1»—: i ....... - _ -- _ -1 -I 1 - ---- - - - -- 線

Claims (1)

1. ^υΐ92

   ~、申請專利範圍 L 一種排氣管，其特徵在具有· 緩 濟 部 智 慧 財 產 局 員 X 消 費 合 作 社 印 製 在内部具有排氣通路的内筒； 在該内简之外側隔著办 ^ _ &隙而設置的外筒；以及 女裝於内筒的加熱裝置， 且前述空隙係經連诵於< 2 , φ ^ ^ 堤通於前述排氣通路者。 内^ * 、排氣管，其中，為了沿著前述 内同之内壁面形成惰性氣 或氮氣之層，於前述内筒内 具有因以導入惰性翕妒弋名 彳⑽就體或氮氣的裝置。 1如申請專利範圍第1項之 排虱管，其中，前述内筒與外 同係隔著隔熱構件而相連結。 4·如申睛專利範圍第1項 ,_ 弟3項中任一項之排氣管，其 中，則述内筒係較外筒為短， ,Λ/Γ 且該内同之上游端連結於 外同，而下游端則形成有用义 ^ 乂將刖述空隙連通至前述排 氣通路的連通口。 5·如申請專利範圍第4項之排翕其甘占 、+、+ 那虱管，其中，設有以不與前 ΐ空隙連通的方式貫通前述外筒與内筒的上游端而在内 同之内壁面開口的氣體導入D，並通過該氣體導入口而 導入前述惰性氣體或氮氣。 6·如申請專利範圍第1項至第3頊中 項宁任一項之排氣管，其 中:前述内筒係較外筒為短，且該内筒之下游端連結於 ，筒，而上游端則形成有用以將前述空隙連通至前述排 氣通路的連通口。 7.如申請專利範圍第6項之排氣管，其中，前述外筒之下 游端設置有連通於前述空隙的氣體導入口 ’而氣 t*' ------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 9 312319 480192 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 體導入口導入前述惰性氣體或氮氣，並通過前述空隙及 前述連通口導入前述排氣通路内。 8·如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之排氣管，其 中，將刖述内筒與外筒作成為大略相同長度並於其兩端 連結，在刖述外筒設置連通於前述空隙的氣體導入口， 炎使用多孔質材構成前述内筒，使前述惰性氣體或氮氣 經由前述氣體導入口導入前述空隙，通過使用前述多孔 質材構成的内筒之多數個孔而噴出於前述排氣通路内。 9. 一種排氣管，其特徵在具有： 在内部具有排氣通路的内筒； 設在該内筒外側的外筒； 形成於前述内筒與外筒之間的密閉空間；以及 設置於前述外筒之用以將如液體氮等之極低溫冷媒 導入前述密封空間的冷媒導入口。 10 · —種防止反應副生成物附著之方法，係用以防止反應真 空室所排出之排氣中的反應副生成物在排氣管内附著之 、方法’其特徵為* f 藉由形成覆蓋排氣管之内表面的氣體層，而防止排 氣中之反應副生成物附著於該内表面。 11 ·如申請專利範圍第10項之防止反應副生成物附著之方 法，其中，係由具有排氣通路的内筒、及隔著空隙而設 在該内筒外側的外筒構成前述排氣管， 並藉由加熱内筒而防止對該内筒之内表面的前述反 應副生成物之凝結。 ----------1----------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 10 312319

   經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 "+δυΐ92 、申μ專利範圍 12、 ·如申請專利範圍第U項之防止反應副生成物附著之方 去，其中，係藉由使前述内筒與外筒之間之前述空隙成 為真空狀態，而減低從前述内筒往外筒的熱的傳達。 13、 ·如申請專利範圍第12項之防止反應副生成物附著之方 法，其中，係藉由使該空隙連通於前述排氣通路，導入 因排氣而成為真空狀態的排氣通路之真空狀態，而使前 述空隙成為真空狀態。 I4· 一種防止反應副生成物附著之方法，係用以防止反應真 -至所排出之排氣中的反應副生成物在排氣管内附著之 方法’其特徵為： 藉由如液體氮等之極低溫冷媒冷卻前述排氣管之内 表面； 藉由將預定的氣體導入經冷卻的排氣管内，而於該 排氣管之内表面形成該氣體之凍結層；以及 在排氣作業之後，藉由解除因前述極低溫冷媒而產 生的前述氣體之凍結並使凍結氣體氣化， .而防止反應副生成物在前述排氣管之内表面上的 著。 1 5·如申請專利範圍第14項之防止反應副生成物附著之方 法，其中，刖述氣體，係從氨氣、氬氣、氮氣中選出者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 钃 « --------i^T---------· ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公对 11 312319