特開 2024-137600 捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024137600

(43)【公開日】2024-10-07

(54)【発明の名称】捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20240927BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20240927BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20240927BHJP

   B01D 45/08 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H01L21/205

H01L21/302 101M

C23C16/44 J

B01D45/08

【審査請求】有

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023121591

(22)【出願日】2023-07-26

(31)【優先権主張番号】10-2023-0037811

(32)【優先日】2023-03-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】518460200

【氏名又は名称】ミラエボ カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110004222

【氏名又は名称】弁理士法人創光国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100167793

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 学

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(72)【発明者】

【氏名】チョ、 チェホ

(72)【発明者】

【氏名】イ、 ヨンジュ

(72)【発明者】

【氏名】ハン、 ジウン

(72)【発明者】

【氏名】ウォン、 ウヨン

【テーマコード（参考）】

4D031

4K030

5F004

5F045

【Ｆターム（参考）】

4D031AB02

4D031BA01

4D031BB04

4D031DA01

4K030CA04

4K030CA12

4K030DA06

4K030EA11

4K030KA45

4K030KA46

4K030LA15

5F004BC02

5F004BD04

5F045EB05

5F045EG01

5F045EG08

(57)【要約】

【課題】捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置を提供する。
【解決手段】本発明の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置は、反応副生成物を捕集する半導体工程の反応副生成物捕集装置であって、上段捕集部、中間捕集部及び下段捕集部で多段に構成され、限られたハウジング内の空間を最大限活用して、流入した排気ガスの流路方向を変更しながら反応副生成物を捕集するが、主な捕集は、ハウジングの内壁と内側領域間のガス流れが円滑であるように開放された構造からなる外郭の外郭垂直刃プレート、これよりも低い高さを有する内側垂直刃プレート、及び底面プレートを含む中間捕集部で行った後、その内側空間に積み重ねられるように形成された内部捕集塔を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセスチャンバーと真空ポンプとの間の排気ライン上に設置し、前記プロセスチャンバーから排出される排気ガスをハウジング内に流入させてヒーターで加熱しながら分配して内部捕集塔で反応副生成物を捕集する半導体工程の反応副生成物捕集装置であって、
上段捕集部、中間捕集部及び下段捕集部で多段に構成され、限られたハウジング内の空間を最大限活用して、流入した排気ガスの流路方向を変更しながら反応副生成物を捕集し、主な捕集は、ハウジングの内壁と内側領域間のガス流れが円滑であるように開放された構造からなる外郭の外郭垂直刃プレート、これよりも低い高さを有する内側垂直刃プレート、及び底面プレートを含む中間捕集部で行った後、その内側空間に積み重ねられるように形成された内部捕集塔を含むことを特徴とする、
捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項2】

前記上段捕集部は、
主ガスホール、及びその周辺に位置する複数の補助ガスホールが形成され、ヒーターから下降する排気ガスの流れを中心部へ誘導しながら反応副生成物を捕集する四角形の第１水平捕集プレートと、
第１水平捕集プレートの上面外郭に沿って放射状に複数個が配列されて反応副生成物を捕集する三角捕集プレートと、
第１水平捕集プレートの上面の４つのエッジごとに、前記三角捕集プレートよりもさらに高く突出し、排気ガスの流入流れを妨げないように開放構造を有するとともに反応副生成物を捕集する折曲型捕集プレートと、
第１水平捕集プレートの底面の頂点ごとに下方に突出して内部捕集塔支持台と締結されて固定される締結棒と、から構成されたことを特徴とする、
請求項１に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項3】

前記折曲型捕集プレートは、第１水平捕集プレートの外郭に形成される一対の支持体と、支持体の上端同士を連結する連結体と、から構成されたことを特徴とする、
請求項２に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項4】

前記三角捕集プレートは、中心部側に垂直面が位置する直角三角形で構成し、前記三角捕集プレートは、前記外郭に沿って配列された複数の補助ホールの上部に位置させ、垂直プレート片と交差するように締結させることを特徴とする、
請求項２に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項5】

前記中間捕集部は、
面上の中央部の主ガスホール、及び残りの全体面上に四角配列された複数の補助ガスホールが均一に形成され、排気ガスの流れを誘導しながら反応副生成物を捕集する四角形の第２水平捕集プレートと、
第２水平捕集プレートの上面の外郭エッジに沿って複数個が配列され、ハウジングの内壁と内側領域との間の排気ガスの流れを遮断しないように開放された設置構造の下で反応副生成物を捕集する外郭垂直刃プレートと、
第２水平捕集プレートの上面の内側領域から前記外郭垂直刃プレートよりも低い高さで複数個が突出して反応副生成物を捕集する内側垂直刃プレートと、
第２水平捕集プレートの上面の内側領域から前記内側垂直刃プレートよりも低い高さで格子状に突出して反応副生成物を捕集する底面プレートと、
外郭垂直刃プレート同士の間を水平方向に交差し、上下多段に設置されて渦を発生させながら反応副生成物を捕集する傾斜プレートと、
第２水平捕集プレートの底面から下方に突出して下段捕集部に支持されながら一定間隔離隔させ、反応副生成物を捕集する離隔プレートと、から構成されたことを特徴とする、
請求項１に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項6】

前記外郭垂直刃プレートは、上部が下部よりも狭い形状に形成し、ハウジングの内壁方向の外側が垂直な直角三角形構造の形状からなり、ハウジングの内壁と中間捕集部の内側領域との間に開放構造を持つように中心部側に面が位置せず且つ側方向に面が位置するように配置されたことを特徴とする、
請求項５に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項7】

前記内側垂直刃プレートは、断面十字形の形状に構成し、第２水平捕集プレートの中央部から周辺の外郭垂直刃プレートの方向に行くほど設置密度が低下するように分散配置したことを特徴とする、
請求項５に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項8】

前記離隔プレートは、第２水平捕集プレートの底面に設置され、頂点付近の４箇所に形成された締結ホールを内側から包み込むように断面「Ｌ」字形の形状に突出して下段捕集部から中間捕集部を離隔させて支持しながら、締結ホールを介して排出された排気ガスから反応副生成物を捕集するように構成されたことを特徴とする、請求項５に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項9】

前記下段捕集部は、
外郭に沿って複数のガスホールが形成され、上部から下降した排気ガスを外郭に誘導しながら反応副生成物を捕集する四角形の第３水平捕集プレートと、
第３水平捕集プレートの上面に放射状に複数個が配列され、面上に複数のガスホールが形成されて均一に排気ガスが広がるように誘導し、排気ガス接触面を最大化するように誘導しながら反応副生成物を捕集する四角捕集プレートと、
第３水平捕集プレートの底面に形成し、面上に多数のガスホールが形成されて均一に排気ガスが広がるように誘導しながら反応副生成物を捕集して最終的に排出口を介したアウトフローを最小限に抑えるように四角枠状の外郭捕集プレートと内側捕集プレートからなる二重構造の四角枠捕集プレートと、から構成されたことを特徴とする、
請求項１に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項10】

前記ハウジングは、下板の上面のガス排出口の周辺に前記ガス排出口の上段よりも低く反応副生成物を貯蔵する貯蔵溝部が形成され、
前記下板には、下段棒と上段棒とが段差付くように構成された内部捕集塔支持台が複数設けられ、内部捕集塔を構成する上段捕集部、中間捕集部及び下段捕集部を上下に離隔させて多段構成させたことを特徴とする、
請求項１に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項11】

前記ヒーターは、ハウジングの上板に形成されたガス流入口と連通するように設置され、流入したガスを下部のヒーター本体へ供給するヒーターキャップと、
上部から下降した排気ガスを加熱して、放射状に配置された放熱フィンを介して側方向に分配するヒーター本体と、
ヒーター本体で分配される排気ガスを外郭のハウジング内壁側へ供給して下降するように誘導し、周り側に複数のガスホールが形成されて外郭のハウジング内壁側へ供給するように誘導する四角形のヒータープレートと、から構成されたことを特徴とする、
請求項１に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置に係り、詳細には、様々な半導体製造工程の変化により、プロセスチャンバーから排出される排気ガス成分中に含まれている反応副生成物を限定された捕集空間内でより高い効率で捕集して使用周期を増やすことができるように、内側空間に捕集された反応副生成物を収容することができる構造と排気ガス誘導流れを有する内部捕集塔を備えた捕集装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、半導体製造工程は、前工程（Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ工程）と後工程（Ａｓｓｅｍｂｌｙ工程）から構成される。前工程は、各種プロセスチャンバー（Ｃｈａｍｂｅｒ）内でウエハー（ｗａｆｅｒ）上に薄膜を蒸着し、蒸着された薄膜を選択的にエッチングする過程を繰り返し行って特定のパターンを加工することで半導体チップ（Ｃｈｉｐ）を製造する工程であり、後工程は、前記前工程で製造されたチップを個別に分離した後、リードフレームと結合して完成品として組み立てる工程である。

【0003】

この時、前記ウエハー上に薄膜を蒸着するか、或いはウエハー上に蒸着された薄膜をエッチングする工程は、プロセスチャンバー内にガス注入システムを介してシラン（Ｓｉｌａｎｅ）、アルシン（Ａｒｓｉｎｅ）、塩化ホウ素、水素などの前駆体と反応ガスを注入して高温で行われる。前記工程が行われる間に、プロセスチャンバーの内部には各種発火性ガス、腐食性異物及び有毒成分を含有した有害ガスなどが大量発生する。

【0004】

このような有害ガスを浄化して放出するために、半導体製造用プロセスチャンバーを真空状態に作る真空ポンプの後段には、前記プロセスチャンバーから排出される排気ガスを浄化させた後、大気中へ放出するスクラバー（Ｓｃｒｕｂｂｅｒ）が設置される。

【0005】

ただし、スクラバーは、主に、ガス状の反応副生成物のみを浄化処理するから、反応副生成物がプロセスチャンバーの外部へ排出されて固形化される場合、排気ラインに固着して排気圧力の上昇、真空ポンプへの流入によるポンプの故障誘発、プロセスチャンバーへの有害ガスの逆流によるウエハー汚染などの問題点が発生するおそれがある。

【0006】

よって、ほとんどの半導体製造装備は、プロセスチャンバーと真空ポンプとの間に排気ガスを凝集させて粉末または固形物の状態で捕集する反応副生成物捕集装置を設置する。

【0007】

一方、反応副生成物捕集装置は、その捕集容量に応じて、容量が小さいものは、プロセスチャンバーが設置されたクリーンルームに設置し、容量が大きいものは、ポンプの設置された下層に設置するか、或いはクリーンルームの位置した上層とポンプの位置した下層との間に別途の層を作って捕集装置を設置するのが一般的である。

【0008】

このように区分して設置する理由は、捕集装置の容量によって大きさが異なるから、現実的な工場内の設置空間問題のため区分して設置することもあるが、相対的に少ない排気ガスが発生する半導体生産設備の場合、クリーンルームの大きさや維持管理過程での工程中断または汚染問題のため小さい容量、例えば１０～２０ｋｇ程度の反応副生成物を捕集することができるほどの容量を有する捕集装置を設置する。

【0009】

そこで、小さい容量を有する捕集装置の場合、流入する排気ガスが流入口で凝集しないヒーター構造とヒーターで加熱されて内部に流入する排気ガスが最大限内部捕集塔に長く留まりながら高効率で反応副生成物を捕集し、捕集された反応副生成物が排出口を介したアウトフロー（ｏｕｔｆｌｏｗ）を最小限に抑えながら、反応副生成物が除去されたガス状の排気ガスのみ排出口を介して排出される構造を持つべきである。

【0010】

このために、従来の捕集装置のうち、相対的に小さい捕集容量を有する捕集装置は、その物理的サイズが小さいから、最大限の捕集効率を有するために通常内部捕集塔を構成する多数の四角面状捕集プレートを多重に交差させて格子型構造体を作り、各捕集プレートの表面に形成されたホール構造または隣接する捕集プレート間の空間を介して排気ガスが流れる複雑な流路を有するようにして、内部に留まる時間を増やして排気ガスが捕集プレートの表面に凝集するようにした構造が多かった。

【0011】

しかし、このように密な四角面状捕集プレートが交差した格子構造と、面状捕集プレートに形成されたガスホールが提供する複雑な流路構造からなる内部捕集塔を有する捕集装置は、むしろ、そのような目的の内部捕集塔構造のため捕集装置の有効捕集空間を効率よく活用することができず、排気ガスの主流に沿って内部捕集塔の外側捕集プレートまたは内側捕集プレートに集中的に捕集反応が起こりながら排気ガスの流れが停滞して円滑な排気ガスの供給が難しくなり、残りの遊休捕集空間または捕集プレートを効率よく活用することができないため、捕集効率が低下するおそれがあるという構造的問題点が生じた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】韓国登録特許公報第１０－１８０６４８０号（２０１７年１２月１日）

【特許文献2】韓国登録特許公報第１０－０７１７８３７号（２００７年５月７日）

【特許文献3】韓国登録特許公報第１０－０８６２６８４号（２００８年１０月２日）

【特許文献4】韓国登録特許公報第１０－１４４７６２９号（２０１４年９月２９日）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、その目的は、捕集装置の内部に流入する排気ガスをヒーターで加熱した後、周辺部を介して下部に誘導して、上段捕集部、中間捕集部及び下段捕集部からなる内部捕集塔を介して排気ガスの流れを誘導しながら多段捕集機能を提供するが、主な反応副生成物を、ハウジングの内壁と内側領域が開放されたガス流れ構造を持つ中間捕集部の内側空間に積み重なるようにすることにより、捕集空間の効率を高めた反応副生成物捕集装置を提供することにある。

【0014】

本発明の他の目的は、内部捕集塔を構成する上段捕集部、中間捕集部及び下段捕集部ごとに、互いに異なる面積と互いに異なるガスホールの大きさ、形状及び配置を有する四角形の水平捕集プレートを備え、排気ガスの上下の流れを断続して誘導しながら、捕集された反応副生成物が積み重なるようにすることにより、上部の排気ガスが直接下部排出口を介して排出されるか、或いは捕集された反応副生成物が下部に積み重なって容易にアウトフロー（ｏｕｔｆｌｏｗ）されることを最小限に抑えて捕集空間効率を高めた反応副生成物捕集装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記の目的を達成し且つ従来の欠点を除去するための課題を解決する本発明は、プロセスチャンバーと真空ポンプとの間の排気ライン上に設置し、前記プロセスチャンバーから排出される排気ガスをハウジング内に流入させてヒーターで加熱しながら分配して内部捕集塔で反応副生成物を捕集する半導体工程の反応副生成物捕集装置であって、上段捕集部、中間捕集部及び下段捕集部で多段に構成され、限られたハウジング内の空間を最大限活用して、流入した排気ガスの流路方向を変更しながら反応副生成物を捕集するが、主な捕集は、ハウジングの内壁と内側領域間のガス流れが円滑であるように開放された構造からなる外郭の外郭垂直刃プレート、これよりも低い高さを有する内側垂直刃プレート、及び底面プレートを含む中間捕集部で行った後、その内側空間に積み重ねられるように形成された内部捕集塔を含むことを特徴とする、捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置を提供することにより達成される。

【0016】

好適な実施形態において、前記上段捕集部は、主ガスホール、及びその周辺に位置する複数の補助ガスホールが形成され、ヒーターから下降する排気ガスの流れを中心部へ誘導しながら反応副生成物を捕集する四角形の第１水平捕集プレートと、
第１水平捕集プレートの上面の外郭に沿って放射状に複数個が配列されて反応副生成物を捕集する三角捕集プレートと、
第１水平捕集プレートの上面の４つのエッジごとに、前記三角捕集プレートよりもさらに高く突出し、排気ガスの流入流れを妨げないように開放構造を有するとともに反応副生成物を捕集する折曲型捕集プレートと、
第１水平捕集プレートの底面の頂点ごとに下方に突出して内部捕集塔支持台と締結されて固定される締結棒と、から構成できる。

【0017】

好適な実施形態において、前記折曲型捕集プレートは、第１水平捕集プレートの上面の外郭に形成される一対の支持体と、前記支持体の上端同士を連結する連結体と、から構成できる。

【0018】

好適な実施形態において、前記三角捕集プレートは、中心部側に垂直面が位置する直角三角形で構成し、前記三角捕集プレートは、前記外郭に沿って配列された複数の補助ホールの上部に位置させ、垂直プレート片と交差するように締結させることができる。

【0019】

好適な実施形態において、前記中間捕集部は、面上の中央部の主ガスホールと、残りの全体面上に四角配列された複数の補助ガスホールが均一に形成され、排気ガスの流れを誘導しながら反応副生成物を捕集する四角形の第２水平捕集プレート；
第２水平捕集プレートの上面の外郭エッジに沿って複数個が配列され、ハウジングの内壁と内側領域との間の排気ガスの流れを遮断しないように開放された設置構造の下で反応副生成物を捕集する外郭垂直刃プレート；
第２水平捕集プレートの上面の内側領域から前記外郭垂直刃プレートよりも低い高さで複数個が突出して反応副生成物を捕集する内側垂直刃プレートと、
第２水平捕集プレートの上面の内側領域から前記内側垂直刃プレートよりも低い高さで格子状に突出して反応副生成物を捕集する底面プレート；
外郭垂直刃プレートの間を水平方向に交差し、上下多段に設置されて渦を発生させながら反応副生成物を捕集する傾斜プレート；及び
第２水平捕集プレートの底面から下方に突出して下段捕集部に支持されながら一定間隔離隔させて反応副生成物を捕集する離隔プレート；から構成できる。

【0020】

好適な実施形態において、前記外郭垂直刃プレートは、上部が下部よりも狭い形状に形成するが、ハウジングの内壁方向の外側が垂直な直角三角形構造の形状からなるが、ハウジングの内壁と中間捕集部の内側領域との間に開放構造を持つように中心部側に面が位置せず且つ側方向に面が位置するように配置できる。

【0021】

好適な実施形態において、前記内側垂直刃プレートは、断面十字形の形状に構成されるが、第２水平捕集プレートの中央部から周辺の外郭垂直刃プレートの方向に行くほど設置密度が低下するように分散配置することができる。

【0022】

好適な実施形態において、前記離隔プレートは、第２水平捕集プレートの底面に設置されるが、頂点付近の４箇所に形成された締結ホールを内側から包み込むように断面「Ｌ」字形の形状に突出して下段捕集部から中間捕集部を離隔させて支持しながら、締結ホールを介して排出された排気ガスから反応副生成物を捕集するように構成できる。

【0023】

好適な実施形態において、前記下段捕集部は、外郭に沿って複数のガスホールが形成され、上部から下降した排気ガスを外郭に誘導しながら反応副生成物を捕集する四角形の第３水平捕集プレートと、
第３水平捕集プレートの上面に放射状に複数個が配列され、面上に複数のガスホールが形成されて均一に排気ガスが広がるように誘導し、排気ガス接触面を最大化するように誘導しながら反応副生成物を捕集する四角捕集プレートと、
第３水平捕集プレートの底面に形成し、面上に多数のガスホールが形成されて均一に排気ガスが広がるように誘導しながら、反応副生成物を捕集して最終的に排出口を介したアウトフローを最小限に抑えるように四角枠状の外郭捕集プレートと内側捕集プレートからなる二重構造の四角枠捕集プレートと、から構成できる。

【0024】

好適な実施形態において、前記ハウジングは、下板の上面におけるガス排出口の周辺に、前記ガス排出口の上端よりも低く反応副生成物を貯蔵する貯蔵溝部が形成され、
前記下板には、下段棒と上段棒とが段差付くように構成された内部捕集塔支持台が複数形成され、内部捕集塔を構成する上段捕集部、中間捕集部及び下段捕集部を上下に離隔させて多段構成させることができる。

【0025】

好適な実施形態において、前記ヒーターは、ハウジングの上板に形成されたガス流入口と連通するように設置され、流入したガスを下部ヒーター本体へ供給するヒーターキャップと、
上部から下降した排気ガスを加熱して、放射状に配置された放熱フィンを介して側方向に分配するヒーター本体と、
ヒーター本体で分配される排気ガスを外郭のハウジング内壁側へ供給して下降するように誘導し、周り側に複数のガスホールが形成されて外郭のハウジング内壁側へ供給するように誘導する四角形のヒータープレートと、から構成できる。

【発明の効果】

【0026】

上記の特徴を有する本発明による反応副生成物捕集装置は、流入口を介して捕集装置のハウジング内に流入した排気ガスが、凝集または加熱されていない状態で周辺に分散しないようにヒーターキャップを介して下部ヒーターへ誘導して、加熱された排気ガスが周辺に分配された後に下降して上段捕集部、中間捕集部及び下段捕集部からなる内部捕集塔を経て円滑な排気ガス流路変更と捕集構造によって多段に捕集反応が起こるようにするが、特に反応副生成物の主な捕集は、ハウジングの内壁と内側領域が開放されたガス流れ構造を持つ中間捕集部の内側空間に積み重なり、これを経た排気ガスが下段捕集部で再度捕集反応して反応副生成物を除去させた排気ガスのみ下部排出口を介して排出されるように構成することにより、従来の低容量の反応副生成物捕集装置のように捕集面積を高めるために、複数の四角面状捕集プレートを交差させて格子状構造にした内部捕集塔の複雑な組立構造と面状プレートに形成されたガスホール構造により排気ガスの停滞が発生しながら、局部的な捕集反応が起こって反応副生成物が周辺に固着し、或いは積み重なって流路が狭くなるか詰まって急激な捕集効率の低下が発生し、有効な捕集空間が十分にあっても交換または洗浄過程を経なければならないという構造的問題点を源泉的に防止することで、捕集装置内の有効捕集空間を最大限活用して均一な捕集反応を提供することができるという効果を有する。

【0027】

また、本発明は、内部捕集塔を構成する上段捕集部、中間捕集部及び下段捕集部ごとに、互いに異なる面積と互いに異なるガスホールの大きさ、形状及び配置を有する水平捕集プレートを備え、排気ガスの上下の流れを断続して誘導しながら、捕集された反応副生成物が積み重なるようにすることにより、上部の排気ガスが直接下部排出口から排出されるか、或いは捕集された反応副生成物が下部に積み重なって容易にアウトフロー（ｏｕｔｆｌｏｗ）されることを最小限に抑えるという効果を有する。

【0028】

また、本発明は、内部捕集塔を構成する下段捕集部を最大限ハウジングの下板に近接させ、下板には反応副生成物が積み重ねられる貯蔵溝部を形成し、排気ガスを下段捕集部の下部の外郭から中心部へ流れるようにして、ガス排出口から容易にアウトフローされることを最小限に抑えるためにハウジングの内側に高く突出させなくてもよいことにより、中間捕集部及び下段捕集部の捕集空間を縮小させないため、捕集空間を十分に確保することができるという効果を有する。

【0029】

これにより、本発明は、相対的に低容量の反応副生成物を処理することが可能な捕集装置であるにも拘らず、限られた捕集空間を最大限活用することにより、排気ガス中に含まれている反応副生成物を長時間多量に捕集することで使用周期を増やして半導体製造工程の効率を増大させることができるという効果を持つ有用な発明であって、産業上の利用が大きく期待される発明である。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の一実施形態による反応副生成物捕集装置の分解斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態による反応副生成物捕集装置の断面例示図である。

【図3】本発明の一実施形態による内部捕集塔を示す斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態による内部捕集塔の底面側斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態による内部捕集塔の上段捕集部を示す例示図である。

【図6】本発明の一実施形態による内部捕集塔の中間捕集部を示す例示図である。

【図7】本発明の一実施形態による内部捕集塔の下段捕集部を示す例示図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、本発明に係る実施形態の構成とその作用を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明を説明するにあたり、関連する公知の機能或いは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に不明確にするおそれがあると判断された場合、その詳細な説明は省略する。

【0032】

図１は、本発明の一実施形態による反応副生成物捕集装置の分解斜視図、図２は、本発明の一実施形態による反応副生成物捕集装置の断面例示図、図３は、本発明の一実施形態による内部捕集塔を示す斜視図、図４は、本発明の一実施形態による内部捕集塔の底面側斜視図、図５は、本発明の一実施形態による内部捕集塔の上段捕集部を示す例示図、図６は、本発明の一実施形態による内部捕集塔の中間捕集部を示す例示図、図７は、本発明の一実施形態による内部捕集塔の下段捕集部を示す例示図である。

【0033】

図示の如く、本発明による捕集装置は、プロセスチャンバーと真空ポンプとの間の排気ライン上に設置し、前記プロセッサチャンバーから排出される排気ガス中の反応副生成物を捕集するための半導体工程の反応副生成物捕集装置であって、流入した排気ガスを収容した後に排出するハウジング１と、流入した排気ガスが入口で凝集するのを防止しながら、ハウジング内の捕集温度条件を提供するように外郭に分配させるヒーター２と、上段捕集部３１、中間捕集部３２及び下段捕集部３３で多段構成され、限られたハウジング内の空間を最大限活用して、流入した排気ガスの流路方向を変更させながら反応副生成物を捕集するが、主な捕集は、ハウジング１の内壁と内側領域との間のガス流れが円滑であるように開放された構造の捕集プレートからなる中間捕集部３２で行われた後、その内側空間に積み重ねられるように形成された内部捕集塔３と、から構成される。

【0034】

前記捕集装置は、半導体を生産するプロセスチャンバーから排出された排気ガス中に含まれている固相の反応生成物を次のメカニズムと温度条件下で捕集する。

【0035】

ＴｉＣｌ_４（ｇ）＋ｎＮＨ_３（ｇ）→ＮＨ_４Ｃｌ_（ｓ）＋ＨＣｌ_（ｇ）＋ＴｉＣｌ_４・ｎＮＨ_３

【0036】

前記メカニズムで反応副生成物が捕集される反応条件は、捕集装置に流入した排気ガスが１２０℃よりも高い温度領域では成長が減少するため、ハウジングの内部が１２０℃以下の領域を提供する温度条件で固相の反応副生成物が捕集される。

【0037】

前記捕集装置は、一実施形態として、反応副生成物処理容量が１５ｋｇ内外を有する小容量の捕集装置であって、プロセスチャンバーと真空ポンプとの間に設置して構成することができる。ただし、このような処理容量の数値が本発明を限定するものではない。

【0038】

このような小容量の反応副生成物処理容量を有する捕集装置は、通常、ウエハーを用いて半導体を生産するプロセスチャンバーが設置されたクリーンルームなどに内蔵された形で設置されるため、クリーンルームが位置した層よりも下層に設置される捕集装置のように大容量の反応副生成物処理容量と自由な交換または修理環境を提供することができないから、使用周期を増やすために、本発明は、以下に説明される捕集空間を最大限に活用することが可能な内部捕集塔構造を有する捕集装置で構成される。

【0039】

本発明による捕集装置は、プロセスチャンバーから排出される排気ガスによる腐食などを防止することができるように、チタン、ステンレス鋼、アルミニウムなどの素材を用いて製作される。

【0040】

ハウジング１は、中空の四角函体形状に内部に設置される内部捕集塔３に流入した排気ガスが凝集して捕集されるようにガスを貯蔵する役割を果たすように構成される。上部を開いて内部捕集塔を収納させ、設置後に上板を覆ってボルトなどの締結手段を用いて固定させる。

【0041】

ハウジングの内壁１１には、周りに沿って内側方向に突出した複数の渦プレート１１１が多段に形成されるように構成することができる。このような渦プレート１１１が備えられると、ハウジングの内部に流入した排気ガスがぶつかりながら渦を発生させ、排気ガスの流れを遅らせながら反応副生成物捕集効率を増大させることができる。

【0042】

すなわち、ハウジングの内部温度に比べて相対的に低い温度を有する外部空気と直接当接するハウジングの内壁に設置された渦プレート１１１が熱伝導された外部温度によって冷却され、渦により遅れた排気ガスが凝集しながら捕集される。

【0043】

前記渦プレート１１１の形状は、内側方向に水平に突出するか、或いは端部が上部方向又は下部方向のいずれかに一定角度折り曲げられるか、或いは曲率形状を有するように突出してより多く渦が発生するように構成することができる。

【0044】

ハウジングの上部をなす上板１２は、上部が開放されたハウジングの上部を覆う蓋として機能しながら、排気ガスが流入するように上方に突出したガス流入口１２１が形成され、プロセスチャンバーから排出される排気ガスの供給を受けるように構成される。

【0045】

また、上板には、その底面に設置されたヒーターに電源を供給し、内部温度に応じて電源を制御するための温度を測定するための温度センサを含むヒーター電源供給部２５が設置される。

【0046】

また、上板の上面には、ハウジングの内部で上板の下部側に設置されたヒーターの稼働に応じてハウジングが加熱されることを防止するように冷却水流路１２２が上面に溝状に加工されて形成される。前記冷却水流路の上部は、流路蓋１２３で塞ぐように構成される。このとき、流路蓋（図示せず）は、水密のためのシーリング処理を含めて締結することができ、締結方法は、嵌合式、溶接式、ボルト締結方式などの公知技術で締結すれば十分である。

【0047】

前記冷却水流路１２２は、外部の冷却水タンク（図示せず）から供給された冷却水が冷却水流入口１２４を介して流入した後、冷却水排出口１２５から排出されて循環するように構成される。流入した冷却水と排出される冷却水とが互いに混ざらないように、冷却水流路は連通せずに境界部を有するように形成される。使用される冷却水は、水または冷媒を使用すればよい。

【0048】

ハウジングの下部をなす下板１３は、一箇所にガス排出口１３１が形成され、反応副生成物の除去された排気ガスが排出される通路として使用される。

【0049】

このとき、下板の上面には、ガス排出口１３１の周辺に前記ガス排出口の上端よりも低く１つ以上の貯蔵溝部１３２が形成され、捕集後に落下した反応副生成物が積み重ねられるように構成する。このような貯蔵溝部１３２が形成されることにより、排気ガスが最終的に内部捕集塔の下段捕集部の下部でハウジングの内壁側から中心部のガス排出口へ流れるときに容易にアウトフローされることを最小限に抑える。

【0050】

このため、ハウジングの内側の上部側にガス排出口を高く突出させなくてもよいので、中間捕集部及び下段捕集部の捕集空間を縮小させないため、捕集空間を十分に確保することができる。

【0051】

また、下板１３の上面の各頂点付近には、内部捕集塔支持台１３３が上方に突出して形成される。

【0052】

少なくとも４つの内部捕集塔支持台１３３は、それぞれ下段棒１３３ａと上段棒１３３ｂとからなる２段構造で出来ているが、下段棒１３３ａが上段棒１３３ｂよりも大きい直径を有するため、顎部が形成された段差構成を有する。

【0053】

下段棒１３３ａは、内部捕集塔の下段捕集部が下板の上面から一定高さ離隔する高さで形成され、上段棒１３３ｂは、下段捕集部３３の第３水平捕集プレート３３１及び中間捕集部３２の第２水平捕集プレート３２１の各頂点付近の４箇所に形成された締結ホールを貫通して、上段捕集部３１の第１水平捕集プレート３１１の下部に突出した締結棒３１４と締結するように構成される。

【0054】

このとき、中間捕集部３２は、第２水平捕集プレート３２１の下方に突出した離隔プレート３２６によって下段捕集部の上部と接しながら一定間隔離隔した形状を有する。

【0055】

このような内部捕集塔支持台１３３との締結構造によって、内部捕集塔の上段捕集部、中間捕集部及び下段捕集部は、互いに一定間隔離隔した構造が形成され、排気ガスが多段に流れうる空間を提供する。

【0056】

ヒーター２は、ハウジングに流入する排気ガスがガス流入口の下部領域で凝集して詰まらないように１２０℃よりも高い温度領域分布が形成されるように加熱し、これを外郭に分配してハウジングの内壁と内部捕集塔へ下降するようにして、１２０℃以下に下降した温度分布領域を有するようにすることにより、排気ガス中に含まれている固相の反応副生成物がハウジング内壁部と内部捕集塔で捕集反応できるようにする構成である。

【0057】

このために、ハウジングの上板に形成されたガス流入口１２１の下部と連通するように上板の底面に接して設置されたヒーターキャップ２１が備えられ、流入した排気ガスがハウジングの周辺に分散せずに内部に集まって下部へ下降するように構成される。ヒーターキャップ２１は、円筒型構造で出来ているが、上部は開口で構成され、下部は上部開口よりも小さい開口を有するようにドーナツ状に設けられ、上部から流入した排気ガスが内部に収容された後、中央部を介して下部のヒーター本体へ排出されるように構成される。

【0058】

ヒーターキャップ２１の下部には、放射状に配置された放熱フィン２３が形成されたヒーター本体２２が備えられ、上部から下降した排気ガスを加熱して、放射状に配置された放熱フィンを介してハウジング１の内部から側方向に分配するように構成される。

【0059】

また、ヒーター本体２２の下部には四角形のヒータープレート２４が締結されることにより、上部のヒーター本体の放熱フィンによって外郭に放射状に分配される排気ガスが初期に直接下部へ下降する流れを遮断して外郭のハウジング１の内壁方向に流れるように誘導することにより、外郭のハウジング内壁付近から下方へ下降することができるように助ける。

【0060】

このために、ヒータープレート２４の大きさまたは面積は、ハウジングの内側平面空間よりも小さい面積を有するように形成される。

【0061】

また、ヒータープレート２４を介した排気ガスの流れが端部でのみ集中的に下降せず、端部以前の両側短辺側の周りに複数のガスホール２４ａが形成され、一部の排気ガスが三角捕集プレート３１２側へ下降することができるように構成される。

【0062】

前記ヒーター本体の熱源は、上板の上面に設置されたヒーター電源供給部２５によって電源が印加されると、温度、例えば１２０℃よりも高い温度に発熱する。ヒーターの素材としては、排気ガスによる腐食を防止するためにセラミック又はインコネルなどの素材が使用される。

【0063】

内部捕集塔３は、ハウジングの内部に収納設置され、流入した排気ガスの流路と滞留時間を増やしながら、排気ガスを凝集させて反応副生成物として捕集する構成であって、捕集領域が高さによって上段捕集部３１、中間捕集部３２、下段捕集部３３に上下分離された構造で構成され、ハウジングの内部に流入したガスを多段捕集するように構成されるが、主な反応副生成物は、ハウジングの内壁と内側領域との間の開放されたガス流れ構造を有する中間捕集部の内側空間に積み重なるようにすることにより、捕集空間の効率を高めた構成である。

【0064】

また、内部捕集塔は、上段捕集部、中間捕集部及び下段捕集部ごとに、互いに異なる面積と互いに異なるガスホールの大きさ、形状及び配置を有する四角形の水平捕集プレートが備えられ、前記ヒーターのヒータープレート２４と共に排気ガスの上下流れの方向を断続して誘導しながら反応副生成物を直接捕集するか、或いは捕集された反応副生成物が積み重なるようにすることにより、上部の排気ガスが直接下部排出口から排出されるか、或いは捕集された反応副生成物が下部に落下して排出口を介して容易にアウトフロー（ｏｕｔｆｌｏｗ）されることを最小限に抑えるように構成される。

【0065】

特に、ヒーターのヒータープレート２４の大きさよりも、下部に一定間隔離隔して設置された上段捕集部の第１水平捕集プレートを大きく形成することにより、主な排気ガス流れが中央部に集まるように形成して下降するようにし、中間捕集部と下段捕集部の大きさはヒータープレート２４よりは大きく、上段捕集部の第１水平捕集プレートよりはやや小さく第２水平捕集プレートと第３水平捕集プレートを形成することにより、中間捕集部の第２水平捕集プレートは、中央ガスホールと均一に配列された複数のガスホールを介して均一に分散した下降流れを誘導して排気ガスが中間捕集部の内側部で十分に捕集されるようにし、下段捕集部の第３水平捕集プレートは、均一に下降した排気ガスを外郭に誘導しながら、周辺に配列されて形成されたガスホールと端部を介して下降するガス流れを誘導して、最大限に残存の反応副生成物が捕集できる機会を提供するように構成される。

【0066】

また、内部捕集塔３を構成する上段捕集部３１、中間捕集部３２、下段捕集部３３は、上下段間の間隔を確保するためにハウジングの下板に突設され、段差付いた下段棒１３３ａと上段棒１３３ｂとからなる内部捕集塔支持台１３３によって支持及び締結される。

【0067】

具体的には、内部捕集塔の下段捕集部３３は、内部捕集塔支持台１３３の下段棒１３３ａが支持され、下板の上面から一定高さ離隔して設置される。

【0068】

また、中間捕集部３２は、四角形の第２水平捕集プレートの下方に突出した離隔プレート３２６によって下段捕集部３３の第３水平捕集プレートの上面と接しながら一定間隔離隔した形状を有する。

【0069】

また、上段捕集部３１は、第１水平捕集プレートの下方に突出した締結棒３１４が下段捕集部３３と中間捕集部３２を貫通した内部捕集塔支持台１３３の上段棒１３３ｂと螺合して締結される。

【0070】

このような内部捕集塔支持台１３３との締結構造によって、内部捕集塔の上段捕集部、中間捕集部及び下段捕集部は、互いに一定間隔離隔した構造が形成され、排気ガスが多段に流れうる空間を提供する。

【0071】

上段捕集部３１は、主ガスホール３１１ａ、及びその周辺に位置する複数の補助ガスホール３１１ｂ、３１１ｃが形成され、ヒーターから下降する排気ガスの流れを中心部へと誘導しながら反応副生成物を捕集する四角形の第１水平捕集プレート３１１と、第１水平捕集プレートの上面の外郭に沿って放射状に複数個が配列されて反応副生成物を捕集する三角捕集プレート３１２と、第１水平捕集プレートの上面の４つのエッジごとに、前記三角捕集プレートよりもさらに高く突出し、排気ガスの流入流れを妨げないように開放構造を有しながら反応副生成物を捕集する折曲型捕集プレート３１３と、第１水平捕集プレートの底面の頂点ごとに下方に突出し、内部捕集塔支持台１３３と締結されて固定される締結棒３１４と、から構成される。

【0072】

前記第１水平捕集プレート３１１に形成された主ガスホール３１１ａは、中央に長孔状に形成され、ヒーターによってハウジングの内部周辺部へ流れた後、下降してハウジング内壁に近接するように設置された第１水平捕集プレート３１１の面上にぶつかってほとんどの排気ガスが下部側に直接下降しないようにしながら、排気ガスの主流が外郭から中央部へと流れて下部の中間捕集部の中央部側へ下降するように構成される。

【0073】

また、第１水平捕集プレート３１１の主ガスホールの周辺に沿って配列された複数の補助ガスホール３１１ｂと、外郭に沿って配列された複数の補助ガスホール３１１ｃとは、前記主ガスホール３１１ａに流入して下降する排気ガスの量と強度を予め一部低減させ、中間捕集部側へ下降させて供給する役割を果たす。

【0074】

このとき、一実施形態として、主ガスホールの周辺に沿って配列された複数の補助ガスホール３１１ｂよりも外郭に沿って配列された複数の補助ガスホール３１１ｃのうち、短辺側に位置した補助ガスホール３１１ｃは、直径が相対的に大きい開口で形成し、長辺側に位置した補助ガスホール３１１ｃは、直径が相対的に小さい開口で形成して、全体として排気ガスの下降排出流れが長方形の第１水平捕集プレート３１１の面積に応じて均一に分配されるように構成することができる。

【0075】

また、このような補助ガスホール３１１ｂ、３１１ｃから下降した排気ガスの流れは、上段捕集部の下部に位置した中間捕集部が、主ガスホール３１１ａから供給された排気ガスが外郭方向に流れるときに一種のエアカーテンの役目をして、互いに異なる風方向が衝突しながら渦を発生させて遅滞させ、中間捕集部の内側領域に留まりながら捕集時間を増やし、同時に内側空間に積もった反応副生成物が外郭を介して排出されるのを遮断して留まるようにする役目をすることができる。

【0076】

前記三角捕集プレート３１２は、中心部側に垂直面が位置する直角三角形で構成し、周辺から内側へ流れる排気ガスの流れが入口では負荷が少なくかかり、内側中心に行くほど接触面積が増大して捕集量が増え且つ排気ガスの流れも均一にガイドするように構成される。

【0077】

このとき、三角捕集プレート３１２は、放射状に配列するとき、第１水平捕集プレートの面上で外郭に沿って配列された複数の補助ホール３１１ｃの上部に位置させ、補助ホールの箇所で交差するように締結された相対的に小さい面積を有する垂直プレート片３１２ａを備えることにより、中心方向に流れる排気ガスの一部が衝突して発生した渦によって遅滞しながら反応副生成物を捕集し、一部の排気ガスを下降させるように構成することができる。

【0078】

前記折曲型捕集プレート３１３は、低容量の捕集容量を有する本発明による捕集装置の限られた内部空間を最大限に活用するために、ヒータープレート２４の下部と上段捕集部３１との間の空間部に流入する上部側の排気ガス中に含まれている反応副生成物を捕集するための構成である。

【0079】

このために、第１水平捕集プレートの外郭に形成される一対の支持体３１３ａと、支持体の上端同士を連結する連結体３１３ｂとがなす「コ」字形状からなり、開放構造を介して円滑な排気流を提供しながら低い位置の三角捕集プレート３１２によって捕集されずに上部を通過する排気ガス中に含まれている反応副生成物を捕集することにより、限られた空間を活用して捕集空間を拡大させる役割を果たす。このとき、折曲型捕集プレート３１３は、支持体３１３ａと、支持体の上端同士を連結する連結体３１３ｂとが一つに成形加工された成形体で構成されることが好ましい。分離された支持体３１３ａと連結体３１３ｂとを溶接または締結して一つに構成することもできる。

【0080】

前記締結棒３１４は、中空の円筒管からなり、これにより、ボルトが挿入されて下端で面接する内部捕集塔支持台１３３の上段棒１３３ｂに形成されたねじ山と締結されて固定される。

【0081】

中間捕集部３２は、面上の中央部の主ガスホール３２１ａと、残りの全体面上に四角配列された複数の補助ガスホール３２１ｂとが均一に形成され、排気ガスの流れを誘導しながら反応副生成物を捕集する四角形の第２水平捕集プレート３２１と、第２水平捕集プレートの上面の外郭エッジに沿って複数個が配列され、ハウジングの内壁と内側領域との間の排気ガスの流れを遮断しないように開放された設置構造の下で反応副生成物を捕集する外郭垂直刃プレート３２２と、第２水平捕集プレートの上面の内側領域から前記外郭垂直刃プレート３２２よりも低い高さで複数個が突出して反応副生成物を捕集する内側垂直刃プレート３２３と、第２水平捕集プレートの上面内側領域から前記内側垂直刃プレート３２３よりも低い高さで格子状に突出して反応副生成物を捕集する底面プレート３２４と、外郭垂直刃プレート３２２同士の間を水平方向に交差し、上下多段に設置されて渦を発生させながら反応副生成物を捕集する傾斜プレート３２５と、第２水平捕集プレート３２１の底面から下方に突出して下段捕集部に支持されながら一定間隔離隔させ、反応副生成物を捕集する離隔プレート３２６と、から構成され、周りをなす外郭垂直刃プレート３２２がハウジングの内壁と内側領域との間に開放された構造を有し、内側垂直刃プレート３２３間の高さの差によって空間活用度を高めながら反応副生成物を捕集して内側領域に積み重なるように構成されることにより、捕集空間活用度を最大化する構成である。

【0082】

前記第２水平捕集プレート３２１に形成された主ガスホール３２１ａは、前記第１水平捕集プレート３１１に形成された主ガス孔３１１ａよりも相対的に一層小さく中央に長孔状に形成される。このように上段捕集部の主ガスホールよりも相対的に小さい主ガスホール３１１ａが形成されることにより、上部から流入した排気ガスの主流がそのまま下降せずに一部のみ直接下降するようにする。残りの排気ガスの主流は、第２水平捕集プレート３２１の面上にぶつかって側方向に分散して流れる。

【0083】

また、主ガスホール３２１ａを除いた残りの全体面上に四角配列された複数の補助ガスホール３２１ｂは、前記上段捕集部の第１水平捕集プレート３１１に形成された主ガスホール３１１ａから流入し、面上にぶつかった後、側方向に流れる排気ガスと、前記上段捕集部の第１水平捕集プレート３１１に形成された複数の補助ガスホール３１１ｂ及び外郭に沿って配列された複数の補助ガスホール３１１ｃから下降した排気ガスが中間捕集部の内側空間で捕集過程を経て均一に下部の下段捕集部側へ下降するようにする。

【0084】

一方、前記第２水平捕集プレート３２１に形成された主ガスホール３２１ａと、四角配列された複数の補助ガスホール３２１ｂの全体開口面積は、第２水平捕集プレート３２１の全体面上の面積よりも一層小さく形成される。

【0085】

したがって、上部の上段捕集部から流入した排気ガスが直ちに下部の下段捕集部に流出せず、中間捕集部の内側領域に留まりながら、外郭垂直刃プレート３２２、内側垂直刃プレート３２３、底面プレート３２４及び傾斜プレート３２５によって反応副生成物が捕集される過程を経た後、下部の下段捕集部側へ下降するように構成される。

【0086】

一方、第２水平捕集プレート３２１の頂点付近の４箇所には締結ホール３２１ｃが形成され、内部捕集塔支持台１３３の上段棒１３３ｂが貫通して上段捕集部から下方に突出した締結棒３１４と締結されて支持される。

【0087】

前記外郭垂直刃プレート３２２は、ハウジングの内壁と中間捕集部の内側領域との間に開放構造を持つように外郭をなす構成であって、上段捕集部から中間捕集部に流入した排気ガスの流れに負荷を与えながら遮断したりぶつかったりしないように、その設置構造が、中心部側に面が位置せず且つ側方向に面が位置するように配置される。このような構成は、最外郭がまるでハウジング内壁を担当し、その内側に捕集プレートが突出した構造と同様なので、全体的なハウジング内部の捕集領域を拡大する役割も果たし、かつ、ヒーター、上段捕集部を介してハウジング内壁に乗って流れる一部の下降排気ガスの流れを中間捕集部の内側領域へ誘導する効果も提供する。

【0088】

前記外郭垂直刃プレート３２２は、上部が下部よりも狭い形状に形成るが、ハウジング内壁方向の外側が垂直な直角三角形構造の形状からなり、上部から流入する排気ガス中の反応副生成物を下部側と内側に行くほど多く捕集する構造を持つ。

【0089】

また、外郭垂直刃プレート３２２は、外郭に沿って配置されるため、上段捕集部の主ガスホールを介して中央部に下降した排気ガスが先に接触して反応副生成物が捕集されないため、主ガスホール付近が先に詰まってしまうことを根本的に遮断する。

【0090】

また、外郭垂直刃プレート３２２に反応副生成物が捕集されながら、隣り合う外郭垂直刃プレート３２２間の開放領域が狭くなっても開放領域が十分に離隔して設置されるため、ハウジング内壁との排気ガスの流れは十分に維持され、上部側から下降する排気ガスが内側に流入することは使用周期中には十分に維持され得る。

【0091】

前記内側垂直刃プレート３２３は、上段捕集部の主ガスホールを介して中央部に下降した排気ガスが先に接触して反応副生成物が捕集される構成であって、外郭垂直刃プレート３２２よりも低い高さを持つため、主ガスホール付近が先に詰まってしまうことを根本的に遮断する。

【0092】

内側垂直刃プレート３２３は、上下に直角四角形構造からなり、均一に反応副生成物を捕集するように構成され、他側方向の内側垂直刃プレート３２３と交差して十字形断面を持つように構成することができるため、様々な方向に分散されるか、或いは流れる排気ガスと接触して渦が形成されながら、均一な反応副生成物を捕集することができる。

【0093】

また、内側垂直刃プレート３２３は、一実施形態として、第２水平捕集プレート３２１の中央部から周辺の外郭垂直刃プレート３２２の方向に行くほど設置密度が低下するように分散配置することができる。このように構成すると、中央部に設置された内側垂直刃プレート３２３が、主ガスホールによって下降する排気ガスの中から反応副生成物を捕集し、外郭では外郭垂直刃プレート３２２が主な捕集反応を行うことができる構造を提供する。

【0094】

前記底面プレート３２４は、外郭垂直刃プレート３２２と同じ間隔で配置され、長辺と短辺側の底面プレート３２４が交差して格子状を構成することにより、下部の第２水平捕集プレート３２１と共に複数の溝構造を作って、上部から下降した排気ガスが収容されながら捕集反応が起こって積み重なる役割を果たし、捕集された反応副生成物が自由に浮遊して移動しないように断続することにより、下段捕集部へ移動して排出口を介してアウトフローされることを最小限に抑える。

【0095】

また、底面プレート３２４の突出高さは、内側垂直刃プレート３２３よりも相対的に一層低い高さを有するので、内側領域における排気ガスの流れを妨げたり内側垂直刃プレート３２３及び外郭垂直刃プレート３２２の捕集反応を妨げたりしない。

【0096】

前記傾斜プレート３２５は、外郭垂直刃プレート３２２同士間を水平方向に交差し、上下多段に設置することにより、ハウジングの内壁に沿って下降する排気ガスがぶつかって渦を発生させ、遅滞によって反応副生成物捕集時間を増やしながら、外郭側に上方傾斜した構造により、反応副生成物及び排気ガスを内側領域へ誘導する役割を果たす。

【0097】

同様に、内側領域に留まる排気ガスが外郭のハウジング内壁側へ排出されるのを遮断する役割も果たす。

【0098】

このとき、傾斜プレート３２５は、長さ方向に複数のホール３２５ａが形成されることにより、下降する排気ガスの流れに大きな負荷を与えずに速度差で渦を発生させ、一部は下降させる。

【0099】

また、上下多段に設置された傾斜プレート３２５は、下段がさらに外郭に突出するようにして、下段が上段の傾斜プレート３２５によって妨害されないながら下部に落下する反応副生成物をさらに下部に落下せずに積み重なるようにする役割も果たす。

【0100】

前記離隔プレート３２６は、第２水平捕集プレート３２１の底面に設置されるが、頂点付近の４箇所に形成された締結ホール３２１ｃを内側から包み込むように断面「Ｌ」字形の形状に突出して設置され、下段捕集部と接触しながら中間捕集部を上方に一定間隔離隔させて支持しながら、締結ホール３２１ｃを介して初期に一部排出された排気ガスから反応副生成物を捕集するように構成される。

【0101】

上述した中間捕集部が備えられることにより、上段捕集部３１から中央部に流入した排気ガスを収容して、主な流れは、第２水平捕集プレート３２１の中央部の主ガスホール３２１ａを介して下段捕集部へ流れ、かつ第２水平捕集プレート３２１の残りの全体面上に四角配列された複数の補助ガスホール３２１ｂが均一に下段捕集部へ流れ、全体的に均一な下降排気ガス流れが形成される。さらに、一部の排気ガスは、外側垂直翼プレート３２２同士間の空間を介して外郭に流れた後、ハウジングの内壁に沿って下降する排気ガス流れを有する。

【0102】

これにより、内側空間部に流入した排気ガスは、内側垂直刃プレート３２３、外郭垂直刃プレート３２２、底面プレート３２４を介して、排気ガス中に含まれている反応副生成物を捕集し、捕集された反応副生成物は、内側空間領域に積み重なるようにすることにより、捕集装置の捕集空間を最大限活用することができる。

【0103】

一実施形態として、外郭垂直刃プレート、内側垂直刃プレート及び底面プレートは、一対の外郭垂直刃プレートと一対の内側垂直刃プレートと底面プレートとが一体的に形成された複数の単位長辺プレートと複数の単位短辺プレート、そして一対の外郭垂直刃プレートと底面プレートが一体的に形成された複数の単位長辺プレートと複数の単位短辺プレートとの交差組立構造を用いて構成することができる。

【0104】

このため、下部をなす底面プレートの両側端にそれぞれ垂直刃プレートが形成され、底面プレートの内側の一箇所及び対称な他の箇所に前記垂直刃プレートよりも大きさが小さい内側垂直刃プレートが一体的に形成された各単位長辺プレート及び単位短辺プレートを備える。このとき、前記対称に形成された一対の内側垂直刃プレートは、隣り合う各単位長辺プレート及び単位短辺プレートとは異なる位置に形成させる。

【0105】

同様に、下部をなす底面プレートの両側端にそれぞれ垂直刃プレートが一体に形成された各単位長辺プレート及び単位短辺プレートを備える。

【0106】

その後、第２水平捕集プレート３３１の長辺に沿って複数の単位短辺プレートを設置し、短辺に沿って複数の単位長辺プレートを設置して交差させる。このとき、長辺及び短辺の両側端は、内側垂直刃プレートがない単位長辺プレート及び単位短辺プレートを位置させ、それらの間に、内側垂直刃プレートがある単位長辺プレート及び単位短辺プレートを複数個一定間隔で位置させる。

【0107】

このとき、対称に形成された一対の内側垂直刃プレートは、内側に位置した単位長辺プレート及び単位短辺プレートに行くほど中心部側に位置するように配列すればよい。

【0108】

このような組み立てが終了すると、外郭には外郭垂直刃プレートが周りに沿って位置し、内側には交差して断面十字形の内側垂直刃プレートが位置する。また、底面プレートは、交差して格子状をなす。

【0109】

さらに、底面プレートが交差して格子状をなす第２水平捕集プレート３３１の各頂点付近の格子構造が位置した面上に、１つずつ断面十字形の内側垂直刃プレートを設置すると、上述したような中間捕集部が備えられる。

【0110】

もちろん、これとは異なる実施形態として、中間捕集部の形状を提供することもできる。

【0111】

下段捕集部３３は、外郭に沿って複数のガスホール３３１ａが形成され、上部から下降した排気ガスを外郭に誘導しながら反応副生成物を捕集する四角形の第３水平捕集プレート３３１と、第３水平捕集プレートの上面に放射状に複数個が配列され、面上に多数のガスホール３３２ａが形成されて均一に排気ガスが広がるように誘導し、排気ガス接触面を最大化するように誘導しながら反応副生成物を捕集する四角捕集プレート３３２と、第３水平捕集プレートの底面に形成するが、面上に多数のガスホール３３３ｃが形成されて均一に排気ガスが広がるように誘導しながら反応副生成物を捕集し、最終的に排出口を介したアウトフロー（ｏｕｔｆｌｏｗ）を最小化させるように四角枠状の外郭捕集プレート３３３ａと内側捕集プレート３３３ｂからなる二重構造の四角枠捕集プレート３３３と、から構成される。

【0112】

前記第３水平捕集プレート３３１は、面上の周辺部にのみ複数のガスホール３３１ａが形成されて配列されることにより、中間捕集部の主ガスホール及び補助ガスホールを介して下降した排気ガスを四角捕集プレート３３２と共に放射状に誘導して周辺部のガスホールと端部を介して下降するようにする。

【0113】

前記四角捕集プレート３３２は、放射状に配列され、多数のガスホールが形成されることにより、放射状に排気ガスを誘導しながら均一に広がるようにすることにより、排気ガス中に残っている反応副生成物を均一に捕集する。

【0114】

前記四角枠捕集プレート３３３は、一定間隔で離隔して大きさが異なるように形成された外郭捕集プレート３３３ａと内側捕集プレート３３３ｂによって二重に構成され、その下端がハウジングの下板に近接するように設置されることにより、ガスホール３３３ｃを介してのみ排気ガスが流れるようになり、下板からガスホール３３３ｃまでの高さにより捕集された反応副生成物が落下して積もってもガス排出口を介してアウトフローされることを最小限に抑える。

【0115】

しかも、下板に形成された貯蔵溝部１３２が二重構造の四角枠捕集プレート３３３と共に反応副生成物貯蔵空間を提供して一定量の反応副生成物が積み重ねられるため、さらにアウトフローを最小限に抑える。

【0116】

一方、第３水平捕集プレート３３１の頂点付近の４箇所には締結ホール３３１ｂが形成され、内部捕集塔支持台１３３の上段棒１３３ｂが貫通し、この締結ホール３３１ｂの直径が内部捕集塔支持台１３３の下段棒１３３ａよりも小さいため、下段捕集部が内部捕集塔支持台１３３の下段棒１３３ａの高さだけハウジングの下板から浮いた構造で離隔する。

【0117】

これにより、第３水平捕集プレート３３１の下方に突出した四角枠捕集プレート３３３が設置できる空間部を確保する。

【0118】

このとき、第３水平捕集プレート３３１の離隔した下部空間の高さは、内部捕集塔支持台１３３の下段棒１３３ａの高さのため四角枠捕集プレート３３３の高さと同様に形成することにより、下板と下段内部捕集部との間には、不要な空間が殆どないから、捕集装置の空間活用度を最大限に高めながら、反応副生成物がガス排出口を介してアウトフローされることを最小限に抑える。

【0119】

次に、上述のように構成された本発明の作用を説明する。

【0120】

プロセスチャンバーから排出される排気ガス成分中に含まれている反応副生成物を捕集するための捕集装置を構成するハウジング１の流入口を介して内部に流入した排気ガスが、入口で凝集または加熱されていない状態で周辺に分散されないようにヒーターキャップ２１によって下部のヒーター本体２２へ誘導される。

【0121】

以後、ヒーター本体２２によって加熱された排気ガスは、放熱フィン２３と四角形のヒータープレート２４によって周辺に分配された後、下降する。

【0122】

その後、上段捕集部３１、中間捕集部３２、下段捕集部３３に捕集領域が上下分離された構造を持つ内部捕集塔３を経て、円滑な排気ガス流路変更と捕集構造によって多段に捕集反応が起こる。

【0123】

捕集反応によって反応副生成物を除去した排気ガスのみ、ハウジングの下板に構成された下部排出口を介して排出される。

【0124】

このような排気ガスの捕集過程で、上段捕集部３１では、開放構造を有しながら反応副生成物を捕集する折曲型捕集プレート３１３が備えられ、外郭から中心部に流入する排気ガスの流入流れを妨げずに捕集反応が起こって空間効率が増大し、中間捕集部３２では、ハウジング内壁と内側領域が開放されたガス流れ構造を持つ外郭垂直刃プレート３２２と、内部に形成された内側垂直刃プレート３２３との高さの差を利用した内側空間構造によって反応副生成物の主な捕集が起こって積み重ねられ、空間効率が増大する。

【0125】

本発明は、上述した特定の好適な実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、誰でも様々な変形実施が可能であるのはもとより、それらの変更も請求の範囲の記載の範囲内にある。

【符号の説明】

【0126】

１ ハウジング
２ ヒーター
３ 内部捕集塔
１１ 内壁
１２ 上板
１３ 下板
２１ ヒーターキャップ
２２ ヒーター本体
２３ 放熱フィン
２４ ヒータープレート
２４ａ ガスホール
２５ ヒーター電源供給部
３１ 上段捕集部
３２ 中間捕集部
３３ 下段捕集部
１１１ 渦プレート
１２１ ガス流入口
１２２ 冷却水流路
１２３ 流路蓋
１２４ 冷却水流入口
１２５ 冷却水排出口
１３１ ガス排出口
１３２ 貯蔵溝部
１３３ 内部捕集塔支持台
１３３ａ 下段棒
１３３ｂ 上段棒
３１１ 第１水平捕集プレート
３１１ａ 主ガスホール
３１１ｂ、３１１ｃ 補助ガスホール
３１２ 三角捕集プレート
３１２ａ 垂直プレート片
３１３ 折曲型捕集プレート
３１３ａ 支持体
３１３ｂ 連結体
３１４ 締結棒
３２１ 第２水平捕集プレート
３２１ａ 主ガスホール
３２１ｂ 補助ガスホール
３２１ｃ 締結ホール
３２２ 外郭垂直刃プレート
３２３ 内側垂直刃プレート
３２４ 底面プレート
３２５ 傾斜プレート
３２５ａ ホール
３２６ 離隔プレート
３３１ 第３水平捕集プレート
３３１ａ ガスホール
３３１ｂ 締結ホール
３３２ 四角捕集プレート
３３２ａ ガスホール
３３３ 四角枠捕集プレート
３３３ａ 外郭捕集プレート
３３３ｂ 内側捕集プレート
３３３ｃ ガスホール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2024-09-25

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセスチャンバーと真空ポンプとの間の排気ライン上に設置し、前記プロセスチャンバーから排出される排気ガスをハウジング内に流入させてヒーターで加熱しながら分配して内部捕集塔で反応副生成物を捕集する半導体工程の反応副生成物捕集装置であって、
上段捕集部、中間捕集部及び下段捕集部で多段に構成され、限られたハウジング内の空間を最大限活用して、流入した排気ガスの流路方向を変更しながら反応副生成物を捕集し、主な捕集は、ハウジングの内壁と内側領域間のガス流れが円滑であるように開放された構造からなる外郭の外郭垂直刃プレート、これよりも低い高さを有する内側垂直刃プレート、及び底面プレートを含む中間捕集部で行った後、前記中間捕集部の内側空間に積み重ねられるように形成された内部捕集塔を含むことを特徴とする、
捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項2】

前記上段捕集部は、
主ガスホール、及びその周辺に位置する複数の補助ガスホールが形成され、ヒーターから下降する排気ガスの流れを中心部へ誘導しながら反応副生成物を捕集する四角形の第１水平捕集プレートと、
第１水平捕集プレートの上面外郭に沿って放射状に複数個が配列されて反応副生成物を捕集する三角捕集プレートと、
第１水平捕集プレートの上面の４つのエッジごとに、前記三角捕集プレートよりもさらに高く突出し、排気ガスの流入流れを妨げないように開放構造を有するとともに反応副生成物を捕集する折曲型捕集プレートと、
第１水平捕集プレートの底面の頂点ごとに下方に突出して内部捕集塔支持台と締結されて固定される締結棒と、から構成されたことを特徴とする、
請求項１に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項3】

前記折曲型捕集プレートは、第１水平捕集プレートの外郭に形成される一対の支持体と、支持体の上端同士を連結する連結体と、から構成されたことを特徴とする、
請求項２に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項4】

前記三角捕集プレートは、中心部側に垂直面が位置する直角三角形で構成し、前記三角捕集プレートは、前記外郭に沿って配列された複数の補助ホールの上部に位置させ、垂直プレート片と交差するように締結させることを特徴とする、
請求項２に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項5】

前記中間捕集部は、
面上の中央部の主ガスホール、及び残りの全体面上に四角配列された複数の補助ガスホールが均一に形成され、排気ガスの流れを誘導しながら反応副生成物を捕集する四角形の第２水平捕集プレートと、
第２水平捕集プレートの上面の外郭エッジに沿って複数個が配列され、ハウジングの内壁と内側領域との間の排気ガスの流れを遮断しないように開放された設置構造の下で反応副生成物を捕集する外郭垂直刃プレートと、
第２水平捕集プレートの上面の内側領域から前記外郭垂直刃プレートよりも低い高さで複数個が突出して反応副生成物を捕集する内側垂直刃プレートと、
第２水平捕集プレートの上面の内側領域から前記内側垂直刃プレートよりも低い高さで格子状に突出して反応副生成物を捕集する底面プレートと、
外郭垂直刃プレート同士の間を水平方向に交差し、上下多段に設置されて渦を発生させながら反応副生成物を捕集する傾斜プレートと、
第２水平捕集プレートの底面から下方に突出して下段捕集部に支持されながら一定間隔離隔させ、反応副生成物を捕集する離隔プレートと、から構成されたことを特徴とする、
請求項１に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項6】

前記外郭垂直刃プレートは、上部が下部よりも狭い形状に形成し、ハウジングの内壁方向の外側が垂直な直角三角形構造の形状からなり、ハウジングの内壁と中間捕集部の内側領域との間に開放構造を持つように中心部側に面が位置せず且つ側方向に面が位置するように配置されたことを特徴とする、
請求項５に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項7】

前記内側垂直刃プレートは、断面十字形の形状に構成し、第２水平捕集プレートの中央部から周辺の外郭垂直刃プレートの方向に行くほど設置密度が低下するように分散配置したことを特徴とする、
請求項５に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項8】

前記離隔プレートは、第２水平捕集プレートの底面に設置され、頂点付近の４箇所に形成された締結ホールを内側から包み込むように断面「Ｌ」字形の形状に突出して下段捕集部から中間捕集部を離隔させて支持しながら、締結ホールを介して排出された排気ガスから反応副生成物を捕集するように構成されたことを特徴とする、請求項５に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項9】

前記下段捕集部は、
外郭に沿って複数のガスホールが形成され、上部から下降した排気ガスを外郭に誘導しながら反応副生成物を捕集する四角形の第３水平捕集プレートと、
第３水平捕集プレートの上面に放射状に複数個が配列され、面上に複数のガスホールが形成されて均一に排気ガスが広がるように誘導し、排気ガス接触面を最大化するように誘導しながら反応副生成物を捕集する四角捕集プレートと、
第３水平捕集プレートの底面に形成し、面上に多数のガスホールが形成されて均一に排気ガスが広がるように誘導しながら反応副生成物を捕集して最終的に排出口を介したアウトフローを最小限に抑えるように四角枠状の外郭捕集プレートと内側捕集プレートからなる二重構造の四角枠捕集プレートと、から構成されたことを特徴とする、
請求項１に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項10】

前記ハウジングは、下板の上面のガス排出口の周辺に前記ガス排出口の上段よりも低く反応副生成物を貯蔵する貯蔵溝部が形成され、
前記下板には、下段棒と上段棒とが段差付くように構成された内部捕集塔支持台が複数設けられ、内部捕集塔を構成する上段捕集部、中間捕集部及び下段捕集部を上下に離隔させて多段構成させたことを特徴とする、
請求項１に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。

【請求項11】

前記ヒーターは、ハウジングの上板に形成されたガス流入口と連通するように設置され、流入したガスを下部のヒーター本体へ供給するヒーターキャップと、
上部から下降した排気ガスを加熱して、放射状に配置された放熱フィンを介して側方向に分配するヒーター本体と、
ヒーター本体で分配される排気ガスを外郭のハウジング内壁側へ供給して下降するように誘導し、周り側に複数のガスホールが形成されて外郭のハウジング内壁側へ供給するように誘導する四角形のヒータープレートと、から構成されたことを特徴とする、
請求項１に記載の捕集空間効率を高めた半導体工程用反応副生成物捕集装置。