特許 7055912 有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-08

(45)【発行日】2022-04-18

(54)【発明の名称】有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20220411BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20220411BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 B

C23C16/44 J

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021036343

(22)【出願日】2021-03-08

【審査請求日】2021-03-08

(31)【優先権主張番号】10-2021-0008664

(32)【優先日】2021-01-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【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】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】チョウ，チェホ

(72)【発明者】

【氏名】イ，ヨンジュ

(72)【発明者】

【氏名】ソン，ピョンヒ

(72)【発明者】

【氏名】キム，ジンウン

【審査官】田中 崇大

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１６９３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５３５１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１８６５３３７（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０１６２８６２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｃ２３Ｃ １６／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体製造工程中の有機膜蒸着工程を行うプロセスチャンバーで反応した後に排出される未反応ガスの供給を受けてヒーターで加熱し、捕集可用空間で温度が低下した粒子状の反応副産物を捕集した後、残りのガスを排出する捕集装置であって、
流入した未反応ガスを流入させて収容し、排出するハウジングと、
ハウジングの内側に位置し、二重構造で放射配列されたディフューザーによって流入ガスを拡散させながらガスを均一に加熱するヒーターと、
放射状に配列され、単位面積当たり広い表面積を有する構造型捕集プレート、及びガスの流れを集中させるか或いは均一に分散させて排出するように排気ホールが中央部に又は放射状に配列されて形成された捕集ディスクを備える第１ディスク型捕集部、第２ディスク型捕集部、第３ディスク型捕集部、第４ディスク型捕集部及び第５ディスク型捕集部が垂直配列された内部捕集塔と、を含むことを特徴とする、有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置。

【請求項2】

前記第１ディスク型捕集部は、ガスの流れを放射状に配列された複数の構造型捕集プレートを介して中央部へガイドしながら、捕集ディスクに形成された中央排気ホール及び放射配列された複数の正孔形状の排気ホールを介して下部へ排出させ、構造型捕集プレート及び捕集ディスクを介して反応副産物を均一に薄膜の形で捕集するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置。

【請求項3】

前記放射状に配列された複数の構造型捕集プレートは、大きくて長い構造型捕集プレートと、これより小さく、低くかつ短い構造型捕集プレートとが交互に設置されたことを特徴とする、請求項２に記載の有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置。

【請求項4】

前記第２ディスク型捕集部は、供給されるガスの流れを放射状に配列された複数の構造型捕集プレートを介して外側方向にガイドし、捕集ディスクの周りに沿って形成された傾斜型ガイドによって上部又は側方向から供給されるガスの流れを塞いで再び内側に集めて停滞させながら、放射配列された構造型捕集プレートに沿って放射状に配列された長孔形状の排気ホールを介して下部へ均一に排出させ、構造型捕集プレート及び捕集ディスクを介して反応副産物を均一に薄膜の形で捕集するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置。

【請求項5】

前記傾斜型ガイドは、ハウジング本体の内径に近接するように位置するか或いは面接するように位置して、最上部の第１ディスク型捕集部から均一に供給されたガスが、第２ディスク型捕集部の下端に存在する複数のディスク型捕集部へ直接供給されないように構成されたことを特徴とする、請求項４に記載の有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置。

【請求項6】

前記第３ディスク型捕集部は、供給されるガスの流れを、放射状に配列された複数の二重構造型捕集プレートを介して捕集ディスクの外側方向を通って下部へ排出するとともに、下部捕集ディスクの中央部に形成された複数の排気ホール及び放射状に配列された長孔形状の排気ホールを介して下部へ均一に排出させながら、二重構造型捕集プレート及び捕集ディスクを介して反応副産物を均一に薄膜の形で捕集するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置。

【請求項7】

前記第４ディスク型捕集部は、供給されるガスの流れを放射状に配列された複数の二重構造型捕集プレートを介して捕集ディスクの外側方向を通って下部へ排出するとともに、下部捕集ディスクに放射状に配列された長孔形状の排気ホールを介して下部へ均一に排出させながら、二重構造型捕集プレート及び捕集ディスクを介して反応副産物を均一に薄膜の形で捕集するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置。

【請求項8】

前記捕集ディスクの中央部には、排気円板が上部に一定間隔で離隔するように形成され、下降したガスがぶつかりながら、二重構造型捕集プレートを介しての側面排気効率を増大させるように構成されたことを特徴とする、請求項７に記載の有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置。

【請求項9】

前記二重構造型捕集プレートは、垂直プレートと、これを両側に分割する第１水平プレート及び第２水平プレートによってその断面が二重十字状に構成され、前記第１水平プレートには長さ方向に沿って排気ホールが形成されたことを特徴とする、請求項６又は７に記載の有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置。

【請求項10】

前記第２水平プレートは、上部に位置した第１水平プレートよりも大きさがさらに大きい断面積を持つように形成されるが、捕集ディスクの中心部側よりも外側に行くほど幅がさらに大きい形状に構成されたことを特徴とする、請求項９に記載の有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置。

【請求項11】

前記第５ディスク型捕集部は、供給されるガスの流れを放射状に配列された複数の構造型捕集プレートを介して外側方向にガイドして、第４ディスク型捕集部の捕集ディスクよりも小さい直径を有する捕集ディスクの周り、及び放射配列された相対的に多くの構造型捕集プレートに沿って下部捕集ディスクに放射状に配列された長孔形状の排気ホールを介して下部へ均一に排出させながら、構造型捕集プレート及び捕集ディスクを介して反応副産物を均一に薄膜の形で捕集するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置。

【請求項12】

前記構造型捕集プレートは、垂直プレートとこれを両側に分割する水平プレートによってその断面が十字状に構成されたことを特徴とする、請求項２、４及び１１のいずれか一項に記載の有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置。

【請求項13】

前記ヒーターは、ヒーター本体と；ヒーター本体の上面に締結され、伝導された熱源を流入した未反応ガスに供給して拡散させる二重構造で多重配列されたディフューザーとで構成され、
前記ディフューザーは、ヒーター本体よりも広い領域に熱源を伝達するディフューザー熱伝導板と；ディフューザー熱伝導板の中央部に放射状に円形配列され、熱源を均一に供給しながら、流入した未反応ガスを拡散させる複数の垂直型内部ディフューザープレートと；ディフューザー熱伝導板に前記内部ディフューザープレートの周りに沿って放射状に円形配置され、熱源をより細分化しながら、流入した未反応ガスを細分化して拡散させる複数の垂直型外部ディフューザープレートと；で構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物（反応副生成物）の捕集装置に係り、より詳しくは、半導体製造工程の際にプロセスチャンバーで有機膜蒸着工程を行った後に排出される未反応ガス中に含まれている粒子状の反応副産物を薄膜の形で捕集するために、広い表面積と流速低減構造を持つ内部捕集塔を備えることにより、均一な流速と捕集温度の条件下で滞留時間を増大させて高効率で捕集する捕集装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、半導体製造工程は、大きく前工程（Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ工程）と後工程（Ａｓｓｅｍｂｌｙ工程）からなり、前工程とは、各種の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により、いわゆる半導体チップ（Ｃｈｉｐ）を製造する工程をいい、後工程とは、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に組み立てる工程をいう。

【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、水素などの必要とするプロセスガス又は薄膜蒸着のための前駆体ガスなどの必要とするプロセスガスを注入することにより、高温で行われる。この時、プロセスチャンバー内には、各種の発火性ガスや、腐食性異物及び有毒成分を含有した有害ガスなどが多量に発生する。

【0004】

このため、半導体製造装備には、プロセスチャンバーから排出された未反応ガスを浄化して放出するために、前記プロセスチャンバーを真空状態にする真空ポンプの後段に、プロセスチャンバーから排出される未反応ガスを浄化させた後に大気に放出するスクラバー（Ｓｃｒｕｂｂｅｒ）が設置される。

【0005】

しかし、このようなスクラバーは、単にガス状の反応副産物だけを浄化処理するので、プロセスチャンバーから排出された未反応ガス中に含まれている粒子状の反応副産物を事前に捕集しなければ、プロセスチャンバーから排出された未反応ガスが配管に固着して排気圧力が上昇する問題、又は真空ポンプに流入して発生するポンプの故障問題、又はプロセスチャンバーに逆流してウエハーを汚染させる問題などがある。

【0006】

このため、半導体製造装備には、プロセスチャンバーと真空ポンプとの間に、前記プロセスチャンバーから排出される未反応ガスをパウダー状に凝集させる様々な構造の反応副産物捕集装置が設置される。

【0007】

しかし、従来の副産物捕集装置で使用される内部捕集塔の構造は、捕集プレートの表面に同一又は互いに異なる大きさの多数のホールが加工され、周辺に乱流片を追加する方式で構成され、ガスの流れが互いに異なる負荷の大きさによる速い流れと遅い流れとの流速差を発生させながら、複数の箇所で互いに異なる大きさの乱流を発生させてガスを遅滞させながら、捕集面と未反応ガスとの接触面積を増やす方式なので、未反応ガスの流速を減少させながら均一かつ安定的なガス流れを提供するには構造的な欠点がある。

【0008】

これにより、従来の捕集装置の構造下では、プロセスチャンバーで有機膜蒸着（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｉｌｍ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程を行った後、微細な反応副産物含有の未反応ガスが排出されてから捕集装置に流入する場合、安定的な流速減少構造と単位面積あたり高い捕集効率を持つ捕集プレートが備えられないため、十分な捕集条件が満足されないので、反応副産物を薄膜の形で捕集することができないという問題点がある。

【0009】

そこで、かかる問題点を解決することができる反応副産物捕集装置の開発が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】韓国特許第１０－０７１７８３７号公報（２００７年５月７日）

【文献】韓国特許第１０－０８６２６８４号公報（２００８年１０月２日）

【文献】韓国特許第１０－１４４７６２９号公報（２０１４年９月２９日）

【文献】韓国特許第１０－１８０６４８０号公報（２０１７年１２月１日）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

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、半導体製造工程の際にプロセスチャンバーで有機膜蒸着工程を行った後に捕集装置に流入した未反応ガス中に含まれている反応副産物を捕集するために、単位面積あたり広い表面積を有する構造型捕集プレートと、ガスの流れを集中又は分散させて排出する捕集ディスクとから構成されるディスク型捕集部が垂直方向に多層配列された内部捕集塔を備えることにより、ガスの滞留時間を増加させながら均一な温度分布を維持した状態で反応副産物を薄膜の形で捕集する捕集装置を提供することにある。

【0012】

本発明の他の目的は、流入したガスの捕集効率を増加させることができるように二重構造のディフューザーを介して流路を延長及び拡散させ、ディフューザーの下端に結合されたヒーターを介して均一な温度を示す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】

【0013】

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行う本発明は、半導体製造工程中の有機膜蒸着工程を行うプロセスチャンバーで反応した後に排出される未反応ガスの供給を受けてヒーターで加熱し、捕集可用空間で温度が低下した粒子状の反応副産物を捕集した後、残りのガスを排出する捕集装置であって、
流入した未反応ガスを流入させて収容し、排出するハウジングと、
ハウジングの内側に位置し、二重構造で放射配列されたディフューザーによって流入ガスを拡散させながらガスを均一に加熱するヒーターと、
放射状に配列され、単位面積当たり広い表面積を有する構造型捕集プレート、及びガスの流れを集中させるか或いは均一に分散させて排出するように排気ホールが中央部に又は放射状に配列されて形成された捕集ディスクを備える第１ディスク型捕集部、第２ディスク型捕集部、第３ディスク型捕集部、第４ディスク型捕集部及び第５ディスク型捕集部が垂直配列された内部捕集塔と、を含むことを特徴とする、有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置を提供することにより達成される。

【0014】

好適な実施形態において、前記第１ディスク型捕集部は、ガスの流れを放射状に配列された複数の構造型捕集プレートを介して中央部にガイドしながら、捕集ディスクに形成された中央排気ホール及び放射配列された複数の正孔形状の排気ホールを介して下部へ排出させ、構造型捕集プレート及び捕集ディスクを介して反応副産物を均一に薄膜の形で捕集するように構成されたことを特徴とする。

【0015】

好適な実施形態において、前記第１ディスク型捕集部に放射状に配列された複数の構造型捕集プレートは、大きくて長い構造型捕集プレートと、これより小さく、低くかつ短い構造型捕集プレートとが交互に設置されたことを特徴とする。

【0016】

好適な実施形態において、前記第２ディスク型捕集部は、供給されるガスの流れを放射状に配列された複数の構造型捕集プレートを介して外側方向にガイドし、捕集ディスクの周りに沿って形成された傾斜型ガイドによって上部又は側方向から供給されるガスの流れを塞いで再び内側に集めて停滞させながら、放射配列された構造型捕集プレートに沿って放射状に配列された長孔形状の排気ホールを介して下部へ均一に排出させ、構造型捕集プレート及び捕集ディスクを介して反応副産物を均一に薄膜の形で捕集するように構成されたことを特徴とする。

【0017】

好適な実施形態において、前記傾斜型ガイドは、ハウジング本体の内径に近接するように位置するか或いは面接する（面で接する）ように位置して、最上部の第１ディスク型捕集部から均一に供給されたガスが、第２ディスク型捕集部の下端に存在する複数のディスク型捕集部へ直接供給されないように構成されたことを特徴とする。

【0018】

好適な実施形態において、前記第３ディスク型捕集部は、供給されるガスの流れを、放射状に配列された複数の二重構造型捕集プレートを介して捕集ディスクの外側方向を通って下部へ排出するとともに、下部捕集ディスクの中央部に形成された複数の排気ホール及び放射状に配列された長孔形状の排気ホールを介して下部へ均一に排出させながら、二重構造型捕集プレート及び捕集ディスクを介して反応副産物を均一に薄膜の形で捕集するように構成されたことを特徴とする。

【0019】

好適な実施形態において、前記第４ディスク型捕集部は、供給されるガスの流れを放射状に配列された複数の二重構造型捕集プレートを介して捕集ディスクの外側方向を通って下部へ排出するとともに、下部捕集ディスクに放射状に配列された長孔形状の排気ホールを介して下部へ均一に排出させながら、二重構造型捕集プレート及び捕集ディスクを介して反応副産物を均一に薄膜の形で捕集するように構成されたことを特徴とする。

【0020】

好適な実施形態において、前記第４ディスク型捕集部の捕集ディスクの中央部には、排気円板が上部に一定間隔で離隔するように形成され、下降したガスがぶつかりながら、二重構造型捕集プレートを介しての側面排気効率を増大させるように構成されたことを特徴とする。

【0021】

好適な実施形態において、前記第３ディスク型捕集部及び第４ディスク型捕集部の二重構造型捕集プレートは、垂直プレートと、これを両側に分割する第１水平プレート及び第２水平プレートによってその断面が二重十字状に構成され、前記第１水平プレートには、長さ方向に沿って排気ホールが形成されたことを特徴とする。

【0022】

好適な実施形態において、前記第２水平プレートは、上部に位置した第１水平プレートよりも大きさがさらに大きい断面積を持つように形成されるが、捕集ディスクの中心部側よりも外側に行くほど幅がさらに大きい形状に構成されたことを特徴とする。

【0023】

好適な実施形態において、前記第５ディスク型捕集部は、供給されるガスの流れを、放射状に配列された複数の構造型捕集プレートを介して外側方向にガイドして、第４ディスク型捕集部の捕集ディスクよりも小さい直径を有する捕集ディスクの周り、及び放射配列された相対的に多くの構造型捕集プレートに沿って下部捕集ディスクに放射状に配列された長孔形状の排気ホールを介して下部へ均一に排出させながら、構造型捕集プレート及び捕集ディスクを介して反応副産物を均一に薄膜の形で捕集するように構成されたことを特徴とする。

【0024】

好適な実施形態において、前記構造型捕集プレートは、垂直プレートとこれを両側に分割する水平プレートによってその断面が十字状に構成されたことを特徴とする。

【0025】

好適な実施形態において、前記ヒーターは、ヒーター本体と；ヒーター本体の上面に締結され、伝導された熱源を流入した未反応ガスに供給して拡散させる二重構造で多重配列されたディフューザーとで構成され、前記ディフューザーは、ヒーター本体よりも広い領域に熱源を伝達するディフューザー熱伝導板と；ディフューザー熱伝導板の中央部に放射状に円形配列され、熱源を均一に供給しながら、流入した未反応ガスを拡散させる複数の垂直型内部ディフューザープレートと；ディフューザー熱伝導板に前記内部ディフューザープレートの周りに沿って放射状に円形配列され、熱源をより細分化しながら、流入した未反応ガスを細分化して拡散させる複数の垂直型外部ディフューザープレートと；で構成されたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0026】

上述した特徴を有する本発明に係る反応副産物捕集装置は、単位面積当たり広い表面積と捕集時間の増大のための均一な渦流発生構造を持つように十字断面又は二重十字断面を有する構造型捕集プレートが放射状に配列され、ガスの流れを集中させるか或いは均一に分散させて排出するように放射状に配置された排気ホールが形成された捕集ディスクで構成され、反応副産物を捕集するディスク型捕集部が垂直方向に多層配列された内部捕集塔を備えることにより、製造工程の際にプロセスチャンバーで有機膜蒸着（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｉｌｍ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程を行った後に排出される未反応ガス中の副産物を捕集するとき、流入するガスの流速を減少させながら層別にガスが順次下方供給されるようにして滞留時間を増加させながら、内部の温度分布を均一に保つことができるため、構造型捕集プレートの表面から未反応ガス中の副産物を薄膜の形で均一に捕集することができるという利点を有する。

【0027】

また、本発明は、内部捕集塔を構成するディスク型捕集部のうち、上部に位置したディスク型捕集部の捕集ディスクの周りに傾斜型ガイドがハウジングの内径に近接するように位置しながら、下部に行くほど傾くように形成され、最上部のディスク型捕集部から供給されたガスが、下部側に位置した複数のディスク型捕集部へ直接供給されず、傾斜型ガイドの内側に集中して集まるようにした後、その下部に位置したディスク型捕集部に均一に順次供給されながら、長い流路を経て、広い表面積を有する構造型捕集プレートと捕集ディスクを介して均一に捕集させることができるという利点を有する。

【0028】

また、本発明は、二重構造で放射配列されたディフューザーによって改善された熱源、及び流入ガス拡散構造を持つヒーターが備えられ、捕集装置の内側上端領域で加熱された熱源の到達距離を遠くの方まで拡張させながらガスの拡散を提供することにより、均一な温度を持つ領域が拡大し、これにより均一な温度と流速で加熱された未反応ガスが内部捕集塔に供給されて再び流速が遅滞しながらガス中の反応副産物が高効率で捕集されるという利点を有する。

【0029】

このように、本発明は、様々な利点を有する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係る反応副産物捕集装置の斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る反応副産物捕集装置の構造を示す断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るヒーターの上部及び底面を示す斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るヒーターの構成を示す分解斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る内部捕集塔の斜視図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る内部捕集塔の分解斜視図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る内部捕集塔を構成するディスク型捕集部の構成を示す例示図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る内部捕集塔を構成するディスク型捕集部の構成を示す例示図である。

【図9】本発明の一実施形態に係る内部捕集塔を構成するディスク型捕集部の構成を示す例示図である。

【図10】本発明の一実施形態に係る内部捕集塔を構成するディスク型捕集部の構成を示す例示図である。

【図11】本発明の一実施形態に係る内部捕集塔を構成するディスク型捕集部の構成を示す例示図である。

【図12】本発明の一実施形態に係る反応副産物捕集装置の内部におけるガスの流れを示す例示図である。

【図13】本発明の一実施形態に係る反応副産物捕集装置の内部における流速パターン図である。

【図14】本発明の一実施形態に係る反応副産物捕集装置の内部における流速ベクトル図である。

【図15】本発明の一実施形態に係る反応副産物捕集装置の内部における温度パターン図である。

【図16】本発明の一実施形態に係る反応副産物捕集装置の内部における捕集傾向を示す例示図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、本発明の実施形態の構成及びその作用を添付図面に基づいて詳細に説明する。また、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必要に曖昧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係る反応副産物捕集装置の斜視図、図２は本発明の一実施形態に係る反応副産物捕集装置の構造を示す断面図、図３は本発明の一実施形態に係るヒーターの上部及び底面を示す斜視図、図４は本発明の一実施形態に係るヒーターの構成を示す分解斜視図、図５は本発明の一実施形態に係る内部捕集塔の斜視図、図６は本発明の一実施形態に係る内部捕集塔の分解斜視図、図７乃至図１１は本発明の一実施形態に係る内部捕集塔を構成するディスク型捕集部の構成を示す例示図である。

【0033】

図示の如く、本発明に係る有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置は、未反応ガスを流入させて収容し、排出するハウジング１と；ハウジングの内側上部に位置し、二重構造で放射配列されたディフューザー２２によってヒーター本体２１の熱源が均一に伝導されながら、流入したガスを拡散させる構造を持つヒーター２と；ハウジングの内側に設置され、ヒーターによって加熱及び拡散されたガスの流路を停滞及び転換させながら粒子状の反応副産物を薄膜の形で均一に捕集するように放射状に配列され、単位面積あたり広い表面積（少なくとも単位（投影）面積よりも広い表面積）を有する構造型捕集プレート、及びガスの流れを集中させるか或いは均一に分散させて排出するように排気ホールが中央部に又は放射状に配列されて形成された捕集ディスクを含む複数のディスク型捕集部が多層に垂直配列された内部捕集塔３と；を含んで構成される。

【0034】

このような反応副産物捕集装置は、半導体製造工程時にプロセスチャンバー（図示せず）から排出された未反応ガスに含まれている粒子状の反応副産物を凝集させて捕集した後、残りのガスのみを真空ポンプへ排出する装置であって、特に半導体製造工程の際にプロセスチャンバーで有機膜蒸着（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｉｌｍ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程を行った後に排出された後、流入した未反応ガス中に含まれている微細な粒子状の反応副産物を薄膜の形で均一に高効率で捕集するために、ガスの流速を低減させて均一な流速と温度分布で分散させる構造を持つディスク型捕集部を垂直方向に多層に構成した内部捕集塔で捕集する。

【0035】

前記本発明の反応副産物捕集装置が処理するガスの種類は、１，３－シクロヘキサンビス（メチルアミン）（１，３－Ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｂｉｓ（Ｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ））、異生体の混合物（Ｍｉｘｔｕｒｅ ｏｆ Ｉｓｏｍｅｒｓ）、１，３－ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（１，３－Ｂｉｓ（Ｉｓｏｃｙａｎａｔｏｍｅｔｈｙｌ）Ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）などのプロセスガスがプロセスチャンバーで有機膜成長（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｉｌｍ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程を行った後に排出される未反応ガスである。このようなガス中に含まれている粒子状の反応副産物は、粒子が微細な形状で少量含まれ、プロセスガスの相違と使用量の違いにより従来の捕集装置構造ではよく捕集されないため、本発明に係る構造を持つ捕集装置でのみ最大限に流速を低減させて滞留時間を増やしながら、均一な流速と捕集が可能な温度分布を提供した状態で、単位面積当たり広い表面積を提供しながら捕集する。

【0036】

前記本発明に係る捕集装置は、プロセスチャンバーから排出される未反応ガスによる腐食などを防止することができるように、ほとんどの構成要素が腐食を防ぐことができるステンレス鋼、アルミニウムなどの素材を用いて製作される。

【0037】

ハウジング１は、流入した未反応ガスを収容するハウジング本体１１と；ハウジング本体の上部に締結され、気密又は水密を維持するためのＯリング（Ｏ－Ｒｉｎｇ）の保護及び上板下部領域での反応副産物の捕集時に適切な温度維持のために供給される冷却水流路１２に冷却水を供給し排出する冷却水流入口１３及び冷却水排出口１４と、ガス流入のためのガス流入口１５が形成された上板１６と；ハウジング本体の下部に締結され、粒子状の反応副産物が捕集された残りのガスを排出させるガス排出口１７が形成された下板１８とから構成される。

【0038】

前記ハウジング本体１１の内壁、上板１６の底面及び下板１８の上面には、内部捕集塔３のようにガス中に含まれている粒子状の反応副産物を捕集する。

【0039】

特に、ハウジング本体１１は、内壁上部側にのみ集中的に捕集されるが、その理由は、後述するディスク型捕集部によって一箇所から下部への未反応ガスの流れが遮断されて上部側のみで捕集される。

【0040】

前記ハウジング本体１１、上板１６及び下板１８が本発明の一実施形態によって円筒状又は円板状に図示されたが、このような形状のみが本発明を限定するのではなく、四角筒状又は四角板状のように必要とする形状に構成できるのはもちろんである。但し、以下、本発明では、説明の便宜上、円筒状又は円板状の形状を有する図面を中心に説明する。

【0041】

前記ハウジング本体１１は、中空の筐体形状であり、内部に設置される内部捕集塔３に流入したガスが凝集して捕集されるように流入ガスを貯蔵する役割を果たすように構成される。ハウジング本体１１の上部は、内部捕集塔３を収納して設置した後、上板１６を覆ってボルトを含む公知の締結手段で固定する。

【0042】

前記上板１６は、上部が開放されたハウジング本体１１の上部を覆うカバーの役割を果たしながら、ガス流入口１５を介して、プロセスチャンバーから排出される未反応ガスの供給を受ける。

【0043】

また、上板１６には、底面に設置されたヒーター２の稼働によってハウジング本体１１の内部空間が加熱されるとき、上板の下部に設置されるＯリング（図示せず）が変形するような機能低下を保護し、反応副産物の捕集時に適切な温度領域を提供するための冷却水流路１２が上面に溝状に加工されて形成される。溝が形成された冷却水流路の上部は流路カバー１２ａで覆う。この時、流路カバーは、図示されていないが、水密のためのシーリング処理を含んで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の技術で締結すれば十分である。

【0044】

前記冷却水流路１２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１３を介して流入した後、冷却水排出口１４を介して排出されて循環するように構成されるが、流入した冷却水と排出される冷却水とが互いに混ぜられないように、隣接する冷却水流入口１３と冷却水排出口１４との間の冷却水流路は連通せず、境界部を持つように形成される。冷却水としては水又は冷媒を使用すればよい。

【0045】

冷却水流路１２が形成された領域の空間部は、内部捕集塔３の上部領域の周辺側に該当する空間部であるが、ヒーターによって加熱され、ディフューザーによって拡散してこの領域へ供給された高温のガス温度を反応副産物の捕集可能な温度領域帯にする。

【0046】

また、前記ガス流入口１５は、上板にホールを加工した後、溶接などの方式で固定させるが、様々な箇所に設置することができ、好ましくは中央部に設置する。

【0047】

また、上板１６には、その底面に設置されたヒーター２に電源を供給するヒーター電源供給部２３が設置される。このため、上板には、捕集装置冷却水流路の温度を把握するための温度センサー１９が含まれる。

【0048】

前記下板１８は、ハウジング本体１１の開放された下部を覆うカバーの役割を果たしながら、一箇所、好ましくは中央部にホールを加工した後、溶接などの方式でガス排出口１７を固定して、反応副産物の除去された未反応ガスが排出される通路として使用される。

【0049】

ヒーター２は、ヒーター電源供給部２３から電力が印加されると発熱するヒーター本体２１と；ヒーター本体の上面に締結され、均一に伝導された熱源をガスに供給して拡散させる二重構造で多重配列されたディフューザー２２とから構成され、ハウジング１の内側上部に位置するように設置される。このようなヒーターは、流入したガスの温度を、捕集が可能な領域帯に形成し、ディフューザーを介して拡散させる役割を果たす。

【0050】

前記ディフューザー２２は、ヒーター本体の上面よりも大きい直径を有し、ヒーター本体よりも広い領域に熱源を伝達するディフューザー熱伝導板２２１と；
ディフューザー熱伝導板２２１の中央部に放射状に円形配列され、熱源を均一に供給しながら、流入した未反応ガスを水平方向に均一に拡散させる複数の垂直型（直立型）内部ディフューザープレート２２２と；
ディフューザー熱伝導板２２１に前記放射状に円形配列された内部ディフューザープレート２２２の周りに沿って放射状に円形配列され、熱源をより細分化して均一に供給しながら均一に拡散中のガスを水平方向に細分化して拡散させる複数の垂直型外部ディフューザープレート２２３と；で構成される。

【0051】

前記外部ディフューザープレート２２３の個数は、内部ディフューザープレート２２２が放射配列された角度よりも少なくとも半分程度の角度で放射配列された角度を持つ個数を有するように構成される。つまり、内部ディフューザープレート２２２の放射配列角度と同じ角度を持つ外郭部位に外部ディフューザープレートが配置され、内部ディフューザープレート２２２の放射配列角度間の角度にも外部ディフューザープレートが配置され、内部で一定の角度で拡散した熱源が外郭に出ながら、さらに細分化された角度で水平方向に拡散した構造を持つため、未反応ガスを均一に加熱しながら水平方向に細分化して拡散させる。

【0052】

前記内部ディフューザープレート２２２と外部ディフューザープレート２２３は、ディフューザー熱伝導板２２１に形成された溝に嵌合するように下部に突出部が形成できる。この他に、溶接などの方式で垂直に設置することもできる。

【0053】

前記ヒーター２は、上板１６に形成されたガス流入口１５の下部側に連接するようにボルト又は溶接などの締結方式で取り付けられる。このため、ヒーター本体２１は、上面の周りに沿って多数の締結部２１ａが配列され、上部に面接するディフューザー熱伝導板２２１の内部に形成された多数の締結ホール２２１ａを貫通して前記上板底面側から下方に突出した締結部に挿入されて螺合されるように構成されることにより、ヒーター２が上板の下部に締結される。

【0054】

前記ヒーター２の熱源は、電熱配管（又は電熱配線）２１ｂで接続された上板１６の上面に設置されたヒーター電源供給部２３に電力が印加されると、設定された温度に発熱する。ヒーター２の素材は、流入した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。この時、前記電熱配管の設置のために、ディフューザー熱伝導板２２１には複数のホールが穿設される。

【0055】

上述のように構成されたヒーター２は、プロセスチャンバーから排出された未反応ガスが上板１６のガス流入口１５を介して流入するときに凝集して滞ることなく内部捕集塔３に到達するときに最大限の凝集が起こるようにするとともに、二重放射状に配置された二重構造の内部ディフューザープレート２２２と外部ディフューザープレート２２３で構成され、ヒーター本体で加熱された熱源が伝導された後、ハウジングの内部でヒーター本体よりもさらに遠くの方（離れる方向）まで均一かつ細密に拡散して熱伝導されたガスが水平方向に細分化されて拡散することにより、均一な温度領域帯がハウジング内側の上部空間の周辺側に形成され、内部捕集塔３の上部空間に均一な熱源とガスが供給されて均一な凝集が起こるようにする役割を果たす。

【0056】

また、このように均一な温度領域帯がハウジング内側の上部の周辺側に形成されると、前記ハウジング本体１１の内壁上部側で未反応ガス中の反応副産物を捕集する。その理由は、後述するディスク型捕集部によって一箇所から下部への未反応ガスの流れが遮断されて上部側のみで捕集されるためである。

【0057】

内部捕集塔３は、複数のディスク型捕集部が垂直方向に多層配列され、上部に位置したヒーター２のディフューザー２２によって供給された捕集が可能な温度で拡散したガスの流路を停滞又は変更させながら、粒子状の反応副産物を薄膜の形で均一に捕集する。

【0058】

前記複数個で構成される各ディスク型捕集部の基本構造は、反応副産物を捕集するための単位面積当たり広い表面積と捕集時間の増大のための均一な渦流発生構造を持つように十字断面又は二重十字断面を有する構造型捕集プレートが放射状に配列され、ガスの流れを集中させるか或いは均一に分散させて排出するように排気ホールが中央部に又は放射状に配列されて形成された捕集ディスクで構成される。

【0059】

また、ディスク型捕集部のうち、上部に位置したディスク型捕集部の捕集ディスクの周りには、傾斜型ガイドがハウジング本体１１の内径に近接するように位置しながら下部に行くほど傾く（傾斜角度が大きくなる）ように形成され、最上部のディスク型捕集部から均一に供給されたガスが、下部側に位置した複数のディスク型捕集部に直接供給されず、傾斜型ガイドの内側に集中して集まるようにした後、その下部に位置したディスク型捕集部に供給されるように構成される。

【0060】

前記構造型捕集プレートは、捕集ディスクに嵌合又は溶接方式で固定されるように構成される。

【0061】

上述したような基本構造を共有するディスク型捕集部それぞれの具体的な構造は、各層別に互いに異なる形状を持つように構成される。以下、具体的に、それぞれの構造を考察する。

【0062】

本発明の一実施形態に係るディスク型捕集部は、上部から第１ディスク型捕集部３１、第２ディスク型捕集部３２、第３ディスク型捕集部３３、第４ディスク型捕集部３４、第５ディスク型捕集部３５の順に一定間隔で離隔した空間部をもって設置される。

【0063】

前記複数のディスク型捕集部間を一体に締結して構成することもできるが、本発明の一実施形態では、第１ディスク型捕集部３１、第２ディスク型捕集部３２は、ハウジングの上板と支持台４１で締結され、一定間隔で離隔した状態でぶら下がった構造で固定され、残りの第３ディスク型捕集部３３、第４ディスク型捕集部３４、第５ディスク型捕集部３５は、ハウジングの下板と支持台４２、４３で締結され、一定間隔で離隔した状態で固定される。このように固定する構造は、ガスの流入と排出時に発生する遊動による影響をディスク型捕集部が少なく受けながら安定的に固定できるので好ましい。

【0064】

第１ディスク型捕集部３１は、ヒーター２のディフューザー２２によってハウジングの内壁方向に多重拡散した後に下部へ供給されるガスの流れを、放射状に配列された複数の構造型捕集プレート３１１を介して中央部にガイドしながら、捕集ディスク３１２に形成された中央排気ホール３１２ａ及び放射配列された複数の正孔形状の排気ホール３１１ｂを介して下部へ均一に排出させ、構造型捕集プレート３１１及び捕集ディスク３１２を介して反応副産物を均一に薄膜の形で捕集するように構成される。

【0065】

前記放射状に配列された複数の構造型捕集プレート３１１は、大きくて長い（所定の幅を有しており、且つ実質的に中央排気ホール３１２ａから構造型捕集プレート３１１の外周に向けて半径方向に延びる）構造型捕集プレート３１１と、これよりも小さく、低くかつ短い構造型捕集プレート３１１とが交互に設置される。

【0066】

したがって、第１ディスク型捕集部３１に形成された構造型捕集プレート３１１の個数は、その下部に位置した第２ディスク型捕集部３２乃至第５ディスク型捕集部３５に形成された構造型捕集プレートの個数よりも多いため、さらに細分化されて均一なガスを下部に分配する。

【0067】

このように構成することにより、下降したガスの渦流発生効率が増大し、ガスの流れを停滞させて捕集効率が高くなる。

【0068】

また、前記構造型捕集プレート３１１は、垂直プレート３１１ａと、これを両側に分割する水平プレート３１１ｂによってその断面が十字状に構成され、単位面積当たりの捕集面積を増大させる役割を果たす。

【0069】

このような構造を持つ構造型捕集プレート３１１は、上部から下降するガスが衝突して渦流を発生させながら流速を減速させた後、側方向に供給するとともに、長さ方向にガスの流れをガイドしながら捕集作用をする。

【0070】

前記中央排気ホール３１２ａは、構造型捕集プレート３１１が延長されないため干渉を受けない捕集ディスク３１２の中央部に形成され、ガスの主排出作用を提供する。

【0071】

また、前記放射配列された複数の正孔形状の排気ホール３１１ｂは、構造型捕集プレート３１１が設置された箇所別に下部の捕集ディスク３１２に一つ以上形成され、ガスの排出補助作用を提供する。

【0072】

この時、正孔形状の排気ホール３１１ｂは、大きくて長い構造型捕集プレート３１１の場合には大きいものが形成され、小さくて短い構造型捕集プレート３１１の場合には小さいものが形成される。

【0073】

一方、第１ディスク型捕集部３１の捕集ディスク３１２には、複数のホール３１２ｃが穿設され、上板に設けられる支持台４１が設置される。この支持台の内部に、上板に固定された全ねじボルトが挿入された後、第２ディスク型捕集部３２に位置する支持台４１まで貫通して締結することにより、上板にぶら下がるようになる。

【0074】

第２ディスク型捕集部３２は、第１ディスク型捕集部３１から下部方向に供給されるガスの流れを、放射状に配列された複数の構造型捕集プレート３２１を介して外側方向にガイドし、捕集ディスク３２２の周りに沿って形成された傾斜型ガイド３２３によって上部又は側方向から供給されるガスの流れを塞いで再び内側に集めて停滞させながら、放射配列された構造型捕集プレート３２１に沿って下部捕集ディスク３２２に放射状に配列された長孔形状の排気ホール３２２ａを介して下部へ均一に排出させ、構造型捕集プレート３２１及び捕集ディスク３２２を介して反応副産物を均一に薄膜の形で捕集するように構成される。この時、長孔形状の排気ホール３２２ａは、構造型捕集プレート３２１に沿って周辺部からほぼ中心部付近まで形成され、下部方向に均一に供給する。

【0075】

前記捕集ディスクの周りに壁のように形成された傾斜型ガイド３２２は、ハウジング本体１１の内径に近接するように位置するか或いは面接するように位置し、下部に行くほど傾くように形成され、最上部の第１ディスク型捕集部３１から均一に供給されたガスが、下部側に位置した複数のディスク型捕集部へ直接供給されず、傾斜型ガイドの内側に集中して集まるようにした後、その下部に位置したディスク型捕集部へ供給されるよう構成される。このような構成を持つことにより、上部側で全体ガスの流速を全体的に減少させながら集めた後、安定的に下部へ供給して捕集効率を増大させる。

【0076】

第２ディスク型捕集部３２に形成された構造型捕集プレート３２１は、第１ディスク型捕集部３１に形成された構造型捕集プレートの個数よりも少なく備えられることにより、間の空間部の面積が広く形成され、下降したガスが互いによく混合されて温度を均一にする役割を果たす。これにより、ガスの流れを停滞させて捕集効率が高くなる。

【0077】

また、前記構造型捕集プレート３２１は、垂直プレート３２１ａとこれを両側に分割する水平プレート３２１ｂによってその断面が十字状に構成され、単位面積当たりの捕集面積を増大させる役割を果たす。

【0078】

このような構造を持つ構造型捕集プレート３２１は、上部から下降するガスが衝突して渦流を発生させながら流速を減速させた後、側方向に供給するとともに、長さ方向にガスの流れをガイドしながら捕集作用をする。

【0079】

前記捕集ディスク３２２の中央部には排気ホールが形成されないため、ガスの流れは、構造型捕集プレート３２１が設置された箇所別に下部捕集ディスク３１２に構造型捕集プレート３２１のように放射配列された長孔形状の排気ホール３２２ａを介してのみ排出作用を提供する。

【0080】

一方、第２ディスク型捕集部３２の捕集ディスク３２２には、複数のホール３２２ｂが穿設され、上板に設けられる支持台４１が設置される。この支持台の内部に、上板に固定された全ねじボルトが挿入された後、上部の第１ディスク型捕集部３１に位置する支持台４１を貫通して締結することにより、上板にぶら下がるようになる。

【0081】

第３ディスク型捕集部３３は、第２ディスク型捕集部３２から下部方向に供給されるガスの流れを、放射状に配列された複数の二重構造型捕集プレート３３１を介して捕集ディスク３３２の外側方向に通って下部へ排出するとともに、下部捕集ディスク３３２の中央部に形成された複数の排気ホール３３２ａ及び放射状に配列された長孔形状の排気ホール３３２ｂを介して下部へ均一に排出させながら、二重構造型捕集プレート３３１及び捕集ディスク３３２を介して反応副産物を均一に薄膜の形で捕集するように構成される。

【0082】

この時、長孔形状の排気ホール３３２ｂは、長さの長い二重構造型捕集プレート３３１に沿って中心部の近くまで大きい領域に形成され、下部方向に均一に供給する。

【0083】

また、長孔形状の排気ホール３３２ｂは、二重構造型捕集プレート３３１の一つ当たり２つずつ形成されて排気効率が増大するように構成される。

【0084】

また、第３ディスク型捕集部３３に形成された二重構造型捕集プレート３３１は、第２ディスク型捕集部３２に形成された構造型捕集プレートと同じ個数だけその下部に同じ角度で放射配列され、下降したガスがぶつかり（衝突し）ながら渦流領域を形成する。これにより、ガスの停滞時間が増え、再度混合が増大しながら温度を均一に作って捕集効率が高くなる。

【0085】

また、前記二重構造型捕集プレート３３１は、垂直プレート３３１ａとこれを両側に分割する第１水平プレート３３１ｂ及び第２水平プレート３３１ｃによってその断面が二重十字状に構成され、単位面積当たりの捕集面積をさらに増大させる役割を果たす。

【0086】

但し、下部に位置した第２水平プレート３３１ｃは、上部に位置した第１水平プレート３３１ｂによってガスの接近が低下するため、前記第１水平プレート３３１ｂには長さ方向に沿って排気ホール３３１ｄが形成され、下部の第２水平プレート３３１ｃへのスムーズなガス供給が行われるように構成する。

【0087】

また、下部に位置した第２水平プレート３３１ｃは、上部に位置した第１水平プレート３３１ｂよりも大きさがさらに大きい断面積を持つように形成されて捕集面積を大きくし、捕集ディスク３３２の中心部側よりも外側に行くほど幅がさらに大きい形状の菱形に形成して捕集面積を増大させた構造を持つように構成する。

【0088】

このような構造を持つ二重構造型捕集プレート３３１は、上部から下降する未反応ガスが衝突して渦流を発生させながら流速を減速させた後、側方向に供給するとともに、長さ方向に未反応ガスの流れをガイドしながら捕集作用を行う。

【0089】

捕集作用を経た未反応ガスの流れは、捕集ディスク３３２の中央部に形成された中央排気ホール３３２ａ、及び二重構造型捕集プレート３３１が設置された箇所別に下部捕集ディスク３３２に二重構造型捕集プレート３３１のように放射配列された長孔形状の排気ホール３３２ｂを介して排出作用を提供する。

【0090】

一方、第３ディスク型捕集部３３の捕集ディスク３３２には、周りには複数の締結部３３３が水平方向に突設され、第４ディスク型捕集部３４に形成された締結部同士を連結する支持台４２が設置される。この支持台４２は、第５ディスク型捕集部３５を貫通して下板に固設された主支持台４３と内部との間を全ねじボルトで締結して固定する。

【0091】

第４ディスク型捕集部３４は、第３ディスク型捕集部３３から下部方向に供給されるガスの流れを、放射状に配列された複数の二重構造型捕集プレート３４１を介して捕集ディスク３４２の外側方向を通って下部へ排出するとともに、下部捕集ディスク３４２に放射状に配列された長孔形状の排気ホール３４２ａを介して下部へ均一に排出しながら、二重構造型捕集プレート３４１及び捕集ディスク３４２を介して反応副産物を均一に薄膜の形で捕集するように構成される。

【0092】

このとき、捕集ディスク３４２の中央部には、排気円板３５３が上部に一定距離だけ離隔するように形成され、下降したガスがぶつかりながら、二重構造型捕集プレート３４１を介しての側面排気効率を増大させるように構成される。

【0093】

前記長孔形状の排気ホール３４２ａは、長さの長い二重構造型捕集プレート３４１に沿って中心部の近くまで大きい領域に形成され、捕集過程を経た後、下部方向に均一に排出される。

【0094】

前記二重構造型捕集プレート３４１は、垂直プレート３４１ａと、これを両側に分割する第１水平プレート３４１ｂ及び第２水平プレート３４１ｃによってその断面が二重十字状に構成され、単位面積当たりの捕集面積をさらに増大させる役割を果たす。

【0095】

但し、下部に位置した第２水平プレート３４１ｃは、上部に位置した第１水平プレート３４１ｂによってガスの接近が低下するため、前記第１水平プレート３４１ｂには、長さ方向に沿って排気ホール３４１ｄが形成され、下部の第２水平プレート３４１ｃへのスムーズなガス供給が行われるように構成する。

【0096】

また、下部に位置した第２水平プレート３４１ｃは、上部に位置した第１水平プレート３４１ｂよりも大きさがさらに大きい断面積を持つように形成されて捕集面積を大きくし、捕集ディスク３４２の中心部側よりも外側に行くほど幅がさらに大きい形状の菱形に形成して捕集面積を増大させた構造を持つように構成する。

【0097】

このような構造を持つ二重構造型捕集プレート３４１は、上部から下降するガスが衝突して渦流を発生させながら流速を減速させた後、側方向に供給するとともに、長さ方向にガスの流れをガイドしながら捕集作用を行う。

【0098】

前記捕集ディスク３４２の中央部には排気円板３４３が形成されることにより、主な排気の流れは、二重構造型捕集プレート３４１が設置された箇所別に下部捕集ディスク３４２に二重構造型捕集プレート３４１のように放射配列された長孔形状の排気ホール３４２ａを介して排出作用を提供する。

【0099】

一方、第４ディスク型捕集部３４の捕集ディスク３４２の周りに複数の締結部３４４が形成されて支持台４２が位置すると、下板に固設された主支持台４３同士の間を、第３ディスク型捕集部３３に形成された締結部と共に全ねじボルトで締結して固定する。

【0100】

第５ディスク型捕集部３５は、第４ディスク型捕集部３４から下部方向に供給されるガスの流れを、放射状に配列された複数の構造型捕集プレート３５１を介して外側方向にガイドして、周り、及び放射配列された構造型捕集プレート３５１に沿って下部捕集ディスク３５２に放射状に配列された長孔形状の排気ホール３５２ａを介して下部へ均一に排出させながら、構造型捕集プレート３５１及び捕集ディスク３５２を介して反応副産物を均一に薄膜の形で捕集するように構成される。

【0101】

この時、長孔形状の排気ホール３５２ａは、長さの短い構造型捕集プレート３５１に沿って中心よりも遠い周辺部に小さい領域で形成され、下部方向に均一に供給する。

【0102】

第５ディスク型捕集部３５に形成された構造型捕集プレート３５１は、第４ディスク型捕集部３４に形成された二重構造型捕集プレートの個数よりも相対的に多く形成されることにより、下降したガスがより多くの箇所で渦流領域を形成する。また、前記長孔形状の排気ホール３５２ａの長さが短く形成されることにより、排出される領域が相対的に少なくなり、ガスの停滞時間が増え、最終的に再び混合が増大しながら温度を均一にする役割を果たす。これにより、ガスの流れが停滞しながら捕集効率が高くなる。

【0103】

また、前記構造型捕集プレート３５１は、垂直プレート３５１ａとこれを両側に分割する水平プレート３５１ｂによってその断面が十字状に構成され、単位面積当たりの捕集面積を増大させる役割を果たす。

【0104】

このような構造を持つ構造型捕集プレート３５１は、上部から下降するガスが衝突して渦流を発生させながら流速を減速させた後、側方向に供給するとともに、長さ方向にガスの流れをガイドしながら捕集作用をする。

【0105】

前記捕集ディスク３５２の中央部に排気ホールが形成されていない面積が、前記第４ディスク型捕集部３４の捕集ディスク３４２よりも広く、ガスの流れは、構造型捕集プレート３５１が設置された箇所別に下部捕集ディスク３５２に構造型捕集プレート３５１のように放射配列された長孔形状の排気ホール３５２ａを介してのみ排出作用を提供する。反応副産物捕集過程を経た後、側面外周側を介して排出された未反応ガスは、下板の中央部に形成されたガス排出口１７を介して排出される。

【0106】

このような構成により第５ディスク型捕集部３５の中央部が塞がった構造を持つことにより、ガス排出口１７と連通して排出されるガスによる下部アウトフロー（Ｏｕｔｆｌｏｗ）現象を防止する。

【0107】

一方、第５ディスク型捕集部３５の捕集ディスク３５２の周りには複数の締結部３５３が形成され、第４ディスク型捕集部３４に形成された締結部同士の間を連結する支持台４２が設置される。この支持台４２は、第５ディスク型捕集部３５を貫通して下板に固設された主支持台４３と内部との間を全ねじボルトで締結して固定する。

【0108】

このように構成された本発明に係る反応副産物捕集装置は、プロセスチャンバーから排出された未反応ガスを、ハウジング１の上板１６に設置されたガス流入口１５を介してハウジング本体１１の内側に供給すると、ヒーター２によって加熱されたディフューザー２２の内部ディフューザープレート２２２及び外部ディフューザープレート２２３を通過しながら多重拡散して、ハウジング本体の内壁方向側に流れながら均一な流速を持ち、電力が印加されると発熱するヒーター本体２１の下部のデッドゾーン（Ｄｅａｄ Ｚｏｎｅ）部位の高温よりも相対的に温度が低減して供給される。この時、上板に形成された冷却水流路１２によってハウジング本体の内壁方向側に流れた未反応ガスの温度は、反応副産物捕集可能温度に到達する。このため、上板の底面及びハウジング本体１１の内壁上部領域においても反応副産物が捕集される。

【0109】

その後、均一な流速を持つように拡散しながら温度が低減した未反応ガスは、ハウジング本体１１の周方向から下部方向へと下降しながら、内部捕集塔３の上部周辺側を介して流入する。その後、広い表面積を有する構造型捕集プレートをそれぞれ備えている前記第１ディスク型捕集部乃至第５ディスク型捕集部を垂直方向に沿って順次経て、ガスの流路を傾斜型ガイドを用いて停滞させながら中央部位に集中させるか或いは渦流を発生させる構造型捕集プレート及び排気ホールを用いて外側方向又は内側方向に拡散させながら下部へ排出し、ガスの流速を減少させかつ滞留時間を増加させながら捕集可能な温度領域が形成された条件で、半導体製造工程の際にプロセスチャンバーで有機膜蒸着（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｉｌｍ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程を行った後に排出される未反応ガス中に含まれている微細な粒子状の反応副産物を薄膜の形で均一に捕集する。

【0110】

図１２は本発明の一実施形態に係る反応副産物捕集装置の内部でのガス流れを示す例示図であり、図１３は本発明の一実施形態に係る反応副産物捕集装置の内部における流速パターン図であり、図１４は本発明の一実施形態に係る反応副産物捕集装置の内部での流速ベクトル図である。

【0111】

図示の如く、二重構造で放射配列されたディフューザー２２によってヒーター本体２１の熱源が均一に伝導されながら、流入した未反応ガスを拡散させる構造を持つヒーター２と、ガスの流路を停滞及び転換させながら、粒子状の反応副産物を薄膜の形で均一に捕集するように多層に垂直配列された複数のディスク型捕集部から構成される内部捕集塔３とが備えられることにより、温度別に区分された図面に示すように、対称分布のガス流れ（Ｇａｓ Ｆｌｏｗ）が現れ、渦流形成による全般的な流速減少効果が現れて反応副産物の反応時間を確保することが分かる。

【0112】

図１５は本発明の一実施形態に係る反応副産物捕集装置の内部での温度パターン図であり、図１６は本発明の一実施形態に係る反応副産物捕集装置の内部での捕集傾向を示す例示図である。

【0113】

図示の如く、温度別に区分された温度パターンシミュレーション（Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）の結果、ヒーター（Ｈｅａｔｅｒ）の影響により、ハウジング内部のヒーター本体側付近では反応副産物の捕集が不可能なデッドゾーン（Ｄｅａｄ Ｚｏｎｅ）が発生するが、それ以外の全体的な領域では温度分布傾向が均一に維持されることが分かる。つまり、大部分のハウジング内部空間領域帯が反応副産物の捕集可能な温度領域を確保していることが分かる。

【0114】

本発明は、上述した特定の好適な実施形態に限定されず、特許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ちろんであり、それらの変更も特許請求の範囲に記載の範囲内にある。

【符号の説明】

【0115】

１ ハウジング
２ ヒーター
３ 内部捕集塔
１１ ハウジング本体
１２ 冷却水流路
１２ａ 流路カバー
１３ 冷却水流入口
１４ 冷却水排出口
１５ ガス流入口
１６ 上板
１７ ガス排出口
１８ 下板
１９ 温度センサー
２１ ヒーター本体
２１ａ 締結部
２１ｂ 電熱配管
２２ ディフューザー
２３ ヒーター電源供給部
３１ 第１ディスク型捕集部
３２ 第２ディスク型捕集部
３３ 第３ディスク型捕集部
３４ 第４ディスク型捕集部
３５ 第５ディスク型捕集部
４１、４２、４３ 支持台
２２１ ディフューザー熱伝導板
２２１ａ 締結ホール
２２２ 内部ディフューザープレート
２２３ 外部ディフューザープレート
３１１、３２１、３５１ 構造型捕集プレート
３１１ａ、３２１ａ、３３１ａ、３４１ａ、３５１ａ 垂直プレート
３１１ｂ、３２１ｂ、３５１ｂ 水平プレート
３１２、３２２、３３２、３４２、３５２ 捕集ディスク
３１２ａ、３３２ａ 中央排気ホール
３１２ｂ 正孔形状の排気ホール
３１２ｃ、３２２ｂ ホール
３２２ａ、３３２ｂ、３４２ａ、３５２ａ 長孔形状の排気ホール
３２３ 傾斜型ガイド
３３１、３４１ 二重構造型捕集プレート
３３１ｂ、３４１ｂ 第１水平プレート
３３１ｃ、３４１ｃ 第２水平プレート
３３１ｄ、３４１ｄ 排気ホール
３３３、３４４、３５３ 締結部
３４３ 排気円板

【要約】

【課題】 有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置を提供する。
【解決手段】 本発明の構成は、流入した未反応ガスを流入させて収容し、排出するハウジングと、ハウジングの内側に位置し、二重構造で放射配列されたディフューザーによって流入ガスを拡散させながらガスを均一に加熱するヒーターと、放射状に配列され、単位面積当たり広い表面積を有する構造型捕集プレート、及びガスの流れを集中させるか或いは均一に分散させて排出するように排気ホールが中央部に又は放射状に配列されて形成された捕集ディスクを備える第１ディスク型捕集部乃至第５ディスク型捕集部が垂直配列された内部捕集塔と、を含むことを特徴とする、有機膜蒸着工程時に発生する反応副産物の捕集装置を発明の特徴とする。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】