專(zhuān)利名稱：收集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在一抽空系統(tǒng)中使用的收集裝置，該抽空系統(tǒng)用于抽空一個(gè)用于半導(dǎo)體制造設(shè)備或類(lèi)似設(shè)備的真空室。
下面將參考圖7說(shuō)明傳統(tǒng)的抽空系統(tǒng)。在圖7中，氣密地密封室10包括一個(gè)處理室，該處理室在半導(dǎo)體制造加工中使用，例如在蝕刻裝置或化學(xué)氣相沉積(CVD)裝置中使用。氣密密封室10通過(guò)一個(gè)排出通道14連接到一個(gè)真空泵12。真空泵12用于將從在氣密密封室10的處理中排出的氣體壓力增加到一個(gè)大氣壓。因此在此以前一個(gè)油密封的旋轉(zhuǎn)真空泵被用作真空泵?，F(xiàn)今普遍采用干式泵用作真空泵。
如果氣密密封室10所要求的真空度高于真空泵12的最后的真空度，于是一個(gè)諸如渦輪分子泵的超高真空泵被附加地設(shè)置在真空泵12的上游。
根據(jù)處理加工的類(lèi)型，從一些處理加工中排出的氣體是有毒的和/或易爆的，于是不能直接將它們排出到大氣。因此，在真空泵的下游設(shè)置一個(gè)排氣處理裝置16。
在從處理加工中排出的氣體中，它們的壓力被增加到大氣壓力，不能被直接排出到大氣的氣體組分通過(guò)諸如吸收、分解、吸收的過(guò)程被處理。只有無(wú)害的氣體從排氣處理裝置中被排出到大氣。在排氣通道14的適合的位置設(shè)置必需的閥門(mén)。
傳統(tǒng)的抽空系統(tǒng)具有下列缺點(diǎn)。
在傳統(tǒng)的抽空系統(tǒng)中，如果反應(yīng)的副產(chǎn)品包含具有高升華點(diǎn)的物質(zhì)，于是當(dāng)該物質(zhì)的壓力增加時(shí)，氣態(tài)的該物質(zhì)就會(huì)固化并沉積在真空泵12上。這將會(huì)引起真空泵的故障。
例如，當(dāng)用于鋁合金蝕刻的典型處理氣體BCl3或Cl2被使用時(shí)，BCl3或Cl2的處理氣體的殘余和反應(yīng)的副產(chǎn)品AlCl3借助于真空泵12從氣密的密封室10中被排出。AlCl3不會(huì)沉積在真空泵12的抽氣側(cè)因?yàn)樗姆謮毫Φ?。然而，?dāng)AlCl3在壓力下被排出時(shí)，它的分壓力將增加到使AlCl3沉積、固化并附著在真空泵12的內(nèi)壁上，導(dǎo)致真空泵出現(xiàn)故障。在一個(gè)用于沉積SiN膜的CVD裝置中產(chǎn)生的諸如(NH4)2SiF6和NH4Cl的反應(yīng)副產(chǎn)品會(huì)存在同樣的問(wèn)題。
在目前為止曾經(jīng)嘗試整體加熱真空泵以使反應(yīng)副產(chǎn)品呈氣態(tài)通過(guò)真空泵，以便不會(huì)在真空泵中沉積固體物質(zhì)。這個(gè)嘗試有效地防止固體物質(zhì)沉積在真空泵中。然而，又產(chǎn)生了有固體物質(zhì)沉積在真空泵下游的排氣處理裝置中的問(wèn)題，于是會(huì)阻塞在排氣處理裝置中的填充層。
因此，可以設(shè)想在真空泵的上游設(shè)置一個(gè)諸如低溫度收集器的適合的收集裝置以收集易于固化的并包含在排氣中的組分。在這個(gè)情況下，要求收集裝置防止排氣中包含的大部分組分沒(méi)有在收集裝置中沉積就從其中通過(guò)，借此改善了收集效率并因此加強(qiáng)了它的可靠性。
此外，因?yàn)槭占墓腆w在收集裝置的收集單元中積聚，在經(jīng)過(guò)一特定的時(shí)期后，通過(guò)預(yù)定的方法更換收集裝置或去除固體以再生所要求的收集裝置。在以前，需要提供大量的收集裝置，很難使系統(tǒng)的操作自動(dòng)化。一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作的可能的方法的實(shí)例是提供一個(gè)靠近收集室的再生室。在這個(gè)方法中，收集裝置被設(shè)置在再生室中，并且在這個(gè)狀態(tài)下，諸如熱水或化學(xué)液體的再生液體流過(guò)再生室以再生(清潔)收集裝置，于是使它能夠進(jìn)行自動(dòng)化操作。在這個(gè)情況下，需要改善再生效率并加強(qiáng)收集裝置的可靠性。
根據(jù)上述缺點(diǎn)完成了本發(fā)明。因此本發(fā)明的目的是提供一個(gè)收集裝置，其能夠依靠改善收集產(chǎn)物的效率或改善再生效率，即改善去除沉積在收集單元上產(chǎn)物以再生收集單元的效率來(lái)改善它的可靠性。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種設(shè)置在一個(gè)排出通道中的收集裝置，其用于通過(guò)真空泵抽空一個(gè)抽空氣密密封室，所述收集裝置包括一個(gè)用于在其上積聚包含在排出氣體內(nèi)的產(chǎn)物并除去該產(chǎn)物的收集單元，所述收集單元具有一個(gè)經(jīng)過(guò)親水處理的表面。
在收集單元的表面上所進(jìn)行的親水處理使表面能量小于液體的縮聚力。通過(guò)這種處理，即使難于收集的產(chǎn)物也能夠在擋板的表面上被吸收，于是改善了收集效率。親水處理的實(shí)例包括在其中含有親水離子的氟涂層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種收集裝置，包括一種設(shè)置在一個(gè)排出通道中用于通過(guò)真空泵抽空一個(gè)抽空氣密密封室的收集室，所述收集室容納有一用于在其上積聚包含在排出氣體內(nèi)的產(chǎn)物并除去該產(chǎn)物的收集單元；一個(gè)緊鄰所述收集室設(shè)置的再生室，其用于引入再生液體使所述收集單元再生；以及一個(gè)用于使所述收集單元在所述收集室和所述再生室之間轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述收集單元具有經(jīng)過(guò)憎水處理的表面。
在收集單元的表面上所進(jìn)行的憎水處理能夠壓制表面能量，使得液體易于縮聚。這將防止液體在收集單元的表面擴(kuò)展并且能夠易于排斥液體。因此，即使擋板具有改善收集單元的收集效率的復(fù)雜形狀，當(dāng)擋板被再生液體再生時(shí)，再生液體能夠易于從擋板的表面上被排斥。這可以改善沖洗和干燥的效率，即再生效率，并且必然會(huì)改善工作效率，以及收集效率。憎水處理的實(shí)例為諸如四氟乙烯聚合物的氟樹(shù)脂的涂層。
當(dāng)結(jié)合說(shuō)明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖進(jìn)行對(duì)本發(fā)明的描述時(shí)，本發(fā)明的以上和其它目的、優(yōu)點(diǎn)以及有利之處將更加清楚明了。


圖1是一個(gè)顯示了具有根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的收集裝置的抽空系統(tǒng)的系統(tǒng)視圖；圖2是在圖1中顯示的收集裝置的垂直截面視圖；圖3是說(shuō)明了已經(jīng)過(guò)親水處理的一個(gè)擋板的功能的視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的收集裝置的垂直截面視圖；圖5是說(shuō)明了已經(jīng)過(guò)憎水處理的一個(gè)擋板的功能的視圖；圖6A、6B和6C是顯示了適合于在本發(fā)明第二實(shí)施例的收集裝置中使用不同收集單元的視圖；圖7是顯示了傳統(tǒng)的抽空系統(tǒng)的系統(tǒng)視圖。
下面將參考附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的收集裝置進(jìn)行描述。在所有視圖中相同或?qū)?yīng)部件用相同或?qū)?yīng)的標(biāo)記表示。
圖1到圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的收集裝置。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，設(shè)置排出通道14用于通過(guò)真空泵12抽空一個(gè)氣密密封室10，該氣密密封室10組成半導(dǎo)體制造裝置的一部分。收集裝置18設(shè)置在真空泵12的上游。收集裝置18包括一個(gè)形成收集室24的收集容器26，該收集室24具有與排出通道連通的吸氣口20和排氣口22。收集裝置18還包括一個(gè)形成再生室32的再生容器34，該再生室32緊鄰收集室24，再生室32具有一個(gè)再生氣體引入口28和再生氣體排出口30。
設(shè)置一個(gè)在其上固定有收集單元36的軸38，以便穿過(guò)兩個(gè)容器26、34。這個(gè)軸38的結(jié)構(gòu)是它能夠作為在它的軸線方向的一個(gè)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)在汽缸40中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，于是允許收集單元36在收集室和再生室32之間交替移動(dòng)。收集單元36包括圍繞軸38通過(guò)端板44固定安裝的擋板42。軸38在其內(nèi)具有一個(gè)通道(未示出)，以便允許低溫度的流體流過(guò)以冷卻通過(guò)端板44的擋板42。
擋板42具有已經(jīng)進(jìn)行親水處理的表面，例如覆蓋一層在其中具有親水離子的氟樹(shù)脂。這使得表面能量小于液體的凝結(jié)力。結(jié)果，如圖3所示，在擋板42的表面和液體L之間的接觸角α變小，因此擋板42的表面與液體L接觸區(qū)域變大，并且液體L易于附著在擋板42的表面上。
一對(duì)與收集單元36一起整體地移動(dòng)的閥元件46、46在收集單元36的兩側(cè)被設(shè)置在軸38上，于是將收集單元36夾在中間，并且分別位于收集室24和再生室32之內(nèi)。作為密封元件的O形圈48被分別安裝在閥元件46、46的兩側(cè)的周邊部分上。O形圈48能夠與分隔壁50、50中的一個(gè)進(jìn)行壓力接觸，該分隔壁50、50從收集容器26的兩端向內(nèi)突出，并與分隔壁52、52中的一個(gè)壓力接觸，該分隔壁52、52從再生容器34的兩個(gè)端部向內(nèi)突出，借此收集室26和再生室32被密封。
下一步，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的收集裝置18的操作。在制造半導(dǎo)體裝置的時(shí)候，進(jìn)行轉(zhuǎn)換以便收集單元36位于收集室24之內(nèi)，并且用冷卻介質(zhì)對(duì)擋板42進(jìn)行冷卻。這將允許包含在排出氣體中的特定組分，諸如在形成鋁膜的情況下的氯化鋁，通過(guò)排出通道14流入收集室24中，然后作為固體物質(zhì)被收集并從排出氣體中除去。在這個(gè)時(shí)候，因?yàn)樵谑占瘑卧?6中的擋板42已經(jīng)被施加親水處理，表面能量小于液體的縮聚力。因此，即使是難于收集的諸如帶有硅Si或類(lèi)似物的縮聚物的物質(zhì)也能夠被積極地吸收到擋板42的表面上，于是改善了收集效率。
一旦溫度傳感器、壓力傳感器或類(lèi)似的探測(cè)器探測(cè)到收集產(chǎn)物己到達(dá)一定的量，處理就會(huì)臨時(shí)被停止，或者進(jìn)行交替轉(zhuǎn)換到其他的排出通道，接著收集單元36被移動(dòng)到再生室32。此后，再生氣體通過(guò)引入口28被引入到再生室32中，并且通過(guò)排出口30排出，于是收集單元被再生。
圖4和圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例收集裝置。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，在收集單元36中的擋板42的表面已經(jīng)經(jīng)過(guò)憎水處理，例如通過(guò)諸如四氟乙烯聚合物的氟樹(shù)脂的涂層，并且諸如熱水或化學(xué)液體的清洗氣體可以以受控制的方式通過(guò)引入口28被引入到再生室32中。其他的結(jié)構(gòu)與本發(fā)明第一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)相同。
因?yàn)閾醢?2的表面經(jīng)過(guò)憎水處理，表面能量被壓制，于是液體易于縮聚。因此，液體在擋板42的表面上不擴(kuò)展，并且易于從表面被排斥。具體來(lái)說(shuō)，如圖5所示，在擋板42的表面和液體L之間的接觸角β變大，擋板42的表面與液體L為點(diǎn)接觸，于是使液體L易于從擋板42的表面被排斥。
在這個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)探測(cè)到被收集的產(chǎn)物達(dá)到一定量時(shí)，處理就會(huì)臨時(shí)被停止，或者進(jìn)行交替轉(zhuǎn)換到其他的排出通道，接著收集單元36被移動(dòng)到再生室32。此后，再生液體通過(guò)引入口28被引入到再生室32中并浸沒(méi)在再生液體中的收集單元36。于是，聚集到在收集單元36中的擋板42上的產(chǎn)物在再生液體中被分解，或另外借助于再生液體的流力從擋板42上分離以使被分離的產(chǎn)物浮在再生液體上。在其中包含有分解產(chǎn)物或浮有產(chǎn)物的再生液體通過(guò)排出口30被連續(xù)排出。
當(dāng)收集單元36以這樣的方式在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)完成再生過(guò)程時(shí)，諸如干燥氮?dú)獾那鍧崥怏w通過(guò)引入口28被引入再生室32中，接著通過(guò)排出口30被排出以干燥收集單元36和再生室32。此后，收集單元36返回到收集室24中。在這個(gè)連接中，應(yīng)當(dāng)注意在收集單元36中的擋板42經(jīng)過(guò)了憎水處理，于是表面能量被壓制以使液體易于縮聚。因此，在用再生液體進(jìn)行擋板42的再生時(shí)，再生液體易于從擋板42的表面被排斥，于是改善了沖洗和干燥的效率以及再生的效率。
這個(gè)實(shí)施例最適合于用于收集諸如SiO2化合物的產(chǎn)物，該產(chǎn)物易于被收集單元收集，但是難于在收集單元的再生步驟中從收集單元中去除。收集效率的降低可以通過(guò)將收集單元成形為復(fù)雜的形狀從而增加擋板與排出氣體的接觸面積來(lái)補(bǔ)償。
圖6A、6B和6C顯示了最適合于在這個(gè)實(shí)施例中使用收集單元。在圖6A中，相對(duì)于左和右方向?qū)ΨQ地設(shè)置多個(gè)擋板42a、42b、42c(在圖中顯示的實(shí)施例中共有6個(gè)擋板)。在鄰近的擋板之間以及擋板和軸38之間設(shè)置收集通道60a、60b、60c。擋板42a、42b、42c具有同心的圓弧部分62和線性并平行延伸的平的部分64，并且每個(gè)擋板42a、42b、42c上設(shè)置有排出孔66。
圖6B顯示了一個(gè)實(shí)施例，其中設(shè)置多個(gè)弧狀擋板42a、42b、42c、42d和42e以圍繞軸38，并且在擋板42a和軸38之間以及在這些擋板42a、42b、42c、42d和42e之間以多層的形狀構(gòu)造彎曲的收集通道60a、60b、60c、60d和60e。在每個(gè)通道的上游側(cè)的入口寬度是這樣構(gòu)造的，以便以更大的鈍角比入口的寬度加寬，在入口側(cè)設(shè)置導(dǎo)向擋板68a、68b和68c以起到分配在中間部分上流到外圍通道的氣體。
圖6C顯示了一個(gè)實(shí)施例，其中只在擋板42a、42a之間的部分以及擋板42a、42b之間的部分的上游側(cè)設(shè)置其它擋板42d、42e，如圖6A所示，以便通道60a的上游側(cè)通過(guò)擋板42d被分為兩個(gè)通道60a1、60a2，以及通道60b的上游側(cè)通過(guò)擋板42e被分為兩個(gè)通道60b1、60b2。
一個(gè)用再生液體再生(清洗)如上述具有復(fù)雜形狀收集單元36并干燥再生收集單元36的努力將導(dǎo)致再生液體進(jìn)入在擋板之間的縫隙，并且需要大量的時(shí)間用于干燥。擋板的憎水處理能夠改善沖洗和干燥的效率。
從前面的描述可以明顯看出，本發(fā)明能夠改善收集產(chǎn)物的效率或去除收集單元上積聚的去除物質(zhì)的效率，即再生收集單元的效率。因此，如果本發(fā)明被應(yīng)用到一個(gè)用于半導(dǎo)體加工處理裝置或類(lèi)似裝置的抽空系統(tǒng)中，該裝置能夠穩(wěn)定地工作于是改善其可靠性。這樣，可以延長(zhǎng)真空泵的使用壽命，保護(hù)用于去除有害物質(zhì)的裝置，改善造作的可靠性，節(jié)省時(shí)間，降低設(shè)備和/或操作的費(fèi)用。
盡管已經(jīng)顯示和詳細(xì)描述了本發(fā)明特定的優(yōu)選實(shí)施例，可以理解在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種的變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．一種設(shè)置在一個(gè)排出通道中的收集裝置，其用于通過(guò)真空泵抽空一個(gè)抽空氣密密封室，所述收集裝置包括一個(gè)用于在其上積聚包含在排出氣體內(nèi)的產(chǎn)物并除去該產(chǎn)物的收集單元，所述收集單元具有一個(gè)經(jīng)過(guò)親水處理的表面。
2．如權(quán)利要求1所述的收集裝置，其特征在于，所述收集單元通過(guò)再生氣體再生。
3．如權(quán)利要求1所述的收集裝置，其特征在于，所述難于被收集的產(chǎn)物被所述收集單元收集。
4．如權(quán)利要求3所述的收集裝置，其特征在于，所述產(chǎn)物包括具有硅Si的縮聚物。
5．一種收集裝置，包括一種設(shè)置在一個(gè)排出通道中用于通過(guò)真空泵抽空一個(gè)抽空氣密密封室的收集室，所述收集室容納有一用于在其上積聚包含在排出氣體內(nèi)的產(chǎn)物并除去該產(chǎn)物的收集單元；一個(gè)緊鄰所述收集室設(shè)置的再生室，其用于引入再生液體使所述收集單元再生；以及一個(gè)用于使所述收集單元在所述收集室和所述再生室之間轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述收集單元具有經(jīng)過(guò)憎水處理的表面。
6．如權(quán)利要求5所述的收集裝置，其特征在于，所述易于被收集但難于被除去的產(chǎn)物被所述收集單元收集。
7．如權(quán)利要求6所述的收集裝置，其特征在于，所述產(chǎn)物包含SiO2組分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種收集裝置,用于提高收集產(chǎn)物的效率或使收集單元再生的效率,即提高除去積聚在收集單元上的產(chǎn)物的效率。該收集裝置設(shè)置在一個(gè)排出通道中用于通過(guò)真空泵抽空一個(gè)抽空氣密密封室,所述收集裝置包括:一個(gè)用于在其上積聚包含在排出氣體內(nèi)的產(chǎn)物并除去該產(chǎn)物的收集單元,所述收集單元具有一個(gè)經(jīng)過(guò)親水處理的表面。
文檔編號(hào)F04B37/16GK1296127SQ0013262
公開(kāi)日2001年5月23日 申請(qǐng)日期2000年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月10日
發(fā)明者野村典彥, 野路伸治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社荏原制作所