CN1672771A - 过滤装置 - Google Patents
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Abstract
一种过滤装置，适于过滤气体，其主要由过滤装置本体、盘式过滤器、气体导流管以及多个网型过滤器所构成。过滤装置本体具有进气口及出气口。盘式过滤器配置于过滤装置本体内部。气体导流管配置于过滤装置本体内部，且此气体导流管的一端与盘式过滤器连通，另一端与出气口连通。多个网型过滤器则配置于气体导流管内。通过多段式过滤先将气体中的液态物质吸附，接着再将气体中的微粒依粒径大小渐进过滤，以提高过滤的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种过滤装置，特别是涉及一种适用于化学气相沉积机台的过滤装置(Trap)。
背景技术
化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)，是一种利用化学反应的方式，在反应室(炉管)内使反应物(通常为反应气体)生成固态的产物，并沉积于芯片表面的一种薄膜沉积技术。化学气相沉积法的应用范围极为广泛，举凡半导体组件所需制备的薄膜，不论是导体、半导体、或是介电材料(Dielectrics)，都可通过化学气相沉积法来进行制备。而且，由于化学气相沉积法是通过反应气体间的化学反应来形成所需要的薄膜，因此，以化学气相沉积法所制备的薄膜材料，其结晶性(Crystallinity)和理想配比(Stoichiometry)等一些与材料特性相关的性质，将优于传统的溅镀法。所以，在先进的半导体制作过程中，化学气相沉积法俨然已成为最主要的薄膜沉积工具。
但是，对于化学气相沉积法而言，上述反应气体在形成固态的生成物时，通常会伴随产生大量的反应物微粒与副产物，因此反应室(炉管)通常会连接一过滤装置，用以将气体中的该各反应物微粒与副产物滤除。
图1是绘示现有一种与化学气相沉积机台的反应室(炉管)连接的过滤装置的结构示意图。请参阅图1，现有的过滤装置100是由过滤装置本体110、过滤板120及盘式过滤器130所构成。过滤装置本体110是由底座112、筒体114及固定轴116所构成。其中，筒体114配置于底座112上，且此筒体114上具有进气口114a及出气口114b，而固定轴116配置在底座112上。过滤板120配置在筒体114内，并对应于筒体114的进气口114a，且此过滤板120具有多个孔洞(图未示)，用以过滤废气中的反应物微粒。盘式过滤器130由多个环状的碟盘132所构成。这些环状的碟盘132相互堆栈而形成类似圆筒状的堆栈体，并配置在底座112上。
请继续参阅图1，当含有反应物微粒及副产物的废气由进气口114a进入过滤装置本体110时，此气体一部分会经由过滤板120通过盘式过滤器130，而其它部分则直接通过盘式过滤器130。其中经由过滤板120的废气，其粒径大于过滤板120的孔洞直径的反应物微粒会被阻隔于这些孔洞上，而进入盘式过滤器130内的废气，因每个碟盘132之间都有空隙，是可阻隔粒径大于此空隙的反应物微粒，使得最后由出气口114b排出的废气，其中的反应物微粒可被拦截，而达到过滤气体中的杂质的目的。
然而，现有过滤装置具有下列缺点：
1.废气由过滤装置的进气口进入后，随即进入盘式过滤器中，其气体流动的路径较短，不易使废气中的反应物留在过滤装置内，因此过滤的效果较差。
2.过滤装置内的盘式过滤器仅能概略地阻隔粒径较大的反应物微粒，对于粒径更小的反应物微粒则无法有效拦截，因此过滤的效果较差。
3.过滤装置邻近于进气口的内壁至过滤板之间的距离很小，仅为1.5公分，而且过滤板上的孔洞也相当细小，其当废气中的反应物微粒与副产物大量聚集时，容易因过滤板上的孔洞被阻塞，进而造成进气口端阻塞的情形发生。因此势必花费大量的时间及金钱来进行过滤装置的进气口端的清理，以维护过滤装置的正常运作，而致使化学气相沉积机台的生产效率无法有效提升。
发明内容
因此，本发明的一目的在于提供一种过滤装置，其可增加过滤气体中的液态物质及微粒的能力。
本发明的又一目的为提供一种过滤装置，可避免过滤装置的进气口阻塞，进而增加过滤装置的使用寿命(Life time)。
基于上述目的，本发明提出一种过滤装置，适于过滤气体，此过滤装置主要是由过滤装置本体、盘式过滤器、气体导流管以及多个网型过滤器所构成。过滤装置本体内呈中空，且此过滤装置本体具有进气口及出气口。盘式过滤器配置于过滤装置本体内部。气体导流管亦配置于过滤装置本体内部，且此气体导流管的一端与盘式过滤器连通，另一端与出气口连通，且气体导流管的一部分区域位于进气口附近。多个网型过滤器则配置于气体导流管内。气体是由进气口进入，并经气体导流管的外壁的导流进入盘式过滤器中，且经过该各网型过滤器后，最后由出气口排出。
在本发明的较佳实施例中，过滤装置本体可由底座及筒体所构成。其中，筒体配置于底座上，且进气口及出气口位于此筒体上。此外，进气口可配置于筒体的侧面，而出气口可配置于筒体的顶面。
在本发明的较佳实施例中，过滤装置本体还包括一固定轴，此固定轴配置在底座上，且多个网型过滤器配置在此固定轴上，以将这些网型过滤器固定于此气体导流管内。此外，在些网型过滤器的周缘还可配置多个固定构件，以将这些网型过滤器固定为一体，进而方便将这些网型过滤器同时固定于固定轴上。
在本发明的较佳实施例中，盘式过滤器主要由多个环状的碟盘所构成。这些环状的碟盘相互堆栈且配置在底座上，而气体导流管配置于此盘式过滤器上。此外，环状碟盘的上下两面的内周缘至外周缘具有多个微细凹纹，使环状碟盘堆栈在一起时，可于相邻两碟盘上之间而形成复杂的间隙，而使气体中的微粒可堆积于相邻两碟盘之间所形成的间隙内。另外，环状碟盘的上下两表面上还可配置多个凸肋或凹沟，用以增加吸附的表面积。
在本发明的较佳实施例中，环状碟盘例如是堆栈为一筒状堆栈体。此外，环状碟盘例如是具有一对准端，且这些环形碟盘例如是以这些对准端相互对齐的方式堆栈。另外，也可部分环形碟盘例如是以这些对准端朝向一第一方向且相互对齐的方式堆栈，而部分环形碟盘例如以这些对准端朝向一第二方向且相互对齐的方式堆栈。换言之，这些具有对准端的环状碟盘可以同向堆栈或部分同向、部分反向的交错堆栈。
在本发明的较佳实施例中，气体导流管对应于进气口的此部分区域可为平面，用以改变由进气口进入的部分气体的流动方向以及吸附气体中的液态物质。此外，气体导流管对应于进气口的此部分区域上，更可配置多个隔板，用以增加吸附的表面积，进而提高吸附气体中的液态物质的效果。当然，隔板也可以设置在整个气体导流管的外壁面上。
在本发明的较佳实施例中，过滤装置本体邻近于此进气口的壁面至气体导流管与此进气口对应的部分区域其距离例如是3公分。
在本发明的较佳实施例中，多个网型过滤器的孔径不同，且这些网型过滤器的孔径是由大至小配置，并由盘式过滤器向过滤装置本体的出气口排列。
本发明的过滤装置其内部设计有盘式过滤器、气体导流管以及网型过滤器三种过滤单元，并使由过滤装置的进气口所进入的气体依序经气体导流管、盘式过滤器、网型过滤器后再由过滤装置的出气口排出，因此通过三段式过滤先将气体中的液态物质吸附，接着再将气体中的微粒依粒径大小渐进过滤，以提高过滤的效果。
附图说明
图1为现有一种与化学气相沉积机台的反应室(炉管)连接的过滤装置的结构示意图；
图2为本发明一较佳实施例的过滤装置的结构示意图；
图3A为本发明一较佳实施例的盘式过滤器的上视图；
图3B为本发明一较佳实施例的盘式过滤器的立体示意图；
图4A为本发明一较佳实施例的气体导流管的立体示意图；
图4B为本发明一较佳实施例的另一气体导流管的立体示意图；
图5为本发明一较佳实施例的网型过滤器的立体示意图。
具体实施方式
图2为本发明一较佳实施例的过滤装置的结构示意图。图3A为依照本发明一较佳实施例的盘式过滤器的上视图。图3B绘示依照本发明一较佳实施例的盘式过滤器的立体示意图。图4A绘示依照本发明一较佳实施例的气体导流管的立体示意图。图4B绘示依照本发明另一较佳实施例的气体导流管的立体示意图。图5绘示依照本发明一较佳实施例的网型过滤器的立体示意图。
首先，请先参照图2，本发明的过滤装置200适于过滤气体中的微粒及液态物质，此过滤装置200主要是由过滤装置本体210、盘式过滤器220、气体导流管230以及多个网型过滤器240所构成。
过滤装置本体210内呈中空，且此过滤装置本体210具有进气口212a及出气口212b。以本实施例而言，过滤装置本体210例如是由底座212、筒体214及固定轴216所构成。其中筒体214配置在底座212上，而固定轴216配置在底座212上，而进气口212a及出气口212b例如是配置在筒体214上，且进气口212a例如是配置于筒体214的侧面，而出气口212b例如是配置于筒体214的顶面。在本实施例中，筒体214例如是圆筒状，当然筒体也可以是四角筒状、五角筒状、多角筒状等。
请同时参照图2、图3A与图3B，盘式过滤器220配置于过滤装置本体210内部，且例如是配置在底座212上。其中盘式过滤器220主要是由多个环状的碟盘222堆栈而成，而形成类似圆筒状的堆栈体。在本实施例中这些碟盘222堆栈配置在底座212上，而气体导流管230也配置于过滤装置本体210内部，且配置于这盘式过滤器220最顶层的碟盘222的表面上。碟盘222的上下两面的内周缘至外周缘设置有多个微细的凹纹(未绘示)，当碟盘222堆栈在一起时，通过使相邻两碟盘222上的接触面的凹纹交叉堆栈，或具有小角度，于是在盘式过滤器220中，相邻两碟盘222之间则因为凹纹的组合，而形成复杂的间隙，当废气从盘式过滤器220外侧通过此间隙而进入盘式过滤器220内部时，废气中的为微粒就会堆积在此间隙内。此外，碟盘222之上下两表面上还可配置多个凸肋224，以增加吸附的表面积，进而使提高过滤的效果。当然，在碟盘222的上下两表面上也可配置多个凹沟(未绘示)，同样也具有增加吸附的表面积，进而使提高过滤的效果。另外，本实施例中的碟盘222是以具有一对准端的环形碟盘举例说明，其中此对准端为在堆栈这些碟盘222时作为对准的基准之用。以本实施例而言，对准端即例如是如图3B中所示的环形碟盘的切角处，且这些环形碟盘例如是以这些对准端相互对齐的方式堆栈。当然，也可将部分环形碟盘例如是以这些对准端朝向一第一方向且相互对齐的方式堆栈，而将其余环形碟盘例如以这些对准端朝向一第二方向且相互对齐的方式堆栈。换言之，这些具有对准端的环状碟盘可以同向堆栈或部分同向、部分反向的交错堆栈，甚至这些具有对准端的环状碟盘还可以各自由不同的方向交错堆栈。然而，熟悉该项技术者应知，本发明的碟盘222也无须局限其形状，是可为圆形、多边形或不规则形都可。
请参阅图2并适时对照图4A，气体导流管230例如是中空管状体，且气体导流管230的一部分区域232对应于进气口212a处，而气体导流管230对应于进气口212a的此部分区域232例如设计为一平面(请见图4A)，用改变由进气口212a进入的部分气体的流动方向以及吸附气体中的液态物质。此外，过滤装置本体210邻近于进气口212a的壁面至气体导流管230的此部分区域232其距离例如是设计为3公分。故从上得知，气体导流管230配置于盘式过滤器220的上方，使此气体导流管230的一端可与盘式过滤器220连通，另一端可与出气口212b连通，并使气体导流管230的此部分区域232与进气口212a相对应。
接着，请参阅图4B，本发明的气体导流管230其对应于进气口212a而设计为平面的部分区域232上，更可配置多个隔板234，用以增加吸附的表面积，进而提高吸附气体中的液态物质的效果。当然，这些隔板234并不局限配置于此设计为平面的部分区域232上，也可配置于气体导流管230的整个外壁上(图未示)。此外，本实施例的这些隔板234是垂直地配置于气体导流管230上，当然这些隔板234也可以水平或其它排列方式配置于气体导流管230上。此外，熟悉该项技术者应知，无须限制这些隔板234的形状及尺寸。
请继续参阅图2与图5，数个网型过滤器240(本图以绘出三个为例说明)配置于气体导流管230内，且是通过将这些网型过滤器240套设于固定轴216上，而将这些网型过滤器240固定于气体导流管230内。此外，为了方便将这些网型过滤器240同时配置在固定轴216上，可通过多个固定构件242配置于这些网型过滤器240的周缘，使这些网型过滤器240成为一体。
接着，继续说明本发明的过滤装置200的过滤原理。在此，以将本发明的过滤装置200运用在二氧化硅(以四乙基-邻-硅酸酯，简称TEOS，作为反应气体源)化学气相沉积制作过程为例作说明。本发明的过滤装置200通常是连接在一化学气相沉积机台的反应室(炉管)的出口端，其中反应室(炉管)内通常是通入TEOS(Si(OC2H5)4(g))的反应气体，通过对此反应气体进行加热，以形成固态的SiO2(s)沉积于芯片表面，而反应气体在形成固态的生成物时，通常会伴随产生由大量的反应物微粒与副产物，如乙烯(C2H4(g))、氧化氢(H2O(g))所构成的废气，因此将本发明的过滤装置200连接于反应室(炉管)的出口端，可以滤除废气中的反应物微粒与副产物。
如图2所示，废气是由进气口212a进入过滤装置本体210时，废气首先会接触到气体导流管230的如图4A或图4B所示的部分区域232，而先将废气中的偏液态型态的物质(如H2O(g))吸附，并通过气体导流管230的此部分区域232的平面设计，使一部分反应气体朝向过滤装置本体210的底部流动而进入盘式过滤器220内，而另一部分的废气则通过气体导流管230的部分区域232以外的弧形表面导向较远离进气口212a处后，再朝向过滤装置本体210的底部流动而进入盘式过滤器230内，因此，本发明的气体导流管230除可先将废气中的偏液态物质吸附，而作第一道过滤外，更可延长气体在过滤装置本体210内的流动路径，让反应物更容易留在过滤装置本体210内，进而提高过滤的效果。此外，由于过滤装置本体210邻近于进气口212a的壁面至气体导流管230的此部分区域232其距离例如是设计为3公分，其距离增大至现有技术的过滤装置本体邻近于进气口处的壁面至气体导流板距离的两倍，因此，当废气中的反应物微粒与副产物大量聚集时，进气口端即不易造成阻塞的情形发生，故不需再花费大量的时间及金钱来进行过滤装置的进气口端的清理，来维护过滤装置的正常运作，因此化学气相沉积机台的生产效率可有效地提高。
而进入盘式过滤器230内的废气，由于每个碟盘232之间都有空隙，故在通过各个碟盘232之间的空隙时，可阻隔粒径大于此空隙的反应物微粒，而作第二道过滤。之后，废气会依序通过配置于气体导流管230内部的多个网型过滤器240。值得注意的是，以如图5的本实施例而言，三个网型过滤器240其孔径都不同，其中距离出气口212b越近的网型过滤器240其孔径则越小，通过这些网型过滤器240的配置以达到渐进式过滤的效果。换言之，通过网型过滤器240的配置，以对废气内其粒径更小的反应物微粒进行过滤，使最后由出气口214b排出的气体其中的反应物微粒与副产物可被拦截，而达到过滤气体中的杂质的目的。
本发明的过滤装置其内部主要设计有盘式过滤器、气体导流管以及网型过滤器三种过滤单元，并使由过滤装置的进气口所进入的气体依序经气体导流管、盘式过滤器、网型过滤器后再由过滤装置的出气口排出，以先将气体中的液态物质吸附，接着再将气体中的微粒依粒径大小渐进过滤，因此通过三段式的过滤方式，进一步提高过滤的效果。
综上所述，本发明的过滤装置至少具有下列优点：
1.本发明的过滤装置内配置有盘式过滤器、气体导流管以及网型过滤器三种过滤单元，并以三段式的过滤方式过滤气体(即废气)中的反应物微粒与副产物，故可提供较佳的过滤效果。
2.本发明的过滤装置中所配置的气体导流管，除可吸附气体(即废气)中的偏液态物质外，更可延长气体在过滤装置本体内的流动路径，让反应物更容易留在过滤装置本体内，进而提高过滤的效果。
3.本发明的过滤装置邻近于进气口端的壁面至气体导流管间的距离增大至3公分(即加大缓冲空间)，因此当气体中的反应物微粒与副产物大量聚集时，进气口端即不易造成阻塞的情形发生。
虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。
Claims (17)
1.一种过滤装置，适于过滤一气体，该过滤装置包括：
一过滤装置本体，内呈中空，且该过滤装置本体具有一进气口及一出气口；
一盘式过滤器，配置于该过滤装置本体内部；
一气体导流管，配置于该过滤装置本体内部，该气体导流管的一端与该盘式过滤器连通，另一端与该出气口连通，且该气体导流管的一部分区域对应于该进气口；以及
多个网型过滤器，配置于该气体导流管内，
其中该气体由该进气口进入，并经该气体导流管的外壁的导流进入该盘式过滤器内，且经过该些网型过滤器后由该出气口排出。
2.如权利要求1所述的过滤装置，其中该过滤装置本体包括：
一底座；以及
一筒体，配置于该底座上，且该进气口及该出气口位于该筒体上。
3.如权利要求2所述的过滤装置，其中该进气口位于该筒体的侧面，而该出气口位于该筒体的顶面。
4.如权利要求2所述的过滤装置，其中该过滤装置本体还包括一固定轴，该固定轴配置于该底座上，且该各网型过滤器配置在该固定轴上，而将该各网型过滤器固定于该气体导流管内。
5.如权利要求4所述的过滤装置，其中该盘式过滤器包括多个环状碟盘，该各环状碟盘堆栈配置在该底座上，而该气体导流管配置于该盘式过滤器上。
6.如权利要求5所述的过滤装置，其中该各环状碟盘的上下两面的内周缘至外周缘具有多个凹纹。
7.如权利要求5所述的过滤装置，其中该各环状碟盘的上下两表面上还具有多个凸肋。
8.如权利要求5所述的过滤装置，其中该各环状碟盘的上下两表面上还具有多个凹沟。
9.如权利要求5所述的过滤装置，其中该各环状碟盘堆栈为一筒状堆栈体。
10.如权利要求5所述的过滤装置，其中该各环状碟盘分别具有一对准端，且该各环形碟盘是以该对准端相互对齐的方式堆栈。
11.如权利要求5所述的过滤装置，其中该各环状碟盘分别具有一对准端，至少部分该各环形碟盘是以该对准端朝向一第一方向且相互对齐的方式堆栈，而部分该各环形碟盘系以该对准端朝向一第二方向且相互对齐的方式堆栈。
12.如权利要求1所述的过滤装置，其中该气体导流管的该部分区域为一平面。
13.如权利要求12所述的过滤装置，还包括多个隔板，该各隔板配置于该气体导流管的该平面上。
14.如权利要求1所述的过滤装置，还包括多个隔板，该各隔板配置于该气体导流管的外壁上。
15.如权利要求1所述的过滤装置，其中该过滤装置本体邻近于该进气口的壁面至该气体导流管的该部分区域的距离为3公分。
16.如权利要求1所述的过滤装置，其中该各网型过滤器的孔径不同，且由该盘式过滤器向该出气口，该各网型过滤器的孔径是由大至小配置。
17.如权利要求1所述的过滤装置，还包括多个固定构件，该各固定构件配置于该各网型过滤器的周缘，以将该各网型过滤器固定为一体。
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