[发明专利]气体排出管及相关的方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体从反应器的排出，更具体地涉及离开化学反应器(例如，一件原子层沉积设备的反应器)的反应气体残余物的排出。

背景技术

根据现有技术的一件原子层沉积设备的通常运行描述如下。两种反应气体G1和G2被顺次引入反应器中，在反应器内存在基底(“晶片”)以允许原子层沉积在晶片上。在反应器中通过加热元件来维持高温。反应气体(G1或G2)的残余物通过位于反应器出口的排出管排出到真空泵。

这种方法的问题在于，两种反应气体G1和G2会在真空泵混合。这种混合物会产生化学反应，从而导致在用于排出气体G1和G2的真空泵中形成固体颗粒和粉末。在真空泵中积聚的固体颗粒和粉末会导致真空泵的故障和/或过早磨损，从而影响晶片的制造总成本。

为了克服该问题，现有技术的解决方案在于使用两个不同的真空泵，每个真空泵专用于一种反应气体。向一个或另一个真空泵的传送由位于排出管入口的一机械阀系统来进行，所述机械阀系统将反应气体引导到排出管的与真空泵连接的一个或另一个排出通道。

然而，对于这种解决方案，会在机械阀处发生反应气体的混合，从而在所述阀处引起副产物层的沉积，这会妨碍所述阀的工作并导致故障。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种装置，其能够防止反应气体在运动的机械元件中混合以便防止会导致工作故障的副产物形成，其还允许反应气体以更快且由此更适合于脉冲式方法(如原子层沉积法)的方式从一个排出通道被引导到另一个排出通道。

因此，根据本发明的装置是一种气体排出管，其包括第一排出通道和至少一个第二排出通道，所述第一排出通道和至少一个第二排出通道设计成一方面分别连接到第一真空泵和至少一第二真空泵，另一方面连接到反应器的出口，其中所述第一排出通道和至少所述第二排出通道包括用于喷注惰性气体的第一器件和至少第二器件，所述第一器件和至少第二器件的喷注方向分别与所述真空泵的抽吸方向相反地定向。

“惰性气体”应理解为单种惰性气体或多种惰性气体的混合物。惰性气体可例如为氮N₂、氩Ar和/或氦He。

根据本发明的另一个方面，所述管包括安置成一方面与所述反应器的出口连通、另一方面与所述第一排出通道和至少所述第二排出通道连通的中央主干部，所述第一排出通道和至少所述第二排出通道具有相同量级的传导性。

根据本发明的又一个方面，所述排出通道的数量为两个，并且所述中央主干部一方面包括与所述第一排出通道连通的内部部分，另一方面包括由一壁与所述内部部分分开、与所述第二排出通道连通的周边部分。

根据本发明的一补充方面，所述中央主干部的内部部分和周边部分各自的传导性具有相同的量级。

根据本发明的另一个方面，用于喷注惰性气体的所述第一喷注器件沿所述中央主干部的内部部分的轴线安设并朝着所述反应器的出口定向，而用于喷注惰性气体的所述第二喷注器件安设在所述中央主干部的周边部分的周界上并大致朝着所述中央主干部的截面的中央定向。

本发明的另一个主题在于一种用于通过排出管排出源自反应器的第一反应气体和至少一种第二反应气体的方法，所述第一反应气体和至少所述第二反应气体通过与第一真空泵和至少一个第二真空泵连接的第一排出通道和至少一个第二排出通道被顺次排出，其中通过大致沿与相应真空泵的抽吸方向相反的方向喷注惰性气体来控制对于反应气体朝所述排出通道之一流动的引导。

根据本发明的另一个方面，在所述第一和第二排出通道中至少一者的入口处进行惰性气体的喷注。

根据本发明的一附加方面，源自所述反应器的所述第一反应气体和至少第二反应气体被顺次接纳，并且所述第一真空泵和至少第二真空泵分别专用于所述第一反应气体和至少第二反应气体，使得在要排出的反应气体被送至所述第二真空泵时在所述第一排出通道喷注惰性气体，而在要排出的反应气体被送至所述第一真空泵时在所述第二排出通道喷注惰性气体。

根据本发明的一补充方面，源自所述反应器的所述第一反应气体和至少所述第二反应气体被交替地接纳，使得在所述排出通道喷注惰性气体也交替地进行。

根据本发明的另一个方面，被喷注的惰性气体的量对于所述交替的两种序列(two sequences of the alternation)来说是相同的，并且被计算为在所述真空泵处的气体混合物中获得20％的反应气体浓度，所述真空泵处的气体混合物由反应气体和所喷注的惰性气体构成。

附图说明