阱

摘要

本发明提供一种热阱装置(1)，其包括具有至少一个进气口(3)、至少一个出气口(5)的壳体(2)、至少一个加热装置(7)及至少一个收集装置(10)，用以将反应副产物转化成产物。其中，收集装置设置于壳体内，位于进气口与出气口之间，其直径实质符合壳体的直径，且其具有至少一个开孔(18)。

权利要求

1.一种气相沉积热阱装置(1)，其包括：

壳体(2)，包括至少一个进气口(3)及至少一个出气口(5)；

至少一个加热装置(7)；以及

至少一个收集装置(10)，用以将反应副产物转化成沉积在所述收集装置及/或所述壳体的内表面上的产物；

其中，所述收集装置设置于所述壳体内，位于所述进气口与所述出气口之间，以及其中，所述收集装置的直径实质符合所述壳体的直径，且具有至少一个开孔(18)。

2.如权利要求1所述的热阱装置，其特征在于，包括至少两个所述收集装置，其中所述收集装置使其上的所述开孔以彼此交错的方式设置。

3.如权利要求1所述的热阱装置，其特征在于，包括至少两个所述收集装置，其中所述收集装置的表面积朝所述进气口至所述出气口的方向渐增。

4.如权利要求1所述的热阱装置，其特征在于，包括至少两个所述收集装置，其中所述收集装置的温度朝所述进气口至所述出气口的方向渐增。

5.如权利要求1所述的热阱装置，其特征在于，包括至少三个所述收集装置，其中任两个连续的所述收集装置之间的距离朝所述进气口至所述出气口的方向渐减。

6.如权利要求1所述的热阱装置，其特征在于，包括与所述收集装置热耦接的中央内部加热装置(8)，且选择性地包括外部加热装置(9)。

7.如权利要求1所述的热阱装置，其特征在于，所述收集装置包含硅、氧化硅、铝、氧化铝、铜、氧化钠或其组合。

8.如权利要求1所述的热阱装置，其特征在于，进一步包括至少一个用于温度测量的装置(16)。

9.一种真空处理系统(31)，其包括至少一个处理模块(19)及至少一个如权利要求1-8所述的热阱装置(1)，所述至少一个处理模块(19)连接至至少一个抽气装置(28)，其中所述热阱装置设置于所述抽气装置的上游。

10.如权利要求9所述的真空处理系统，其特征在于，包括≥2个所述热阱装置，且所述热阱装置中的至少两个是并联连接的。

11.如权利要求10所述的真空处理系统，其特征在于，至少一个处理模块连接至≥2个并联连接的热阱装置。

12.如权利要求9所述的真空处理系统，其特征在于，进一步包括≥2个阀件，其中≥1个阀件位于所述热阱装置的上游，而≥1个阀件位于所述热阱装置的下游。

13.如权利要求9所述的真空处理系统，其特征在于，进一步包括至少一个通气管路(30)，被设置用于将所述热阱装置通气至大气压力水平。

14.如权利要求9所述的真空处理系统，其特征在于，进一步包括与所述抽气装置连接的洗涤系统。

15.一种在如权利要求9至14所述的真空处理系统内去除反应副产物的方法，其中包括所述反应副产物的处理气体被强制通过所述至少一个热阱装置(1)。

说明书

阱

技术领域

[0001] 本发明涉及热阱的领域，是指真空处理系统中为清洁从处理区排放的气体所使用的装置。具体而言，本发明揭示包含收集装置的新颖热阱装置，可有效转化反应副产物。通过收集装置的几何形状、间距及温度，可以达到此种高效率的转化。

背景技术

[0002] 真空处理系统在所属技术领域中已广为人知，并用于多种应用中，例如，在光电工业或在显示器工业中，分别用于生产薄膜太阳能电池或TFT(薄膜晶体管)显示器。真空处理系统通常包括真空环境中的基板输送路径。沿着上述输送路径，可设置各种对基板起作用的处理装置(处理站或处理模块)，例如加热装置、冷却装置、通过化学气相沉积(CVD)等进行层沉积的装置、进行蚀刻或品质管控的装置等等。EP 0575055及US 4,358,472号专利均显示所谓的直列式(inline)真空处理系统。通常，真空处理系统的各个模块是通过阀件或闸门彼此分隔，以免交叉污染；同时，上述模块内的压力是利用真空泵(诸如初期(低度)真空泵或高度真空泵)设定为低于环境压力(亦即大气压力)。

[0003] 在真空处理系统操作期间，将处理气体馈入处理环境，例如，将二乙基锌(diethyl zinc，DEZ)馈入PECVD(等离子体辅助化学气相沉积)的沉积模块。此外，在沉积期间处理气体耗尽时，将新鲜处理气体的稳流馈入处理系统。同时，各真空泵是一直操作，以保持所需的处理压力。因此，包含反应副产物及/或未反应试剂的处理气体是从真空处理系统连续抽空/排放。

[0004] 然而，在模块排气、真空泵及设备管线中常见的情况下，反应副产物及/或未反应试剂易聚集在一起，此可能会对处理效率导致负面效果、造成管线及真空泵阻塞、缩短可生产的周期时间及/或需要密集的清洁周期。尤其是，因为泵会使局部压力从处理压力增加到大气压力并使气体因压缩而加热，而使真空泵受到影响。上述两种效应导致真空泵内处理气体反应增加，此可能会导致金属或氧化物沉积(例如从二乙基锌沉积的锌或氧化锌)，并进而造成泵的使用寿命降低、通气管路阻塞等现象。在工业规模的生产中，由于高基板生产量需要极高的处理气体耗用量，所以上述问题更加显著。

[0005] 在习知的真空处理系统中，在真空泵的上游位置放置一阱，以便清洁来自反应副产物及未反应试剂的排放气体。热阱与冷凝阱在所属技术领域中是已知的。冷凝阱可让气体成份凝缩或重组，从而去除或钝化(inactivate)未用处理气体及/或反应副产物的部份。然而，冷凝阱很快就会饱和，并可能导致提升排放气流中单一组份的浓度，此可能会危害健康，因此需要存在额外的安全处理要求。

[0006] 所属技术领域中已有各种不同的热阱设计，这些设计或是在气流路径内使用机械压缩或是使用加大的表面积。这些前提的基础在于：处理气体中呈现的组份，其反应是发生在表面上的。因此，该表面可通过机械设计来提供，或是在前一周期产生的反应产物沉积于设备(例如管线)内时形成的。

[0007] 传统的热阱需要广泛而频繁的清洁及/或更换，且因热阱结构的关系，更换时需要相当多的时间。这又进而导致真空处理系统运转时间减少与维护成本增高。更重要的是，在使用习知热阱时，反应副产物及未反应试剂是以层流方式流经热阱，由于未发生或几乎未发生混合，所以会导致气流中的物质浓度不均匀。因此，传统的热阱只提供不甚好的反应条件。此外，反应副产物与未反应试剂的浓度在热阱内朝气流方向渐减，导致最佳反应参数的改变。因此，传统热阱并非在其全部长度内都提供理想的反应条件。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于提供一种热阱装置，可从排放的处理气体中轻松、有效且经济地去除反应副产物及未反应试剂，以提供理想的反应条件，从而清洁来自反应副产物及未反应试剂的排放气体。

[0009] 此目的是通过一种气相沉积热阱装置实现，该气相沉积热阱装置包括：包括至少一个进气口与至少一个出气口的壳体、至少一个加热装置、及至少一个收集装置，以便将反应副产物转化成产物，并让产物沉积在收集装置及/或壳体的内表面上。其中，收集装置设置于壳体内部且位于进气口与出气口之间，其直径实质符合壳体的直径，且其具有至少一个开孔。

[0010] 因此，本发明所根据的中心理念是，收集装置的特定结构几何学可使从真空处理系统抽出或排放且引导通过热阱装置的排放气体产生紊流而非层流。当层流减少或完全消除时，有利于反应副产物及未反应试剂以较快的速度从大量的排放气流扩散至收集装置。通过可引导废气通过的上述至少一个开孔，可以实现收集装置的特殊结构几何学。

[0011] 本发明的热阱装置，如上所述，是用于清洁从真空处理系统排放的气体，并去除或局部去除反应副产物。本说明书中使用的“反应副产物”一词，也包括未反应试剂，较佳为未反应的二乙基锌(DEZ)。

[0012] 此外，本发明的热阱装置为一种适用于真空处理系统的热阱装置。在一实施例中，热阱装置是适用于真空处理系统的模块，较佳为直列式真空处理系统。在另一实施例中，真空处理系统或其模块是用于气相沉积。在再一实施例中，前述气相沉积是选自由物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)、化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)或等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)所组成的群组。此气相沉积较佳为LPCVD或PECVD。

[0013] 在进一步较佳的实施例中，气相沉积为硅、氧化硅或金属氧化物的沉积，更佳为氧化锌(ZnO)或铟锡氧化物(ITO)的沉积。氧化锌层显示了作为导电接触材料的优异效能，例如可供(薄膜)太阳能电池应用。此气相沉积最佳为氧化锌的低压化学气相沉积(ZnO-LPCVD)或氧化锌的等离子体辅助化学气相沉积(ZnO-PECVD)。在其他较佳实施例中，使用气相沉积生产各种薄膜，较佳是各种薄膜晶体管(TFT)或透明导电氧化物层(TCO layers)。

[0014] 在又一特定实施例中，本发明的热阱装置所适用的真空处理系统是用于以CVD法2
处理尺寸大于或等于1m 的基板，较佳为薄玻璃板。

[0015] 本发明的热阱装置，其壳体并不限于某一特定的几何形状，只要其形状允许收集装置设置于壳体内部且介于进气口与出气口之间，以便进入进气口与离开出气口的气流可强制通过收集装置。在某些特定实施例中，此壳体为圆管形状及/或具有圆形或方形的横截面。在较佳实施例中，此壳体是将例如PECVD模块连接至真空泵的管线的加宽部份。

[0016] 壳体包括至少一个进气口与至少一个出气口，分别设于收集装置的每一侧。在一个实施例中，进气口是与真空处理系统的处理站或模块连接，而出气口则与真空泵连接。较佳是，进气口是与PECVD或LPCVD沉积模块连接，更佳是，此沉积模块是用于沉积氧化锌、硅或氧化硅。在又一较佳实施例中，上述进气口与出气口分别设于接近壳体的顶端与底端。在一较佳实施例中，壳体包括单一进气口与单一出气口。壳体的进气口与出气口可具有任何适合的横截面形状与直径，可视真空处理系统的生产量而定。

[0017] 根据再一较佳实施例，壳体进一步包括至少一个可关闭的开孔，例如盖体(lid)或顶盖(cap)，最佳为无孔的凸缘(blind flange)。上述可关闭的开孔允许通过例如使用矿物酸进行化学处理来清洁壳体的内部及更换收集装置。更佳是，所述可关闭的开孔位于壳体的顶端及/或底端。甚至更佳是，壳体包括两个朝向彼此相对的可关闭的开孔，例如其中一个开孔形成壳体的顶端，另一开孔则形成壳体的底端。此种安排允许轻松地冲洗壳体，其中清洁试剂(例如矿物酸)是穿过第一开孔被导入，再通过整个壳体，并通过第二开孔排出。在另一特定实施例中，壳体及/或可关闭的开孔是使用任何可耐受≥50℃且≤600℃温度的适当材料制成。较佳是，壳体及/或可关闭的开孔可耐受化学处理，例如可耐受使用矿物酸进行的处理。最佳是，壳体及/或可关闭的开孔是以金属制成。

[0018] 壳体包括至少一个加热装置，较佳有两个加热装置。在本发明的某些特定实施例中，所述加热装置为至少一个内部加热装置及/或至少一个外部加热装置。最佳是，壳体包括一个内部加热装置与一个外部加热装置，这能够实现可靠的温度控制。内部加热装置是设置于壳体内部，而外部加热装置则设置于壳体外侧。在本发明的某些特定实施例中，加热装置可传递的温度为≥0℃且≤600℃，较佳是≥200℃且≤450℃。在再一较佳实施例中，内部加热装置为加热棒，更佳为电热棒。内部加热装置较佳是设置于壳体的中心。在再一较佳实施例中，加热装置大约延伸遍及壳体的全长，亦即，从壳体的顶端延伸至其底端，或几乎从壳体顶端延伸至底端。更佳是，内部加热装置是与可关闭的开孔连接，并可连同可关闭的开孔的盖体一起卸除。在另一实施例中，外部加热装置为加热套。较佳是，外部加热装置被缠绕以隔热带。更佳是，壳体为至少局部隔热，以避免能量耗损。最佳是，壳体为完全隔热。

[0019] 在本发明的某些特定实施例中，内部加热装置是直接与收集装置热电偶合，或者较佳是，与收集装置间接热电偶合。如以下所述，可利用间隔块(spacer)来设置收集装置。加热装置可与间隔块接触，因此与接触间隔块的收集装置间接热电偶合。

[0020] 本发明的热阱进一步包括至少一个收集装置，用于将反应副产物---包括未反应试剂---转化成产物，转化的产物则沉积在收集装置上及/或壳体的内表面上，其中收集装置系设置于壳体内部并介于进气口与出气口之间。此外，收集装置的直径实质符合壳体的直径，且具有至少一个开孔。如上所述，收集装置设置于壳体内部且介于壳进气口与出气口之间。以此方式，经由进气口进入热阱并经由出气口离开热阱的气体会被强制通过收集装置。因此，收集装置对于通过热阱的排放气流形成一种阻碍，气体必须经由开孔通过收集装置。其优点在于可减少层流(laminar flow)，并使排放气体转变为紊流(turbulent flow)，如上文所述。

[0021] 收集装置可为任何适当的几何形状。在某些特定实施例中，收集装置为圆盘状、板状、矩形板状或轮状。如上所述，收集装置的直径较佳为实质符合壳体的内径，亦即，收集装置是紧密地安装于壳体内。然而，收集装置的直径也可小于壳体的内径。较佳是，收集装置的形状与壳体的形状互补。

[0022] 收集装置内的开孔通常可为任何适当的形状，且其孔径被选择成不会过度阻碍气体从处理容室(process chamber)流往真空泵。较佳是，开孔具有细长切口、槽孔、圆形开孔、矩形开孔及/或圆扇形的形状。

[0023] 在一较佳实施例中，收集装置的形状为轮状或圆盘状，而其开孔为圆扇形。因此，轮状收集装置的“轮辐”(spokes)即代表收集装置的表面积。更佳是，收集装置为轮状，并设有≥2、≥3、≥4、≥5、≥6、≥8、≥10或≥12个轮辐；此外，这些轮辐为平均分布的，亦即，每一轮状收集装置的每两轮辐间的夹角相等。

[0024] 在又一特定实施例中，制作收集装置的材料是作为用于转化反应副产物的催化剂。在另一特定实施例中，收集装置表现出化学活性及/或催化性表面。在另一特定实施例中，收集装置的制作材料表现出良好的热传导，此材料较佳是金属，更佳是铝。在又一特定实施例中，收集装置是使用一种陶瓷材料制成的。在本发明的一较佳实施例中，收集装置包含硅、氧化硅(SiO2)、铝、氧化铝(Al2O3)、铜、氧化钠(NaO)或以上各项的组合。更佳是，用于制作收集装置的陶瓷材料包含重量百分比为≥50且≤85的氧化硅，及/或重量百分比为≥15且≤50的氧化铝。尤佳是，用于制作收集装置的陶瓷材料包含重量百分比为≥65且≤70的氧化硅或重量百分比为≥23且≤28的氧化铝，或以上两项的组合。最佳是，用于制作收集装置的陶瓷材料包含重量百分比为≥65且≤70的氧化硅及重量百分比为≥23且≤28的氧化铝。收集装置的材料可进一步包含微量的其他材料。

[0025] 在另一较佳实施例中，收集装置的形状为轮状或圆盘状，而其开孔为圆扇形，且收集装置更包括附于其上的附加收集装置。较佳是，这些附加收集装置系作用催化剂。在一尤其较佳的实施例中，此附加收集装置包括如前段所详述的材料。甚至更佳地，附加收集装置是选自由直径13mm、19mm及/或25mm的五环式床层覆盖介质(pentaring bed topping media)所组成的群组，此种材料可从德国的Saint-Gobain NorPro GmbH购得。

[0026] 在另一特定实施例中，收集装置表现出在高温时的物理及化学稳定性，所述高温较佳为≥100℃且≤600℃；更佳为≥200℃且≤450℃。

[0027] 在一较佳实施例中，转化后的反应副产物，例如锌及/或氧化锌，主要是沉积在收集装置上，并有较少部份沉积在壳体的内表面上。此种方式的优点在于不需要或较不需要经常使用例如矿物酸冲洗来清洁壳体。如下所述，可以更快更轻松地进行收集装置的卸除/更换。因此，在一较佳实施例中，与收集装置的表面积相比，壳体的内表面较小。

[0028] 在本发明一特定实施例中，收集装置是可更换的，亦即，收集装置并非壳体的一部份。此种设计的优点是，当收集装置饱和时，可以轻易且快速地卸下及/或更换收集装置。因此，可以减少维修时间并增加真空处理系统的运转时间。此外，由于并未使用会涉及到例如机械性压缩(其属于密封的一部分)的任何习知热阱，所以不再需要费时的清洁步骤。在各较佳实施例中，收集装置是设置或安装于中央加热元件上。

[0029] 在又一实施例中，本发明的热阱装置包括≥2个收集装置，较佳包括≥3或≥4个，最佳包括≥5个收集装置。选择收集装置的数目时，须视排放气流内的反应产物浓度及总排放气体量而定。根据与TCO 1200 LPCVD沉积系统(可由Oerlikon Solar公司购得)配合使用时显示，使用5个收集装置可产生最佳的效果。

[0030] 若使用一个以上的收集装置，收集装置是沿气流方向依序设置在热阱内。较佳是，收集装置为彼此间隔的，亦即，彼此并无实体上的接触。第一组的两个收集装置之间的间距可与第二组的两个收集装置之间的间距相同。亦即，第一与第二收集装置之间的距离等于第二与第三收集装置之间的距离。然而，第一组两个及第二组两个收集装置之间的间距，较佳是经过调整以补偿反应副产物在排放气流中沿气流方向减少的浓度。换句话说，使收集装置之间的间距沿气流方向渐减，例如，第一与第二收集装置之间的间距大于第二与第三收集装置之间的间距。因此，利于逐渐缩短排放气体从第一收集装置到下一收集装置所须行经的距离。以此种方式设置收集装置时，可以增加热阱的效率，因为沿气流方向的收集效率几乎可以保持恒定。

[0031] 利用间隔块及/或定距元件(distance elements)隔开个别的收集装置，可以实现间隔开收集装置的目的。因此，在一较佳实施例中，本发明的热阱装置进一步包括至少一个间隔块元件，设于任两个相邻的收集装置之间，以利于实现上述间隔开收集装置的目的。间隔块可进一步用于收集装置与内部加热装置之间的热电偶合。因此，间隔块较佳是由导热材料制成。在另一较佳实施例中，间隔块具有衬套(bushing)的形状，以便设于中央加热元件(诸如一加热棒)上。

[0032] 根据本发明的又一较佳实施例，收集装置与间隔块是设置(亦即安装)在内径稍大于中央加热棒外径的共用衬套或管体上，然后将此共用管体套在加热棒上。使用此种设置方式，可通过更换包含收集装置与间隔块的共用衬套，有利于完成快速而简捷的热阱装置维修，从而缩短系统的停机时间。

[0033] 在本发明的另一较佳实施例中，所述至少两个收集装置被设置成使其开孔互相交错。换句话说，在安装收集装置时，使其彼此偏位，以便两个相邻收集装置的开孔不会完全重迭。此种设置的优点在于，可使通过本发明热阱装置的排放气体的紊流增加，因此可增强热阱装置的效率，如上文所述。

[0034] 在又一较佳实施例中，收集装置安装时彼此偏位，以使热阱装置全长中不可能形成直达的通道。例如，若有三个收集装置，且第一收集装置的开孔有一半区域被第二收集装置覆盖时，那么设置第三收集装置时，必须由第三收集装置覆盖第一收集装置开孔上未被覆盖的其余一半区域。

[0035] 在本发明的又一较佳实施例中，收集装置的表面积朝进气口至出气口的方向增加，亦即，朝排放气流的方向增加。换句话说，收集装置内的开孔总表面积朝气流方向减少。因为热阱装置内的反应处理是受表面限制的，此种安排的好处是使本发明的热阱装置效率更为增加。沿着排放气体的流动路径渐增的表面积，可补偿热阱装置内部渐减的气体浓度，因此允许热阱装置的全长路径内都有均匀的截捕效率。通过这种方式，可以避免热阱装置内的某一部位发生阻断而其他部份却未或尚未完全饱和。

[0036] 在本发明的较佳实施例中，与第一收集装置直接邻接的第二收集装置的表面积增加量可为≥5％且≤150％，≥10％且≤80％，更佳是≥20％且≤50％。

[0037] 在本发明的尤其较佳的实施例中，热阱装置包括一组五个轮状结构的收集装置，其中，第一轮体包括两个等分间隔的轮辐(亦即收集区域)，第二轮体包括四个等分间隔的轮辐，第三轮体包括六个等分间隔的轮辐，第四轮体包括八个等分间隔的轮辐，以及第五轮体包括十二个等分间隔的轮辐。各轮辐的形状为圆扇形，且“等分间隔”表示所述圆扇形为均等分布。例如，第一轮体的轮辐是直接彼此相对，亦即，两轮辐间的夹角为180°，而第二轮体的轮辐是以交叉形式设置，亦即，每两轮辐间的夹角为90°。

[0038] 在更佳的实施例中，收集装置的温度是朝进气口至出气口的方向增加，亦即，朝排放气流的方向增加。换句话说，收集装置内的温度朝气流方向增加。因为热阱装置内的反应处理是受温度限制的，此种安排的好处是使本发明的热阱装置效率更为增加。沿着排放气体的流动路径渐增的温度，可补偿热阱装置内部渐减的气体浓度，因此允许热阱装置的全长路径内都有均匀的截补(capturing)效率。这样，可以避免热阱装置内的某一部位发生阻断而其他部份却未或尚未完全饱和。

[0039] 沿着收集装置形成的温度梯度，可通过所属领域的技术人员所知的任何适当方法建立。在一较佳实施例中，收集装置是迭置在中央加热棒上(较佳为电热棒)。加热棒可以例如只在单侧上加热，或者在两相对侧上加热至不同的温度。替代地或另外地，加热棒可用加热线(heating wire)缠绕且使其绕卷数渐增。

[0040] 重要的是，可以结合或分别使用上述各种改进反应条件及热阱装置效率的方法-亦即收集装置中的开孔的交错、表面积梯度、各单个收集装置之间的间距及温度梯度。因此，例如可设计完全相同的收集装置与间隔块，以及建立一种可使热阱装置中所有收集装置具有大致均匀的截捕效率的温度梯度。在另一例子中，可设计完全相同的收集装置并使热阱装置全长范围内保持恒定的温度，但是收集装置之间的间距则有变化以使热阱装置内的所有收集装置可以达成大致均匀的截捕效率。在甚至另一实例中，则混合运用收集装置开孔的交错、表面积梯度、各单个收集装置之间的间距及温度梯度。

[0041] 在再一实施例中，热阱装置另外包括至少一个测量温度的装置，例如热敏元件或热敏电阻，较佳设于热阱装置内的不同点。其优点在于可监测热阱装置内部的温度状况并使其保持在所需的温度水平。较佳是，此温度测量装置被设置成测量壳体内部或壳体外表面的温度。更佳是，此温度测量装置被设置成测量收集装置的温度。甚至更佳的，此温度测量装置可用于控制加热装置中的至少一个。在另一较佳实施例中，此温度测量装置安装在最靠近热阱装置出气口的收集装置上。

[0042] 本发明的另一方面涉及一种真空处理系统，其包括至少一个处理模块，此处理模块连接至至少一个抽气装置与至少一个本发明的热阱装置，其中，热阱装置设置于抽气装置的上游。

[0043] 在一个实施例中，真空处理系统为直列式(inline)真空处理系统。在另一实施例中，真空处理系统或其处理模块是用于气相沉积。在再一些实施例中，所述气相沉积是选自由物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)或等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)所组成的群组。较佳是，气相沉积为LPCVD或PECVD。在进一步的较佳实施例中，气相沉积为硅、氧化硅或金属氧化物的沉积，更佳是氧化锌(ZnO)或铟锡氧化物(ITO)的沉积。最佳是，气相沉积为氧化锌的低压化学气相沉积(ZnO-LPCVD)或氧化锌的等离子体辅助化学气相沉积(ZnO-PECVD)。在进一步的较佳实施例中，气相沉积是用于生产各种薄膜，较佳是各种薄膜晶体管(TFT)或透明导电氧化物层(TCO layer)。

[0044] 在本发明的进一步实施例中，抽气装置为排气泵、真空泵、初期真空泵、转叶泵(rotary vane pump)、鲁氏泵(机械增压泵，roots pump)、高度真空泵、油扩散泵、低温泵(cryo pump)或涡轮分子泵(turbomolecular pump)。在较佳实施例中，抽气装置为高度真-10空泵，更佳为涡轮分子泵，其可产生小于或等于10 hPa的压力。

[0045] 真空处理系统的处理模块、抽气装置及热阱装置必须连接，较佳成直列连接，其中热阱装置设置于真空处理系统的上游与处理模块的下游。“上游”与“下游”是指从处理模块抽出的处理气体的流向。换句话说，热阱装置设置于处理模块与抽气装置之间，而处理模块内使用的处理气体是通过抽气装置从处理模块抽出的，其中处理气体首先流过本发明的热阱装置，以便去除反应副产物。

[0046] 在本发明的真空处理系统中，各组件可通过所属领域的技术人员已知的任何适当方式加以衔接，以允许从处理模块抽出处理气体并引导处理气体通过热阱装置而最后抵达抽气装置。较佳是，真空处理系统的各组件是用导管、通气管路及/或支管进行衔接。

[0047] 在一个实施例中，是使用单一抽气装置抽空≥1个、≥2个或≥3个处理模块。亦即，所有处理模块都连接到≥1个热阱装置上方的单一抽气装置。在另一实施例中，是使用≥2个抽气装置抽空≥1个、≥2个或≥3个处理模块。亦即，每一单一处理模块可用≥1个抽气装置抽空，且/或≥2个处理模块可用≥1个抽气装置抽空。

[0048] 在本发明真空处理系统中，各组件之间的衔接可进一步包括多个阀件。使用阀件的优点在于可将真空处理系统的各组件彼此分隔。如此允许此/此些被分隔的装置内部压力上升而不影响真空处理系统的其余部份。在另一实施例中，此(此些)热阱装置是利用阀件而与处理模块分隔开，较佳是每一热阱装置使用≥2个阀件分隔。在较佳实施例中，热阱装置的上游设置有≥1个阀件，且其下游也设置有≥1个阀件。因此，热阱装置上游的至少一个阀件分隔热阱装置与处理模块，而热阱装置下游的至少一个阀件则分隔热阱装置与抽气装置。

[0049] 在再一实施例中，阀件是额外再连接至另一阀件，较佳是较小的阀件，以利于预留真空处理系统的软泵(soft pump)。

[0050] 在另一特定实施例中，真空处理系统进一步包括至少一个系统压力测量装置，较佳为压力传感器(pressure transducer)。该系统压力测量装置可设置在真空处理系统内部任何适合的位置。

[0051] 在另一特定实施例中，真空处理系统进一步包括至少一个通气管路，以便对经由阀件隔离后的热阱装置通气至大气压力水平。在较佳实施例中，是使用惰性气体(例如氮气(N2))进行通气。

[0052] 在另一特定实施例中，真空处理系统进一步包括至少一个通气管路，以便通过插入一气镇(gas ballast)而对抽气装置通气。因此，利用该通气管路，可控制抽气装置内部的压力，而且可以小心处理因热阱装置内部沉积造成的流导变化(沉积会缩减通气管路的通畅截面)。在较佳实施例中，气镇为惰性气体，例如氮气(N2)。

[0053] 根据直列式真空处理系统的较佳实施例，其中本发明的热阱装置可使用由Oerlikon Solar公司出售的TCO 1200LPCVD沉积系统。

[0054] 在另一较佳实施例中，真空处理系统包括≥2个如本发明提供的热阱装置，其中至少两个热阱装置为并联，因此位于至少两个支管内。换句话说，此至少两个并联的热阱装置位于不同的支管内，当第一热阱装置维修时，可由第二热阱装置接管第一热阱装置的功能，从而使真空处理系统可以维持运行。以此种并联方式设置热阱时，其优点在于允许真空处理系统不中断地运行，如此显著地简化维修、增加抽气装置的使用寿命并改进整体生产系统的运作时间与成本效率。

[0055] 由于并联的热阱装置体积相当小，所以只需要极短的时间即可完成从真空处理系统的第一支管到第二支管的切换。进行此一切换所需的时间最好短于系统的输送时间。因此，在更佳的实施例中，可以执行切换而不会中断真空处理系统的处理(较佳是沉积处理)。

[0056] 在更佳的实施例中，对于真空处理系统中的每一第一热阱装置，都有对应的第二热阱装置与第一热阱装置并联。在甚至更佳的实施例中，≥1个或每一个处理模块均连接至≥1对并联的热阱装置。在另一甚至更佳的实施例中，是由一或多个CVD处理模块连接至≥1对并联的热阱装置。最佳是，此(此些)CVD处理模块为氧化锌的低压化学气相沉积(ZnO-LPCVD)模块或氧化锌的等离子体辅助化学气相沉积(ZnO-PECVD)模块。

[0057] 在另一较佳实施例中，真空处理系统包括大于两个支管，每一支管设有一热阱装置。因此，有多于两个热阱装置以一“转筒”模式的设计彼此连接，如此可以改进使用/维修时间比(use-to-maintenance ratio)。其优点在于，可利用例如压力传感器来监测系统各通气管路中的压力，以实现自动化故障安全保护操作(automated fail-safe operation)；同时，通过利用控制环路(control loop)，将可允许不同支管之间的自动化切换。若有多于两个支管时，若热阱装置在其预期的使用年限到达前发生故障，系统将可以再动作。此外，若热阱装置具有自动化自我清洁周期，则可在隔离后执行自我清洁周期，而位于不同支管内的热阱装置仍可继续操作。因此，在真空处理系统具有≥2个支管且每一支管包括至少一个热阱装置时，可利于结合高可用性与低维修、低停用时间等优点。

[0058] 本发明另一方面涉及一种真空处理系统内反应副产物的去除方法，其中使包含反应副产物的处理气体强制通过至少一个如本发明所述的热阱装置。

[0059] 在较佳实施例中，热阱装置是包括在根据本发明的真空处理系统中。

[0060] 在另一较佳实施例中，热阱装置被加热到≥200℃但≤450℃的温度。

[0061] 在另一较佳实施例中，真空处理系统包括至少两个并联的热阱装置，并可连续运行，亦即，此系统不会因为维修而停机。

附图说明

[0062] 通过参照以下所述各实施例的详细说明，将可理解本发明上述及其他各个方面。

[0063] 图1为本发明的较佳实施例的热阱装置；

[0064] 图2为本发明的另一较佳实施例的热阱装置；

[0065] 图3为本发明的再一较佳实施例的热阱装置；以及

[0066] 图4为本发明的较佳实施例的真空处理系统。

具体实施方式

[0067] 图1显示根据本发明的较佳实施例的热阱装置1。热阱装置1包括圆管状壳体2，壳体上包括进气口3及出气口5。进气口利用第一管件4连接至氧化锌的低压化学气相沉积(ZnO-LPCVD)处理模块，而出气口则利用第二管件6连接至涡轮分子真空泵。

[0068] 此外，热阱装置1包括加热装置7，其为内部加热装置，实施时可为设置在壳体中心并大约延伸过壳体全长的电热棒8。加热棒可在热阱装置内施加温度梯度；其中，最靠近进气口的收集装置其温度较低，然后温度逐渐增加，使最靠近出气口的收集装置其温度较高。此外，热阱装置1包括加热套作为外部加热装置(图1中未示出)。

[0069] 热阱装置进一步包括五个收集装置10，其形式为轮体或圆盘体11，可将排放气流中的反应副产物转化成产物，转化的产物则可留置在热阱装置内。各轮体是依序设置，并利用间隔块12堆迭放置。间隔块的长度是朝进气口往出气口的方向增加，因此是以渐增的距离来间隔收集装置。

[0070] 收集装置10是由铝制成，且其安装时是与壳体2的内壁齐平。收集装置上包括多个开孔，以允许排放气体流经这些开孔。此外，收集装置除了直接与加热棒8热接触，也经由间隔块12而间接地与加热棒热接触。

[0071] 热阱装置进一步包括两个可关闭开孔13，其位置系彼此相对。在实施时，位于底端的可关闭开孔为无孔凸缘(blind flange)14，而位于顶端的可关闭开孔15为与加热棒连接的无孔凸缘。

[0072] 在真空处理系统操作期间，热阱装置是利用加热棒8及加热套从内部加热到大约450℃的温度。在热阱装置内的不同点处进行温度测量，以确定热阱装置的内部温度状况上升到所需的范围。

[0073] 当真空泵永久性操作时，会从氧化锌的低压化学气相沉积(ZnO-LPCVD)处理模块抽出处理气体，并将处理气体吸至真空泵。由于热阱装置设置在氧化锌的低压化学气相沉积(ZnO-LPCVD)处理模块与真空泵之间，所以处理气体会被强制流过热阱装置(如箭头所示)、托盘的开孔及收集装置。

[0074] 当收集装置10饱和后，便停止真空处理系统的操作并打开顶端15，以便卸除加热棒及设置于其上的收集装置。之后，可用矿物酸清洁/冲洗热阱装置的壳体，以去除沉积产物，再将底端的可关闭开孔14开启，以将矿物酸排干。

[0075] 图2显示根据本发明的另一较佳实施例的热阱装置1。热阱装置包括四个具有轮体形状11的收集装置10，并将处理模块连接至真空泵。因此，其进气口连接至氧化锌的低压化学气相沉积(ZnO-LPCVD)处理模块，而其出气口则连接至涡轮分子真空泵。

[0076] 此外，热阱装置包括两个加热装置7。其中一个加热装置7为内部加热装置，实施时可为沿A-A轴线设置在壳体中心并大约延伸过壳体全长的电热棒8。另一个则为外部加热装置9。实施时，外部加热装置可为加热套，而壳体则为隔热的以免损失能量。

[0077] 收集装置10是利用间隔块12以等长彼此分隔。因此，四个收集装置之间的任何间距都是相等的。然而，收集装置的表面积沿气流方向(如箭头所示)渐增。增加收集装置表面积的方法是减少收集装置上镂空的开孔。此外，如上文针对图1所述采用温度梯度。

[0078] 热阱装置进一步包括热电偶16作为温度测量装置。所述热电偶安装在最靠近热阱装置出气口的收集装置上。

[0079] 在真空处理系统操作期间，热阱装置是利用加热棒8及加热套9从内部加热到大约450℃的温度。在热阱装置内的不同点进行温度测量，以确定热阱装置的内部温度状况上升到所需的范围。

[0080] 当真空泵永久性操作时，会从氧化锌的低压化学气相沉积处理模块抽出处理气体，并将处理气体吸至真空泵。由于热阱装置设置在氧化锌的低压化学气相沉积处理模块与真空泵之间，所以处理气体会被强制流过热阱装置(如箭头所示)、笼体的开孔与收集装置。

[0081] 图3显示根据本发明的再一较佳实施例的热阱装置1。热阱装置包括圆管状壳体2，壳体上包括进气口3及出气口5。实施时，壳体可设为处理模块与真空泵之间连接管的加宽部份。因此，其进气口连接至氧化锌的低压化学气相沉积(ZnO-LPCVD)处理模块，而其出气口则连接至涡轮分子真空泵。

[0082] 此实施例中的热阱装置包括四个具有轮体形状11并利用间隔块12平均分隔的收集装置10。

[0083] 收集装置包括轮辐17及开孔18，且收集装置的表面积沿气流方向(如箭头所示)渐增。因此，最靠近进气口3的收集装置其表面积最小，而最靠近出气口5的收集装置其表面积最大。

[0084] 图4显示根据本发明的较佳实施例的真空处理系统31。处理模块(PM)19经由支管20、21及阀件22-27连接至涡轮分子真空泵28。此外，包括两个并联的如本发明所述的第一及第二热阱装置1(HT1及HT2)。每一支管有二个主阀。第一支管20有二个主阀22、24，第二支管21有二个主阀23、25。主阀的用途是分别在两侧上分隔热阱装置与处理模块及分隔热阱装置与真空泵。在真空泵侧的主阀24、25另有较小的附加阀26、27，以容许预留系统的软泵。

[0085] 此外，使用压力传感器(PT)32监测系统压力。另外，每一支管上均具有通气管路29，使两热阱装置1分别被阀件22、24及23、25隔离后，可经由通气管路对热阱装置通入氮气(N2)至大气压力水平。此外，还使用另一通气管路30通过添加氮气来控制真空泵管线内的压力。

[0086] 上述系统的操作方法包括：开启阀件22、24以使处理模块及通气管路(包括与其接设的设备)降压。阀件23、25及27则保持关闭，以实现整个泵装置的流导控制。进行沉积处理时，使用热阱装置HT1收集流出的处理气体，如上所述。

[0087] 在操作期间内，由于关闭隔离阀件23、25及27而使位于第二支管内的热阱装置HT2保持隔离，可以对热阱装置HT2进行维修、更换或清洁。一旦完成维修与安装，便可以再让这些阀件回到操作状态，包括降压工序、烘干及/或冷却程序等。

[0088] 当热阱装置HT1一旦饱和并需要维修时，可以开启隔离阀23、25并关闭隔离阀22、24、26，以切换到第二支管21。此时，第一支管20的热阱装置被隔离，并可进行维修，而第二支管21则用于运转系统。