CN110975453A - 尾气处理装置及半导体加工设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种尾气处理装置及半导体加工设备。该尾气处理装置，用于对工艺腔室的尾气进行处理，包括：壳体、进气管、抽气管及处理机构；壳体内形成有容置腔，用于容置工艺腔室排出的尾气；进气管及抽气管均设置于壳体上，并且与容置腔连通设置；进气管与工艺腔室的废气口连接，用于将尾气导引至容置腔内；抽气管用于将处理完的尾气导引至容置腔外；处理机构设置于容置腔内并且与壳体连接，处理机构用于对尾气进行冷却及过滤处理。本申请实施例实现了防止尾气对真空泵造成污染，从而可以有效提高真空泵的使用寿命，进而还可以提高半导体加工设备的使用寿命。

Description

尾气处理装置及半导体加工设备

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，具体而言，本申请涉及一种 尾气处理装置及半导体加工设备。

背景技术

目前，碳化硅材料具有宽带隙、高饱和漂移速度、高热导率及 高临界击穿电场等突出优点。碳化硅材料属于第三代半导体材料，适 合制备高功率、高频、高压、高温及抗辐照电子器件。碳化硅功率器 件已广泛应用于新能源汽车、高速机车驱动、超高压直流输电、智能 电网、航天航空、光伏逆变及工业电机驱动等工业领域，成为功率变 流装置的“CPU”以及绿色经济的“核芯”。随着技术的进步，碳化 硅功率器件必将成为节能减排技术的发展趋向，成为节能设备最核心 的部件。

碳化硅材料是唯一可以直接氧化生长二氧化硅薄膜的宽带隙半 导体。现在一般使用高温氧化工艺来生长二氧化硅薄膜，并且水蒸气 能加速碳化硅材料的氧化速率，而且在湿气氛下氧化速度常数比干气 氛下高出很多倍。碳化硅材料的高温氧化工艺温度高达1500℃，常 规高温设备无法满足工艺要求。因此需要对碳化硅材料在高温真空环 境下完成湿氧氧化工艺过程的尾气进行安全处理，但是现有技术中并 没有对尾气进行安全处理的方式。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种尾气处理装置及半导体 加工设备，用以解决现有技术存在无法对尾气进行安全处理的技术问 题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种尾气处理装置，用于对 工艺腔室的尾气进行处理，包括：壳体、进气管、抽气管及处理机构； 所述壳体内形成有容置腔，用于容置所述工艺腔室排出的尾气；所述 进气管及所述抽气管均设置于所述壳体上，并且与所述容置腔连通设 置；所述进气管与所述工艺腔室的废气口连接，用于将所述尾气导引 至所述容置腔内；所述抽气管用于将处理完的所述尾气导引至所述容 置腔外；所述处理机构设置于所述容置腔内并且与所述壳体连接，所 述处理机构用于对所述尾气进行冷却及过滤处理。

于本申请的一实施例中，所述壳体包括上壳体及下壳体，所述 上壳体及所述下壳体配合以形成容所述置腔，并且所述上壳体及所述 下壳体通过密封结构连接。

于本申请的一实施例中，所述密封结构包括有密封圈及多个紧 固件，所述密封圈设置于所述上壳体及所述下壳体之间，多个紧固件 将所述上壳体、所述下壳体及所述密封圈三者夹紧固定。

于本申请的一实施例中，多个所述紧固件为卡钳螺钉，且多个 所述紧固件沿所述密封圈的周向均布。

于本申请的一实施例中，所述处理机构包括冷却结构及过滤结 构，所述冷却结构包覆于所述过滤结构外侧。

于本申请的一实施例中，所述冷却结构包括冷却管路、进液管 路及出液管路，所述冷却管路设置于所述容置腔内，所述进液管咱及 所述出液管路均设置于所述上壳体上，且延伸至所述下壳体中；所述 进液管路的进液口和所述出液管路的出液口均位于所述壳体的外侧。

于本申请的一实施例中，所述冷却管路呈螺旋状环绕贴合于所 述过滤结构外侧，且所述冷却管路中流动有冷却液体用于对所述尾气 进行冷却。

于本申请的一实施例中，所述过滤结构包括有内腔，所述内腔 的开口处与所述上壳体密闭配合，且所述抽气管与所述内腔连通设 置。

于本申请的一实施例中，所述进气管穿过所述上壳体以伸入所 述容置腔内，且所述进气管的排气端与所述过滤结构的底部对齐设 置。

于本申请的一实施例中，所述壳体上还设置有排液口，所述冷 却结构用于将尾气中的水汽凝结为水滴，所述排液口用于将所述水滴 排出至所述壳体外；所述排液口设置于所述壳体的底部。

于本申请的一实施例中，所述壳体的顶部还设置有抽真空管， 所述抽真空管与所述容置腔连通设置，用于与真空装置连接，以维持 所述容置腔的真空状态。

第二个方面，本申请实施例提供了一种半导体加工设备，包括 如第一个方面提供的尾气处理装置。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：

本申请实施例通过在工艺腔室及真空泵之间设置有尾气处理装 置，由于处理机构可以对尾气进行处理，因此实现了防止尾气对真空 泵造成污染，从而可以有效提高真空泵的使用寿命，进而还可以提高 半导体加工设备的使用寿命。进一步的，由于处理机构可以对尾气进 行冷却及过滤处理，不仅可以对尾气中的杂质进行过滤，避免杂质进 入真空泵中造成污染；另外由于处理机构可以对尾气进行冷却，还可 以对尾气中的水汽进行过滤，避免水汽进入真空泵中造成污染。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将 从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施 例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种尾气处理装置的剖视图示意图；

图2A为本申请实施例提供的一种尾气处理装置的分解示意图；

图2B为本申请实施例提供的一种尾气处理装置的俯视示意图；

图3为本申请实施例提供的一种示出气流方向的尾气处理装置 的剖视示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出， 其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同 或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申 请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例 是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所 有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普 通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典 中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义 一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或 过于正式的含义来解释。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方 案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请实施例提供了一种尾气处理装置，用于对工艺腔室的尾 气进行处理，该尾气处理装置的结构示意图如图1至图2所示，包括： 壳体1、进气管2、抽气管3及处理机构4；壳体1内形成有容置腔 11，用于容置工艺腔室(图中未示出)排出的尾气；进气管2及抽气管3均设置于壳体1上，并且与容置腔11连通设置；进气管2可以 与工艺腔室的废气口连接，用于将尾气导引至容置腔11内；抽气管 3用于将处理完的尾气导引至容置腔11外；处理机构4设置于容置 腔11内且与壳体1连接，处理机构4用于对尾气进行冷却及过滤处 理。

如图1所示，壳体1可以采用金属材质制成，且概呈圆柱形的 结构。壳体1内可以形成有容置腔11，该容置腔11可以用于容置工 艺腔室排出的尾气，以便于处理机构4对尾气进行处理。进气管2 及抽气管3均可以采用金属材质制成的管状结构，进气管2及抽气管 3的一端均可以穿过壳体1进入容置腔11内，并且进气管2及抽气 管3与壳体1之间可以采用焊接方式与壳体1固定连接，进气管2 可以与工艺腔室的排气管路连接，以便于将工艺腔室内尾气导入容置 腔11中，而抽气管3则可以与半导体加工设备的真空泵连接，但是 本申请实施例并不以此为限。处理机构4可以设置于容置腔11内并 且与壳体1的内壁连接，用于对尾气进行冷却及过滤进行处理。

本申请实施例通过在工艺腔室及真空泵之间设置有尾气处理装 置，由于处理机构可以对尾气进行处理，因此实现了防止尾气对真空 泵造成污染，从而可以有效提高真空泵的使用寿命，进而还可以提高 半导体加工设备的使用寿命。进一步的，由于处理机构可以对尾气进 行冷却及过滤处理，不仅可以对尾气中的杂质进行过滤，避免杂质进 入真空泵中造成污染；另外由于处理机构可以对尾气进行冷却，还可 以对尾气中的水汽进行过滤，避免水汽进入真空泵中造成污染。

需要说明的是，本申请实施例并不限定抽气管3必须与真空泵 连接，抽气管3可以直接将尾气排出至大气中，或者抽气管3也可以 与厂务系统连接排气，经过尾气处理装置后可以避免尾气中的杂质直 接排放大气中，从而避免了环境的污染。因此本申请实施例并不以此 为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，壳体1包括上壳体12及下壳体13，上 壳体12及下壳体13配合以形成容置腔11，并且上壳体12及下壳体 13通过密封结构5连接。可选地，上壳体12及下壳体13的内表面 上均涂覆有抗蚀层，且抗蚀层的材质为聚四氟乙烯。

如图2A至图2B所示，上壳体12可以采用金属材质制成的板状 结构，而下壳体13同样可以采用金属材质制成的圆柱形结构，并且 下壳体13内可以形成有容置腔11。上壳体12的底部可以设置有上 法兰，而下壳体13的顶部可以设置有下法兰，上法兰及下法兰可以通过密封结构5连接，以使得上壳体12及下壳体13密封贴合，从而 可以防止容置腔11内的尾气发生泄露。采用上述设计，由于壳体1 采用分体式设计，不仅可以便于安装及拆卸处理机构4，而且可以使 得本申请实施例的结构简单，从而降低应用及维护成本。另外由于采用密封结构5可以防止容置腔11内的尾气泄露，从而提高了本申请 实施例的安全性。

需要说明的是，本申请实施例并不限定壳体1的具体实施方式， 壳体1也可以采用左右分体结构的方式，并非必须采用上下分体结 构。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际 情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，密封结构5包括有密封圈51及多个紧 固件52，密封圈51设置于上壳体12及下壳体13之间，多个紧固件 52用于将上壳体12、下壳体13及密封圈51三者夹紧固定。

如图2A及图2B所示，密封圈51可以采用橡胶或硅胶制成的O 型圈。具体来说，密封圈51可以设置于上法兰及下法兰之间，然后 紧固件52可以通过顶抵上法兰及下法兰以挤压密封圈51，以密封上 壳体12及下壳体13，从而使得容置腔11的密封效果更好。采用上 述设计，由于设置了密封结构5，不仅可以有效提高容置腔11的密 封效果，而且还可以使得本申请实施例的应用及维护成本。需要说明 的是，本申请实施例并不限定密封结构5的具体实施方式，例如密封 圈51可以采用其它材质制成的其它结构，其具体形状可以对应壳体 1的形状设置；再例如上壳体12也可以采用螺接方式与下壳体13固 定连接。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据 实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，如图2A及图2B所示，多个紧固件52 为卡钳螺钉，且多个紧固件52沿密封圈51的周向均布。采用上述设 计，由于设置了卡钳螺钉，使得上壳体12的拆卸及安装较为简易快 捷，从而便于处理机构4的更换维护。另外多个紧固件52均匀分布于密封圈51的外侧，可以使得上壳体12下壳体13之间受力更加均 匀，结构设计更加合理。但是需要说明的是，本申请实施例并不限定 紧固件52的具体实施方式，例如紧固件52也可以是螺栓与螺母配合 的方式。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，如图1所示，处理机构4包括冷却结 构41及过滤结构42，冷却结构41包覆于过滤结构42外侧。具体来 说，冷却结构41具体可以与一冷源(图中未示出)连接，以对容置 腔11内的尾气进行冷却处理，冷却结构41可以将尾气中的水汽凝结 为水滴，从而可以防止尾气中的水汽进入真空泵内。过滤结构42可 以采用聚四氟乙烯材质制成的滤芯，过滤结构42可以对尾气中的杂 质过滤出来，从而可以防止尾气中的杂质进入真空泵内。进一步的， 冷却结构41包覆于过滤结构42的外侧，可以使得尾气中的水汽在进 入过滤结构42之前已经被冷却结构41凝结为水滴，因此可以防止水 汽进入过滤结构42，从而防止水汽对过滤结构42造成损坏，进而有 效提高过滤结构42的使用寿命。

需要说明的是，本申请实施例并不限定冷却结构41及过滤结构 42的具体实施方式，例如冷却结构41可以通过调整自身温度以对尾 气进行冷却，以及过滤结构42可以采用其它过滤材质制成。因此本 申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调 整设置。

于本申请的一实施例中，冷却结构41包括冷却管路411、进液 管路412及出液管路413，冷却管路411设置于容置腔11内，进液 管路412及出液管路413均设置于上壳体12上，且延伸至下壳体13 中；进液管路412的进液口和出液管路413的出液口均位于壳体1 的外侧。

如图1至图2B所示，冷却结构41具体可以是金属制成的冷却 管路411，冷却管路411的两端可以分别设置有进液管路412及出液 管路413。冷却管路411在可以设置于容置腔11内，而进液管路412 及出液管路413可以伸出上壳体12，进液管路412的进液口及出液管路413的出液口均位于壳体1的外侧，冷却管路411、进液管路412 及出液管路413以及上壳体12之间可以采用焊接设置。进液管路412 及出液管路413与冷源连接，冷源内的冷却液体可以经过冷却管路 411以对尾气进行冷却处理。可选地，冷却液体具体可以是冷却水。采用上述设计，不仅结构简单方便以及安全可靠，而且可以大幅降低 本申请实施例应用及维护成本。另外，冷却结构41设置于上壳体12 上，还可以便于对过滤结构42进行维护，从而进一步降低了本申请 实施例的维护成本。

需要说明的是，本申请实施例并不限定冷却结构41具体实施方 式，例如冷却结构41可以采用铜或不锈钢材质制成，其也可以设置 于下壳体13上。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员 可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，如图2A所示，冷却管路411呈螺旋状 环绕贴合于过滤结构42外侧，且冷却管路411中流动有冷却液体用 于对尾气进行冷却。采用上述设计，由于采用螺旋状设计，可以使得 冷却管路411能容纳更多的冷却液体，以进一步提高冷却结构41的 冷却效果，从而进一步的提高使用寿命及降低了使用成本。需要说明 的是，本申请实施例并不限定冷却管路411的具体排列方式，本领域 技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，过滤结构42包括有内腔421，内腔421 的开口处与上壳体12密闭配合，且抽气管3与内腔421连通设置。

如图2A至图3所示，过滤结构42具体可以采用聚四氟乙烯制 成的圆柱形滤芯结构，并且该过滤结构42内可以形成有内腔421。 过滤结构42的顶部可以与上壳体12的底面连接，例如可以采用可拆 卸连接方式，以便于对过滤结构42进行更换。内腔421的开口处可以与上壳体12密闭配合，抽气管3可以与内腔421连通设置。在实 际应用时，尾气可以由进气管2进入壳体1内的容置腔11，然后尾 气经过冷却结构41冷却，之后冷却后的尾气可以经由过滤结构42 过滤后进入内腔421，并且由抽气管3排出。采用上述设计，由于过 滤结构42具有内腔421，可以使得容置腔11内的所有尾气均由过滤 结构42过滤之后再经由抽气管3排出，从而进一步提高了本申请实 施例的尾气过滤效果，进而还可以提高本申请实施例的经济效益。另 外，过滤结构42同样设置于上壳体12上，可以便于对过滤结构42 进行更换，从而可以提高维护效率降低使用成本。

需要说明的是，本申请实施例并不限定过滤结构42的具体实施 方式，例如过滤结构42也可以采用多层滤芯的方式设置。因此本申 请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整 设置。

于本申请的一实施例中，如图1至图3所示，进气管2穿过上 壳体12以伸入容置腔11内，且进气管2的排气端与过滤结构42的 底部对齐设置。由于进气管2排气端可以与过滤结构42的底部对齐 设置，可以使尾气可以由过滤结构42的底部向上流动，以均匀经由 过滤结构42进入内腔，从而进一步提高本申请实施例的过滤效果。 但是本申请实施例对此并不进行限定，本领域技术人员可以根据实际 情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，如图1至图3所示，壳体1上还设置 有排液口6，冷却结构41用于将尾气中的水汽凝结为水滴，排液口6 用于将水滴排出壳体1外。可选地，排液口6设置于壳体1的底部。 具体来说，壳体1的底部可以采用锥面结构，该锥面结构的底部上可 以设置有排液管，排液口6可以形成于排液管上，用于将冷却结构 41凝结的水滴排出壳体1的外侧。采用上述设计，由于壳体1可以 实现定期排出水滴，因此无需考虑壳体1的体积，不仅可以有效缩小 壳体1的体积，而且可以有效节省安装空间。需要说明的是，本申请 实施对于排液口6的具体实施方式并不限定，排液口6也直接开设于 壳体1的底部。因此本申请实施例对此并不进行限定，本领域技术人 员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，如图1至图3所示，壳体1的顶部还 设置有抽真空管7，抽真空管7与容置腔11连通设置，用于与真空 装置连接以维持容置腔11的真空状态。抽真空管7同样可以采用金 属材质制成的管状结构，其可以设置于壳体1的顶部并且与容置腔 11连通设置。在实际应用时，抽真空管7可以与一真空装置(图中 未示出)连接，真空装置可以设置于尾气处理装置的外侧，当真空装 置工作时可以维持容置腔11的真空状态，从而可以将工艺腔室内尾 气吸入容置腔11内以对其进行处理。采用上述设计，可以大幅提高 本申请实施例的工作效率，从而降低尾气的处理时间及成本。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种半导体加工设备， 包括如上述各实施例提供的尾气处理装置。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

本申请实施例通过在工艺腔室及真空泵之间设置有尾气处理装 置，由于处理机构可以对尾气进行处理，因此实现了防止尾气对真空 泵造成污染，从而可以有效提高真空泵的使用寿命，进而还可以提高 半导体加工设备的使用寿命。进一步的，由于处理机构可以对尾气进 行冷却及过滤处理，不仅可以对尾气中的杂质进行过滤，避免杂质进 入真空泵中造成污染；另外由于处理机构可以对尾气进行冷却，还可 以对尾气中的水汽进行过滤，避免水汽进入真空泵中造成污染。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而 采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的 普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做 出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、 “下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、 “顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附 图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而 不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方 位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示 或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限 定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更 多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是 两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限 定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以 是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的 具体含义。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做 出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种尾气处理装置，用于对工艺腔室的尾气进行处理，其特征在于，包括：壳体、进气管、抽气管及处理机构；

所述壳体内形成有容置腔，用于容置所述工艺腔室排出的尾气；

所述进气管及所述抽气管均设置于所述壳体上，并且与所述容置腔连通设置；所述进气管与所述工艺腔室的废气口连接，用于将所述尾气导引至所述容置腔内；所述抽气管用于将处理完的所述尾气导引至所述容置腔外；

所述处理机构设置于所述容置腔内并且与所述壳体连接，所述处理机构用于对所述尾气进行冷却及过滤处理。

2.如权利要求1所述的尾气处理装置，其特征在于，所述壳体包括上壳体及下壳体，所述上壳体及所述下壳体配合以形成所述容置腔，并且所述上壳体及所述下壳体通过密封结构连接。

3.如权利要求2所述的尾气处理装置，其特征在于，所述密封结构包括有密封圈及多个紧固件，所述密封圈设置于所述上壳体及所述下壳体之间，多个紧固件用于将所述上壳体、所述下壳体及所述密封圈三者夹紧固定。

4.如权利要求3所述的尾气处理装置，其特征在于，多个所述紧固件为卡钳螺钉，且多个所述紧固件沿所述密封圈的周向均布。

5.如权利要求2所述的尾气处理装置，其特征在于，所述处理机构包括冷却结构及过滤结构，所述冷却结构包覆于所述过滤结构外侧。

6.如权利要求5所述的尾气处理装置，其特征在于，所述冷却结构包括冷却管路、进液管路及出液管路，所述冷却管路设置于所述容置腔内，所述进液管路及所述出液管路均设置于所述上壳体上，且延伸至所述下壳体中；所述进液管路的进液口和所述出液管路的出液口均位于所述壳体的外侧。

7.如权利要求6所述的尾气处理装置，其特征在于，所述冷却管路呈螺旋状环绕贴合于所述过滤结构外侧，且所述冷却管路中流动有冷却液体用于对所述尾气进行冷却。

8.如权利要求5所述的尾气处理装置，其特征在于，所述过滤结构包括有内腔，所述内腔的开口处与所述上壳体密闭配合，且所述抽气管与所述内腔连通设置。

9.如权利要求8所述的尾气处理装置，其特征在于，所述进气管穿过所述上壳体以伸入所述容置腔内，且所述进气管的排气端与所述过滤结构的底部对齐设置。

10.如权利要求1至9的任一所述的尾气处理装置，其特征在于，所述壳体上还设置有排液口，所述冷却结构用于将尾气中的水汽凝结为水滴，所述排液口用于将所述水滴排出至所述壳体外；所述排液口设置于所述壳体的底部。

11.如权利要求1至9的任一所述的尾气处理装置，其特征在于，所述壳体的顶部还设置有抽真空管，所述抽真空管与所述容置腔连通设置，用于与真空装置连接，以维持所述容置腔的真空状态。

12.一种半导体加工设备，其特征在于，包括如权利要求1至11的任一提供的尾气处理装置。

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