CN111151524A - 管道清洁方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管道清洁方法及装置，所述方法包括：提供一管道清洁装置，包括反应腔体、第一管道、第二管道以及尾气处理装置，所述第一管道上设置有第一阀门，所述第二管道与所述第一管道交汇，且所述第二管道与所述第一管道的交汇点位于所述第一阀门与所述尾气处理装置之间；关闭所述第一阀门，隔离所述交汇点与所述反应腔体；通过所述第二管道向所述第一管道输送清洁气体，以清洁所述第一管道。本发明提供的管道处理方法，降低了所述清洁气体的使用量，提升了半导体设备的利用率，并且本发明提供的管道清洁装置中反应腔体的使用寿命较长。

Description

管道清洁方法及装置

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种管道清洁方法及装置。

背景技术

在采用半导体设备制造半导体芯片或者半导体集成电路的过程中，通常需要运用到化学气相沉积工艺，而在执行了化学气相沉积工艺后，半导体设备管道中会遗留反应副产物，影响半导体设备的性能，因此需要对半导体设备管道进行清洁。

相关技术中，半导体设备一般包括有反应腔体和尾气处理装置，并且两者通过半导体管道连接。在此基础上，清洁半导体管道的方法为：通过一管道向反应腔体输送清洁气体，使得所述清洁气体流动入半导体设备管道中，以便通过所述清洁气体来清洁所述半导体管道。

但是，相关技术中提供的半导体设备管道中的清洁方法的周期较长，且其对于清洁气体的消耗量较多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道清洁方法及装置，以解决现有的半导体设备管道的清洁方法其周期长，以及清洁气体的消耗量较多的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种管道清洁方法，所述方法包括：

提供一管道清洁装置，所述管道清洁装置包括反应腔体、第一管道、第二管道以及尾气处理装置，所述第一管道连接所述反应腔体与所述尾气处理装置，所述第一管道上设置有第一阀门，用于控制所述第一管道导通或闭塞；所述第二管道与所述第一管道交汇，且所述第二管道与所述第一管道的交汇点位于所述第一阀门与所述尾气处理装置之间；

关闭所述第一阀门，使所述第一管道闭塞，进而隔离所述交汇点与所述反应腔体；

通过所述第二管道向所述第一管道输送清洁气体，以清洁所述第一管道。

可选的，所述清洁气体包括稳定气体和清除气体，所述稳定气体包括氮气或惰性气体，所述清除气体包括三氟化氯，并且所述第一管道中存在反应副产物；

其中，清洁所述第一管道的方法包括：

通过所述第二管道向所述第一管道输送稳定气体；

通过所述第二管道向所述第一管道输送清除气体，所述清除气体与所述反应副产物反应生成反应气体，以清除所述反应副产物；

通过所述第二管道向所述第一管道输送稳定气体，对所述第一管道进行吹扫，并将所述第一管道中的反应气体输送至所述尾气处理装置。

可选的，所述管道清洁装置还包括排气装置，所述排气装置与所述尾气处理装置通过管道连接；在将所述反应气体输送至所述尾气处理装置后，所述方法还包括：

在所述尾气装置中煅烧所述反应气体，并通过所述排气装置排出。

可选的，在通过所述第二管道向所述第一管道输送清除气体时，还通过所述第二管道向所述第一管道输送稳定气体，以使得所述稳定气体带动所述清洁气体流动。

可选的，所述第二管道包括主管道、第一子管道以及第二子管道；

所述第一子管道和所述第二子管道交汇至所述主管道的一端，所述主管道的另一端与所述第一管道交汇，并且，所述主管道上设置有第二阀门，用于控制所述主管道的导通和闭塞，所述第一子管道上设置有第三阀门，用于控制所述第一子管道的导通和闭塞，以及所述第二子管道上设置有第四阀门，用于控制所述第二子管道的导通和闭塞；

其中，所述第一子管道用于输送清除气体，所述第二子管道用于输送稳定气体。

可选的，所述管道清洁装置还包括多个流量范围控制器，所述第一子管道上设置有所述流量范围控制器，用于控制所述清除气体的流量，所述第二子管道上也设置有所述流量范围控制器，用于控制所述稳定气体的流量。

可选的，清除所述第一管道中的反应副产物所需的时间范围介于3～5小时之间。

可选的，清洁所述第一管道所需的清除气体的用量范围介于50～80升/次之间。

可选的，清洁所述第一管道之前，所述第一管道和所述第二管道的温度小于100摄氏度。

进一步地，为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种管道清洁装置，所述管道清洁装置包括反应腔体、第一管道、第二管道以及尾气处理装置；

其中，所述第一管道连接所述反应腔体与所述尾气处理装置，所述第一管道上设置有第一阀门，用于控制所述第一管道导通或闭塞；所述第二管道与所述第一管道交汇，且所述第二管道与所述第一管道的交汇点位于所述第一阀门与所述尾气处理装置之间，所述第二管道用于向所述第一管道输送清洁气体，以清洁所述第一管道。

可选的，所述管道清洁装置还包括与所述尾气处理装置通过管道连接的排气装置。

综上所述，本发明提供的管道清洁方法及装置，在清洁第一管道时，所述清洁气体经由所述第二管道直接输送至所述第一管道，而无需经过所述反应腔体，从而大大降低了所述清洁气体的使用量。同时，由于整个管道清洁过程中，没有应用到反应腔体，则无需如相关技术中，对所述反应腔体执行涂层和测机操作，大大缩短了对于半导体设备的管道清洁的周期，进而缩短了半导体设备的复机时间，提升了半导体设备的利用率。以及，由于对反应腔体执行较多次数涂层和测机操作，会影响反应腔体的使用寿命，因此，采用本发明提供的管道清洁方法，所述反应腔体的使用寿命较长。

附图说明

图1是相关技术中管道清洁装置的结构示意图；

图2是本发明一实施例的一种管道清洁方法的流程示意图；

图3是本发明一实施例的一种管道清洁装置的结构示意图。

具体实施方式

承如背景技术所述，目前的管道清洁装置一般如图1所示，包括反应腔体100、管道200以及尾气处理装置300。其中，所述管道200连接所述反应腔体100和所述尾气处理装置300，同时，所述反应腔体100的另一端还设置有一管道通口400，所述管道通口400用于向所述反应腔体100输送清洁气体，以清洁所述管道200中的反应副产物，所述清洁气体可以包括清除气体和稳定气体。

具体的，相关技术中清洁所述管道200中反应副产物的方法包括：先通过所述管道通口400向所述反应腔体100中输送清除气体，以便所述清除气体经过所述反应腔体100流动至所述管道200，并与所述管道200中的反应副产物反应生成反应气体，以清除所述反应副产物，之后，再通过所述管道通口400输送稳定气体，所述稳定气体经由所述反应腔体100流动至所述管道200中，并推动所述管道200中反应气体流动至尾气处理装置300，以便所述尾气处理装置煅烧所述反应气体并将其排出，以此达到清洁所述管道200的目的。最后，由于所述反应腔体100中经过了清洁气体，因此还需对所述反应腔体100执行涂层和测机处理，以检测所述反应腔体100是否可以继续生产。

上述方法中，由于所述清除气体要经过所述反应腔体100，且所述反应腔体100的空间较大，会导致所述清除气体的消耗量较大，还会使得清除所述管道200中的反应副产物的时间较长。其中，所述清除气体的消耗量一般为125升/次(L/run)，清除反应副产物的时间一般为6小时，以及后续还需要对反应腔体100执行涂层和测机处理，导致所述方法的整个周期较长，一般为29小时，进而会导致所述半导体设备的利用率降低。

为此，本发明提出了一种管道清洁方法及装置，在清洁所述管道时，大大降低了清除气体和稳定气体的耗用量，同时也缩短了管道清洁的周期，提高了半导体设备的利用率。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的管道清洁方法及装置作进一步详细说明。根据下面说明书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

图2为本发明一实施例的一种管道清洁方法的流程示意图。如图2所示，所述管道清洁方法可以包括：

步骤10a、提供一管道清洁装置。

具体地，图3是本发明一实施例的一种管道清洁装置的结构示意图，如图3所示，所述管道清洁装置可以包括反应腔体10、第一管道20、第二管道30以及尾气处理装置40，所述第一管道20连接所述反应腔体10与所述尾气处理装置40，所述第一管道20上设置有第一阀门a，用于控制所述第一管道20的导通或闭塞，其中，所述第一管道20中还存在有反应副产物和残余气体，所述反应副产物为在所述反应腔体中执行工艺流程时滞留在所述第一管道中的固体，一般包括氧化硅或者有机物。进一步地，所述第二管道30与所述第一管道20交汇，且所述第二管道30与所述第一管道20的交汇点A位于所述第一阀门a与所述尾气处理装置40之间。

步骤20a、关闭所述第一阀门a，使所述第一管道20闭塞，以阻隔所述交汇点A与所述反应腔体10。

由图3可知，所述第一阀门a具体位于所述第二管道30与所述第一管道20的交汇点A和所述反应腔体10之间，当关闭所述第一阀门a时，所述交汇点A与所述反应腔体10之间的管道闭塞，阻隔了所述交汇点A与所述反应腔体10，以便当后期通过所述第二管道30向所述第一管道20输送清洁气体清洁所述第一管道20时，确保所述清洁气体不会流动至空间较大的反应腔体10中，从而降低所述清洁气体的耗用量，其中，所述清洁气体可以包括清除气体和稳定气体，所述清除气体具体可以包括三氟化氯，所述稳定气体具体可以包括氮气或者惰性气体(例如氦气或者氖气)。

步骤30a、通过第二管道30向所述第一管道20输送稳定气体。

其中，如图3所示，在本实施例中，所述第二管道30具体可以包括主管道A1、第一子管道A2以及第二子管道A3。其中，所述第一子管道A2和所述第二子管道A3交汇至所述主管道A1的一端，所述主管道A1的另一端与所述第一管道20交汇。并且，所述主管道A1上设置有第二阀门b，用于控制所述主管道的导通和闭塞，所述第一子管道A2上设置有第三阀门c，用于控制所述第一子管道A2的导通和闭塞，以及所述第二子管道A3上设置有第四阀门d，用于控制所述第二子管道A3的导通和闭塞。

所述第一子管道A2主要用于输送清除气体。所述第二子管道A3主要用于输送稳定气体。

在此基础上，结合图3可知，步骤30a实质上是通过所述第二子管道A3和主管道A1向所述第一管道20输送稳定气体，具体的，先向所述第二子管道A3中输送稳定气体，使得所述稳定气体经由所述主管道A1流动至所述第一管道20，以对所述第一管道中的残余气体进行吹扫，并将所述第一管道中的残余气体输送至尾气处理装置中，以清除所述第一管道中的残余气体。

其中，需要说明的是，所述管道清洁装置还可以包括抽气泵50，所述抽气泵50设置于所述第一管道20上，且位于所述交汇点A与所述尾气处理装置40之间；则上述的将所述第一管道中的残余气体输送至尾气处理装置中的方法具体可以为：通过抽气泵50抽取所述第一管道中的残余气体，并将所述残余气体输送至所述尾气处理装置40中。

还需说明的是，在向所述第一管道20中输入所述稳定气体时，所述第三阀门关闭，以避免由于所述稳定气体流动至所述第一子管道A2中，而导致所述稳定气体的消耗量升高的情况发生。

步骤40a、通过所述第二管道30向所述第一管道20输送清除气体。

结合上述步骤30a以及图3可知，步骤40a主要是通过所述第一子管道A2和所述主管道A1向所述第一管道20输送清除气体，具体的，先向所述第一子管道A3输送清除气体，所述清除气体经由所述主管道A1会流动至所述第一管道20中，并与所述第一管道20中的反应副产物反应生成反应气体，以清除所述第一管道20中反应副产物。

其中，在输送所述清除气体时，所述清除气体无需经过空间较大的反应腔体10，从而节省了清除所述反应副产物的时间以及所述清除气体的用量。具体的，清除所述反应副产物的时间范围介于3～5小时之间，一般为4小时，相较于相关技术节省了2小时。所述清除气体的用量范围介于50～80L/run之间，一般为75L/run，相较于相关技术节省了50L/run。

此外，上述步骤40a中，所述清除气体与所述反应副产物的反应为放热反应，则当所述清除气体与所述反应副产物发生反应时，会放热进而使得所述第一管道的温度升高，存在安全隐患。因此，在执行上述步骤30a之前，应该将所述第一管道20的温度控制在100摄氏度以下，以保证在所述清除气体与所述反应副产物反应时，所述第一管道的温度不会过高，确保工作人员的安全。

此外，需要说明的是，步骤40a中，在通过所述第一子管道A2以及所述主管道A1向所述第一管道20输送清除气体时，还可以通过所述第二子管道A3以及所述主管道A1向所述第一管道20输送稳定气体，以使得所述稳定气体带动所述主管道A1中的全部清除气体流动至所述第一管道20，以充分利用所述清除气体。

还需说明的是，所述管道清洁装置中还可以包括多个流量范围控制器，以计算和控制所述清除气体和所述稳定气体的流量。具体地，如图3所示，所述管道清洁装置可以包括两个流量范围控制器H，分别设置在所述第一子管道A2上，用于控制所述清除气体的流量；以及设置在所述第二子管道A3上，用于控制所述稳定气体的流量。

步骤50a、通过所述第二管道30向所述第一管道20输送稳定气体，并将所述第一管道中20的反应气体输送至所述尾气处理装置40，以清洁所述第一管道20。

其中，所述稳定气体是持续输送至所述第二管道30中的，一般而言，需要向所述第二管道30输入所述稳定气体持续8小时，以对所述第一管道中的反应气体进行全面吹扫，以便通过所述抽气泵50可以将所述第二管道30中的反应气体全部输送至所述尾气处理装置30中，保证所述第一管道的清洁结果。

步骤60a、在所述尾气处理装置40中煅烧所述反应气体，并通过排气装置排出。

如图3所示，所述管道清洁装置还包括有排气装置60，所述排气装置60与所述尾气处理装置40通过管道连接，用于在所述尾气处理装置40煅烧所述反应气体和所述残余气体后，将其排出，以完成所述管道清洁的收尾步骤。

则对比本发明提供的管道清洁方法以及相关技术中的管道清洁方法而言，本发明提供的管道清洁方法中，所述清除气体的用量一般为75L/run，所需时长为清除所述反应副产物所需时长(一般为4小时)+清洁所述第一管道所需时长(一般为8小时)＝12小时。而相关技术的管道清洁的方法中，所述清除气体用量一般为125L/run，所需时长一般为29小时。则按照管道清洁的频率为25次/年计算，采用本发明提供的管道清洁方法，一年内可以节省清除气体(125-75)*365/25＝730升，节省时间(29-12)*365/25＝248.2小时，大大降低了所述清除气体的使用量，以及缩短了半导体设备的管道清洁的周期。

综上所述，本发明提供的管道清洁方法中，通过所述第二管道向所述第一管道输送清除气体和稳定气体以清洁所述第一管道，而所述清除气体和稳定气体无需经过所述反应腔体，从而大大降低了所述清除气体和稳定气体的使用量。同时，由于整个管道清洁过程中，没有应用到反应腔体，则无需如相关技术中，对所述反应腔体执行涂层和测机操作，也大大缩短了清洁半导体设备管道的时间，进而缩短了半导体设备的复机时间，提升了半导体设备的利用率。以及，由于对反应腔体执行较多次数涂层和测机操作，会影响反应腔体的使用寿命，因此，采用本发明提供的管道清洁方法，所述反应腔体的使用寿命较长。

本发明还提供了一种管道清洁装置，所述管道清洁装置可以如图3所示，所述管道清洁装置可以包括反应腔体10、第一管道20、第二管道30以及尾气处理装置40。

其中，所述第一管道20连接所述反应腔体10与所述尾气处理装置40，所述第一管道20上设置有第一阀门a，用于控制所述第一管道20导通或闭塞；所述第二管道30与所述第一管道20交汇，且所述第二管道30与所述第一管道20的交汇点位于所述第一阀门a与所述尾气处理装置40之间，所述第二管道30用于向所述第一管道20输送清洁气体，以清洁所述第一管道。

进一步地，所述管道清洁装置还包括与所述尾气处理装置40通过管道连接的排气装置50。

综上所述，本发明提供的管道清洁装置中，连通所述反应腔体与所述尾气处理装置的第一管道上设置有第一阀门，同时所述第二管道与所述第一管道交汇，且所述第二管道与所述第一管道的交汇点位于所述第一阀门与所述尾气处理装置之间。则在关闭所述第一阀门的条件下，向所述管道清洁装置中输送清洁气体时，所述清洁气体经由所述第二管道即可直接输送至所述第一管道，无需经过所述反应腔体，从而大大降低了所述清洁气体的使用量。同时，在采用本发明提供的管道清洁装置清洁管道的过程中，由于没有应用到反应腔体，因此无需如相关技术中，对所述反应腔体执行涂层和测机操作，大大缩短了对于半导体设备的管道清洁的周期，进而缩短了半导体设备的复机时间，提升了半导体设备的利用率，以及本发明提供的管道清洁装置中所述反应腔体的使用寿命较长。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (11)

1.一种管道清洁方法，其特征在于，所述方法包括：

提供一管道清洁装置，所述管道清洁装置包括反应腔体、第一管道、第二管道以及尾气处理装置，所述第一管道连接所述反应腔体与所述尾气处理装置，所述第一管道上设置有第一阀门，用于控制所述第一管道导通或闭塞；所述第二管道与所述第一管道交汇，且所述第二管道与所述第一管道的交汇点位于所述第一阀门与所述尾气处理装置之间；

关闭所述第一阀门，使所述第一管道闭塞，进而隔离所述交汇点与所述反应腔体；

通过所述第二管道向所述第一管道输送清洁气体，以清洁所述第一管道。

2.如权利要求1所述的管道清洁方法，其特征在于，所述清洁气体包括稳定气体和清除气体，所述稳定气体包括氮气或惰性气体，所述清除气体包括三氟化氯，并且所述第一管道中存在反应副产物；

其中，清洁所述第一管道的方法包括：

通过所述第二管道向所述第一管道输送稳定气体；

通过所述第二管道向所述第一管道输送清除气体，所述清除气体与所述反应副产物反应生成反应气体，以清除所述反应副产物；

通过所述第二管道向所述第一管道输送稳定气体，对所述第一管道进行吹扫，并将所述第一管道中的反应气体输送至所述尾气处理装置。

3.如权利要求2所述的管道清洁方法，其特征在于，所述管道清洁装置还包括排气装置，所述排气装置与所述尾气处理装置通过管道连接；在将所述反应气体输送至所述尾气处理装置后，所述方法还包括：

在所述尾气装置中煅烧所述反应气体，并通过所述排气装置排出。

4.如权利要求2所述的管道清洁方法，其特征在于，在通过所述第二管道向所述第一管道输送清除气体时，还通过所述第二管道向所述第一管道输送稳定气体，以使得所述稳定气体带动所述清洁气体流动。

5.如权利要求2所述的管道清洁方法，其特征在于，所述第二管道包括主管道、第一子管道以及第二子管道；

所述第一子管道和所述第二子管道交汇至所述主管道的一端，所述主管道的另一端与所述第一管道交汇，并且，所述主管道上设置有第二阀门，用于控制所述主管道的导通和闭塞，所述第一子管道上设置有第三阀门，用于控制所述第一子管道的导通和闭塞，以及所述第二子管道上设置有第四阀门，用于控制所述第二子管道的导通和闭塞；

其中，所述第一子管道用于输送清除气体，所述第二子管道用于输送稳定气体。

6.如权利要求5所述的管道清洁方法，其特征在于，所述管道清洁装置还包括多个流量范围控制器，所述第一子管道上设置有所述流量范围控制器，用于控制所述清除气体的流量，所述第二子管道上也设置有所述流量范围控制器，用于控制所述稳定气体的流量。

7.如权利要求2所述的管道清洁方法，其特征在于，清除所述第一管道中的反应副产物所需的时间范围介于3～5小时之间。

8.如权利要求2所述的管道清洁方法，其特征在于，清洁所述第一管道所需的清除气体的用量范围介于50～80升/次之间。

9.如权利要求1至8任一所述的管道清洁方法，其特征在于，清洁所述第一管道之前，所述第一管道和所述第二管道的温度小于100摄氏度。

10.一种管道清洁装置，其特征在于，所述管道清洁装置包括反应腔体、第一管道、第二管道以及尾气处理装置；

其中，所述第一管道连接所述反应腔体与所述尾气处理装置，所述第一管道上设置有第一阀门，用于控制所述第一管道导通或闭塞；所述第二管道与所述第一管道交汇，且所述第二管道与所述第一管道的交汇点位于所述第一阀门与所述尾气处理装置之间，所述第二管道用于向所述第一管道输送清洁气体，以清洁所述第一管道。

11.如权利要求10所述的管道清洁装置，其特征在于，所述管道清洁装置还包括与所述尾气处理装置通过管道连接的排气装置。

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