CN112604443A - 半导体清洗设备的排气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种半导体清洗设备的排气装置，包括气液分离结构，用于输送废气；气液分离结构包括冷凝管道，冷凝管道的进气口用于与半导体清洗设备的排气口连通，冷凝管道的排气口用于与抽气装置连通；冷却管道的内壁上设有凸起结构，凸起结构用于增大冷凝管道与废气的接触面积，冷凝管道用于在输送废气的过程中对废气进行冷凝，将废气中的冷凝液体从废气中分离出来。本发明提供的半导体清洗设备的排气装置能够防止抽气装置被腐蚀，从而提高抽气装置的使用寿命，同时可以保证抽气装置的抽气效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种半导体清洗设备的排气装置。
背景技术
半导体加工过程通常使用半导体清洗机设备来清洗硅片，以槽式清洗设备为例，其在清洗硅片的过程中会使用硫酸过氧化氢混合物(Sulfuric-peroxide mix，以下简称SPM)液体作为清洗液体，但是由于SPM液体具有强酸性，会对人体以及周围环境造成严重损害，这就需要在使用过程中将SPM液体严格密封在机台内部。而且，在利用SPM液体清洗硅片的过程中会产生大量高温酸性废气，该高温酸性废气会经由槽式清洗设备的废气排放管道排出至厂务排气管道中。
现有的废气排放管道普遍与厂务排气管道直接相连，自槽式清洗设备排出的酸性废气在温度仍然较高的情况下进入温度相对较低的厂务排气管道后会发生冷凝，并生成冷凝液存积在厂务排气管道中，由于该冷凝液具有强酸性，导致厂务排气管道被腐蚀，从而造成厂务排气管道的使用寿命缩短，甚至可能引发安全事故。而且在厂务排气管道发生冷凝会增大废气密度，影响厂务排气管道的抽气效率。
发明内容
本发明实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种半导体清洗设备的排气装置，其可以防止抽气装置被腐蚀，提高抽气装置的使用寿命，同时可以保证抽气装置的抽气效率。
为实现本发明实施例的目的而提供一种半导体清洗设备的排气装置，其特征在于，所述排气装置包括气液分离结构，用于输送废气；
所述气液分离结构包括冷凝管道，所述冷凝管道的进气口用于与所述半导体清洗设备的排气口连通，所述冷凝管道的排气口用于与抽气装置连通；
所述冷却管道的内壁上设有凸起结构，所述凸起结构用于增大所述冷凝管道与废气的接触面积，通过在输送所述废气的过程中对所述废气进行冷凝，将所述废气中的冷凝液体从所述废气中分离出来。
可选的，所述冷凝管道的轴线与水平面呈预设夹角，且所述冷凝管道的进气口高于所述冷凝管道的排气口，以使所述废气中的冷凝液体在自身重力作用下从所述废气中分离出来。
可选的，所述预设夹角为90°。
可选的，所述凸起结构包括与所述冷凝管道的所述废气的输送方向相对，且相对于所述冷凝管道的轴线向所述废气的输送方向倾斜的斜面。
可选的，所述凸起结构包括多个片状凸起，多个所述片状凸起的顶面形成所述斜面，多个所述片状凸起在所述冷凝管道的内壁上呈阵列排布。
可选的，所述排气装置还包括冷却结构，所述冷却结构包括第一冷却管道，所述第一冷却管道套设在所述冷凝管道的外侧，且与所述冷凝管道之间形成第一冷却通道，用于通过向所述第一冷却通道中通入冷却介质来冷却所述冷凝管道。
可选的，所述气液分离结构还包括连接管道，所述连接管道的进气口与所述半导体清洗设备的排气口连接，所述连接管道的排气口与所述冷凝管道的进气口连接；
所述冷却结构还包括第二冷却管道，所述第二冷却管道套设在所述连接管道的外侧，且与所述连接管道之间形成第二冷却通道，用于通过向所述第二冷却通道中通入冷却介质来冷却所述连接管道。
可选的，所述第一冷却管道和所述第二冷却管道上均设置有输入口和输出口，所述冷却介质可通过所述输入口和所述输出口循环供给。
可选的，所述第一冷却通道中通入冷却介质为冷却水，所述第二冷却通道中通入冷却介质为压缩空气。
可选的，所述气液分离结构还包括缓冲管道，所述缓冲管道的进气口与所述冷凝管道的排气口连接；所述缓冲管道的排气口与所述抽气装置连接；所述缓冲管道上设置有收集排放口，用以收集并排出所述冷凝液体。
本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例提供的半导体清洗设备的排气装置，其利用气液分离结构中的冷凝管道对半导体清洗设备排出的废气进行冷凝，并在废气进入抽气装置(例如厂务排气管道)之前将冷凝液体从废气中分离出来，这样不仅可以降低废气的温度，避免高温废气进入抽气装置并在抽气装置中发生冷凝，从而可以防止抽气装置被腐蚀，提高抽气装置的使用寿命。同时，通过将冷凝液体从废气中分离出来，可以避免增大废气密度，从而保证抽气装置的抽气效率。而且本发明实施例提供的半导体清洗设备的排气装置还在冷凝管道中设置凸起结构，其能够增大冷凝管道与废气的接触面积，从而进一步提高冷凝管道对半导体清洗设备排出的废气的冷凝效率。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的半导体清洗设备的排气装置的结构示意图；
图2为本发明实施例2提供的半导体清洗设备的排气装置的结构示意图；
图3为本发明实施例3提供的半导体清洗设备的排气装置的结构示意图；
图4为本发明实施例3提供的半导体清洗设备的排气装置的局部结构示意图；
图5为本发明实施例4提供的半导体清洗设备的排气装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明，本发明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发明的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里本实施例中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明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。
下面结合附图以具体的实施例对本发明的技术方案以及本发明的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种半导体清洗设备的排气装置，如图1所示，排气装置包括气液分离结构，该气液分离结构包括冷凝管道1，该冷凝管道1具有进气口11和排气口12，其中，进气口11与半导体清洗设备的排气口(图中未示出)连通，排气口12与抽气装置(图中未示出)连通，半导体清洗设备排出的废气通过冷凝管道1排入抽气装置。
在一些实施例中，抽气装置可以为厂务排气管道，该厂务排气管道具有负压，能够通过冷凝管道1将半导体清洗设备排出的废气抽出。当然，在实际应用中，抽气装置还可以为抽气泵或其他负压管道等等。
冷凝管道1用于输送废气，并在输送废气的过程中，冷凝管道1的管壁能够对废气进行冷凝，而且，冷凝管道1的轴线(除图1中的弯折部分)与水平面呈第一夹角，且冷凝管道1的进气口11高于冷凝管道1的排气口12，以使冷凝液体在自身重力作用下从废气中分离出来。通过对废气进行冷凝，可以降低废气的温度，避免高温废气流入抽气装置并在抽气装置中发生冷凝，从而可以防止抽气装置被腐蚀，提高抽气装置的使用寿命；同时，通过将冷凝液体从废气中分离出来，可以避免增大废气密度，从而保证抽气装置的抽气效率。
冷凝管道1的内壁上具有凸起结构，如图1所示，该凸起结构包括与冷凝管道1中的气体输送方向相对、且相对于冷凝管道1的轴线倾斜的斜面，用于增大冷凝管道1与废气的接触面积，从而增强冷凝管道1的冷凝效果。通过使斜面与冷凝管道1中的气体输送方向相对，可以保证该斜面能够与废气相接触，以实现对废气的冷却。同时通过使斜面相对于冷凝管道1的轴线倾斜，可以避免扰乱气流，同时避免阻碍冷凝液体的流动。
在一些实施例中，斜面相对于冷凝管道1的轴线倾斜45°，该角度的设置，可以获得较佳的冷凝效果。
凸起结构的结构可以有多种，例如，如图1所示，凸起结构包括在冷凝管道1的内壁上呈阵列排布的多个片状凸起13，每个片状凸起13(所在平面)相对于冷凝管道1的内壁向下倾斜，即，多个片状凸起13的顶面形成前述斜面，在实际应用中，片状凸起13的厚度可由实际需要进行设计，例如厚度为3mm。当然，在实际应用中，凸起结构可依据实际需要设置其他任意结构，例如向下倾斜的齿状结构或螺旋叶片结构等等。在实际应用中，多个片状凸起的排布方式也可以依据实际需要进行设置，例如多个片状凸起沿管壁沿螺旋线排布等等。
在一些实施例中，冷凝管道1的进气口11采用法兰连接的方式与半导体清洗设备的排气口连接。冷凝管道1的排气口12也可以通过法兰连接的方式与抽气装置的进气口连接。法兰连接的方式具有密封性好的优点，但本实施例并不限于此，可依据实际生产需要选择管路端口连接方式。
需要说明的是，在本实施例中，如图1所示，冷凝管道1的进气口11朝上，而冷凝管道1具有一段弯折部分，以使排气口12水平朝左，但是，本发明实施例并不局限于此，在实际应用中，可以根据半导体清洗设备的排气口和抽气装置的进气口的具体位置和朝向，自由设定冷凝管道1的进气口11和排气口12的朝向。
还需要说明的是，冷凝管道1的进气口11与排气口12之间的高度差可以根据实际的冷凝效果和设备布置方式进行选择，以在确保废气中的腐蚀性气体尽可能地被冷凝的同时，尽可能地减少占用空间，例如，高度差可为1200mm。在实际生产中，冷凝管道1的内径也可以根据实际的冷凝效果和设备布置方式进行选择，例如内径为300mm。
在一些实施例中，如图1所示，预设夹角为90°，即，冷凝管道1可以竖直设置，这样可以更有效地使废气中的冷凝液体在自身重力作用下从废气中分离出来。当然，在实际应用中，上述预设夹角也可以根据实际的冷凝效果和设备布置空间进行选择，例如45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°、85°等等。
还需要说明的是，在本实施例中，气液分离结构包括冷凝管道1，但是，本发明实施例并不局限于此，在实际应用中，还可以采用其他任意具有气液分离功能的冷凝装置。
在一些实施例中，排气装置还包括冷却结构，该冷却结构用于辅助气液分离结构对废气进行降温，以提高气液分离结构的冷凝效果。具体的，冷却结构可以采用散热片组或冷却管道等的冷却结构。
在一些实施例中，如图1所示，冷却结构包括第一冷却管道2，该第一冷却管道2套设在冷凝管道1的外侧，且与冷凝管道1之间形成第一冷却通道23。第一冷却管道2上具有第一输入口22和第一输出口21。冷却介质可由第一输入口22通入，并从第一输出口21排出，以实现冷却介质的循环。基于热交换原理，第一冷却通道23中循环的冷却介质会提高冷凝管道1对废气的冷凝效果。在实际应用中，根据具体需要，冷却介质可以为诸如冷却水等冷却液体或者诸如压缩空气等冷却气体。在实际生产中，冷却介质的初始温度可由生产需要进行设置，优选的，冷却介质的初始温度可以控制在16℃左右，从而得到较好的冷却效果。
在一些实施例中，冷凝管道1和凸起结构均由耐酸腐蚀的聚氯乙烯(Polyvinylchloride，以下简称PVC)材料制成，以避免被具有酸性的废气和冷凝液体腐蚀，但本实施例并不限于此，可依据半导体清洗设备实际排出的废气的性质来进行选择，保证其能够不被废气和冷凝液体腐蚀即可。
实施例2
如图2所示，本实施例提供的半导体清洗设备的排气装置是在上述实施例1的基础上所做的改进，具体地，在上述实施例1的基础上，上述排气装置增设了缓冲管道3，该缓冲管道3与冷凝管道1一体成型，即，缓冲管道3是冷凝管道1的一部分，且缓冲管道3位于冷凝管道1的排气口一侧，且缓冲管道3的进气口与冷凝管道1的排气口连为一体，缓冲管道3的排气口31与抽气装置(图中未示出)连接。当然，在实际应用中，缓冲管道3与冷凝管道1也可以采用分体结构，在这种情况下，缓冲管道3的进气口可以采用法兰连接的方式与冷凝管道1的排气口连接。
缓冲管道3的轴线与竖直面呈一定夹角，用以对因自身重力流下的冷凝液体进行缓冲。在一些实施例中，该夹角为90°，即，缓冲管道3的轴线可以与水平面相互平行，这样可以获得较佳的缓冲效果。
在一些实施例中，缓冲管道3上设置有收集排放口32，用以收集并排出冷凝液体。
具体地，如图2所示，收集排放口32设置于缓冲管道3的底部，以使冷凝液体能够在自身重力的作用下从收集排放口32流出。收集排放口32的沿管道直径方向的宽度可根据缓冲管道3的内径进行选择，例如，收集排放口32的宽度与缓冲管道3的内径相等或接近缓冲管道3的内径，以使冷凝液体完全从收集排放口32流出，避免其从缓冲管道3的排气口31流出或被抽气装置抽出，具体的，收集排放口32的宽度例如为200mm。
在实际应用中，收集排放口32与抽气装置的进气口之间的距离应根据冷凝液体的流动情况进行设计，例如收集排放口32与抽气装置的进气口之间的距离为200mm。
在一些实施例中，缓冲管道3由耐酸腐蚀的PVC材料制成，以避免被具有酸性的废气和冷凝液体腐蚀，但本实施例并不限于此，可依据半导体清洗设备实际排出的废气的性质来进行选择。
实施例3
如图3所示，本实施例提供的半导体清洗设备的排气装置是在上述实施例1的基础上所做的改进。具体地，在上述实施例1的基础上，本实施例提供的排气装置增设了连接管道4，该连接管道4用于连通半导体清洗设备的排气口和冷凝管道1，并对废气进行预冷却，从而增强冷凝管道1的冷凝效果。具体地，连接管道4与冷凝管道1一体成型，并且连接管道4的进气口41与半导体清洗设备的排气口(图中未示出)连接，连接管道4的排气口与冷凝管道1的进气口连为一体。当然，在实际应用中，连接管道4与冷凝管道1也可以采用分体结构，在这种情况下，连接管道4的排气口可以采用法兰连接的方式与冷凝管道1的进气口连接。
并且，连接管道4的轴线(除图3中的弯折部分)与竖直面呈第三夹角。该第三夹角的大小可以根据半导体清洗设备的排气口的实际朝向而适应性设定。在一些实施例中，半导体清洗设备的排气口为水平朝向，如图3所示，第三夹角为90°，即，连接管道4的轴线平行于水平面。
在一些实施例中，连接管道4由耐酸腐蚀的PVC材料制成，以避免被具有酸性的废气和冷凝液体腐蚀，但本实施例并不限于此，可依据半导体清洗设备实际排出的废气的性质来进行选择，保证其抽气装置够不被废气或冷凝液体腐蚀即可。
在一些实施例中，如图4所示，冷却结构还包括第二冷却管道5，第二冷却管道5套设在连接管道4的外侧，且与连接管道4之间形成第二冷却通道53。第二冷却管道5上还具有第二输入口52和第二输出口51。冷却介质可由第二输入口52通入并从第二输出口51排出，基于热交换原理，在第二冷却通道53中循环的冷却介质会提高连接管道4对废气的预冷却效果。在一些实施例中，冷却介质可以为气体，以使废气被缓慢冷却但不在连接管道4中冷凝，从而避免冷凝液体存积在水平的连接管道4中，但本实施不限于此，可根据实际生产需要进行选择。具体的，第二冷却管道5中的冷却介质可为压缩空气。
在一些实施例中，第二冷却管道5中的冷却介质可为水等液体冷却介质，在此条件下，第一冷却管道2中的冷却介质为压缩气体，以通过先气冷后水冷的方式，通过渐变的冷却方式对废气进行降温，从而提高第一冷却管道2对废气的冷却效率。
实施例4
如图5所示，本实施例提供的半导体清洗设备的排气装置，其是将上述实施例1-3相结合，即，在实施例1的基础上，同时增设缓冲管道3和连接管道4，其中，缓冲管道3的排气口31与抽气装置(图中未示出)连接，连接管道4的进气口41与半导体清洗设备的排气口(图中未示出)连接。由于实施例2-3已对缓冲管道3和连接管道4做出详细描述，本实施例不再赘述。
上述实施例提供的半导体清洗设备的排气装置能够利用气液分离结构中的冷凝管道对半导体清洗设备排出的废气进行冷凝，，并在废气进入抽气装置(例如厂务排气管道)之前将冷凝液体从废气中分离出来，以避免冷凝液体流入抽气装置而被冷凝液体腐蚀。这样还可以降低废气的温度，从而避免废气在抽气装置中发生冷凝而使冷凝液体腐蚀抽气装置。同时，通过将冷凝液体从废气中分离出来，可以避免增大废气密度，从而保证抽气装置的抽气效率。而且本发明实施例提供的半导体清洗设备的排气装置还在冷凝管道中设置凸起结构，其能够增大冷凝管道与废气的接触面积，从而能够进一步提高冷凝管道对半导体清洗设备排出的废气的冷凝效率。
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。
Claims (10)
1.一种半导体清洗设备的排气装置，其特征在于，所述排气装置包括气液分离结构，用于输送废气；
所述气液分离结构包括冷凝管道，所述冷凝管道的进气口用于与所述半导体清洗设备的排气口连通，所述冷凝管道的排气口用于与抽气装置连通；
所述冷却管道的内壁上设有凸起结构，所述凸起结构用于增大所述冷凝管道与所述废气的接触面积；
所述冷凝管道用于在输送所述废气的过程中对所述废气进行冷凝，将所述废气中的冷凝液体从所述废气中分离出来。
2.根据权利要求1所述的半导体清洗设备的排气装置，其特征在于，所述冷凝管道的轴线与水平面呈预设夹角，且所述冷凝管道的进气口高于所述冷凝管道的排气口，以使所述废气中的冷凝液体在自身重力作用下从所述废气中分离出来。
3.根据权利要求2所述的半导体清洗设备的排气装置，其特征在于，所述预设夹角为90°。
4.根据权利要求1所述的半导体清洗设备的排气装置，其特征在于，所述凸起结构包括与所述冷凝管道的所述废气的输送方向相对，且相对于所述冷凝管道的轴线向所述废气的输送方向倾斜的斜面。
5.根据权利要求4所述的半导体清洗设备的排气装置，其特征在于，所述凸起结构包括多个片状凸起，多个所述片状凸起的顶面形成所述斜面，多个所述片状凸起在所述冷凝管道的内壁上呈阵列排布。
6.根据权利要求1所述的半导体清洗设备的排气装置，其特征在于，所述排气装置还包括冷却结构，所述冷却结构包括第一冷却管道，所述第一冷却管道套设在所述冷凝管道的外侧，且与所述冷凝管道之间形成第一冷却通道，用于通过向所述第一冷却通道中通入冷却介质来冷却所述冷凝管道。
7.根据权利要求6所述的半导体清洗设备的排气装置，其特征在于，所述气液分离结构还包括连接管道，所述连接管道的进气口与所述半导体清洗设备的排气口连接，所述连接管道的排气口与所述冷凝管道的进气口连接；
所述冷却结构还包括第二冷却管道，所述第二冷却管道套设在所述连接管道的外侧，且与所述连接管道之间形成第二冷却通道，用于通过向所述第二冷却通道中通入冷却介质来冷却所述连接管道。
8.根据权利要求7所述的半导体清洗设备的排气装置，其特征在于，所述第一冷却管道和所述第二冷却管道上均设置有输入口和输出口，所述冷却介质可通过所述输入口和所述输出口循环供给。
9.根据权利要求7所述的半导体清洗设备的排气装置，其特征在于，所述第一冷却通道中通入冷却介质为冷却水，所述第二冷却通道中通入冷却介质为压缩空气。
10.根据权利要求2或7所述的半导体清洗设备的排气装置，其特征在于，所述气液分离结构还包括缓冲管道，所述缓冲管道的进气口与所述冷凝管道的排气口连接；所述缓冲管道的排气口与所述抽气装置连接；
所述缓冲管道上设置有收集排放口，用以收集并排出所述冷凝液体。
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