CN211350590U - 排气回路、半导体设备及硅深孔刻蚀设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种排气回路、半导体设备和硅深孔刻蚀设备；所述半导体设备或硅深孔刻蚀设备均包括腔室以及排气回路；所述排气回路包括真空泵、前级管路、后级管路和送气管路；前级管路分别连接腔室和真空泵的进口；后级管路分别连接真空泵的出口和废气处理装置；送气管路的排气孔与后级管路的进气孔密封连接，送气管路用于向后级管路输送压缩空气，且进气孔的进气方向与真空泵向后级管路排气方向一致。在执行半导体工艺时，利用送气管路中的压缩空气定向推动后级管路中的制程反应生成物快速通过后级管路，避免反应生成物粘附于真空泵和管路上。这样做，可有效减少反应物在真空泵和管路中的累积，避免真空泵卡死，提高生产效率，降低生产成本。

Description

排气回路、半导体设备及硅深孔刻蚀设备

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体涉及一种排气回路、半导体设备及硅深孔刻蚀设备。

背景技术

随着半导体技术的发展，对硅片进行深孔硅刻蚀(简称TSV：Through SiliconVia)已成为必不可少的重要工艺之一。TSV刻蚀工艺对晶圆进行刻蚀时不可避免地产生一定数量的反应生成物，这些反应生成物会通过前级管路被干式真空泵(dry pump)抽出后通过后级管路排入厂务端的废气处理装置，经废气处理装置处理达到排放标准后排入大气中。

但是，现有的硅深孔刻蚀设备在执行TSV刻蚀工艺时，所生成的反应生成物数量多且粘性大，在将反应生成物排至废气处理装置的过程中，这些反应生成物会发生沉积，粘附在真空泵或管路内壁上，导致干式真空泵以及管路经常发生堵塞的问题，尤其地，干式真空泵到厂务端的废气处理装置间距离较长，路况也比较复杂，不仅会布置较长的后级管路，且后级管路还会存在诸多拐弯，不仅于此，后级管路的管径也比较小，导致后级管路的堵塞尤为严重。为此，经常性地需要停机进行清理或更换，不仅工作量大，人力成本高，而且生产效率低。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种排气回路、半导体设备及硅深孔刻蚀设备，旨在利用压缩空气推动后级管路中的制程反应生成物加速通过后级管路，从而有效减少反应生成物在后级管路和真空泵出口处的积累，降低真空泵卡死状况的发生，并节约成本，提高生产效率。

为实现上述目的，根据本实用新型的第一方面提供一种排气回路，所述排气回路包括真空泵、前级管路、后级管路和送气管路；所述前级管路分别连接一腔室和所述真空泵的进口；所述后级管路分别连接所述真空泵的出口和一废气处理装置；

所述送气管路包括至少一个排气孔，所述后级管路包括至少一个进气孔，所述排气孔与所述进气孔密封连接；所述送气管路用于向所述后级管路输送压缩空气，且所述进气孔的进气方向与所述真空泵向所述后级管路排气方向一致。

可选地，所述排气回路还包括与所述送气管路连接的CDA管网，所述CDA管网设置在厂务端，用于向所述送气管路输送压缩空气。

可选地，所述排气回路还包括设置在所述送气管路上的加热器。

可选地，所述加热器为加热带。

可选地，所述排气回路包括一根或多根并联布置的所述送气管路。

可选地，所述后级管路具有拐角以及位于所述拐角两侧的直管段，且所述送气管路连接至所述拐角和/或所述直管段。

可选地，所述后级管路具有多个所述拐角，至少一部分所述拐角与所述送气管路连接。

可选地，所述排气回路还包括弯形接头，所述弯形接头的一端与所述排气孔密封连接，另一端与所述进气孔密封连接，且所述弯形接头内压缩空气的流动方向与所述真空泵向所述后级管路排气方向一致。

可选地，所述弯形接头为弧形接头或L形接头。

可选地，所述排气回路还包括开关和压力检测器；所述开关设置在所述送气管路上；所述压力检测器设置在所述前级管路和/或所述后级管路上，用于获取前级管路和/或后级管路中的压力数据；当所述压力数据超过预设值时，所述开关开启，所述送气管路向所述后级管路输送压缩空气。

可选地，所述排气回路还包括通信连接的压力传感器和报警器；所述压力传感器设置在所述送气管路上，用于获取所述送气管路中的压力数据，且当所述压力数据超过预设值时，所述报警器报警。

为实现上述目的，根据本实用新型的第二方面提供一种半导体设备，包括腔室以及任一项所述的排气回路，所述排气回路的前级管路连接所述腔室。

为实现上述目的，根据本实用新型的第三方面提供一种硅深孔刻蚀设备，包括腔室以及任一项所述的排气回路，所述排气回路的前级管路连接所述腔室。

在本实用新型提供的排气回路、半导体设备及硅深孔刻蚀设备中，所述排气回路通过送气管路向后级管路输送压缩空气，利用压缩空气推动后级管路中的制程反应生成物加速通过后级管路，有效减少了反应生成物在管路和真空泵中的累积，避免了真空泵卡死状况，减少了清洁、更换真空泵以及管路的工作，节约了成本，提高了生产效率。而且，压缩空气的使用，既经济又简便，安全性也高，且不污染环境，进一步节省了成本，提高了使用的安全性和可靠性。进一步的，在送气管路上设置有加热器，加热压缩空气，避免压缩空气在通入后级管路后由于温度过低而加剧反应生成物的沉积。

附图说明

附图用于更好地理解本实用新型，不构成对本实用新型的不当限定。

其中：

图1是本实用新型优选实施例的半导体设备的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的后级管路的局部放大图，其中后级管路和弯形接头均为剖面图。

附图标记说明如下：

100-半导体设备；101-腔室；102-排气回路；103-干式真空泵；104-前级管路；105-后级管路；106-送气管路；107-加热器；108-弯形接头；109-分子泵；200-废气处理装置。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1是本实用新型优选实施例的半导体设备的结构示意图，图2是本实用新型优选实施例的后级管路的局部放大图。首先如图1所示，本实施例提供一种半导体设备100，例如是硅深孔刻蚀设备，或者是其他半导体工艺制程设备，如气相沉积设备等。应理解，本实施例的半导体设备100包括主体设备和附属设备，主体设备例如包括腔室、前级管路、分子泵等，附属设备例如包括干式真空泵及其排气回路，废气处理等。

具体而言，所述半导体设备100包括腔室101和排气回路102；所述排气回路102包括干式真空泵103、前级管路104和后级管路105。所述干式真空泵103的进口通过前级管路104与腔室101连接，同时所述干式真空泵103的出口通过后级管路105与废气处理装置200连接。其中，所述腔室101以某种状态进行反应，以引起预定的物理或化学反应并产生残留气体，残留气体包括反应生成物。所述干式真空泵103用于对腔室101抽真空，并用于将残留气体通过前级管路104和后级管路105抽出腔室101后，再排入厂务端的废气处理装置200。

本实施例中，所述前级管路104的管径通常大于后级管路105的管径，而后级管路105的管径通常较小，且所述后级管路105也会存在拐角，因此，相比而言，在排气过程中，所述后级管路105更容易堵塞，并也会造成干式真空泵的卡死问题。应理解，通过管路的残留气体的温度通常较高，例如100℃～250℃，如果管路的温度低，残留气体的状态可以改变，使残留气体中的反应生成物凝固沉积在管路内，造成管路堵塞，以及干式真空泵103卡死的问题。

继续参阅图1，所述排气回路102还包括与后级管路105连接的送气管路106，所述送气管路106包括至少一个排气孔(未图示)，所述后级管路105包括至少一个进气孔(未图示)，且所述排气孔与所述进气孔密封连接。实际操作时，通过所述送气管路106向后级管路105输送压缩空气，且如图2所示，所述进气孔的进气方向(即箭头a2所示)与干式真空泵103向后级管路105排气方向(即箭头a1所示)一致。应知晓，在图1中，干式真空泵103向后级管路105所排气体的流动方向还用多个实线箭头示出，以表明在干式真空泵103的作用下，残留气体从干式真空泵103的出口排出并经过后级管路105排至废气处理装置200。由此，利用压缩空气来定向推动制程反应生成物快速通过后级管路105至废气处理装置200，从而减少反应生成物粘附于前级管路104、后级管路105以及干式真空泵103上，这样做，无需人工经常性地更换、清理干泵(即干式真空泵)以及管路，有效提高生产效率，降低生产成本。而且，压缩空气的流动速度很快，可以较好的起到助推效果，且压缩空气具有经济、简便、安全性高及无污染的特点，因此，使用压缩空气来推动反应生成物的方式，安全，可靠，成本也低。

所述排气回路102还包括设置在送气管路106上的加热器107，用于加热送气管路106，使送气管路106中的压缩空气的温度达到预定温度。在一些实施例中，可通过外部设备直接向送气管路106供应热压缩空气，再进一步优选通过送气管路106上的加热器107加热，以确保温度稳定。在一些实施例中，外部设备也可先向送气管路106供应未加热的压缩空气，然后通过送气管路106上的加热器107加热，使压缩空气达到预定温度后排至后级管路105。优选的，压缩空气的温度高于或等于制程反应生成物的温度，有利于推动反应生成物流动，不会造成反应生成物进一步发生沉积。所述加热器107优选为加热带，包裹在送气管路106的外部。更进一步的，所述加热器107为温控加热带，以便将压缩空气的温度控制在设定温度，温度稳定性好。加热带安装简便，安全可靠，也不污染环境，寿命长，可以确保加热的安全性和可靠性。

为了进一步节省成本，所述排气回路102还包括与送气管路106连接的CDA管网(未图示)，所述CDA管网设置在厂务端，用于向送气管路106输送压缩空气，这里的压缩空气可以是经过加热或未经过加热的，且压缩空气简称为CDA。因此，实际应用时，可直接使用厂务端提供的压缩空气，无需额外配置空气压缩设备，进一步降低了使用成本。本实用新型可采用现有技术中提供的CDA管网，因此，对其结构不作详细描述。

为了提高管路的使用寿命，所述送气管路106的材料优选为耐腐蚀、耐高温的材料，材料包括但不限于不锈钢。所述送气管路106的管径不作限定，例如，本实施例中，所述送气管路106的管径可选为1cm。而且本实用新型对压缩空气的压力、流量和流速没有特别的限制。此外，本实用新型对压缩空气的加热温度也没有具体限定，只要高于或等于制程反应生成物的温度即可。假设制程反应生成物的温度为120℃，则压缩空气的温度可高于120℃，例如为150℃。

所述送气管路106的数量可以是一根或多根，多根即为两根或两根以上。假设送气管路106为多根，则多根需并联布置。本实施例中，所述送气管路106优选为一根，以简化排气回路的结构，降低成本。一根送气管路106优选通过一个或多个弯形接头与后级管路105连接，以直接通过弯形接头限定压缩空气进入后级管路105的方向。例如图2所示，提供一种弯形接头108，其不限于弧形接头，还可以是L形接头，或其它曲线形接头。其中，为了简化图面，省略了送气管路106，并仅示意性示出了弯形接头108的一部分。实际使用时，所述弯形接头108的一端与送气管路106的排气孔密封连接，另一端则与所述后级管路105上的进气孔密封连接，且所述弯形接头108内压缩空气的流动方向(箭头a2所示)与所述真空泵103向所述后级管路105的排气方向(箭头a1所示)一致。这里，不应狭义理解为弯形接头108内压缩空气的流动方向与真空泵103向所述后级管路105的排气方向是完全相同的，而应广义理解为弯形接头108内压缩空气的流动方向与真空泵103向所述后级管路105的排气方向也允许存在夹角的情况。

所述后级管路105通常具有拐角以及位于所述拐角两侧的直管段，所述送气管路106可连接至后级管路105的拐角和/或直管段。本实施例中，所述后级管路105具有多个所述拐角，且至少一部分拐角与送气管路106连接。例如，所述送气管路106通过多个接头与后级管路105的多个拐角a、b、c连接，期中，接头通过图1中虚线示出的箭头示意。所述后级管路105的外部通常包裹有加热带，以加热反应生成物，进一步避免反应生成物沉积。进一步的，本实用新型对上述弯形接头的结构不作限定，可以是异形接头，也可以是非异形接头。此外，可在送气管路106上设置开关，以控制送气管路106的通断，需要时打开开关即可向后级管路105输送压缩空气，不需要时关闭开关即可，使用更方便。另外，可利用排气回路102中设置的压力检测器(如压力传感器)，检测后级管路105和/或前级管路104中的压力，通过所检测的压力可判断管路的堵塞情况，例如在执行硅深孔刻蚀工艺时，若压力突然身高(即超过预设值)，则表明发生了堵塞，此时，可自动或手动打开开关，向后级管路105输送压缩空气，推动反应生成物的流动。

进一步的，所述排气回路102还包括通信连接的压力传感器和报警器，所述压力传感器设置在所述送气管路106上，用于获取所述送气管路106中的压力数据，且当所述压力数据超过预设值时，所述报警器发出报警。这样做，可提高送气管路输送压缩空气，尤其是热压缩空气的安全性。

进一步的，所述半导体设备100还包括分子泵109，用于进一步对腔室101抽真空，以提高真空度。所述分子泵109位于干式真空泵103的进口端，并通过前级管路104与腔室101连接。

综上，根据本实用新型实施例提供的技术方案，利用压缩空气定向推动制程反应生成物加速通过干式真空泵的后级管路，有效减少了反应生成物在管路和干泵中的累积，避免了干泵卡死状况，减少了清洁、更换干泵以及管路的工作，节约了成本，提高了生产效率。而且压缩空气的使用，既经济又简便，安全性也高，且不污染环境，进一步节省了成本，提高了使用的安全性和可靠性。另外，还应知晓的是，本实用新型并不限定通过干式真空泵103来对腔室101抽真空，其他类型的真空泵也同样适用，这些均在本实用新型的保护范围之内。

应理解，上述实施例具体公开了本实用新型优选实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本实用新型。本领域技术人员应当理解，在本申请文件公开内容的基础上，容易将本实用新型做适当修改，以实现与本实用新型所公开的实施例相同的目的和/或实现相同的优点。本领域技术人员还应该认识到，这样的相似构造不脱离本实用新型公开的范围，并且在不脱离本实用新型公开范围的情况下，它们可以进行各种改变、替换和变更。

Claims (13)

1.一种排气回路，其特征在于，包括真空泵、前级管路、后级管路和送气管路；所述前级管路分别连接一腔室和所述真空泵的进口；所述后级管路分别连接所述真空泵的出口和一废气处理装置；

所述送气管路包括至少一个排气孔，所述后级管路包括至少一个进气孔；所述排气孔与所述进气孔密封连接；所述送气管路用于向所述后级管路输送压缩空气，且所述进气孔的进气方向与所述真空泵向所述后级管路排气方向一致。

2.根据权利要求1所述的排气回路，其特征在于，所述排气回路还包括与所述送气管路连接的CDA管网，所述CDA管网设置在厂务端，用于向所述送气管路输送压缩空气。

3.根据权利要求1或2所述的排气回路，其特征在于，所述排气回路还包括设置在所述送气管路上的加热器。

4.根据权利要求3所述的排气回路，其特征在于，所述加热器为加热带。

5.根据权利要求1或2所述的排气回路，其特征在于，所述排气回路包括一根或多根并联布置的所述送气管路。

6.根据权利要求1或2所述的排气回路，其特征在于，所述后级管路具有拐角以及位于所述拐角两侧的直管段，且所述送气管路连接至所述拐角和/或所述直管段。

7.根据权利要求6所述的排气回路，其特征在于，所述后级管路具有多个所述拐角，至少一部分所述拐角与所述送气管路连接。

8.根据权利要求1或2所述的排气回路，其特征在于，所述排气回路还包括弯形接头，所述弯形接头的一端与所述排气孔密封连接，另一端与所述进气孔密封连接，且所述弯形接头内压缩空气的流动方向与所述真空泵向所述后级管路排气方向一致。

9.根据权利要求8所述的排气回路，其特征在于，所述弯形接头为弧形接头或L形接头。

10.根据权利要求1或2所述的排气回路，其特征在于，所述排气回路还包括开关和压力检测器；所述开关设置在所述送气管路上；所述压力检测器设置在所述前级管路和/或所述后级管路上，用于获取前级管路和/或后级管路中的压力数据；当所述压力数据超过预设值时，所述开关开启，所述送气管路向所述后级管路输送压缩空气。

11.根据权利要求3所述的排气回路，其特征在于，所述排气回路还包括通信连接的压力传感器和报警器；所述压力传感器设置在所述送气管路上，用于获取所述送气管路中的压力数据，且当所述压力数据超过预设值时，所述报警器报警。

12.一种半导体设备，其特征在于，包括腔室以及如权利要求1-11中任一项所述的排气回路，所述排气回路的前级管路连接所述腔室。

13.一种硅深孔刻蚀设备，其特征在于，包括腔室以及如权利要求1-11中任一项所述的排气回路，所述排气回路的前级管路连接所述腔室。

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