CN215890360U - 真空系统及半导体热处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种真空系统，包括依次连通的冷凝装置、真空泵及集气装置，工艺腔室位于冷凝装置的上游，以使工艺腔室内部产生的工艺废气在通过冷凝装置和真空泵后到达集气装置内，其中，工艺废气含有的蒸气能够在冷凝装置和集气装置中冷凝形成液体；集液容器与冷凝装置和集气装置均可通断连通设置，当集液容器与冷凝装置和/或集气装置相隔离时，冷凝形成的液体在相应的冷凝装置和/或集气装置的内部进行积存；当集液容器与冷凝装置和/或集气装置相连通时，集液容器用于收集冷凝形成的液体。冷凝形成的液体能够排放至集液容器中进行收集，储存到一定程度再统一进行排放、清理等操作，使用更为灵活方便。本实用新型还提供一种半导体热处理设备。

Description

真空系统及半导体热处理设备

技术领域

本实用新型涉及半导体加工技术领域，具体地，涉及一种真空系统及半导体热处理设备。

背景技术

在半导体材料加工过程中，通常需要涉及到热处理工艺。例如，对碳化硅进行高温氧化处理，以使其产生致密的二氧化硅薄膜。然而，由于某些原因，半导体材料进行热处理后产生的工艺废气中可能含有一定量的蒸气。

具体地，以对碳化硅进行高温氧化处理为例，由于氧在二氧化硅中的扩散系数较小，在常规条件下氧化速率较低，工艺时间较长，并且随着氧化层厚度的增加，氧化速率变慢，工艺时间则会变得更长。由于水蒸气能够加速碳化硅的氧化速率，并且在湿气氛下氧化速度常数远远高于干气氛下氧化速度常数，在对界面特性要求不高但氧化层厚度较大的地方，通常采用湿氧氧化工艺来缩短工艺时间，提高工作效率。如果采用湿氧氧化工艺对碳化硅进行处理，产生的工艺废气中则会含有一定量的水蒸气。

在半导体热处理设备中，用于进行热处理工艺的工艺腔室对于真空度要求较高，通常需要采用真空系统对工艺腔室进行抽真空以控制其内部的真空压力。然而，如果工艺腔室内产生的工艺废气中含有蒸气，这些蒸气会随着气体被抽入真空系统的真空泵中，并在真空泵中凝结成液体，从而对真空泵内的部件造成腐蚀、影响真空泵正常工作、缩短真空泵的使用寿命。

此外，含有蒸气的工艺废气即使经过真空泵排出后，也可能仍然夹杂一定量的蒸气。一些现有的真空系统为了分离这部分蒸气，将真空泵的泵排气口与一较长且底端通过堵头封闭的管路进行连通，蒸气进入该管路后冷却凝结并沿着管壁流下，当管路内的液体累积到一定程度后，打开堵头对液体进行排放。然而，由于管路的容积较小，并且为了避免液体与内侧管壁上的进气口等结构发生干涉，液体的液位不能过高。因此，需要频繁地进行排放清理，十分不便，并且也增加了维护时间。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种真空系统及半导体热处理设备，该真空系统使用更为灵活方便，且能够通过增加集液容器允许储存的液体量降低对集液容器的操作频率，减少维护时间。

为实现上述目的，作为本实用新型的一个方面，提供一种真空系统，用于与半导体热处理设备的工艺腔室连通以控制工艺腔室内部的真空压力，真空系统包括依次连通的冷凝装置、真空泵及集气装置，工艺腔室位于冷凝装置的上游，以使工艺腔室内部产生的工艺废气在依次通过冷凝装置和真空泵后到达集气装置内，其中，工艺废气含有的蒸气能够在冷凝装置和集气装置中冷凝形成液体；真空系统还包括集液容器，集液容器与冷凝装置和集气装置均可通断连通设置，其中，当集液容器与冷凝装置和/或集气装置相隔离时，冷凝形成的液体在相应的冷凝装置和/或集气装置的内部进行积存；当集液容器与冷凝装置和/或集气装置相连通时，集液容器用于收集冷凝形成的液体。

进一步地，还包括容器排气管路，容器排气管路用于连通集液容器与集气装置，以在集液容器收集冷凝形成的液体时，集液容器的内部气体能够通过容器排气管路排出至集气装置。

进一步地，还包括：第一排液管路及第一阀门装置，第一排液管路用于连通冷凝装置与集液容器，第一阀门装置设置在第一排液管路上，用于控制第一排液管路的通断；第二排液管路及第二阀门装置，第二排液管路用于连通集气装置与集液容器，第二阀门装置设置在第二排液管路上，用于控制第二排液管路的通断。

进一步地，第一排液管路与第二排液管路相互连通，且两者连通的位置位于第一阀门装置和第二阀门装置的下游。

进一步地，集液容器包括容器本体和盖体结构，容器本体具有开口部，盖体结构包括：旋转连接部及压接部，旋转连接部用于与开口部的外侧周壁旋转连接，旋转连接部与压接部相配合，以使旋转连接部进行旋转连接时能够将压接部压紧至开口部上，并且旋转连接部与压接部始终能够发生沿周向的相对转动，以使旋转连接部进行旋转时压接部的周向位置可保持不变；管路连接部，设置在压接部上，管路连接部用于连接待连接管路与压接部，管路连接部具有能够与待连接管路连通的流体通道，当压接部被压紧至开口部上后，流体通道与容器本体的内部连通，其中，待连接管路包括第一排液管路、第二排液管路以及容器排气管路中的至少一个。

进一步地，压接部的外侧周壁上设有沿其周向延伸的限位槽，旋转连接部具有用于避让压接部的避让孔，避让孔的孔壁能够卡入限位槽，且能够沿限位槽发生相对转动，当旋转连接部进行旋转连接时，压接部通过与限位槽的槽壁的配合能够被旋转连接部压紧至开口部上。

进一步地，集液容器包括容器本体和盖体结构，容器本体具有开口部，盖体结构包括：旋转连接部，用于与开口部的外侧周壁旋转连接；管路连接部，设置在旋转连接部上，管路连接部用于连接待连接管路与旋转连接部，待连接管路与管路连接部为插接配合，管路连接部具有能够与待连接管路连通的流体通道，当旋转连接部连接至开口部上后，流体通道与容器本体的内部连通，其中，待连接管路包括第一排液管路、第二排液管路以及容器排气管路中的至少一个。

进一步地，集液容器还包括环形密封件，环形密封件设置在开口部与盖体结构之间，以在盖体结构连接至开口部上后对连接处进行密封。

进一步地，真空系统还包括液位检测装置，液位检测装置用于检测集气装置内的液位。

进一步地，还包括支架和缓冲结构，支架固定设置并用于固定冷凝装置，缓冲结构设置于支架与冷凝装置之间。

作为本实用新型的第二个方面，提供一种半导体热处理设备，包括工艺腔室和与工艺腔室连通并用于控制工艺腔室内部的真空压力的真空系统，真空系统为上述的真空系统。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的真空系统包括冷凝装置、真空泵、集气装置以及集液容器，冷凝装置、真空泵和集气装置依次连通，且半导体热处理设备的工艺腔室位于冷凝装置的上游，以使工艺腔室内部产生的工艺废气在依次通过冷凝装置和真空泵后到达集气装置内。在此过程中，工艺废气含有的蒸气能够在冷凝装置中冷凝形成液体，从而减少进入真空泵的蒸气，进而减轻蒸气凝结成的液体对真空泵内的部件造成的腐蚀，保证了真空泵的工作可靠性，延长了真空泵的使用寿命。此外，即使工艺废气由真空泵排出后依旧残留一定量的蒸气，残留蒸汽的绝大部分也能够在集气装置中冷凝形成液体。

另外，集液容器与冷凝装置和集气装置均可通断连通设置，即集液容器与冷凝装置之间、集液容器与集气装置之间均可处于相隔离的状态或相连通的状态。一方面，当集液容器与冷凝装置相隔离时，蒸气在冷凝装置中冷凝形成的液体在冷凝装置的内部进行积存；当集液容器与集气装置相隔离时，蒸气在集气装置中冷凝形成的液体在集气装置的内部进行积存。另一方面，当集液容器与冷凝装置相连通时，蒸气在冷凝装置中冷凝形成的液体能够排放至集液容器中进行收集；当集液容器与集气装置相连通时，蒸气在集气装置中冷凝形成的液体能够排放至集液容器中进行收集。

因此，冷凝装置和集气装置中冷凝形成的液体能够排放至集液容器中进行收集以暂时储存，当集液容器中的液体储存到一定程度再统一进行排放、清理、转运等操作，使用更为灵活方便，并且集液容器可以设计为较大容积，从而增加允许储存的液体量，有利于降低对集液容器的操作频率，进而减少维护时间。

附图说明

图1为根据本实用新型的一个实施例的真空系统的各部件连接关系示意图；

图2为图1的真空系统的结构示意图；

图3为根据本实用新型的一个实施例的真空系统的盖体结构的剖视示意图；

图4为根据本实用新型的另一个实施例的真空系统的盖体结构的剖视示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图来对本实用新型提供的真空系统及半导体热处理设备进行详细描述。

本实用新型提供了一种真空系统，该真空系统用于与半导体热处理设备的工艺腔室连通以控制工艺腔室内部的真空压力，使工艺腔室内的真空度符合工艺要求。

如图1和图2所示，在本实用新型的一些实施例中，真空系统包括冷凝装置10、真空泵20以及集气装置30。其中，冷凝装置10、真空泵20和集气装置30依次连通。半导体热处理设备的工艺腔室位于冷凝装置10的上游。当工艺进行时，通过真空泵20对工艺腔室进行抽真空，工艺腔室内产生的工艺废气会先通过冷凝装置10，再进入真空泵20，由真空泵20排出后到达集气装置30内。

在图中示出的实施例中，真空系统还包括抽真空管路，真空泵20具有泵抽气口，抽真空管路用于连通泵抽气口与半导体热处理设备的工艺腔室，冷凝装置10设置在抽真空管路上。具体地，抽真空管路包括第一抽真空管段101和第二抽真空管段102，冷凝装置10具有进气口和出气口，第一抽真空管段101的第一端与工艺腔室连通，第二端与进气口连通，第二抽真空管段102的第一端与出气口连通，第二端与泵抽气口连通。

真空系统还包括泵排气管路103，真空泵20还具有泵排气口，集气装置30具有第一集气口，泵排气管路103的第一端与泵排气口连通，第二端与第一集气口连通。工艺腔室内产生的工艺废气会依次经过第一抽真空管段101、冷凝装置10的进气口、冷凝装置10内部、冷凝装置10的出气口、真空泵20的泵抽气口、真空泵20内部、真空泵20的泵排气口、集气装置30的第一集气口、集气装置30内部。

在上述过程中，当工艺废气进入冷凝装置10后，工艺废气含有的蒸气(例如高温湿氧氧化工艺中产生的水蒸气)会在冷凝装置10中冷凝形成液体，从而减少进入真空泵20的蒸气，进而减轻蒸气凝结成的液体对真空泵20内的部件造成的腐蚀，保证了真空泵20的工作可靠性，延长了真空泵20的使用寿命。此外，即使工艺废气由真空泵20排出后依旧残留一定量的蒸气，残留蒸汽的绝大部分也能够在集气装置30内冷却凝结形成液体。

需要说明的是，冷凝装置10可以为任意能够实现对蒸气冷凝的结构。例如，冷凝装置10可以为冷凝瓶，冷凝瓶由耐高温材料(如耐高温石英)制成，冷凝瓶的进气口位于其侧壁上，出气口位于其顶部，冷凝瓶的瓶壁内设有冷却管路等冷却结构，通过冷却结构使瓶壁处于较低温度。当工艺废气中温度较高的蒸气接触上述瓶壁后迅速凝结成液体，并沿着瓶壁流到冷凝瓶的底部进行积存。当然，除了上述冷凝瓶外，冷凝装置10还可以为其他任何能够实现冷凝功能的冷凝装置，在此不再赘述。

此外，本实用新型对于集气装置30的结构、功能和与其他设备的连接关系并不作具体限定。例如，在本实用新型的一些实施例中，集气装置30(例如集气管路)与排废总管路连通，并最终通过排废总管路与尾气处理系统连通。集气装置30内部一直处于低真空状态，工艺废气从真空泵20的泵排气口进入至集气装置30内部，并由集气装置30排出至排废总管路和尾气处理系统。当然，在其他实施方式中，集气装置30也可以与半导体热处理设备或者其他配套设备进行连通。

上述真空系统还包括集液容器40。集液容器40与冷凝装置10和集气装置30均可通断连通设置，即集液容器40与冷凝装置10之间、集液容器40与集气装置30之间均可处于相隔离的状态或相连通的状态。其中，“相隔离”指的是两者之间被隔断以处于不连通的状态。

一方面，当集液容器40与冷凝装置10相隔离时，集液容器40与冷凝装置10之间处于不连通的状态，此时能够使蒸气在冷凝装置10中冷凝形成的液体在冷凝装置10的内部进行积存；当集液容器40与集气装置30相隔离时，集液容器40与集气装置30之间处于不连通的状态，此时蒸气在集气装置30中冷凝形成的液体在集气装置30的内部进行积存。

另一方面，当集液容器40与冷凝装置10相连通时，蒸气在冷凝装置10中冷凝形成的液体能够排放至集液容器40中进行收集；当集液容器40与集气装置30相连通时，蒸气在集气装置30中冷凝形成的液体能够排放至集液容器40中进行收集。

由上述内容可知，集液容器40能够收集蒸气在冷凝装置10和集气装置30中冷凝形成的液体。也就是说，冷凝装置10和集气装置30中形成的液体能够排放至集液容器40中进行暂时的储存，当集液容器40中的液体储存到一定程度再统一进行排放、清理、转运等操作，使用更为灵活方便，并且集液容器40可以设计为较大容积，从而增加允许储存的液体量，有利于降低对集液容器40的操作频率，进而减少维护时间。

需要说明的是，集液容器40与冷凝装置10之间、集液容器40与集气装置30之间的通断可以同步进行控制，例如，控制集液容器40与冷凝装置10和集气装置30同时相隔离，或者集液容器40与冷凝装置10和集气装置30同时相连通。当然，集液容器40与冷凝装置10之间、集液容器40与集气装置30之间的通断也可以单独进行控制，至于何时控制集液容器40与冷凝装置10相隔离/相连通、何时控制集液容器40与集气装置30相隔离/相连通，则需要根据实际需求进行灵活设计。

例如，在工艺进行时，需要集液容器40与冷凝装置10之间相隔离，这样才能够保证真空泵20顺利地对工艺腔室进行抽真空，而不会受到集液容器40的干扰。

又例如，在对集液容器40进行排放、清理、转运等操作之前，最好先将集液容器40与冷凝装置10之间以及集液容器40与集气装置30之间相隔离，这样便于对集液容器40进行操作。特别是此时若出现冷凝装置10和/或集气装置30中仍然存在液体的情况，则相应的冷凝装置10和/或集气装置30与集液容器40之间必须相隔离，从而确保对集液容器40操作的正常进行。

再例如，当冷凝形成的液体在冷凝装置10和/或集气装置30积存到一定程度后，再控制相应的冷凝装置10和/或集液容器40与集气装置30相连通，从而使上述液体能够排出至集液容器40内。

此外，需要注意的是，通过集液容器40对冷凝装置10中液体的收集操作，通常需要在工艺结束后、且利用真空泵20将工艺腔室内的压力调节至大于集液容器40内的压力后，才能够顺利进行。而通过集液容器40对集气装置30中液体的收集操作，则可以在工艺进行时进行，也可以在工艺结束后进行。

在图1和图2示出的具体实施例中，集液容器40与冷凝装置10的相隔离和相连通的状态切换是通过设置在两者间的管路上的阀门装置实现的。同样地，集液容器40与集气装置30的相隔离和相连通的状态切换也是通过设置在两者间的管路上的阀门装置实现的。

如图1和图2所示，在本实用新型的一些实施例中，真空系统还包括第一排液管路104和第二排液管路105，第一排液管路104用于连通冷凝装置10与集液容器40，第二排液管路105用于连通集气装置30与集液容器40。具体地，集液容器40具有集液口，冷凝装置10具有第一排液口，集气装置30具有第二排液口，第一排液管路104的第一端与第一排液口连通，第二端与集液口连通，第二排液管路105的第一端与第二排液口连通，第二端与集液口连通。

需要注意的是，一般情况下，冷凝装置10内冷凝形成的液体会向下流至其底部，第一排液口设置在冷凝装置10的底部。同样地，集气装置30大致竖向设置，集气装置30内冷凝形成的液体会向下流至其底部，第二排液口也位于集气装置30的底部，优选为设置在集气装置30的底部的管端面上。

此外，本实用新型对第一排液管路104、第二排液管路105与冷凝装置10、集气装置30的排液口之间连通的方式并不作具体限定，只要能够实现连通即可。例如，第一排液管路104的第一端直接连接在第一排液口上，第二排液管路105的第一端直接连接在第二排液口上。

本实用新型对第一排液管路104、第二排液管路105与集液容器40的集液口之间连通的方式也不作具体限定。例如，集液容器40的集液口可以为两个，第一排液管路104的第二端和第二排液管路105的第二端分别直接连接至相应的集液口上；或者，第一排液管路104的第二端和第二排液管路105的第二端同时连接到一个总管路上，再将该总管路连接至集液容器40的集液口上，此时集液口设置为一个即可；或者，第一排液管路104和第二排液管路105中的一个的第二端连接至集液容器40的集液口上，另一个的第二端连接至前一个的管体之上并与该管体内部连通，此时集液口同样设置为一个即可。

如图1和图2所示，在本实用新型的一些实施例中，真空系统还包括第一阀门装置50和第二阀门装置60。第一阀门装置50设置在第一排液管路104上，以用于控制第一排液管路104的通断。当第一阀门装置50打开时，第一排液管路104处于连通状态，此时冷凝装置10与集液容器40连通；当第一阀门装置50关闭时，第一排液管路104处于断开状态，此时冷凝装置10与集液容器40相隔离。第二阀门装置60设置在第二排液管路105上，以用于控制第二排液管路105的通断。当第二阀门装置60打开时，第二排液管路105处于连通状态，此时集气装置30与集液容器40连通；当第二阀门装置60关闭时，第二排液管路105处于断开状态，此时集气装置30与集液容器40相隔离，蒸气在较长的集气装置30中进行冷却凝结成液体，液体沿集气装置30的管壁流下并积存在其内。

通过第一阀门装置50、第二阀门装置60对冷凝装置10、集气装置30各自与集液容器40之间的通断状态进行独立控制，由于冷凝装置10、集气装置30中冷凝形成的液体排放的时机可能存在差异，上述控制方式则更为灵活方便。当然，在其他实施例中，也可以通过一个总阀门同时控制冷凝装置10、集气装置30与集液容器40之间的通断状态。

进一步地，在本实用新型的一些实施例中，第一排液管路104与第二排液管路105相互连通，且两者连通的位置位于第一阀门装置50和第二阀门装置60的下游。第一排液管路104与第二排液管路105连通后再与集液容器40的集液口进行连通，而第一排液管路104与第二排液管路105位于连通处上游的部分是相互独立的。第一阀门装置50和第二阀门装置60分别位于第一排液管路104和第二排液管路105的上述独立部分上，从而进一步避免对第一阀门装置50和第二阀门装置60的操作发生干涉的情况发生。换言之，第一排液管路104位于第一阀门装置50上游的管段中只会存在冷凝装置10排出的液体，第一阀门装置50的开关是用于控制该部分液体的；第二排液管路105位于第二阀门装置60上游的管段中只会存在集气装置30排出的液体，第二阀门装置60的开关是用于控制该部分液体的。

如图1和图2所示，在本实用新型的一些实施例中，集液容器40能够与集气装置30连通，以在集液容器40收集蒸气在冷凝装置10和/或集气装置30中冷凝形成的液体时，集液容器40的内部气体能够排出至集气装置30。由于真空系统的各个管路和部件应构成相对密封的环境，而集液容器40内部存在气体，如果想要使冷凝装置10和/或集气装置30中冷凝形成的液体能够顺利进入至集液容器40内，则集液容器40需要在液体进入的同时进行排气。

而在上述实施例中，集气装置30具有第二集气口，集液容器40具有容器排气口，真空系统还包括容器排气管路106，容器排气管路106用于连通集液容器40与集气装置30。容器排气管路106的第一端与第二集气口连通，容器排气管路106的第二端与容器排气口连通。将集液容器40与集气装置30连通，能够在集液容器40收集蒸气在冷凝装置10和/或集气装置30中冷凝形成的液体时，使集液容器40中的气体能够通过容器排气管路106排放至集气装置30内，再通过集气装置30进入到后续的设备(例如尾气处理系统)，从而防止气体或气体夹杂着少量液体直接渗透到外界环境，从而减少对外界环境的污染。

需要说明的是，真空系统中用于连通各个部件的管路以及集气装置30、集液容器40需要采用耐腐蚀的材料制成，具体可以根据工艺废气和其中夹杂的蒸气凝结形成的液体(废液)的成分的腐蚀性而定，例如，可以采用高密度聚乙烯(High Density Polyethylene,HDPE)、可溶性聚四氟乙烯(Polyfluoroalkoxy,PFA)等耐酸腐蚀树脂。

另外，真空系统中用于连通各个部件的管路与相应的部件之间应为密封连接，特别是第一排液管路104与冷凝装置10的第一排液口之间、第一抽真空管段101与冷凝装置10的进气口之间、第二抽真空管段102与冷凝装置10的出气口之间。

当工艺进行时，第一阀门装置50处于关闭状态，蒸气在冷凝装置10中冷凝形成的液体在其内部进行积存。此时，第一阀门装置50的密封性也应符合要求，一方面能够防止积存的液体发生漏液，另一方面也能够至少使工艺腔室、第一抽真空管段101、冷凝装置10、第二抽真空管段102直至真空泵20能够形成符合标准的密封环境，进而保证抽真空的顺利进行。

当工艺结束时，先通过真空泵20将工艺腔室内的真空压力调节至预设压力，该预设压力大于集液容器40内的压力，再将第一阀门装置50打开，冷凝装置10与集液容器40连通。由于真空泵20上游的冷凝装置10的压力与工艺腔室内压力大致相同，该压力大于集液容器40内的压力，从而能够使冷凝装置10中积存的液体顺利排放至集液容器40中。在图中示出的具体实施例中，集液容器40始终与集气装置30连通，集液容器40内的压力应与集气装置30内压力一致，即低真空压力，因此，上述预设压力此时可优选为标准大气压。

可以理解地，本实用新型对第一阀门装置50和第二阀门装置60的具体类型并不作具体限定，可以为任何能够起到通断管路作用的阀门结构，例如气动阀、电磁阀、球阀等等。此外，本实用新型对第一阀门装置50和第二阀门装置60的控制方式也不作具体限定，可以为人工手动控制，也可以为通过控制系统自动控制，从而实现液体自动排放和存储功能。

如图1和图2所示，在本实用新型的一些实施例中，真空系统还包括液位检测装置90，液位检测装置90用于检测冷凝装置10、集气装置30和集液容器40中至少一个内的液位，从而使控制系统或工作人员知晓各个部件内液位的情况，进而便于进行后续的排放、清理等操作。优选地，液位检测装置90用于检测集气装置30内的液位。

其中，本实用新型对液位检测装置90的类型并不作具体限定，可以为各个类型的接触式液位传感器或非接触式液位传感器，只要能够实现液位测量即可。本实用新型对液位检测装置90测量液位的方式也不作具体限定，可以为实时测量，也可以为定期进行间断式测量。另外，液位检测装置90可以与控制系统进行通讯连接，以将对液位的测量结果反馈至控制系统，通过控制系统控制后续的操作；或者，液位检测装置90也可以不与控制系统进行连接，而是直接将液位测量结果通过显示、报警等方式使工作人员知晓，以便工作人员进行后续操作。

下面将对液位检测装置90测量液位的情况进行举例说明。

例如，当液位检测装置90用于检测冷凝装置10内的液位时，液位检测装置90可以设置在冷凝装置10的内部，液位检测装置90与控制系统通讯连接，同时第一阀门装置50也与控制系统通讯连接。通过液位检测装置90对冷凝装置10内液体的液位进行实时测量，并将测量值传输至控制系统。当液体液位达到第一预设液位时，控制系统控制第一阀门装置50打开，以将冷凝装置10内液体排出至集液容器40。一般情况下，第一预设液位应低于冷凝装置10的进气口和出气口，以防止积存的液体达到进气口或出气口、发生堵塞。

又例如，当液位检测装置90用于检测集气装置30内的液位时，液位检测装置90可以设置在集气装置30的内部，液位检测装置90与控制系统通讯连接，同时第二阀门装置60也与控制系统通讯连接。通过液位检测装置90对集气装置30内液体的液位进行实时测量，并将测量值传输至控制系统。当液体液位达到第二预设液位时，控制系统控制第二阀门装置60打开，以将集气装置30内液体排出至集液容器40。一般情况下，第二预设液位应低于集气装置30的第一集气口和第二集气口，以防止积存的液体达到第一集气口和第二集气口、发生堵塞。

需要说明的是，如果液位检测装置90采用接触式液位传感器，则接触式液位传感器的安装高度应大于被测部件(如冷凝装置10、集气装置30)上各个开口的高度。此外，液位检测装置90也不限于与控制系统通讯连接，在其他实施方式中，液位检测装置90也可以在检测到液体液位达到某一预设值时发出报警信号提醒工作人员，再通过工作人员手动操作阀门装置进行液体排放。

如图1和图2所示，在本实用新型的一些实施例中，真空系统还包括测压管路107，测压管路107的一端连接在抽真空管路上并与抽真空管路内部连通。测压管路107上设有压力测量传感器、压力报警开关、压力计等测压装置。其中，压力测量传感器与控制系统通讯连接，真空泵20也与控制系统通讯连接，压力测量传感器在测压管路107上测量到的压力值可看做是工艺腔室中的压力值，压力测量传感器将测量到的压力值传输给控制系统，控制系统根据该压力值控制真空泵20的抽气速度等相关参数来调节工艺腔室的压力，最终使工艺腔室的压力值达到所需的真空压力。

在图2中示出的具体实施例中，真空系统还包括支架70和缓冲结构80，支架70固定设置并用于固定冷凝装置10，缓冲结构80设置于支架70与冷凝装置10之间。其中，支架70可以固定在例如整体设备的机架上，冷凝装置10固定在支架70上，本实用新型对冷凝装置10与支架70的固定方式不作具体限定，可以为夹持、卡接、插接、粘接等连接方式。缓冲结构80由缓冲材料制成，缓冲材料可以为塑料、橡胶等。缓冲结构80设置于支架70与冷凝装置10之间，能够起到防震作用，从而对冷凝装置10进行保护。优选地，缓冲结构80包括缓冲垫，支架70夹持在冷凝装置10的相对两侧，缓冲垫对应于支架70与冷凝装置10夹持的部位。

如图2至图4所示，在本实用新型的一些实施例中，集液容器40包括容器本体41，容器本体41具有开口部411。其中，开口部411包括沿周向延伸的侧壁结构，侧壁结构在其内侧围绕形成开口，该开口与容器本体41的内部连通。在图中示出的具体实施例中，容器本体41包括呈桶状的本体部，开口部设于本体部的顶面，并且开口部的径向尺寸小于本体部的径向尺寸。当然，在图中未示出的其他实施例中，容器本体41也可以整体呈等径桶状，容器本体41的顶部开口，此时容器本体41靠近开口的侧壁与开口一同构成开口部。

集液容器40还包括盖体结构42，盖体结构42可拆卸地连接在容器本体41的开口部411上。正常工作时，盖体结构42密封连接在开口部411上，第一排液管路104、第二排液管路105、容器排气管路106中的至少一个通过盖体结构42与容器本体41的内部连通。当需要对集液容器40内收集的液体进行清理、转运等操作时，先将盖体结构42连接的管路上的阀门装置(例如第一阀门装置50、第二阀门装置60)关闭，再将盖体结构42拆卸下来。此后，通过盲盖(即不带孔的密封盖)与开口部411密封连接，再转运至适当位置进行清理。清理完成后，再将集液容器40按照原位置固定好，拆下盲盖，并将盖体结构42连接至开口部411上，以便于进行后续的收集工作。在此过程中，通过盲盖密封容器本体41的开口部411能够防止在搬运集液容器40时内部液体溅出。

进一步地，如图3所示，在本实用新型的一些实施例中，盖体结构42包括旋转连接部421、压接部422以及管路连接部423。旋转连接部421用于与开口部411的外侧周壁旋转连接，例如旋转连接部421与开口部411的外侧周壁螺纹连接。旋转连接部421与压接部422相配合，以使旋转连接部421进行旋转连接时能够将压接部422压紧至开口部411上。管路连接部423设置在压接部422上，管路连接部423用于连接待连接管路(例如第一排液管路104、第二排液管路105、容器排气管路106等)与压接部422，管路连接部423具有能够与待连接管路连通的流体通道4231。当压接部422通过旋转连接部421被压紧至开口部411上后，管路连接部423的流体通道4231与容器本体41的内部连通，从而使待连接管路与容器本体41的内部连通。

此外，旋转连接部421与压接部422始终能够发生沿周向的相对转动，以使旋转连接部421进行旋转时压接部422的周向位置可保持不变。也就是说，当旋转连接部421进行旋转连接时，压接部422不会随着一起旋转。

当进行装配时，可以先将管路连接部423与压接部422进行连接，例如压接部422上设有通孔，管路连接部423插入至该通孔内并与孔壁通过密封螺纹(NPT螺纹)进行密封连接，再将待连接管路与管路连接部423通过卡接、插接、焊接等方式进行密封连接。此时，待连接管路、管路连接部423和压接部422可看作是连接为一整体结构。此后，再将旋转连接部421旋转连接至开口部411上，在旋转连接部421进行旋转时，上述整体结构并不会随着旋转，从而避免已连接好的待连接管路发生扭转，便于装配操作。

当集液容器40经过一定时间的收集后，集液容器40内的废液需要进行清理，此时关闭例如第一阀门装置50、第二阀门装置60等阀门装置，再转动旋转连接部421解除其与开口部411之间的连接。同理地，旋转连接部421进行旋转时也可以保证管路连接部423上连接的待连接管路的位置和角度不发生变化，更加方便拆卸。其中，待连接管路包括第一排液管路104、第二排液管路105以及容器排气管路106中的至少一个。管路连接部423的数量需要根据待连接管路的数量进行设计。

需要说明的是，由于待连接管路与管路连接部423之间、管路连接部423与压接部422之间均为密封连接，如果频繁拆卸比较麻烦，并且对密封效果也可能产生影响，因此采用上述结构能够在拆装过程中无需解除待连接管路与管路连接部423之间、管路连接部423与压接部422之间的密封连接，减少更换操作步骤，更加方便操作。

优选地，压接部422的外侧周壁上设有沿其周向延伸的限位槽4221，旋转连接部421具有用于避让压接部422的避让孔，避让孔的孔壁能够卡入限位槽4221，且能够沿限位槽4221发生相对转动。当旋转连接部421进行旋转连接时，压接部422通过与限位槽4221的槽壁的配合能够被旋转连接部421压紧至开口部411上。上述旋转连接部421通过避让孔卡入限位槽4221内，能够与压接部422组装在一起，结构更为紧凑。

具体地，在图中示出的具体实施例中，压接部422的外侧周壁的底部具有径向凸出的凸缘，凸缘的径向尺寸大于避让孔的直径，外侧周壁在该凸缘的上方设有卡槽。在进行装配时，压接部422穿过避让孔后，通过卡环卡在上述卡槽中，卡环与凸缘之间形成限位槽4221，旋转连接部421被限位至卡环与凸缘之间，并可以相对于压接部422沿周向自由转动。当然，限位槽4221的形成方式不限于此，在其他实施方式中，限位槽4221可以直接加工在压接部422的周向侧壁上，此时旋转连接部421通过避让孔卡入限位槽4221，旋转连接部421与压接部422之间不可拆。

此外，需要说明的是，旋转连接部421与压接部422的配合关系不限于此，在其他实施方式中，在旋转连接部421旋转连接之前，旋转连接部421与压接部422可始终为分体结构，压接部422的底部具有凸缘，装配时将旋转连接部421套设在压接部422上并随着连接压紧凸缘即可实现对压接部422的连接固定。

如图3所示，在本实用新型的一些实施例中，集液容器40还包括环形密封件43，环形密封件43设置在开口部411与盖体结构42之间，以在盖体结构42连接至开口部411上后对连接处进行密封，从而保证集液容器40的气密性。具体地，在图3示出的具体实施例中，压接部422朝向开口的一侧设有凹槽(如燕尾槽)，环形密封件43为嵌入至该凹槽内的密封圈，当旋转连接部421拧紧时，带动压接部422将密封圈压紧在开口部411的边缘上以实现密封。

如图4所示，在本实用新型的另一些实施例中，盖体结构42包括旋转连接部421和管路连接部423，旋转连接部421用于与开口部411的外侧周壁旋转连接，管路连接部423设置在旋转连接部421上，管路连接部423用于连接待连接管路(例如第一排液管路104、第二排液管路105、容器排气管路106等)与旋转连接部421。待连接管路与管路连接部423为插接配合，管路连接部423具有能够与待连接管路连通的流体通道4231。当旋转连接部421连接至开口部411上后，流体通道4231与容器本体41的内部连通。

其中，管路连接部423设置在旋转连接部421上后与旋转连接部421相对固定，也就是说，旋转连接部421进行旋转连接时，管路连接部423也随之一同转动。因此，在旋转连接部421进行连接或拆卸时，待连接管路需要与管路连接部423处于分离状态。因此，为了便于操作，待连接管路与管路连接部423之间采用插接的方式。优选地，为了方便快速拆卸，待连接管路与管路连接部423采用快插接头的形式。由于快插接头为较为常用的连接方式，在此不再赘述。

在图4所示的具体实施例中，旋转连接部421上设有通孔，管路连接部423插入通孔后通过螺母连接固定。管路连接部423与待连接管路配合的一侧采用快插接头的形式。当装配时，先将旋转连接部421进行旋转连接，再将待连接管路与管路连接部423插接；当拆卸时，先将待连接管路由管路连接部423拔出，再转动旋转连接部421进行拆卸。此外，在本实施例中，环形密封件43包括密封垫，密封垫放置在旋转连接部421的内侧，当旋转连接部421旋紧后，能够压紧密封垫以实现密封。

本实用新型还提供了一种半导体热处理设备，包括工艺腔室和与工艺腔室连通并用于控制工艺腔室内部的真空压力的真空系统。其中，真空系统为上述的真空系统。

在本实用新型提供的半导体热处理设备中，集液容器40能够收集蒸气在冷凝装置10和集气装置30中冷凝形成的液体。也就是说，冷凝装置10和集气装置30中形成的液体能够排放至集液容器40中进行暂时的储存，当集液容器40中的液体储存到一定程度再统一进行排放、清理、转运等操作，使用更为灵活方便，并且集液容器40可以设计为较大容积，从而增加允许储存的液体量，有利于降低对集液容器40的操作频率，进而减少维护时间。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种真空系统，用于与半导体热处理设备的工艺腔室连通以控制所述工艺腔室内部的真空压力，其特征在于，

所述真空系统包括依次连通的冷凝装置、真空泵及集气装置，所述工艺腔室位于所述冷凝装置的上游，以使所述工艺腔室内部产生的工艺废气在依次通过所述冷凝装置和所述真空泵后到达所述集气装置内，其中，所述工艺废气含有的蒸气能够在所述冷凝装置和所述集气装置中冷凝形成液体；

所述真空系统还包括集液容器，所述集液容器与所述冷凝装置和所述集气装置均可通断连通设置，其中，当所述集液容器与所述冷凝装置和/或所述集气装置相隔离时，所述冷凝形成的液体在相应的所述冷凝装置和/或所述集气装置的内部进行积存；当所述集液容器与所述冷凝装置和/或所述集气装置相连通时，所述集液容器用于收集所述冷凝形成的液体。

2.根据权利要求1所述的真空系统，其特征在于，还包括容器排气管路，所述容器排气管路用于连通所述集液容器与所述集气装置，以在所述集液容器收集所述冷凝形成的液体时，所述集液容器的内部气体能够通过所述容器排气管路排出至所述集气装置。

3.根据权利要求2所述的真空系统，其特征在于，还包括：

第一排液管路及第一阀门装置，所述第一排液管路用于连通所述冷凝装置与所述集液容器，所述第一阀门装置设置在所述第一排液管路上，用于控制所述第一排液管路的通断；

第二排液管路及第二阀门装置，所述第二排液管路用于连通所述集气装置与所述集液容器，所述第二阀门装置设置在所述第二排液管路上，用于控制所述第二排液管路的通断。

4.根据权利要求3所述的真空系统，其特征在于，所述第一排液管路与所述第二排液管路相互连通，且两者连通的位置位于所述第一阀门装置和所述第二阀门装置的下游。

5.根据权利要求3所述的真空系统，其特征在于，所述集液容器包括容器本体和盖体结构，所述容器本体具有开口部，所述盖体结构包括：

旋转连接部及压接部，所述旋转连接部用于与所述开口部的外侧周壁旋转连接，所述旋转连接部与所述压接部相配合，以使所述旋转连接部进行旋转连接时能够将所述压接部压紧至所述开口部上，并且所述旋转连接部与所述压接部始终能够发生沿周向的相对转动，以使所述旋转连接部进行旋转时所述压接部的周向位置可保持不变；

管路连接部，设置在所述压接部上，所述管路连接部用于连接待连接管路与所述压接部，所述管路连接部具有能够与所述待连接管路连通的流体通道，当所述压接部被压紧至所述开口部上后，所述流体通道与所述容器本体的内部连通，

其中，所述待连接管路包括所述第一排液管路、所述第二排液管路以及所述容器排气管路中的至少一个。

6.根据权利要求5所述的真空系统，其特征在于，所述压接部的外侧周壁上设有沿其周向延伸的限位槽，所述旋转连接部具有用于避让所述压接部的避让孔，所述避让孔的孔壁能够卡入所述限位槽，且能够沿所述限位槽发生相对转动，当所述旋转连接部进行旋转连接时，所述压接部通过与所述限位槽的槽壁的配合能够被所述旋转连接部压紧至所述开口部上。

7.根据权利要求3所述的真空系统，其特征在于，所述集液容器包括容器本体和盖体结构，所述容器本体具有开口部，所述盖体结构包括：

旋转连接部，用于与所述开口部的外侧周壁旋转连接；

管路连接部，设置在所述旋转连接部上，所述管路连接部用于连接待连接管路与所述旋转连接部，所述待连接管路与所述管路连接部为插接配合，所述管路连接部具有能够与所述待连接管路连通的流体通道，当所述旋转连接部连接至所述开口部上后，所述流体通道与所述容器本体的内部连通，

其中，所述待连接管路包括所述第一排液管路、所述第二排液管路以及所述容器排气管路中的至少一个。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的真空系统，其特征在于，所述集液容器还包括环形密封件，所述环形密封件设置在所述开口部与所述盖体结构之间，以在所述盖体结构连接至所述开口部上后对连接处进行密封。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的真空系统，其特征在于，所述真空系统还包括液位检测装置，所述液位检测装置用于检测所述集气装置内的液位。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的真空系统，其特征在于，还包括支架和缓冲结构，所述支架固定设置并用于固定所述冷凝装置，所述缓冲结构设置于所述支架与所述冷凝装置之间。

11.一种半导体热处理设备，包括工艺腔室和与所述工艺腔室连通并用于控制所述工艺腔室内部的真空压力的真空系统，所述真空系统为权利要求1至10中任一项所述的真空系统。

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