CN218853884U - 一种半导体工艺设备的尾气处理装置及半导体工艺设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半导体工艺设备的尾气处理装置及半导体工艺设备，涉及半导体技术领域，包括尾气进气管路、冷凝腔体、用于冷却冷凝腔体的冷却结构以及气液分离组件，尾气进气管路用于与半导体工艺设备的工艺腔室的排气口连接；冷凝腔体的一端与尾气排气管路连通，冷凝腔体的另一端连接气液分离组件，尾气处理装置还包括用于加热冷凝腔体的加热结构以及与尾气进气管路连通的吹扫管路，其中，加热结构能够在半导体工艺设备的非工艺期间加热冷凝腔体，吹扫管路用于在半导体工艺设备的非工艺期间向尾气进气管路中通吹扫气体；解决现有尾气处理装置可持续处理时间短、清洗维护时间长、处理能力有限的问题。

Description

一种半导体工艺设备的尾气处理装置及半导体工艺设备

技术领域

本实用新型属于半导体技术领域，更具体地，涉及一种半导体工艺设备的尾气处理装置及半导体工艺设备。

背景技术

一些半导体工艺设备在工艺过程中会产生含有挥发气体、水蒸气、惰性气体等成分的副产物，这样的副产物无法直接排入厂务排气管路。例如：聚酰亚胺(PI)薄膜由均苯四甲酸二酐(PMDA)和二胺基二苯醚(DDE)在强极性溶剂(主要成分是水和γ

丁内酯)中，经缩聚并流延成膜再经亚胺化而成。聚酰亚胺薄膜可以作为绝缘类材料， 由于其具有良好的耐温性、介电强度、耐辐射性及粘结性，因此被广泛应用于半导体工艺的封装制程中。在封装制程中，聚酰亚胺液体经真空加热固化形成聚酰亚胺薄膜后，通常会使用立式炉设备对聚酰亚胺薄膜进行聚酰亚胺固化(Polyimide Curing，简称PIQ)工艺，即，对聚酰亚胺薄膜进行常压加热， 以修复聚酰亚胺薄膜的损伤并加固其粘结性。在聚酰亚胺固化过程中，厂务端向工艺腔室内通入氮气(N2)，高温下聚酰亚胺薄膜中的溶剂蒸发，产生水蒸气和气态的γ

丁内酯，聚酰亚胺薄膜固化，工艺结束后，氮气、水蒸气和气态的γ

丁内酯作为副产物从工艺腔室内排出。

现有的尾气处理装置处理这样的带有副产物的尾气时，可持续处理时间短、处理能力有限。当达到处理极限时，其内部容易被附着的副产物堵塞，影响工艺，需要停机拆卸，将其彻底清洗后才能继续进行工艺，清洗维护的时间较长，这也降低了半导体工艺设备的产能。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种半导体工艺设备的尾气处理装置，解决现有尾气处理装置可持续处理时间短、清洗维护时间长、处理能力有限的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种半导体工艺设备的尾气处理装置，包括尾气进气管路、冷凝腔体、用于冷却所述冷凝腔体的冷却结构以及气液分离组件，所述尾气进气管路用于与所述半导体工艺设备的工艺腔室的排气口连接；所述冷凝腔体的一端与所述尾气排气管路连通，所述冷凝腔体的另一端连接所述气液分离组件，所述尾气处理装置还包括用于加热所述冷凝腔体的加热结构以及与所述尾气进气管路连通的吹扫管路，其中，所述加热结构能够在所述半导体工艺设备的非工艺期间加热所述冷凝腔体，所述吹扫管路用于在所述半导体工艺设备的非工艺期间向所述尾气进气管路中通吹扫气体。

可选地，所述冷凝腔体的内壁上连接有多个导流部件，所述冷却结构包括冷却外壳，所述冷却外壳套设在所述冷凝腔体的外侧并在所述冷凝腔体的外侧形成冷却腔，所述冷却外壳上设置有与所述冷却腔连通的冷却液输入管和冷却液输出管。

可选地，所述加热结构包括加热器，所述加热器与所述冷凝腔体的外壁接触。

可选地，还包括测温部件，所述测温部件设置在所述加热器与所述冷凝腔体之间。

可选地，所述尾气进气管路和所述吹扫管路上分别设置有第一控制阀和第二控制阀。

可选地，所述气液分离组件包括壳体和分隔部件，所述分隔部件设置在所述壳体内并将所述壳体的内部空间横向分隔成底部相互连通的第一腔和第二腔，所述壳体的上端设置有分别与所述第一腔和所述第二腔连通的气液入口和气体出口，所述壳体的下端设置有液体出口，所述冷凝腔体的所述另一端与所述气液入口连接。

可选地，所述第二腔内设置有气液分离部件，所述气液分离部件用于阻挡汽化的和/或悬浮颗粒态的副产物从所述气体出口排出。

可选地，还包括集液弯管以及集液容器，所述液体出口通过所述集液弯管与所述集液容器连接。

可选地，所述尾气处理装置还包括尾气排气主管和尾气排气支管，所述尾气排气主管的两端分别与所述气液分离组件和厂务排气管路连接，所述尾气排气主管和所述尾气排气支管上分别设置有第三控制阀和第四控制阀，所述尾气排气支管的两端连接在处于第三控制阀的上游和下游的所述尾气排气主管上，所述尾气排气支管在所述第四控制阀的上游设置有过滤结构。

本实用新型还提供一种半导体工艺设备，包括工艺腔室和上述的半导体工艺设备的尾气处理装置。

本实用新型提供一种半导体工艺设备的尾气处理装置及半导体工艺设备，其有益效果在于：该尾气处理装置不仅具有用于冷却冷凝腔体的冷却结构，还具有用于加热冷凝腔体的加热结构，加热结构能够在半导体工艺设备的非工艺期间加热冷凝腔体，对附着在冷凝腔体内的副产物进行加热，使得附着在冷凝腔体内的副产物的粘性降低，同时尾气进气管路上连接有吹扫管路，能够在半导体工艺设备的非工艺期间向尾气进气管路中通吹扫气体，进而向冷凝腔体内输送吹扫气体，通过吹扫气体的吹扫作用，促进冷凝腔体内附着的粘性降低的副产物流向气液分离组件内，达到冷凝腔体的自清理效果，避免附着在冷凝腔体内的副产物形成堵塞，增加该尾气处理装置的可持续处理时间，缩短其清洗维护时间，提高其处理能力和半导体工艺设备的产能。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种半导体工艺设备的尾气处理装置的结构示意图。

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的一种半导体工艺设备的结构示意图。

附图标记说明：

1、冷凝腔体；2、尾气进气管路；3、吹扫管路；4、导流部件；5、冷却外壳；6、冷却液输入管；7、冷却液输出管；8、加热器；9、测温部件；10、第一控制阀；11、第二控制阀；12、壳体；13、分隔部件；14、第一腔；15、第二腔；16、气液入口；17、气体出口；18、液体出口；19、气液分离部件；20、集液弯管；21、集液容器；22、尾气排气主管；23、尾气排气支管；24、厂务排气管路；25、第三控制阀；26、第四控制阀；27、过滤结构；28、工艺腔室。

具体实施方式

下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

如图1所示，为解决现有的尾气处理装置可持续处理时间短、清洗维护时间长、处理能力有限的问题；本实用新型提供一种半导体工艺设备的尾气处理装置，包括尾气进气管路2、冷凝腔体1、用于冷却冷凝腔体1的冷却结构以及气液分离组件，尾气进气管路2用于与半导体工艺设备的工艺腔室28的排气口连接；冷凝腔体1的一端与尾气排气管路2连通，冷凝腔体1的另一端连接气液分离组件，尾气处理装置还包括用于加热冷凝腔体1的加热结构以及与尾气进气管路2连通的吹扫管路3，其中，加热结构能够在半导体工艺设备的非工艺期间加热冷凝腔体1，吹扫管路3用于在半导体工艺设备的非工艺期间向尾气进气管路2中通吹扫气体。

具体的，该尾气处理装置不仅具有用于冷却冷凝腔体1的冷却结构，还具有用于加热冷凝腔体1的加热结构，加热结构能够在半导体工艺设备的非工艺期间加热冷凝腔体1，对附着在冷凝腔体1内的副产物进行加热，使得附着在冷凝腔体1内的副产物的粘性降低，同时尾气进气管路2上连接有吹扫管路3，能够在半导体工艺设备的非工艺期间向尾气进气管路2中通吹扫气体，进而向冷凝腔体1内输送吹扫气体，通过吹扫气体的吹扫作用，促进冷凝腔体1内附着的粘性降低的副产物流向气液分离组件内，达到冷凝腔体1的自清理效果，避免附着在冷凝腔体1内的副产物形成堵塞，增加该尾气处理装置的可持续处理时间，缩短其清洗维护时间，提高其处理能力和半导体工艺设备的产能。

在本实施例中，冷凝腔体1为管状，其上端与尾气进气管路2的下端连通，其下端与气液分离组件的气液入口16连通。

可选地，冷凝腔体1的内壁上连接有多个导流部件4，冷却结构包括冷却外壳5，冷却外壳5套设在冷凝腔体1的外侧并在冷凝腔体1的外侧形成冷却腔，冷却外壳5上设置有与冷却腔连通的冷却液输入管6和冷却液输出管7。

具体的，冷却液通过冷却液输入管6流入冷却腔，对冷凝腔体1内的副产物进行冷凝，冷凝后的液体在导流部件4的导流作用下向下流入气液分离组件，而换热后的冷却液通过冷却液输出管7流出冷却腔，随着工艺时长的变长，附着在冷凝腔体1的内壁和/或导流部件4上的粘性较高的副产物逐渐增多，便容易产生冷凝腔体1内的堵塞，因此该尾气处理装置通过加热结构在非工艺期间加热冷凝腔体1，使冷凝腔体1及其内部导流部件4和附着的副产物温度升高，降低副产物的粘性，并且通过吹扫管路3通入的吹扫气体进行吹扫，实现对冷凝腔体1的清理。

在本实施例中，冷却外壳5也为管状，套设在冷凝腔体1的外侧，导流部件4为片状，多个导流部件4在冷凝腔体1内沿冷凝腔体1的轴向间隔分布，且相邻的两个导流部件4在冷凝腔体1的径向上交错设置，使得经过尾气进气管路2进入冷凝腔体1内的副产物在冷凝腔体1内的流动路径变长，提高冷凝效果；并且，导流部件4靠近冷凝腔体1中心的一端向下倾斜设置，便于对冷凝的液体进行向下的导流，进而流入气液分离组件内。

可选地，加热结构包括加热器8，加热器8与冷凝腔体1的外壁接触。

具体的，加热器8可以采用电加热器8，加热器8固定在冷凝腔体1的外壁上。

可选地，还包括测温部件9，测温部件9设置在加热器8与冷凝腔体1之间。

具体的，测温部件9可以采用温度传感器，温度传感器固定在加热器8与冷凝腔体1之间，用于检测此处的温度；根据测温部件9检测到的温度，即可以便于在工艺期间监测对冷凝腔体1的冷却温度，又可以便于在非工艺期间监测对冷凝腔体1的加热温度，进而便于在加热温度达到要求后向吹扫管路3内通入吹扫气体。

在本实施例中，吹扫气体为氮气。

可选地，尾气进气管路2和吹扫管路3上分别设置有第一控制阀10和第二控制阀11。

具体的，第一控制阀10和第二控制阀11分别用于控制尾气进气管路2和吹扫管路3的通断，工艺期间，第一控制阀10打开，第二控制阀11关闭，非工艺期间，第一控制阀10关闭，在加热温度达到要求后第二控制阀11打开，开始吹扫。

可选地，气液分离组件包括壳体12和分隔部件13，分隔部件13设置在壳体12内并将壳体12的内部空间横向分隔成底部相互连通的第一腔14和第二腔15，壳体12的上端设置有分别与第一腔14和第二腔15连通的气液入口16和气体出口17，壳体12的下端设置有液体出口18，冷凝腔体1的另一端与气液入口16连接。

具体的，冷凝腔体1的下端与气液入口16连通，冷凝后的液体和气体均通过气液入口16进入第一腔14，液体在经过第一腔14后由壳体12下方的液体出口18流出，气体经过第一腔14后进入第二腔15，并向上方的气体出口17流动。

在本实施例中，分隔部件13为隔板。

可选地，第二腔15内设置有气液分离部件19，气液分离部件19用于阻挡汽化的和/或悬浮颗粒态的副产物从气体出口17排出。

具体的，经过第一腔14后进入第二腔15的气体中含有少量汽化的和/或悬浮颗粒态的副产物，气液分离部件19能够阻挡汽化的和/或悬浮颗粒态的副产物，并利用外部环境温度对其的进一步冷却，使其液化，进而阻止其从气体出口17排出。

在本实施例中，气液分离部件19包括在第二腔15内横向间隔分布的多个分离板，相邻的两个分离板之间的间隙用于供气体、汽化的和/或悬浮颗粒态的副产物的通过，各分离板在竖向上连续弯折，便于吸附汽化和/或悬浮颗粒态的副产物并使其冷凝，进而促使向上流向气体出口17的气体达到排放标准。

可选地，还包括集液弯管20以及集液容器21，液体出口18通过集液弯管20与集液容器21连接。

具体的，集液弯管20和集液容器21设置在气液分离组件下方，气液分离组件内分离出来的液体通过集液弯管20流入集液容器21内，由集液容器21进行收集。

在本实施例中，集液弯管20为S形弯管。

可选地，尾气处理装置还包括尾气排气主管22和尾气排气支管23，尾气排气主管22的两端分别与气液分离组件和厂务排气管路24连接，尾气排气主管22和尾气排气支管23上分别设置有第三控制阀25和第四控制阀26，尾气排气支管23的两端连接在处于第三控制阀25的上游和下游的尾气排气主管22上，尾气排气支管23在第四控制阀26的上游设置有过滤结构27。

具体的，尾气排气主管22的下端与气液分离组件的气体出口17连通，尾气排气主管22的上端与厂务排气管路24连通，用于将经过气液分离组件后的气体排入厂务排气管路24，在半导体工艺设备处于工艺期间时，第一控制阀10打开，第二控制阀11关闭，该尾气处理装置利用冷凝腔体1和气液分离组件对工艺期间半导体工艺设备排出的副产物进行冷凝和气液分离，经过气液分离后分离出的气体已经达到排放标准，此时第三控制阀25打开，第四控制阀26关闭，达到排放标注的气体直接通过尾气排气主管22排入厂务排气管路24。但是，在半导体工艺设备处于非工艺期间时，第一控制阀10关闭，加热器8开启，通过加热器8对冷凝腔体1进行加热，使得附着在冷凝腔体1内的副产物的粘性降低，测温部件9监测其加热温度，当加热温度达到设定温度时，第二控制阀11打开，氮气作为吹扫气体由吹扫管路3通入冷凝腔体1，对附着在冷凝腔体1内的副产物进行吹扫，加快粘性降低流动性增强的附着在冷凝腔体1内的副产物向下流动，进而流入第一腔14并通过液体出口18排出，由集液容器21进行收集。在此过程中，由于加热器8的加热，不可避免地会使得附着在冷凝腔体1内的副产物产生少量的汽化，汽化后的副产物随气体经过气液分离组件后难以保证其去除量达标，因此此时第三控制阀25关闭，第四控制阀26打开，含有少量汽化后的副产物的气体进入尾气排气支管23，先经过过滤结构27过滤掉少量汽化后的副产物，之后再通过尾气排气主管22进入厂务排气管路24，保证进入厂务排气管路24中的气体达到排放标准。

本实用新型还提供一种半导体工艺设备，包括工艺腔室28和上述的半导体工艺设备的尾气处理装置。

具体的，如图2所述，半导体工艺设备的排气口上连接上述尾气处理装置，通过上述尾气处理装置与厂务排气管路24连接，相比于现有技术中的尾气处理装置在使用过程中容易被附着在冷凝腔体1内的副产物堵塞，堵塞后难以清理，上述尾气处理装置能够在半导体工艺设备的工艺期间处理半导体工艺设备排出的尾气，还能够在半导体工艺设备的非工艺期间对冷凝腔体1进行自清理；解决半导体工艺设备长时间且多次工艺后，副产物在冷凝腔体1内的附着和堆积问题，避免因副产物的附着和堆积影响最终工艺气体条件，从而提高了半导体工艺设备的可靠性，提高了半导体工艺设备加工产品的质量。上述尾气处理装置使得半导体工艺设备在集液容器21收集满副产物前都不需进行清理维护，极大的延长了半导体工艺设备的维护周期，并且在维护清洗时，仅需拆卸清洗气液分离部件19、集液容器21和过滤结构27即可，不再需要维护清洗冷凝腔体1，单次维护清洗时间大幅减少，从而提高了半导体工艺设备的产能效率。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种半导体工艺设备的尾气处理装置，包括尾气进气管路、冷凝腔体、用于冷却所述冷凝腔体的冷却结构以及气液分离组件，所述尾气进气管路用于与所述半导体工艺设备的工艺腔室的排气口连接；所述冷凝腔体的一端与尾气排气管路连通，所述冷凝腔体的另一端连接所述气液分离组件，其特征在于，所述尾气处理装置还包括用于加热所述冷凝腔体的加热结构以及与所述尾气进气管路连通的吹扫管路，其中，所述加热结构能够在所述半导体工艺设备的非工艺期间加热所述冷凝腔体，所述吹扫管路用于在所述半导体工艺设备的非工艺期间向所述尾气进气管路中通吹扫气体。

2.根据权利要求1所述的半导体工艺设备的尾气处理装置，其特征在于，所述冷凝腔体的内壁上连接有多个导流部件，所述冷却结构包括冷却外壳，所述冷却外壳套设在所述冷凝腔体的外侧并在所述冷凝腔体的外侧形成冷却腔，所述冷却外壳上设置有与所述冷却腔连通的冷却液输入管和冷却液输出管。

3.根据权利要求1所述的半导体工艺设备的尾气处理装置，其特征在于，所述加热结构包括加热器，所述加热器与所述冷凝腔体的外壁接触。

4.根据权利要求3所述的半导体工艺设备的尾气处理装置，其特征在于，还包括测温部件，所述测温部件设置在所述加热器与所述冷凝腔体之间。

5.根据权利要求1所述的半导体工艺设备的尾气处理装置，其特征在于，所述尾气进气管路和所述吹扫管路上分别设置有第一控制阀和第二控制阀。

6.根据权利要求1所述的半导体工艺设备的尾气处理装置，其特征在于，所述气液分离组件包括壳体和分隔部件，所述分隔部件设置在所述壳体内并将所述壳体的内部空间横向分隔成底部相互连通的第一腔和第二腔，所述壳体的上端设置有分别与所述第一腔和所述第二腔连通的气液入口和气体出口，所述壳体的下端设置有液体出口，所述冷凝腔体的所述另一端与所述气液入口连接。

7.根据权利要求6所述的半导体工艺设备的尾气处理装置，其特征在于，所述第二腔内设置有气液分离部件，所述气液分离部件用于阻挡汽化的和/或悬浮颗粒态的副产物从所述气体出口排出。

8.根据权利要求6所述的半导体工艺设备的尾气处理装置，其特征在于，还包括集液弯管以及集液容器，所述液体出口通过所述集液弯管与所述集液容器连接。

9.根据权利要求1所述的半导体工艺设备的尾气处理装置，其特征在于，所述尾气处理装置还包括尾气排气主管和尾气排气支管，所述尾气排气主管的两端分别与所述气液分离组件和厂务排气管路连接，所述尾气排气主管和所述尾气排气支管上分别设置有第三控制阀和第四控制阀，所述尾气排气支管的两端连接在处于第三控制阀的上游和下游的所述尾气排气主管上，所述尾气排气支管在所述第四控制阀的上游设置有过滤结构。

10.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括工艺腔室和根据权利要求1-9任一项所述的半导体工艺设备的尾气处理装置。

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