CN221566370U - 尾气导出装置和外延工艺设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种尾气导出装置和应用该尾气导出装置的外延工艺设备，所述尾气导出装置包括尾气导管、检测组件和阀门执行组件，所述尾气导管具有进气端和出气端，所述检测组件设于所述尾气导管的靠近所述进气端的一端，以检测进入所述尾气导管内的尾气的气压；所述阀门执行组件设于所述尾气导管且位于所述检测组件的下游，所述阀门执行组件的开度可调，且所述阀门执行组件与所述检测组件相连，以根据所述检测组件获取的气压数值调节所述阀门执行组件的开度。本实用新型实施例的尾气导出装置具有排出的尾气压力调节精度较高、反应灵敏的优点。

Description

尾气导出装置和外延工艺设备

技术领域

本实用新型涉及半导体制备技术领域，具体地，涉及一种尾气导出装置和应用该尾气导出装置的外延工艺设备。

背景技术

碳化硅晶圆的外延过程主要依据化学气相沉积原理，基于该原理，外延过程会生成大量的高温废气，需要通过尾气导出装置将外延反应设备内的高温废气及时排出，同时还需控制外延反应设备内的气压，相关技术中的尾气导出装置排出的尾气压力波动较大且杂质较多，导致执行组件工况恶劣，大大降低其使用寿命。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的实施例提出一种尾气导出装置，该尾气导出装置具有排出的尾气压力调节精度较高、反应灵敏的优点。

本实用新型实施例的尾气导出装置包括尾气导管，所述尾气导管具有进气端和出气端；检测组件，所述检测组件设于所述尾气导管的靠近所述进气端的一端，以检测进入所述尾气导管内的尾气的气压；阀门执行组件，所述阀门执行组件设于所述尾气导管且位于所述检测组件的下游，所述阀门执行组件的开度可调，且所述阀门执行组件与所述检测组件相连，以根据所述检测组件获取的气压数值调节所述阀门执行组件的开度。

本实用新型实施例的尾气导出装置在尾气导管中串联设置检测组件和阀门执行组件，检测组件可检测进入尾气导管的尾气压力，根据检测组件检测到的进入尾气导管的尾气压力调节阀门执行组件的开度，从而精准地控制尾气导管的上游压力，使阀门执行组件上游的尾气压力维持在预设压力，且阀门执行组件的调节过程快速高效，使本实用新型实施例的尾气导出装置具有排出的尾气压力调节精度较高、反应灵敏的优点。

在一些实施例中，所述尾气导出装置还包括冷却组件，所述冷却组件设于所述尾气导管，所述冷却组件位于所述检测组件的上游，所述冷却组件可降低进入所述检测组件的尾气温度。

在一些实施例中，所述尾气导出装置还包括过滤组件，所述过滤组件设于所述尾气导管且位于所述检测组件和所述阀门执行组件之间，以滤除进入所述阀门执行组件的尾气中的杂质。

在一些实施例中，所述尾气导管包括第一段和第二段，所述过滤组件可拆卸地连接在所述第一段和所述第二段之间。

在一些实施例中，所述阀门执行组件包括控制单元和蝶阀，所述蝶阀设于所述尾气导管的靠近所述出气端的一端，所述控制单元分别连接所述蝶阀和所述检测组件，以根据所述检测组件获取的气压数值调节所述蝶阀的开度。

在一些实施例中，所述尾气导出装置还包括第一压力计，所述第一压力计设于所述尾气导管且所述第一压力计位于所述阀门执行组件的下游，以检测所述阀门执行组件下游的尾气压力。

在一些实施例中，所述尾气导出装置还包括第二压力计，所述第二压力计可拆卸地设于尾气导管，且所述第二压力计可设于所述过滤组件和所述阀门执行组件之间，以检测所述阀门执行组件上游的尾气压力。

在一些实施例中，所述尾气导出装置还包括检漏口，所述检漏口设于所述尾气导管且位于所述第一压力计和所述阀门执行组件之间，所述检漏口可在所述尾气导管内通气前打开以检测所述尾气导管各处是否泄漏。

在一些实施例中，所述尾气导管具有进气端和出气端，所述进气端的外周侧设有第一快接卡箍，所述出气端的外周侧设有第二快接卡箍。

本实用新型实施例还提出一种外延工艺设备。

本实用新型实施例的外延工艺设备包括反应腔室，所述反应腔室内适于发生碳化硅外延反应；尾气导出装置，所述尾气导出装置为上述任一实施例所述的尾气导出装置，所述尾气导出装置的尾气导管与所述反应腔室连通以排出所述反应腔室内产生的高温尾气。

附图说明

图1是本实用新型实施例的尾气导出装置的正视示意图。

图2是本实用新型实施例的尾气导出装置的侧视示意图。

附图标记：

1、尾气导管；11、第一段；12、第二段；13、第一快接卡箍；14、第二快接卡箍；2、检测组件；3、阀门执行组件；4、冷却组件；41、套筒；5、过滤组件；51、壳体；511、进气口；512、出气口；6、第一压力计；7、压力表快接口；8、检漏口。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合图1和图2描述本实用新型实施例的尾气导出装置。

本实用新型实施例的尾气导出装置包括尾气导管1、检测组件2和阀门执行组件3。

尾气导管1具有进气端和出气端，检测组件2设于尾气导管1的靠近进气端的一端，以检测进入尾气导管1内的尾气的气压。

具体地，尾气导管1在其长度方向上具有进气端和出气端，尾气导管1的进气端可与碳化硅晶圆的外延工艺设备的反应腔室相连，以使反应腔室内的高温废气可通过尾气导管1排出，反应腔室内产生的高温尾气的压力容易产生波动，检测组件2设于尾气导管1，以持续测量从反映腔室内进入尾气导管1的高温尾气的压力。

阀门执行组件3设于尾气导管1且位于检测组件2的下游，阀门执行组件3的开度可调，且阀门执行组件3与检测组件2相连，以根据检测组件2获取的气压数值调节阀门执行组件3的开度。

具体地，至少部分阀门执行组件3位于尾气导管1内，且阀门执行组件3位于检测组件2的下游，阀门执行组件3可通过调节其位于尾气导管1内部分的节流面积，通过节流效应将进入到尾气导管1的尾气压力调整至设定压力。

阀门执行组件3与检测组件2电连接，检测组件2获取进入尾气导管1内的尾气压力数值信息并将其转换为模电信号，并将带有入尾气导管1内的尾气压力数值信息的模电信号传递至阀门执行组件3，阀门执行组件3在尾气导管1内产生的节流面积可根据带有入尾气导管1内的尾气压力数值信息的模电信号调整，以在进入尾气导管1的尾气压力波动时及时调整阀门执行组件3的开度，从而使进入到尾气导管1的尾气压力调整至设定压力。

本实用新型实施例的尾气导出装置在尾气导管1中串联设置检测组件2和阀门执行组件3，检测组件2可检测进入尾气导管1的尾气压力，根据检测组件2检测到的进入尾气导管1的尾气压力调节阀门执行组件3的开度，从而更精准地控制阀门执行组件3上游的尾气压力，使阀门执行组件3上游的尾气压力维持在预设压力，且阀门执行组件3上游的尾气压力调节过程快速高效，使本实用新型实施例的尾气导出装置具有排出的尾气压力调节精度较高、反应灵敏的优点。

在一些实施例中，尾气导出装置还包括冷却组件4，冷却组件4设于尾气导管1，冷却组件4位于检测组件2的上游，冷却组件4可降低进入检测组件2的尾气温度。

具体地，冷却组件4为水冷组件，如图2所示，冷却组件4沿前后方向延伸，冷却组件4包括套管，套管套设于部分尾气导管1的外周侧，套管内适于供冷却介质流动，以通过套管内流动的冷却介质将尾气导管1内尾气的热量交换至尾气导管1外侧，从而完成对尾气导管1内的尾气的冷却。通过冷却组件4对进入尾气导管1的尾气的冷却，降低了高温尾气对冷却组件4下游的所有组件的影响，使本实用新型实施例的尾气导出装置具有耐久度高的优点。

在一些实施例中，冷却组件4位于检测组件2的上游，尾气导管1内的尾气在讲过冷却组件4的冷却后流经部分检测组件2，以降低与检测组件2接触的尾气温度，一方面避免检测组件2在高温的环境下受损，另一方面避免冷却组件4影响检测组件2和阀门执行组件3之间的压降，降低冷却组件4对阀门执行组件3的控制精度的影响。

在另一些实施例中，如图2所示，检测组件2设于冷却组件4，即部分检测组件2贯穿套管延伸至尾气导管1内侧，由于尾气导管1内的尾气气流在流经检测组件2时，在检测组件2的扰动下紊流度增加，从而增加了检测组件2下游处尾气的换热效率，一方面提高了冷却组件4的冷却效果，另一方面降低了高温尾气对检测组件2的影响。

在一些实施例中，尾气导出装置还包括过滤组件5，过滤组件5设于尾气导管1且位于检测组件2和阀门执行组件3之间，以滤除进入执行组件3的尾气中的杂质。

具体地，过滤组件5包括壳体51和滤芯(图中未示出)，壳体51包括进气口511和出气口512，尾气导管1内的尾气经过进气口511进入壳体51，并穿过滤芯从出气口512排出，以使尾气导管1内的尾气经过过滤组件5处理后变为洁净气体，滤芯采用耐高温的金属滤芯，材质为316L，精度为0.1um。通过过滤组件5对尾气导管1内的尾气的杂质的滤除，降低了尾气中的杂质对阀门执行组件3的影响，进一步使本实用新型实施例的尾气导出装置具有耐久度高的优点。

在一些实施例中，尾气导管1包括第一段11和第二段12，过滤组件5可拆卸地连接在第一段11和第二段12之间。

具体地，如图1所示，第一段11设于第二段12的左侧，第一段11的一端形成尾气导管1的进气端并与反应腔室连通，第一段11的另一端与过滤组件5的进气口511连通，第二段12的一端与过滤组件5的出气口512连通，第二段12的另一端形成尾气导管1的出气端。

第一段11的端部与壳体51通过快接接口相连，第二段12的端部与壳体51通过快接接口相连，以便于将过滤组件5快速从本实用新型实施例的尾气导出装置中拆卸以检修或更换滤芯。

在一些实施例中，阀门执行组件3包括控制单元(图中未示出)和蝶阀，阀门执行组件3设于尾气导管1的靠近出气端的一端，控制单元分别连接蝶阀和检测组件2，以根据根据检测组件2获取的气压数值调节蝶阀的开度。

具体地，蝶阀的阀芯与控制单元相连，以通过控制单元驱动蝶阀的阀芯转动，从而实现通过控制单元控制阀门执行组件3的开度，控制单元与检测组件2通过线缆连接，以根据检测组件2获取的进入尾气导管1的尾气气压调整蝶阀阀芯的开度。

在一些实施例中，尾气导出装置还包括第一压力计6，第一压力计6设于尾气导管1且第一压力计6位于阀门执行组件3的下游，以检测阀门执行组件3下游的尾气压力。

具体地，第一压力计6设于阀门执行组件3靠近尾气导管1出气端的一侧，第一压力计6可在本实用新型实施例的尾气导出装置使用过程中随时准确的得到经过阀门执行组件3调节后的尾气气压，第一压力计6具有检测蝶阀状态和尾气导管1内压力的作用，断电情况下可快速获取下游尾气导管的压力，进一步地提高本实用新型实施例的尾气导出装置的安全性。

在一些实施例中，尾气导出装置还包括第二压力计(图中未示出)，第二压力计可拆卸地设于尾气导管1，且第二压力计可设于过滤组件5和阀门执行组件3之间，以检测阀门执行组件3上游的尾气压力。

具体地，尾气导管1上设有压力表快接口7，压力表快接口7设于过滤组件5和阀门执行组件3之间，第二压力计可拆卸地安装于压力表快接口7，以在本实用新型实施例的尾气导出装置工作时，通过第二压力计快速读取阀门执行组件3上游的压力大小。

由此，可通过第二压力计对检测组件2进行校准，以保证本实用新型实施例的尾气导出装置始终具有较高的控制精度。

在一些实施例中，尾气导出装置还包括检漏口8，检漏口8设于尾气导管1且位于第一压力计6和阀门执行组件3之间，检漏口8可在尾气导管1内通气前打开以检测尾气导管1各处是否泄漏。

在一些实施例中，尾气导管1具有进气端和出气端，进气端的外周侧设有第一快接卡箍13，出气端的外周侧设有第二快接卡箍14，以便于将本实用新型实施例的尾气导出装置与反应腔室快速拆装。

本实用新型实施例还提出一种外延工艺设备。

本实用新型实施例的外延工艺设备包括反应腔室，反应腔室内适于发生碳化硅外延反应；尾气导出装置，尾气导出装置为上述任一实施例的尾气导出装置，尾气导出装置的尾气导管1与反应腔室连通以排出反应腔室内产生的高温尾气。

具体地，反应腔室内基于化学气相沉积原理进行碳化硅晶圆的外延反应过程，反应腔室内的外延过程会生成大量的高温尾气，反应腔室内产生的高温尾气通过尾气导出装置排出，本实用新型实施例的尾气导出装置排出的尾气压力调节灵敏，排出尾气的压力稳定，从而在反应腔室内进行8英寸以上的晶圆制备时，在高温大流量的工况下，本实用新型实施例的尾气排出装置的可靠性较高，从而提高了本实用新型实施例的外延工艺设备的生产效率。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种尾气导出装置，其特征在于，包括：

尾气导管，所述尾气导管具有进气端和出气端；

检测组件，所述检测组件设于所述尾气导管的靠近所述进气端的一端，以检测进入所述尾气导管内的尾气的气压；

阀门执行组件，所述阀门执行组件设于所述尾气导管且位于所述检测组件的下游，所述阀门执行组件的开度可调，且所述阀门执行组件与所述检测组件相连，以根据所述检测组件获取的气压数值调节所述阀门执行组件的开度。

2.根据权利要求1所述的尾气导出装置，其特征在于，还包括冷却组件，所述冷却组件设于所述尾气导管，所述冷却组件位于所述检测组件的上游，所述冷却组件可降低进入所述检测组件的尾气温度。

3.根据权利要求2所述的尾气导出装置，其特征在于，还包括过滤组件，所述过滤组件设于所述尾气导管且位于所述检测组件和所述阀门执行组件之间，以滤除进入所述阀门执行组件的尾气中的杂质。

4.根据权利要求3所述的尾气导出装置，其特征在于，所述尾气导管包括第一段和第二段，所述过滤组件可拆卸地连接在所述第一段和所述第二段之间。

5.根据权利要求1所述的尾气导出装置，其特征在于，所述阀门执行组件包括控制单元和蝶阀，所述蝶阀设于所述尾气导管的靠近所述出气端的一端，所述控制单元分别连接所述蝶阀和所述检测组件，以根据所述检测组件获取的气压数值调节所述蝶阀的开度。

6.根据权利要求3所述的尾气导出装置，其特征在于，还包括第一压力计，所述第一压力计设于所述尾气导管且所述第一压力计位于所述阀门执行组件的下游，以检测所述阀门执行组件下游的尾气压力。

7.根据权利要求6所述的尾气导出装置，其特征在于，还包括第二压力计，所述第二压力计可拆卸地设于尾气导管，且所述第二压力计可设于所述过滤组件和所述阀门执行组件之间，以检测所述阀门执行组件上游的尾气压力。

8.根据权利要求6所述的尾气导出装置，其特征在于，还包括检漏口，所述检漏口设于所述尾气导管且位于所述第一压力计和所述阀门执行组件之间，所述检漏口可在所述尾气导管内通气前打开以检测所述尾气导管各处是否泄漏。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的尾气导出装置，其特征在于，所述进气端的外周侧设有第一快接卡箍，所述出气端的外周侧设有第二快接卡箍。

10.一种外延工艺设备，其特征在于，包括：

反应腔室，所述反应腔室内适于发生碳化硅外延反应；

尾气导出装置，所述尾气导出装置为根据权利要求1-9中任一项所述的尾气导出装置，所述尾气导出装置的尾气导管与所述反应腔室连通以排出所述反应腔室内产生的高温尾气。