气相外延设备过滤器清理装置及尾气回收系统的制作方法

本技术涉及半导体设备，具体指一种气相外延设备过滤器清理装置及尾气回收系统。

背景技术：

1、氮化镓（gan）作为第三代宽禁带半导体材料的核心代表，凭借其优异的禁带宽度、电子迁移率及耐高温、抗辐射特性，在光电子、电力电子及射频器件等领域具有不可替代的应用价值。

2、氢化物气相外延（hvpe）技术因生长速率快、薄膜质量高、工艺兼容性强等优势，已成为制备高质量氮化镓单晶及外延片的关键技术手段，在氮化镓材料产业化生产中占据重要地位。

3、然而，hvpe设备在进行氮化镓材料生长的工艺过程中，反应腔体内部会发生复杂的气固反应，其中镓源（通常为三氯化镓）与氨源的反应除生成目标产物氮化镓外，还会伴随大量氯化铵（nh4cl）副产物的产生。该副产物以超细粉尘形态混入工艺尾气中，随尾气排放流程进入后端过滤器内富集。由于hvpe工艺对反应腔体内部流场稳定性要求极高，尾气排放的通畅性直接影响腔体压力控制精度及气体组分分布均匀性，进而关联到氮化镓材料的结晶质量、厚度均匀性及缺陷密度，因此必须定期对过滤器中堆积的氯化铵粉尘进行彻底清理，以保障设备连续稳定运行。

4、氯化铵粉尘自身的物理化学特性给清理作业带来了显著挑战：其一，粉尘颗粒粒径极小，多数处于亚微米至微米级，具有极强的空气动力学活性，易在气流扰动下飘散，难以高效捕捉；其二，该粉尘吸湿性强，在常规大气环境下极易潮解，潮解后形成的液态薄膜具有明显腐蚀性，不仅会对过滤器本体及清理工具造成侵蚀，还可能加剧粉尘与设备表面的黏附，进一步增加清理难度；其三，潮解后的粉尘混合物兼具湿黏性与腐蚀性，常规清理方式难以实现彻底分离，易形成残留。

5、目前行业内普遍采用传统清理方式进行过滤器清洁，清理作业全程需由专业人员完成，作业前需穿戴全套防护装备，作业过程中主要依赖吸尘器负压吸附结合挖铲机械刮除的复合方式进行粉尘清理。该过程中，即便采取了防护措施，粉尘的飘散特性仍易导致作业区域扬尘，一方面污染生产环境，增加后续环境清洁成本；另一方面，飘散的粉尘可能被作业人员吸入或通过皮肤接触，对人体呼吸系统及皮肤黏膜造成刺激与损伤，存在严重的职业健康安全隐患。同时，机械刮除方式易对过滤器内部结构造成物理损伤，缩短过滤器使用寿命，增加设备维护成本。

6、因此，针对hvpe设备过滤器中已富集的氯化铵粉尘，开发一种高效、安全、彻底、环保的清理技术，仍是当前行业内亟待解决的技术需求。

技术实现思路

1、为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中过滤器粉尘处理效率低、易扬尘的问题，提供一种气相外延设备过滤器清理装置及尾气回收系统。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种气相外延设备过滤器清理装置，其包括：

3、移动机构，上述移动机构包括第一夹持组件，上述第一夹持组件可驱动待清理的过滤器翻转，以倾倒其内部粉尘；

4、移盖机构，上述移盖机构包括第二夹持组件，上述第二夹持组件的工作端用于连接过滤器顶盖，并用于拆装上述过滤器顶盖。

5、在本实用新型的一个实施例中，上述气相外延设备过滤器清理装置具有初始状态和倾倒状态；

6、在上述初始状态下，上述第一夹持组件连接于过滤器，且使内部粉尘沉积于上述过滤器的底部；

7、在上述倾倒状态下，上述第二夹持组件连接并开启上述过滤器顶盖后，上述第一夹持组件驱动上述过滤器翻转至开口向下。

8、在本实用新型的一个实施例中，上述气相外延设备过滤器清理装置还包括安装框架，上述安装框架上设有升降模组以及移盖模组，上述升降模组沿竖直方向延伸，上述移动机构滑动连接于上述升降模组，上述移盖模组设置于上述升降模组的顶部，且相对于上述升降模组倾斜设置，上述移盖机构滑动连接于上述移盖模组。

9、在本实用新型的一个实施例中，上述移动机构包括第一滑架，上述第一滑架滑动连接于上述安装框架，上述第一夹持组件设置于上述第一滑架上；上述移盖模组包括相对于上述升降模组的竖直支撑架倾斜设置的倾斜支撑架，上述移盖机构包括第二滑架，上述第二滑架的一端滑动式连接于上述倾斜支撑架，另一端连接上述第二夹持组件，使得上述第二夹持组件滑动连接于上述安装框架，其中，上述竖直支撑架与上述倾斜支撑架之间的夹角与上述过滤器在翻转前所处的过滤器姿态匹配。

10、在本实用新型的一个实施例中，上述移动机构还包括翻转驱动器，上述翻转驱动器设置于上述第一滑架上，上述翻转驱动器通过连接轴连接于上述第一夹持组件，通过上述翻转驱动器驱动上述连接轴处于转动状态，以使得上述第一夹持组件带动所夹持的过滤器进行翻转；上述移盖机构还包括移盖驱动器，上述移盖驱动器设置于上述第二滑架中用于连接上述倾斜支撑架的一端，以驱动上述第二滑架带动上述第二夹持组件沿着上述倾斜支撑架的延伸方向移动，以拆装上述过滤器顶盖。

11、在本实用新型的一个实施例中，上述气相外延设备过滤器清理装置还包括传输机构，上述传输机构包括引导轨道以及传输台，上述引导轨道朝向上述移动机构沿水平方向延伸，上述传输台滑动连接于上述引导轨道。

12、在本实用新型的一个实施例中，上述移动机构包括承载台，上述第一夹持组件夹持上述承载台，上述承载台上设有导向滚轮，上述过滤器通过上述导向滚轮移动至上述承载台内部。

13、在本实用新型的一个实施例中，上述第一夹持组件夹持上述承载台，且过滤器可拆卸地连接于上述承载台，上述第一夹持组件包括支撑板以及至少两个夹板，上述承载台可支撑于上述支撑板上，两个上述夹板分别可沿上述承载台宽度方向相对移动，以夹持上述承载台；

14、或上述支撑板和/或至少两个夹板通过连接件可拆卸地连接于上述承载台。

15、在本实用新型的一个实施例中，上述承载台包括底板以及多个围板，多个上述围板围绕上述底板边缘设置，且分别转动连接于上述底板，相邻的两个上述围板之间可拆卸地连接。

16、在本实用新型的一个实施例中，上述第二夹持组件包括多个可在上述过滤器顶盖所在平面内相对开合移动的夹爪，以夹持上述过滤器顶盖边缘；

17、或上述第二夹持组件包括两个可沿上述过滤器顶盖的厚度方向相对开合移动的夹爪，以夹持上述过滤器顶盖的一端。

18、在本实用新型的一个实施例中，上述气相外延设备过滤器清理装置还包括检测机构，上述检测机构包括状态检测器、粉尘检测器以及控制组件，上述状态检测器朝向上述第一夹持组件设置，上述粉尘检测器包括高度检测器和/或重量检测器，其中，上述高度检测器朝向过滤器内部设置，上述重量检测器连接集尘收纳部件，上述状态检测器及上述粉尘检测器分别连接于上述控制组件。

19、在本实用新型的一个实施例中，上述气相外延设备过滤器清理装置还包括振动机构，上述振动机构的振动端朝向待清理的过滤器设置，用于给上述过滤器的侧壁施加外部振动力。

20、在本实用新型的一个实施例中，上述气相外延设备过滤器清理装置包括吹扫机构，上述吹扫机构包括供气组件以及连通管路，上述连通管路的一端连接上述供气组件，另一端与待清理的过滤器连通。

21、本实用新型实施例还提供一种尾气回收系统，其包括上述气相外延设备过滤器清理装置、运输装置及尾气回收产线，上述运输装置用于夹持集尘收纳部件，且在上述气相外延设备过滤器清理装置及上述尾气回收产线之间移动。

22、本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

23、本实用新型实施例提供的气相外延设备过滤器清理装置及尾气回收系统，通过设置移动机构和移盖机构，移动机构中的第一夹持组件可驱动过滤器实现翻转动作，使内部沉积的粉尘在重力作用下定向倾倒，配合移盖机构中第二夹持组件对过滤器顶盖的自动化拆装，形成依次进行的开盖、翻转清灰、合盖的全流程化作业闭环。

24、该设计能够在最大程度减少粉尘与空气接触的前提下，实现粉尘的高效收集与集中处理，既避免了粉尘扩散对作业环境造成的污染，也降低了粉尘中可能含有的有害成分对操作人员健康的潜在风险。相比于传统清理方式来说，本装置大幅提升了清理作业的效率与安全性，减少了人工劳动强度及人为操作失误导致的设备损坏风险。

25、相较于现有半自动化清理设备，其通过一体化的夹持、翻转、移盖设计，进一步简化了作业流程，提高了清理过程的密封性与粉尘收集率，有效保障气相外延设备的稳定运行及尾气回收系统的处理效率。