用于处理半导体制程中产生的清洁气体的系统及方法、装置与流程

1.本技术涉及半导体制程废气的净化技术，特别地，涉及一种用于处理半导体制程中产生的清洁气体的系统及方法、装置。


背景技术：

2.在半导体科学技术的发展中，半导体制程生产中会用到大量的有毒腐蚀性易燃的特殊气体、化学品和有机溶剂等原材料，这些物质所产生的废气在冗长的排气过程中，因其气体性质可能会引发风管堵塞、管路腐蚀等，导致气体泄漏、火灾爆炸等事故，所以需要在废气处理设备(local scrubber)进行处理。
3.主制程设备的腔体需要进行周期性的维护，此时会需要大量的气体吹扫，从而降低废气处理设备腔体内的废气处理环境温度。吹扫后产生的气体被称为清洁气体(clean gas)，其含有大量的三氟化氮等有毒气体。
4.现有的废气处理装置不能对清洁气体进行有效处理，导致毒气体排入大气，造成环境污染。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本技术提供了一种针对半导体制程中产生的清洁气体的处理工艺，使得清洁气体得到有效处理。
6.本技术的第一目的是提供一种用于处理半导体制程中产生的清洁气体的系统，所述清洁气体包括三氟化氮，所述系统包括：
7.燃烧管路，包括安装有甲烷质量流量控制器的甲烷进气管路和安装有压缩干燥空气质量流量控制器的压缩干燥空气管路；
8.制程进气管路；
9.废气处理装置，与所述制程进气管路相连并安装有燃烧器和总控制器，所述燃烧器分别与所述甲烷进气管路和所述压缩干燥空气管路相连，所述总控制器分别与半导体制程主机台、所述甲烷质量流量控制器和所述压缩干燥空气质量流量控制器相连，所述总控制器用于判断所述半导体制程主机台是否发送制程气体为所述清洁气体的信号及调节甲烷和压缩干燥空气的流量。
10.在本技术的一些实施例中，所述废气处理装置还安装有温度传感器，所述温度传感器与所述总控制器相连，所述总控制器根据所述温度传感器的反馈值控制甲烷和压缩干燥空气的流量。
11.在本技术的一些实施例中，所述制程进气管路还安装有压力传感器。
12.在本技术的一些实施例中，所述废气处理装置还安装有排气风机，所述压力传感器和所述排气风机分别与所述总控制器相连，所述总控制器根据所述压力传感器的反馈值调节所述排气风机的排风量。
13.在本技术的一些实施例中，所述废气处理装置还设有压缩干燥空气入口。
14.本技术的第二目的是提供一种用于处理半导体制程中产生的清洁气体的方法，所述清洁气体包括三氟化氮，所述方法包括：
15.响应于半导体制程主机台发送的制程气体为所述清洁气体的信号，使所述清洁气体进入废气处理装置中；
16.调节甲烷和压缩干燥空气的流量，使甲烷和压缩干燥空气按比例送入所述废气处理装置的燃烧器中，并使甲烷和压缩干燥空气在所述燃烧器中进行燃烧，产生热量；
17.在所述热量下，使所述清洁气体中的三氟化氮在所述废气处理装置中发生反应，从而得到处理。
18.在本技术的一些实施例中，该方法还包括：
19.检测燃烧温度；
20.响应于所述燃烧温度低于所需温度，调节甲烷和压缩干燥空气的流量，直至所述燃烧温度高于所述所需温度。
21.在本技术的一些实施例中，甲烷和压缩干燥空气在所述燃烧器中的燃烧温度高于900℃，所述清洁气体中的三氟化氮在所述废气处理装置中被燃烧分解。在本技术的一些实施例中，该方法还包括：
22.检测所述清洁气体的进气压力；
23.响应于所述进气压力超过设定值，调节排气风机的排风量，直至所述清洁气体的进气压力低于所述设定值；
24.其中，所述排气风机安装在所述废气处理装置上。
25.本技术的第三目的是提供一种装置，其包括：
26.处理器；以及
27.存储器，存储有计算机指令，当所述计算机指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述方法。
28.本技术提供的用于处理半导体制程中产生的清洁气体的技术方案通过与主制程设备的通讯，可准确判断处理清洁气体的时机，而且可对甲烷和压缩干燥空气的流量进行控制，从而调节燃烧温度，使得清洁气体中的三氟化氮能够被有效处理。
29.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
30.图1为本技术一实施例提供的用于处理半导体制程中产生的清洁气体的系统的结构示意图。
31.图2为本技术另一实施例提供的用于处理半导体制程中产生的清洁气体的系统的结构示意图。
32.图3为本技术一实施例提供的用于处理半导体制程中产生的清洁气体的工艺流程图。
33.图4为本技术另一实施例提供的用于处理半导体制程中产生的清洁气体的工艺流程图。
34.图5为本技术又一实施例提供的用于处理半导体制程中产生的清洁气体的工艺流
程图。
35.图6为本技术又一实施例提供的用于处理半导体制程中产生的清洁气体的工艺流程图。
具体实施方式
36.以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
37.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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。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技术中的具体含义。
38.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
39.图1示出了本技术一实施例提供的用于处理半导体制程中产生的清洁气体的系统1000。该系统1000包括燃烧管路、制程进气管路和废气处理装置300。
40.其中，燃烧管路包括甲烷进气管路和压缩干燥空气管理。甲烷进气管路上安装有第一手阀111、第一电磁阀112和甲烷质量流量控制器113。压缩干燥空气管路上安装有第二手阀121、第二电磁阀122和压缩干燥空气质量流量控制器123。
41.制程进气管路上安装有三通阀211，可实现制程气体的排放。当废气处理装置300停机时，可同过三通阀211将制程气体排放至其他设备。
42.废气处理装置300安装有燃烧器310和总控制器(图中未示出)，并且废气处理装置300与制程进气管路相连。当制程气体为清洁气体时，清洁气体进入废气处理装置300中被处理。
43.燃烧器310分别与甲烷进气管路和压缩干燥空气管路相连。甲烷和压缩干燥空气在燃烧器310中燃烧，从而产生热量，供废气处理装置300处理清洁气体用。
44.总控制器分别与半导体制程主机台(图中未示出)、甲烷质量流量控制器113、压缩干燥空气质量流量控制器123、第一电磁阀112和第二电磁阀122相连。总控制器用于判断半导体制程主机台是否发送制程气体为清洁气体的信号，以及用于控制甲烷质量流量控制器113和压缩干燥空气质量流量控制器123，从而调节甲烷和压缩干燥空气的流量，此外还用于控制第一电磁阀112和第二电磁阀122的开闭，从而将甲烷和压缩干燥空气送入废气处理装置300的燃烧器310中。
45.本技术提供的用于处理半导体制程中产生的清洁气体的系统通过与主制程设备的通讯，可准确判断处理清洁气体的时机，而且可对甲烷(ch4)和压缩干燥空气(cda)的流
量进行控制，从而调节燃烧温度，使得清洁气体中的三氟化氮能够被有效处理。
46.本技术所使用的压缩干燥空气中氧气的含量以体积含量计约占20.95％。
47.图2示出了本技术另一实施例提供的用于处理半导体制程中产生的清洁气体的系统1000。该系统1000在图1所示的实施例的基础上，其废气处理装置300还安装有温度传感器320。该温度传感器320与总控制器相连。总控制器能够根据温度传感器的反馈值控制甲烷和压缩干燥空气的流量，从而使得燃烧的温度达到所需温度。
48.进一步地，本实施例中，该系统1000的制程进气管路还安装有压力传感器212。压力传感器212用于测量制程进气管路的进气压力，以防止清洁气体的气量过大，造成废气处理装置300宕机。
49.本实施例中，该系统1000的废气处理装置300还安装有排气风机330。此时，压力传感器212和排气风机330分别与总控制器相连。总控制器能够根据压力传感器的反馈值调节排气风机的排风量，从而增强废气处理装置300内部气体的通过性，防止废气处理装置300宕机。
50.本技术中，当制程气体不是清洁气体时，废气处理装置在正常运行状态下是用于处理sih2cl2、sih4、teos等气体的。当制程气体不为清洁气体时，排气风机330不用开启。
51.本技术中，清洁气体中的三氟化氮发生反应，从而得到处理。可选地，该反应为氧化还原反应，此时可在废气处理装置300上设置压缩干燥空气入口或氧气入口等，使得清洁气体中的三氟化氮在高温下被燃烧分解。
52.当然也可以用水蒸气与三氟化氮反应，或者让三氟化氮在高温下分解。本技术优选使得三氟化氮发生氧化还原反应从而被处理，此时，可调节甲烷和压缩干燥控制的流程，使得燃烧温度高于900℃。
53.图3示出了本技术一实施例提供的用于处理半导体制程中产生的清洁气体的方法。该方法包括：
54.响应于半导体制程主机台发送的制程气体为清洁气体的信号，使清洁气体进入废气处理装置中；
55.调节甲烷和压缩干燥空气的流量，使甲烷和压缩干燥空气按比例送入废气处理装置的燃烧器中，并使甲烷和压缩干燥空气在燃烧器中进行燃烧，产生热量；
56.在热量下，使清洁气体中的三氟化氮在废气处理装置中发生反应，从而得到处理。
57.本技术提供的处理方法通过与主制程设备的通讯，可准确判断处理清洁气体的时机，而且可对甲烷和压缩干燥空气的流量进行控制，从而调节燃烧温度，使得清洁气体中的三氟化氮能够被有效处理。
58.可选地，如前所述，当制程气体不是清洁气体时，废气处理装置在正常运行状态下是用于处理sih2cl2、sih4、teos等气体的。此时如图4所示，该方法可为：
59.判断半导体制程主机台是否发送制程气体为清洁气体的信号；
60.若是，使清洁气体进入废气处理装置中；
61.调节甲烷和压缩干燥空气的流量，使甲烷和压缩干燥空气按比例送入废气处理装置的燃烧器中，并使甲烷和压缩干燥空气在燃烧器中进行燃烧，产生热量；
62.在热量下，使清洁气体中的三氟化氮在废气处理装置中发生反应，从而得到处理；
63.若否，废气处理装置正常运行。
64.可选地，上述方法还包括：
65.检测燃烧温度；
66.响应于燃烧温度低于所需温度，调节甲烷和压缩干燥空气的流量，直至所述燃烧温度高于所述所需温度。
67.图5示出了本技术另一实施例提供的用于处理半导体制程中产生的清洁气体的方法。该方法相对于图4所示的实施例，进一步包括：判断燃烧温度是否高于所需温度；
68.若否，调整甲烷和压缩干燥空气的流量，直至燃烧温度高于所需温度。
69.即，通过调节甲烷和压缩干燥空气的流量，从而增加燃烧室的温度，将对热量进行补偿。
70.若是，继续在当前状态下处理该清洁气体。
71.如前所述，当三氟化氮发生氧化还原反应从而被处理时，燃烧温度优选为高于900℃。在900℃下，能够使得三氟化氮反应完全。
72.可选地，上述方法还包括：
73.检测清洁气体的进气压力；
74.响应于进气压力超过设定值，调节排气风机的排风量，直至清洁气体的进气压力低于所述设定值；
75.其中，排气风机安装在废气处理装置上。
76.图6示出了本技术又一实施例提供的用于处理半导体制程中产生的清洁气体的方法。该方法相对于图4所示的实施例，进一步包括：
77.判断清洁气体的进气压力是否超过设定值；
78.若是，调节排气风机的排风量，直至清洁气体的进气压力低于设定值；
79.其中，所述排气风机安装在所述废气处理装置上。
80.即，通过调节排气风机的排风量，从而增强废气处理装置内部气体的通过性，防止废气处理装置宕机。
81.若是，继续在当前状态下处理该清洁气体。
82.本技术还提供了一种装置，其包括：处理器；以及存储器，存储有计算机指令，当所述计算机指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述方法。
83.本技术还提供了一种非瞬时性计算机存储介质，其存储有计算机程序，当所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行上述方法。
84.需要说明的是，本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所提供的实施例描述的各示例的单元及步骤，本技术能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
85.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本技术并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本技术，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。
86.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
87.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
88.本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来插件相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器(英文：read
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only memory，简称：rom)、随机存取器(英文：random access memory，简称：ram)或光盘等。
89.以上对本技术实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。