一种烟气处理装置、半导体制造设备以及烟气处理方法与流程

1.本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种烟气处理装置、半导体制造设备以及烟气处理方法。


背景技术：

2.在利用半导体设备制造半导体器件的过程中，工艺腔室会产生各种副产物，副产物中含有对人体有害的烟气。当工艺腔室需要清洁或者维修时，由于工艺腔室压力通常大于环境大气压，在打开工艺腔室的上盖后，烟气会从工艺腔室中泄露出来，当人体吸入后，会对人体产生伤害，并且烟气会与空气发生反应产生更多的烟雾。
3.目前，采用便携式排气装置以去除上述烟气。在采用便携式排气装置去除工艺腔室内的烟气时，将便携式排气装置的漏斗盖合在工艺腔室的顶部。但，便携式排气装置中的漏斗无法完全密封工艺腔室的顶部，会使部分有害烟气泄漏，从而对人体产生伤害，以及对外界环境产生影响。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种烟气处理装置、半导体制造设备以及烟气处理方法，以解决在对工艺腔室进行清洁或者维修时，工艺腔室内的烟气容易发生泄露，对人体产生伤害，以及对外界环境产生影响的技术问题。
5.第一方面，本发明提供了一种烟气处理装置，烟气处理装置用于排放工艺腔室内的烟气；烟气处理装置包括：清洁气体通入管路、烟气排出管路以及与烟气排出管路连通的烟气处理室；
6.清洁气体通入管路和烟气排出管路均用于与工艺腔室连通；
7.清洁气体通入管路用于向工艺腔室通入清洁气体；
8.烟气排出管路用于将工艺腔室在清洁气体的作用下排出的烟气排放至烟气处理室。
9.可选地，清洁气体通入管路包括第一管道以及设在第一管道上的第一阀门；第一管道用于与工艺腔室相连通。
10.可选地，烟气排出管路包括第二管道与设在第二管道上的第二阀门；第二管道用于与工艺腔室以及烟气处理室相连通。
11.可选地，工艺腔室具有预抽管路，烟气排出管路与预抽管路连通；
12.当预抽管路处于导通状态时，气体通入管路和烟气排出管路均处于关断状态；
13.当气体通入管路和烟气排出管路均处于导通状态时，预抽管路处于关断状态。
14.可选地，烟气处理装置还包括控制器，控制器用于当气体通入管路和烟气排出管路均处于导通状态时，控制预抽管路处于关断状态时。
15.可选地，烟气处理装置还包括烟雾传感器，烟雾传感器与控制器通信连接；
16.烟雾传感器用于检测工艺腔室内的烟雾浓度；
17.当工艺腔室处于空闲状态，控制器还用于控制气体通入管路和烟气排出管路均处于导通状态前，确定工艺腔室内的烟雾浓度大于或等于预设浓度。
18.与现有技术相比，本发明提供的烟气处理装置包括清洁气体通入管路、烟气排出管路以及与烟气排出管路连通的烟气处理室，使得清洁气体通入管路可以向工艺腔室通入清洁气体。在工艺腔室的上盖闭合的情况下，工艺腔室在清洁气体的作用下可以向烟气排出管路排放烟气，并利用烟气排出管路将烟气排放至烟气处理室，因此，本发明提供的烟气处理装置可以在工艺腔室的上盖闭合的情况下，在清洁气体的作用下将烟气排放至烟气处理室，并在烟气处理室内对烟气进行处理。此时，烟气处理装置在处理烟气的过程中不会出现烟气泄露的问题，从而避免烟气中的有害物质对人体和环境产生的伤害和影响。故本发明提供的烟气处理装置考虑了人员和环境安全，为可以保护人员和环境的装置。
19.第二方面，本发明还提供了一种半导体制造设备，包括工艺腔室以及的烟气处理装置，工艺腔室与烟气处理装置中的清洁气体通入管路和烟气排出管路连通。
20.本发明提供的半导体制造设备的有益效果与上述提供的烟气处理装置的有益效果相同，此处不做赘述。
21.第三方面，本发明还提供了一种烟气处理方法，应用于的半导体制造设备中，烟气处理方法包括：
22.在工艺腔室上盖闭合的情况下，控制清洁气体通入管路向工艺腔室中通入清洁气体；
23.当工艺腔室在清洁气体的作用下排出烟气时，控制烟气沿烟气排出管路进入烟气处理室；
24.控制烟气处理室对烟气进行处理。
25.可选地，当气体通入管路和烟气排出管路均处于导通状态时，预抽管路处于关断状态；
26.在控制清洁气体通入管路向工艺腔室中通入清洁气体前，烟气处理方法还包括：在预抽管路处于关断状态时，控制清洁气体通入管路和烟气排出管路均处于导通状态。
27.可选地，当工艺腔室处于空闲状态，在清洁气体通入管路和所烟气排出管路均处于导通状态时，控制预抽管路处于关断状态前，烟气处理方法还包括：
28.确定工艺腔室内的烟雾浓度大于或等于预设浓度。
29.本发明提供的烟气处理方法的有益效果与上述提供的半导体制造设备的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
30.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
31.图1为在先技术中利用便携式排气装置去除工艺腔室中烟气的结构示意图；
32.图2为本发明实施例提供的一种烟气处理装置。
具体实施方式
33.以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性
的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
34.在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
35.在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
36.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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
37.在本发明的描述中，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；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发明中的具体含义。
38.在利用半导体设备制造半导体器件的过程中，工艺腔室会产生各种副产物，副产物中含有对人体有害的烟气。工艺腔室在长期使用中，需要定期清洁或者维修。由于工艺腔体压力通常大于环境大气压，，在打开工艺腔室的上盖后，烟气会从工艺腔室中泄露出来，当人体吸入后，会对人体产生伤害，并且烟气会与空气发生反应产生更多的烟雾。
39.图1示出了在先技术中利用便携式排气装置去除工艺腔室10中烟气的结构示意图。参照图1，在采用便携式排气装置20去除工艺腔室10内的烟气时，打开工艺腔室10的上盖101，将便携式排气装置20的漏斗201盖合在工艺腔室10的顶部。但，便携式排气装置20中的漏斗201无法完全密封工艺腔室10的顶部，会使部分有害烟气泄漏，从而对人体产生伤害，以及对外界环境产生影响。
40.基于此，本发明实施例提供一种烟气处理装置，用于排放工艺内的烟气。在工艺腔室处于空闲在状态下，对工艺腔室进行清洗或者维修。在对工艺腔室进行清洗或者维修时，为了防止对人体和环境产生影响，需要将烟气排全部处理。图2示出本发明提供了一种烟气处理装置。参照图2，烟气处理装置包括：清洁气体通入管路40、烟气排出管路50以及与烟气排出管路50连通的烟气处理室70。清洁气体通入管路40和烟气排出管路50均用于与工艺腔室30连通。
41.上述清洁气体通入管路40用于向工艺腔室30通入清洁气体。为了在该清洁气体的作用下，烟气能够快速的从工艺腔室内排出。该清洁气体可以为氮气与压缩空气的组合气
体，或者惰性气体与压缩空气的组合气体。惰性气体可以为氩气等，但不仅限于此。
42.当该清洁气体中含有压缩空气时，在工艺腔室30内通入清洁气体时，工艺腔室30内的气压会增大。在工艺腔室30内的气压大于外界时，烟气能够快速从工艺腔室30中排出至烟气排出管路50，并从烟气排出管路50中进入处理室70中。
43.上述烟气排出管路50用于将工艺腔室30在清洁气体的作用下排出的烟气排放至烟气处理室70。
44.在清洁气体为(氮气或者惰性气体)的情况下，由于氮气和惰性气体的化学性质不活泼，因此，清洁气体在工艺腔室内不会与其它物质发生反应，从而避免产生其它副产物；在清洁气体为压缩空气的情况下，由于压缩空气预先与腔体内的副产物发生化学反应，避免了在开腔体时发生化学反应对人体造成危害。
45.参照图2，在保持工艺腔室30的上盖301闭合的状态下，清洁气体从清洁气体通入管路40进入到工艺腔室30内，由于清洁气体的持续通入，工艺腔室30内的烟气会在清洁气体的作用下从烟气排出管道50中进入到烟气处理室70中，以利用烟气处理室对烟气进行处理。
46.由于以上操作都是在工艺腔室30的上盖301闭合的情况下进行的，故本发明实施例提供的烟气处理装置不会将烟气泄露，从而避免了烟气中的有害物质对人体和环境产生的伤害和影响。
47.作为一种示例，参照图2，清洁气体通入管路40包括第一管道401以及设在第一管道401上的第一阀门402。第一管道401用于与工艺腔室30相连通。
48.在本发明实施例中，参照图2，上述第一管道401一端与工艺腔室30相连通，另一端与清洁气体提供装置相连通，用于将清洁气体通入工艺腔室内。第一阀门402用于控制第一管道401的导通与关断。在需要对工艺腔室进行清洗或者维修时，将第一阀门402打开。其他时间内，可以将第一阀门402关断。
49.作为一种具体的示例，参照图2，上述烟气排出管路50包括第二管道501与设在第二管道501上的第二阀门502。第二管道501用于与工艺腔室30以及烟气处理室70相连通。
50.在本发明实施例中，参照图2，上述第二管道501与工艺腔室30以及烟气处理室70相连通，用于将工艺腔室30在清洁气体的作用下排出的烟气排放至烟气处理室70。第二阀门502用于控制第二管道501的导通与关断。在需要对工艺腔室进行清洗或者维修时，将第二阀门502打开。其他时间内，可以将第二阀门502关断。
51.在一种示例中，上述第一阀门402和第二阀门502可以为电磁阀或手动控制的阀门。当然，为了控制成本，第一阀门402和第二阀门502均可以为手动控制的阀门。
52.在一种示例中，参照图2，工艺腔室30具有预抽管路60，烟气排出管路50与预抽管路60连通。由于预抽管路60用于在半导体设备制造半导体器件的过程中对工艺腔室30进行抽真空操作，故不能设定预抽管路60与气体通入管路40和烟气排出管路50同时导通。基于此，可以设置当预抽管路60处于导通状态时，气体通入管路40和烟气排出管路50均处于关断状态。此时，工艺腔室可以正常工作。当气体通入管路40和烟气排出管路50均处于导通状态时，设置预抽管路60处于关断状态。此时，工艺腔室处在空闲状态，可以利用气体通入管路40向工艺腔室通入清洁气体，使得工艺腔室在清洁气体的作用下向烟气排出管路50排放烟气时，防止烟气通过预抽管道60排放至外界。
53.参照图2，为了减小工艺复杂度，以及减少对工艺腔室的影响，本发明实施例工艺腔室30所具有的预抽管路60上连通设置烟气排出管路50。此时，只需在预抽管路60的预抽管道601上开设接口，并通过该接口将烟气排出管路50接入预抽管道601，而无需在对工艺腔室30的结构进行改进，即可实现烟气处理。
54.例如：参照图2，上述预抽管路60包括预抽管道601以及设在预抽管道601上的真空阀602。真空阀602可以控制是否对工艺腔室进行抽真空操作。上述接口应当位于真空阀602与工艺腔室之间，以保证在真空阀关闭的情况下，工艺腔室内的烟气仍然能够通过预抽管道601所开设的接口进入烟气排出管路50，保证烟气处理装置正常处理烟气。
55.为了实现烟气处理装置的自动化处理烟气的过程，本发明实施例提供的烟气处理装置还可以包括控制器。控制器用于在气体通入管路和烟气排出管路均处于导通状态时，控制预抽管路处于关断状态。为了实现以上功能，该处理器分别与上述第一阀门、第二阀门和真空阀相连接。可以理解的是，此处第一阀门、和第二阀门和真空阀为电子阀等可控阀门。该控制器控制第一阀门、和第二阀门打开时，同时控制真空阀关断。
56.为了进一步自动化控制烟气处理过程，上述烟气处理装置还包括烟雾传感器，该烟雾传感器设置在工艺腔室内，用于获取工艺腔室内的烟雾浓度。该烟雾传感器与控制器通信连接，用于将获取到的工艺腔室内的烟雾浓度传输给处理器。
57.为了实现对工艺腔室内烟气的清除，当工艺腔室处于空闲状态，控制器还用于控制气体通入管路和烟气排出管路均处于导通状态前，确定工艺腔室内的烟雾浓度大于或等于预设浓度。示例性的，该预设浓度为当工艺腔室内全部烟气泄露到外界时，不会对人体和环境造成伤害的浓度。
58.可以理解，当工艺腔室处于空闲状态，且工艺腔室内的烟雾浓度小于预设浓度时，在对工艺腔室进行清洗或者维修，由于工艺腔室内的烟气浓度较小，不会对人体产生伤害，故此时，为了减少操作步骤以及控制成本，无需采用烟气处理装置对工艺腔室内的氧气进行处理。
59.本发明实施例还提供了一种半导体制造设备，包括工艺腔室以及烟气处理装置，工艺腔室与烟气处理装置中的清洁气体通入管路和烟气排出管路连通。
60.本发明实施例提供的半导体制造设备的有益效果与上述实施例提供的烟气处理装置的有益效果相同，此处不做赘述。
61.本发明实施例还提供了一种烟气处理方法。应用于的半导体制造设备中，上述烟气处理方法包括：在工艺腔室上盖闭合的情况下，控制清洁气体通入管路向工艺腔室中通入清洁气体。其中，清洁气体可以为氮气或者惰性气体。当工艺腔室在清洁气体的作用下排出的烟气时，控制烟气排出管路将烟气排放至烟气处理室。控制烟气处理器对烟气进行处理。
62.可以看出，本发明实施例提供的烟气处理方法是在工艺腔室的上盖闭合的情况下，在清洁气体的作用下将烟气排放至烟气处理室，并在烟气处理室内对烟气进行处理。由于以上烟气处理方法的步骤都是在工艺腔室的上盖闭合的情况下进行的，故烟气不会泄露到外界，从而避免了烟气中的有害物质对人体和环境产生的伤害和影响。
63.作为一种示例，在控制清洁气体通入管路向工艺腔室中通入清洁气体前，烟气处理方法还包括：在所述清洁气体通入管路和所述烟气排出管路均处于导通状态时，控制所
述预抽管路处于关断状态。
64.可以理解，在工艺腔室处于空闲在状态下，才会对工艺腔室进行清洗或者维修。在对工艺腔室进行清洗或者维修时，需要将烟气排全部放至烟气处理室内。基于以上两个原因，本发明实施例在气体通入管路和烟气排出管路均处于导通状态时，设置预抽管路处于关断状态。以防止烟气通过预抽管道排放至外界。
65.示例性的，当工艺腔室处于空闲状态，在清洁气体通入管路和所烟气排出管路均处于导通状态时，控制预抽管路处于关断状态前，烟气处理方法还包括：确定工艺腔室内的烟雾浓度大于或等于预设浓度。
66.可以理解，当工艺腔室处于空闲状态，且工艺腔室内的烟雾浓度小于预设浓度时，在对工艺腔室进行清洗或者维修，由于工艺腔室内的烟气浓度较小，不会对人体产生伤害，故此时，为了减少操作步骤以及控制成本，无需采用烟气处理装置对工艺腔室内的氧气进行处理。
67.以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。