一种回收装置、回收方法和回收系统与流程

1.本发明涉及半导体器件制造技术领域，特别是涉及一种回收装置、回收方法和回收系统。


背景技术：

2.在制造半导体器件的过程中，会产生一些易燃、易爆和/或有毒的副产物。为了避免污染及降低安全隐患，现有技术中，通常需要在半导体制造设备中设置用于回收上述副产物的回收装置。
3.回收装置故障或更换时，将会导致无法继续使用应用了上述回收装置的半导体制造设备。此时，将会降低制造半导体的效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种回收装置、回收方法和回收系统，确保回收装置持续回收副产物的情况下，提高半导体制造的效率。
5.第一方面，本发明提供一种回收装置。该回收装置包括主回收支路和辅助回收支路。主回路支路与产生副产物的工艺腔连通。辅助回收支路与所述主回收支路并联。
6.与现有技术相比，主回收支路与产生副产物的工艺腔连通，使得工艺腔产生的副产物可以通过主回收支路进行回收。在此基础上，在回收装置中设置与主回收支路并联连通的辅助回收支路。此时，在主回收支路故障或需要更换的情况下，也就是在主回收支路无法正常回收副产物的情况下，可以继续利用辅助回收支路回收由工艺腔产生的副产物。因此，本发明提供的回收装置在回收副产物过程中可以有效的避免因主回收支路故障或更换而发生中断。基于此，本发明提供的回收装置应用于半导体制造设备时，可以在回收装置不中断的情况下，实时回收副产物。此时，降低副产物对作业环境、作业设备污染及安全隐患的同时，还可以减小半导体制造设备的停机时间，以提高半导体制造的效率。
7.第二方面，本发明还提供一种回收方法，包括：
8.至少利用回收装置所包括的主回收支路回收工艺腔产生的副产物。
9.当所述主回收支路故障时，利用辅助回收支路回收所述工艺腔产生的所述副产物。
10.与现有技术相比，第二方面提供的回收方法的有益效果可以参考第一方面的实现方式描述的回收装置的有益效果。
11.第三方面，本发明还提供一种回收系统，回收系统包括至少一个工艺腔和至少一个回收装置。
12.与现有技术相比，第三方面提供的回收系统的有益效果可以参考第一方面的实现方式描述的回收装置的有益效果。
附图说明
13.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：
14.图1为相关技术提供的回收装置的结构示意图；
15.图2为本发明实施例提供的一种回收装置的结构示意图；
16.图3为本发明实施例提供的一种回收方法的流程示意图；
17.图4至图7为本发明实施例提供的回收系统的结构示意图。
18.其中：
19.10-回收管路，
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11-阀门，
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12-回收腔，
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13-回收泵；
20.20-工艺腔；
21.3-主回收支路，
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30-第一管路，
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31-第一回收腔，
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32-第一回收泵，
22.33-第一阀门，
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34-第二阀门；
23.4-辅助回收支路，
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40-第二管路，
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41-第二回收腔，
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42-第二回收泵，
24.43-第三阀门，
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44-第四阀门。
具体实施方式
25.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。
26.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
27.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。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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发明和简化描述，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发明的限制。
29.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。
30.在制造半导体器件过程中，例如，在采用化学气相沉积工艺形成膜层的过程中，应用于化学气相沉积工艺的成膜设备所包括的工艺腔中会产生副产物。上述副产物一般为易燃、易爆和/或有毒的副产物。在上述副产物处理不当的情况下，不仅会污染作业环境和作业设备，而且还会存在安全隐患。
31.图1示出了相关技术提供的回收装置的结构示意图。如图1所示，上述回收装置包括回收管路10、阀门11、回收腔12和回收泵13。上述回收管路10可以是具有入口和出口的中空管结构。其中，回收管路10所具有的入口与工艺腔20(该工艺腔20可以是成膜设备所包括的工艺腔，还可以是刻蚀设备所包括的工艺腔，在此不做具体限定)连通，用于传输工艺腔20产生的副产物。回收管路10所具有的出口与回收泵13连通，在回收泵13的作用下，工艺腔20中的副产物可以顺利通过回收管路10传输至副产物处理装置中。可以利用副产物处理装置(图中未示出)对副产物做燃烧和清洗处理。在工艺腔20和回收泵13之间的回收管路10上还可以设置有回收腔12。可以利用回收腔12对副产物做预处理，以避免副产物直接抽入回收泵13，对回收泵13造成腐蚀或堵塞。当然，在工艺腔20和回收腔12之间的回收管路10上，以及回收腔12和回收泵13之间的回收管路10上均可以分别设置阀门11。此时，可以通过调整阀门11的开度控制工艺腔20至回收腔12，以及回收腔12至回收泵13的流量。基于此，可以避免回收腔12和/或回收泵13超负荷工作，以降低回收腔12和/或回收泵13的维修和更换频率，提高回收效率。
32.在实际应用中发现，例如在采用化学气相沉积工艺形成膜层的过程中，需要用到大量的气体。大量的未反应气体和副产物的排出，会超出回收装置的回收能力。此时，会造成回收装置故障，甚至是更换。
33.而在回收装置故障或需要更换的情况下，应用了相关技术提供的回收装置的半导体制造设备也需要停机，这将会降低半导体器件的制造效率。
34.针对上述技术问题，本发明实施例提供一种回收装置。图2示出了本发明实施例提供的一种回收装置的结构示意图。如图2所示，上述回收装置包括主回收支路3和辅助回收支路4。主回收支路3与产生副产物的工艺腔20连通。辅助回收支路4与主回收支路3并联。应理解，在实际应用中，可以是一个工艺腔20对应设置一个主回收支路3，也可以是多个工艺腔20共用一个主回收支路3。对应主回收支路3可以并列设置与主回收支路3连通一个辅助回收支路4，还可以并列设置与主回收支路3连通的多个辅助回收支路4。
35.参见图2，可以将上述回收装置应用于化学气相沉积工艺所采用的成膜设备，也可以将回收装置应用于等离子体刻蚀工艺所采用的刻蚀设备。此时，可以将回收装置所包括的主回收支路3与上述设备所包括的工艺腔20连通。在成膜阶段或刻蚀阶段，开启回收装置所包括的主回收支路3，以利用主回收支路3回收工艺腔20产生的副产物。此时，回收装置所包括的辅助回收支路4可以处在关闭状态，也可以处在开启状态。也就是说，处在正常工作状态时，可以单独利用主回收支路3回收来自工艺腔20的副产物，还可以同时利用主回收支路3和辅助回收支路4回收来自工艺腔20的副产物。也可以是单独利用辅助回收支路4回收来自工艺腔20的副产物。而当主回收支路3发生故障或需要更换时，在辅助回收支路4处在关闭的情况下，开启辅助回收支路4，而在辅助回收支路4处在开启的情况下，继续保持辅助回收支路4处在开启状态。此时，利用辅助回收支路4继续回收来自工艺腔20的副产物。
36.参见图2，与现有技术相比，主回收支路3与产生副产物的工艺腔20连通，使得工艺腔20产生的副产物利用主回收支路3进行回收。在此基础上，在回收装置中设置与主回收支路3连通的辅助回收支路4。此时，在主回收支路3故障或需要更换的情况下，可以利用辅助回收支路4继续回收由工艺腔20产生的副产物。因此，可以避免回收装置在回收副产物过程中因主回收支路3故障或更换而发生中断。基于此，本发明提供的回收装置应用于半导体制
造设备时，可以在回收装置不中断的情况下，实时回收副产物。此时，降低副产物对作业环境、作业设备污染及安全隐患的同时，还可以减小半导体制造设备的停机时间，以提高半导体制造的效率。
37.参见图2，上述主回收支路3可以包括第一管路30、第一回收腔31和第一回收泵32。第一管路30具有入口和出口。第一管路30所具有的入口与工艺腔20连通。第一管路30所具有的出口与第一回收泵32连通。第一回收腔31设置在工艺腔20和第一回收泵32之间的第一管路30上。
38.参见图2，上述第一管路30可以是具有入口和出口的中空管结构，是副产物的传输通道。由于来自工艺腔20的副产物具有一定的腐蚀性和压力。因此，第一管路30可以是具有一定抗腐蚀、抗压能力的材料制成的中空管。至于中空管的直径、中空管的管壁厚度和中空管的长度可以根据实际情况选择，在此不做具体限定。
39.参见图2，上述第一管路30的入口与工艺腔20的连通方式，以及第一管路30的出口与第一回收泵32的接通方式可以是多种多样。例如，可以利用法兰将第一管路30的入口与工艺腔20所具有的出口连通，同样可以利用法兰将第一管路30的出口与第一回收泵32所具有的入口连通。又例如，可以通过承插的方式将第一管路30的入口与工艺腔20所具有的出口连通，同样可以通过承插的方式将第一管路30的出口与第一回收泵32所具有的入口连通。当然，为了确保连通处的密封性，可以在连通处增加如密封圈等。
40.参见图2，上述第一回收腔31用于对来自工艺腔20的副产物做预处理。例如，在工艺腔20输出的副产物为高温的情况下，可以设置具有冷却功能的第一回收腔31。当副产物在高温下为气态，经冷却后为固态或液态时，可以利用第一回收腔31的冷却作用将气态的副产物冷却为固态或液态。此时，呈固态或液态的副产物可以残留在第一回收腔31中，然后再从第一回收腔31中排出。而如果传输过程中冷却为固态或液态的副产物直接进入第一回收泵32时，会造成第一回收泵32的腐蚀或堵塞，甚至是报废。如果第一回收泵32因腐蚀或堵塞而停止工作，在第一管路30中的副产物会回流至工艺腔20，对工艺腔20造成污染。基于此，第一回收腔31在有效避免第一回收泵32被腐蚀或堵塞的情况下，可以避免因副产物回流对工艺腔20造成的污染。
41.参见图2，上述第一回收泵32用于将副产物从工艺腔20经第一管路30和设置在第一管路30上的第一回收腔31抽入第一回收泵32。当然，第一回收泵32的出口可以与副产物处理装置(图中未示出)连通，以将副产物继续输送至副产物处理装置。副产物处理装置可以对副产物做燃烧和清洗处理。
42.参见图2，在工艺腔20和第一回收腔31之间的第一管路30上还可以设置第一阀门33，在第一回收腔31和第一回收泵32之间的第一管路30上可以设置第二阀门34。此时，可以通过调整第一阀门33的开度控制工艺腔20至第一回收腔31的流量，通过调整第二阀门34的开度控制第一回收腔31至第一回收泵32的流量。基于此，可以避免第一回收腔31和/或第一回收泵32超负荷工作，以降低第一回收腔31和/或第一回收泵32的维修和更换频率，提高回收效率。至于第一阀门33和第二阀门34的数量可以根据实际需求设置，在此不做限定。
43.参见图2，上述辅助回收支路4的结构可以与主回收支路3的结构相同。也就是说，辅助回收支路4可以包括第二管路40、第二回收腔41和第二回收泵42，第二管路40具有入口和出口。第二管路40的入口与工艺腔20和第一回收腔31之间的第一管路30连通。第二管路
40所具有的出口与第二回收泵42连通。第二回收腔41设置在工艺腔20和所述第二回收泵42之间的第二管路40上。
44.参见图2，辅助回收支路4所包括的第二管路40、第二回收腔41和第二回收泵42的具体结构和作用，可以参见主回收支路3所包括的第一管路30、第一回收腔31和第一回收泵32的具体结构和作用，在此不做赘述。
45.参见图2，上述辅助回收支路4上还可以设置第三阀门43和/或第四阀门44。也就是说，可以在工艺腔20和第二回收腔41之间的第二管路40上设置第三阀门43，同时，在第二回收腔41和第二回收泵42之间的第二管路40上设置第四阀门44。还可以是，仅在工艺腔20和第二回收腔41之间的第二管路40上设置第三阀门43。又或者是，仅在第二回收腔41和第二回收泵42之间的第二管路40上设置第四阀门44。至于第三阀门43和第四阀门44的设置数量可以根据具体需求设置。例如，可以在工艺腔20和第二回收腔41之间的第二管路40上设置两个第三阀门43，在第二回收腔41和第二回收泵42之间的第二管路40上设置一个第四阀门44。
46.参见图2，上述第三阀门43和第四阀门44在辅助回收支路4上起到的作用，可以参见上述第一阀门33和第二阀门34在主回收支路3上起到的作用相同，在此不再赘述。
47.本发明实施例还提供一种回收方法。图3示出了本发明实施例提供的一种回收方法的流程示意图。如图3所示，该回收方法包括：
48.至少利用回收装置所包括的主回收支路回收工艺腔产生的副产物。也就是说，当回收装置处在正常工作状态时，可以仅开启主回收支路，利用主回收支路回收工艺腔产生的副产物。还可以是同时开启回收装置所包括的主回收支路和辅助回收支路，此时，利用主回收支路和辅助回收支路同时回收工艺腔产生的副产物。当然，也可以仅开启辅助回收支路，利用辅助回收支路回收工艺腔产生的副产物，此时，辅助回收支路可以用作主回收支路，而主回收支路可以用作辅助回收支路。
49.当主回收支路故障时，利用辅助回收支路回收工艺腔产生的副产物。也就是说，当回收装置处在正常工作状态，仅利用主回收支路回收工艺腔产生的副产物，而主回收支路故障时，开启辅助回收支路，以利用辅助回收支路回收工艺腔产生的副产物。当回收装置处在正常工作状态，同时利用主回收支路和辅助回收支路回收工艺腔产生的副产物，而主回收支路故障时，保持辅助回收支路继续处在开启状态，以利用辅助回收支路回收工艺腔产生的副产物。当回收装置处在正常工作状态，仅利用辅助回收支路回收工艺腔产生的副产物，而辅助回收支路故障时，关闭辅助回收支路，开启主回收支路以利用主回收支路回收工艺腔产生的副产物。
50.本发明实施例提供的回收方法与本发明实施例提供的回收装置具有相同的有益效果，在此不再赘述。
51.本发明实施例还提供一种回收系统。上述回收系统包括至少一个工艺腔和至少一个回收装置。
52.为了便于理解本发明实施例提供的回收系统，下面将提供几种具体的示例。应理解，以下示例仅作为解释，不作为限定。
53.参见图2，作为一种示例，回收系统包括一个工艺腔20和一个回收装置，上述回收装置包括一条主回收支路3和一条与主回收支路3并联的辅助回收支路4。
54.参见图4，作为第二种示例，回收系统包括四个工艺腔20，每一个工艺腔20均独立设置一个回收装置。
55.参见图5，作为第三种示例，回收系统包括两个工艺腔20，每一个工艺腔20均独立设置一个主回收支路3，两个工艺腔20共用一个辅助回收支路4。此时，辅助回收支路4所包括的第二管路40、第二回收泵42以及设置在两个工艺腔20和第二回收泵42之间的第二回收腔41均为公用的。
56.参见图6，作为第四种示例，回收系统包括四个工艺腔20，每一个工艺腔20均独立设置一个主回收支路3，其中，相邻的两个工艺腔20共用一个辅助回收支路4。例如，从左至右将工艺腔20定义为第一工艺腔、第二工艺腔、第三工艺腔和第四工艺腔。第一工艺腔和第二工艺腔共用一个辅助回收支路4。此时，辅助回收支路4所包括的第二管路40、第二回收泵42以及设置在(第一和第二)工艺腔20和第二回收泵42之间的第二回收腔41均为公用的。第三工艺腔和第四工艺腔共用另外一个辅助回收支路4。此时，辅助回收支路4所包括的第二管路40、第二回收泵42以及设置在(第三和第四)工艺腔20和第二回收泵42之间的第二回收腔41也均为共用的。
57.参见图7，作为第五种示例，回收系统包括四个工艺腔20，每一个工艺腔20均独立设置一个主回收支路3，上述四个工艺腔20共用一个辅助回收支路4。此时，辅助回收支路4所包括的第二管路40、第二回收泵42以及设置在上述四个工艺腔20和第二回收泵42之间的第二回收腔41均为共用的。
58.本发明实施例提供的回收系统与本发明实施例提供的回收装置具有相同的有益效果，在此不再赘述。
59.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。