專利名稱：一種外延尾氣處理器快速維護的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種提高尾氣處理器快速維護方法及裝置。
技術背景硅外延工藝是通過化學氣相沉積的方法在硅拋光片上沉積一層單晶硅。生長 單晶的硅源通常利用硅垸的分解、或者氫氣還原硅氯烷而獲得。外延工藝中需要大量的HCL，三氯硅烷(TCS) ， 二氯硅烷(DCS) , B2H , PH3， &等特殊氣體，其 中DCS,TCS,BA， PH:,都為劇毒氣體，需要避免直接排入空氣中，這些氣體會影 響廠房周邊的人生和環(huán)境安全，尾氣處理器是外延工藝過程中必須的尾氣處理裝 置，外延用尾氣處理器是專門設計處理外延尾氣廢氣的裝置。通過外延爐的排氣 管和尾氣處理器的進氣口連接，外延廢氣進入尾氣處理內發(fā)生反應，然后排出無 污染的氣體。一般的尾氣處理裝置包括燃燒式、水洗式、沉積式三種。水洗式通過尾氣處 理器的排氣口和一個特制的文氏管連接，依靠文氏管提供的負壓，使得外延爐內 的工藝氣體被抽入尾氣處理器內。在尾氣處理器內，外延廢氣中的HCL， TCS, B2He， PH:,經(jīng)過不斷的水洗，充分和水發(fā)生反應而被去除。剩余的H2、 N,被排到空氣中。 其中TCS(三氯硅烷)和水的反應為2SiHC13 + 3H20 — 0=SiH-0-SiH=0+ 6HC1生成的Si2H202為粉末狀固體，而且隨著時間的延長，這些粉末會聚集，生成白 色絮狀物，堵塞進氣口。在常壓外延工藝中尾氣處理器主要有兩個作用1、 處理外延沉積過程中產(chǎn)生的有毒廢氣2、 用尾氣處理器文丘里產(chǎn)生的負壓，在外延爐沉積腔內形成穩(wěn)定的負壓，保 證外延層的正常生長。由于尾氣處理器內的水被霧化，形成大量水汽，所以在尾氣的進氣口， TCS 和水汽會發(fā)生反應，并附著在進氣口處，圖1中尾氣進氣口在與氮氣出口對應的 位置上有絮狀硅化物聚集。隨著處理時間的延長,這些附著的硅化物不斷的長大， 逐漸堵塞進氣口，導致外延爐內負壓降低，正常生產(chǎn)不能進行。這時需要清理進氣口的絮狀硅化物，尾氣處理系統(tǒng)需要停機，進行維護， 目前尾氣處理器的維護主要有以下問題1、 維護工作的安全性，由于TCS、 BA、 PHa等為劇毒氣體，為保證工作人員 的安全，尾氣處理器的維護工作必須等待外延工藝停止1小時左右，才能打開尾 氣管道。2、 進氣口積累的絮狀硅化物，在進入底部水槽內缺乏有效的方法將其粉碎。理論上這些絮狀的化合物會在機器運行的過程中，經(jīng)過水流的沖擊被破碎。但是 實際使用中發(fā)現(xiàn)，大部分硅化物很難被粉碎，而是在蓄水槽壁，水位傳感器上聚 集，會導致水位傳感器失靈，尾氣處理器發(fā)生錯誤報螯后，外延爐也會被迫關機。由于尾氣處理器報警導致的外延爐自動關機的直接損失大約5萬美元。所以每次維護完成后，必須將水槽內的絮狀化合物清理干凈。3、 維護過程的復雜性，維護過程中需要斷開多處連接管道，使用水槍(氣槍) 將進氣口絮狀硅化物清理干凈。同時用過濾網(wǎng)在很小的入口內打撈絮狀的硅化 物。發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種外延尾氣處理器的快速維護方法及裝置，主要是解 決尾氣處理器維護過程中維護時間過長，絮狀硅化物不能有效清除的問題，延長 尾氣處理器的維護周期，進而整體上提髙外延工藝的生產(chǎn)效率。為達到上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用以下技術方案這種外延尾氣處理器快 速維護的方法，它為水洗法，其特征在于使用氮氣吹掃裝置將絮狀硅化物吹落 打開自來水的閥門，增加水槽內的水位，使得液位浸沒超聲發(fā)生器后關閉自來水 閥門；啟動超聲發(fā)生器，在超聲波的作用下，絮狀硅化物被粉碎成小的顆粒；經(jīng) 過超聲波有效的破碎后，開啟水泵的閥門，同時啟動水泵，由于水泵的水管插入 到水槽的最低短，在水泵的抽力下，水槽內的硅化物和水被一起排出，反復的向 水槽內加水、抽水，使得硅化物被有效排除。本發(fā)明的優(yōu)點是在超聲波的作用下，絮狀硅化物被破碎成細小的顆粒而易 于排掉，避免了原來拆開管路和盲板的麻煩，并避免了接口處卡箍的安裝和拆卸 以及由于卡箍反復裝拆可能導致的管路漏氣?？s短外延維護時間，延長尾氣處理 器的維護周期，進而整體上提高外延工藝的生產(chǎn)效率。


圖1為本發(fā)明的裝置結構示意i中，虛線框以內的裝置是新加的部分，尾氣入口 i (AP)、尾氣入口n(RP)、水霧過濾器6、水槽7為原來機器固有裝置。新加的設施是通過機器原有 用來作維護的盲板5連接到機器的水槽內。其中由左到右為l.氣氣管道，由閥 門VI控制氮氣管道的開閉，其作用為吹掃硅化物；2.超聲波發(fā)生器，其作用為 產(chǎn)生破碎絮狀硅化物的超聲波，超聲波的頻率為14 30KHZ;普通水泵3的進水 口通過閥門V2來開閉，其作用是抽出水槽內破碎的絮狀硅化物；自來水管路4 通過閥門V3開閉。其中連接水泵的自來水或普通水的管道與自來水管道分別接 至一個三通管的不同接口上，該三通管的出口接一管道，管道通入水槽中。水泵 的使用和自來水的使用通過V2、 V3控制。尾氣入口 I與尾氣入口II可切換使用。
具體實施方式
使用本系統(tǒng)作維護時，首先打開氮氣閥VI，通過氮氣的吹掃，進氣口的絮 狀硅化物脫落到水槽內。通過簡單的氮氣吹掃裝置的安裝使得動作更簡單，并避 免了接口處卡箍的安裝和拆卸以及由于卡箍反復裝拆可能導致的管路漏氣。當使用氮氣吹掃裝置將絮狀硅化物吹落后，打開自來水的閥門，增加水槽內 的水位，使得液位浸沒超聲發(fā)生器后關閉自來水閥門。啟動超聲發(fā)生器2，在超 聲波的作用下，絮狀硅化物被粉碎成小的顆粒。經(jīng)過超聲波有效的破碎后，開啟 水泵的閥門，同時啟動水泵。由于水泵的水管插入到水槽的最低短，在水泵的抽 力下，水槽內的硅化物和水被一起排出。反復的向水槽內加水、抽水，使得硅化 物被有效排除。相比而言，機器供應商提供的處理方法更為復雜，原來的維護方式是打開系 統(tǒng)和外延尾氣的接口卡箍，使用水槍(氣槍)將絮狀硅化物吹落。在打開入氣口 的卡箍將絮狀硅化物捅下后，需要打開尾氣處理器水箱的"盲板"，然后一些工 具將廢渣打撈出去。但是盲板孔徑和水槽體積相差懸殊，加上絮狀物漂浮在水面 上，所以整個操作過程很很困難，且硅化物很容易被破碎，即使花很長時間也很 難將漂浮物清理干凈。殘余的漂浮物在機器運行時，會堵塞機器的過濾網(wǎng)，進而 導致系統(tǒng)的負壓降低，影響外延工藝的正常運行。 實施例1在實際使用中，我們首先采用氮氣吹掃功能通過不斷的增加壓力，將絮狀硅化物吹掃落入水槽內，用時約為l分鐘，然后開啟超聲發(fā)生器5分鐘，超聲頻率 約為20khz,超聲完成后，打開水泵將破碎的絮狀硅化物抽出，然后再次加水。 反復的加水、加超聲5分鐘后再次抽水。反復約5次后即可把絮狀物淸理干凈， 整個用時約1小時。相比原來的方法，由于不能有效清理干凈絮狀硅化物，所以 狀物的清理加上相關的管路拆卸、安裝大約需要2小時。而在安裝后，還霈要在 手動模式下，讓水槽內的水循環(huán)起來，這時殘余的絮狀硅化物在過濾網(wǎng)的位置被 收集，然后清理干凈。如果沒有清理干凈的化，在機器運行的過程中，因過濾網(wǎng) 被堵塞而水流不暢通，機器出現(xiàn)報警，整過程也需要持續(xù)1個多小時?？紤]到機 器的停機時間，這個的維護時間約為4 5小時。
權利要求
1、一種外延尾氣處理器快速維護的方法，它為水洗法，其特征在于使用氮氣吹掃裝置將絮狀硅化物吹落；打開自來水的閥門，增加水槽內的水位，使得液位浸沒超聲發(fā)生器后關閉自來水閥門；啟動超聲發(fā)生器，在超聲波的作用下，絮狀硅化物被粉碎成小的顆粒；經(jīng)過超聲波有效的破碎后，開啟水泵的閥門，同時啟動水泵，由于水泵的水管插入到水槽的最低短，在水泵的抽力下，水槽內的硅化物和水被一起排出，反復的向水槽內加水、抽水，使得硅化物被有效排除。
2、 一種實施權利要求1所述方法的裝置，它包括水池、水霧過慮器，盲 板，其特征在于所述的盲板上裝有以下幾條進水槽的管道氮氣吹掃管道，連 接水泵的自來水或普通水管道，超聲波發(fā)生器的探頭。
3、 根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于連接水泵的自來水或普通水 的管道與自來水管道分別接至一個三通管的不同接口上，該三通管的出口接一管 道，管道通入水槽中。
4、 根據(jù)權利要求2或3所述的裝置，其特征在于所述的超聲波的頻率為 14 30KHZ。
全文摘要
一種外延尾氣處理器快速維護的方法及裝置，方法是使用氮氣吹掃裝置將絮狀硅化物吹落；打開自來水的閥門，增加水槽內的水位，使得液位浸沒超聲發(fā)生器后關閉自來水閥門；啟動超聲發(fā)生器，在超聲波的作用下，絮狀硅化物被粉碎成小的顆粒；經(jīng)過超聲波有效的破碎后，開啟水泵的閥門，同時啟動水泵，由于水泵的水管插入到水槽的最低短，在水泵的抽力下，水槽內的硅化物和水被一起排出，反復的向水槽內加水、抽水，使得硅化物被有效排除。本發(fā)明優(yōu)點是在超聲波的作用下，絮狀硅化物被破碎成細小的顆粒而易于排掉，避免了原來拆開管路和盲板的麻煩，并避免了接口處卡箍的安裝和拆卸以及由于卡箍反復裝拆可能導致的管路漏氣。縮短外延維護時間，延長尾氣處理器的維護周期，進而整體上提高外延工藝的生產(chǎn)效率。
文檔編號B01D53/78GK101333680SQ20071011783
公開日2008年12月31日 申請日期2007年6月25日 優(yōu)先權日2007年6月25日
發(fā)明者何自強, 馮泉林, 青 常 申請人:北京有色金屬研究總院;有研半導體材料股份有限公司