水汽分离排放装置及电镀设备的制作方法

本实用新型涉及半导体设备领域，特别是涉及一种水汽分离排放装置及电镀设备。

背景技术：

电镀是指在含有预镀金属的盐类溶液中，以被镀基体金属为阴极，通过电解作用，使镀液中预镀金属的阳离子在基体金属表面沉积形成镀层的一种表面加工方法，是半导体芯片制造中用来形成金属互连结构的一种常用工艺。在半导体电镀生产中，必须进行水汽分离使得电镀液体无气泡以确保产品质量。现有的水汽分离排放装置是利用抽气泵，通过管路连接到一个具有液体排放口和气体排放口的罐体中以形成实时抽真空管路，将分离出来的水汽源源不断地通过抽气泵抽出以进行排放。但是现有的水汽分离排放装置通常为单一罐体结构，且罐体内没有任何辅助水汽分离结构而仅通过液体的自然沉降实现水汽分离，难以完全实现水汽的彻底分离，故气体排放管路中的气体还是会混有液体。而电镀行业的化学品有腐蚀性且极易形成结晶，易造成气体排放管路堵塞和/或导致抽气泵损坏，需要经常更换抽气泵配件和清理气体排放管路，导致生产成本的上升和设备产出率的下降。同时，因排放气体具有刺激性气味及腐蚀性，更换配件和清洗气体排放管路的过程中还容易对工作人员的健康造成威胁。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种水汽分离排放装置及电镀设备，用于解决现有的电镀设备中，因水汽分离排放装置难以实现完全的水汽分离，导致最终排放的气体中仍含有有毒液体，容易导致气体排放管路的堵塞和/或抽气泵的损坏，导致生产成本上升和设备产出率下降，以及更换配件和清洗气体排放管路的过程中容易对工作人员的健康造成危害等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种水汽分离排放装置，所述水汽分离排放装置包括第一气液分离罐、第二气液分离罐及抽气泵，所述第一气液分离罐和所述第二气液分离罐均包括进液口、排液口及排气口；所述第一气液分离罐的进液口与待排放的气液源相连通，所述第一气液分离罐的排气口与所述第二气液分离罐的进液口相连通，所述第二气液分离罐的排气口与所述抽气泵相连通，且所述第二气液分离罐内设置有除雾器，所述除雾器位于所述第二气液分离罐的排气口上；含有水汽的气体经所述第一气液分离罐进行第一次气液分离后，进入所述第二气液分离罐中进行第二次气液分离。

可选地，所述第二气液分离罐内还设置有挡板，所述挡板位于所述第二气液分离罐的进液口与排气口之间，用于将液体导流到所述第二气液分离罐内。

在一可选方案中，所述挡板的一端与所述第二气液分离罐的进液口所在的侧壁相连接且位于所述第二气液分离罐的进液口的上方，另一端向所述第二气液分离罐的底部延伸且优选与底部具有间距。

在另一可选方案中，所述挡板的一端与所述第二气液分离罐的顶部相连接，另一端向所述第二气液分离罐的底部延伸且优选与底部具有间距。

在又一可选方案中，所述挡板包括沿所述第二气液分离罐的高度方向设置的第一挡板和沿所述第二气液分离罐的宽度方向设置的第二挡板。

在又一可选方案中，所述第二气液分离罐上还设置有导气管路，所述导气管路自所述第二气液分离罐的外部延伸到所述第二气液分离罐的内部且与所述第二气液分离罐的底部具有间距，所述第二气液分离罐的排气口设置于所述导气管路位于所述第二气液分离罐内的一端，所述导气管路的另一端与所述抽气泵相连通。

更可选地，所述第二气液分离罐内还设置有分液板，所述分液板位于所述导气管路的下方且与所述第二气液分离罐的底部具有间距。

在又一可选方案中，所述第二气液分离罐内还设置有导气管路和位于所述导气管路表面的挡板，所述导气管路与所述第二气液分离罐的罐体相连接，且一端向所述第二气液分离罐的底部延伸且与底部具有间距，另一端与所述抽气泵相连通，所述第二气液分离罐的排气口位于所述导气管路向所述第二气液分离罐的底部延伸的一端，所述挡板呈螺旋状。

可选地，所述水汽分离排放装置内还设置有液位报警器。

本实用新型还提供一种电镀设备，所述电镀设备包括电镀腔室及如上述任一方案中所述的水汽分离排放装置，所述电镀腔室的排液口与所述水汽分离排放装置的第一气液分离罐的进液口通过所述排放管路相连通。

相较于现有技术，本实用新型的水汽分离排放装置及电镀设备具有以下有益效果：本实用新型提供的水汽分离排放装置通过优化的结构设计，可以显著改善水汽分离排放的效果，极大减少最终排放的气体中所含有的液体，避免有毒液体在气体排放管路上结晶和/或造成抽气泵的损坏，有助于延长气体排放管路和抽气泵的使用寿命，有助于减少清洗维修作业工作量，降低生产成本，提高职业健康水平。采用本实用新型的电镀设备，可有效提高设备产出率，降低生产成本。

附图说明

图1显示为本实用新型的水汽分离排放装置的结构示意图。

图2至图6显示为图1中的第二气液分离罐的其他示例结构示意图。

元件标号说明

11第一气液分离罐

111进液口

112排液口

113排气口

12第二气液分离罐

121进液口

122排液口

123排气口

13抽气泵

14除雾器

15挡板

151第一挡板

152第二挡板

16导气管路

17分液板

18液位报警器

19回收罐

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图6。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。且为使图示尽量简洁，本说明书的图示中并未示意出所有的结构。

如图1所示，本实用新型提供一种水汽分离排放装置，所述水汽分离排放装置包括第一气液分离罐11、第二气液分离罐12及抽气泵13，所述第一气液分离罐11和所述第二气液分离罐12均包括进液口、排液口及排气口；所述第一气液分离罐11的进液口111与待排放的气液源相连通(比如与电镀设备的排放口通过排放管路相连通，气液即为气体和液体的混合物，或者说携带有液体的气体)，所述第一气液分离罐11的排气口113与所述第二气液分离罐12的进液口相连通，所述第二气液分离罐12的排气口123与所述抽气泵13相连通，且所述第二气液分离罐12内设置有除雾器14，所述除雾器14位于所述第二气液分离罐12的排气口123上，优选覆盖于其排气口123的表面，用于除去气体中的水汽，确保最终通过所述第二气液分离罐12的排气口123排出的气体不含有或含有极少的水汽；含有水汽的气体经所述第一气液分离罐11进行第一次气液分离，分离出的液体通过所述第一气液分离罐11的所述排液口112排出，而仍含有部分液体的气体则通过所述第一气液分离罐11的排气口113进入所述第二气液分离罐12中进行第二次气液分离，最终分离出的液体通过所述第二气液分离罐12的排液口122排出，而气体则在所述抽气泵13的作用下，通过所述第二气液分离罐12的排气口123排出。相较于现有技术，本实用新型提供的水汽分离排放装置通过优化的结构设计，可以显著改善水汽分离排放的效果，极大减少最终排放的气体中所含有的有毒液体，避免有毒液体在气体排放管路上结晶和/或造成抽气泵的损坏，有助于延长气体排放管路和抽气泵的使用寿命，有助于减少清洗维修作业工作量，降低生产成本，提高职业健康水平。采用本实用新型的电镀设备，可有效提高设备产出率，降低生产成本。

作为示例，所述抽气泵13优选真空泵，真空泵具有排气效率高，易于控制等优点，缺点是单价比较高且耐腐蚀性较差，而本实用新型通过改善的结构可以减少有毒液体对真空泵的腐蚀，在确保排气效率的同时可以有效延长真空泵的使用寿命，降低生产成本。

所述第一气液分离罐11和所述第二气液分离罐12的大小、形状、材质等可以根据需要设置。比如，如果待分离排放的水汽为含有腐蚀性的气液，则所述第一气液分离罐11和所述第二气液分离罐12可以采用工程塑料、陶瓷、玻璃或其他防腐蚀材质；如果为有机物，则可以采用不锈钢材质；或者根据需要还可以采用复合材质，比如采用不锈钢罐体，内部镀防腐涂层，本实施例中不做严格限制。所述第一气液分离罐11和所述第二气液分离罐12的大小可以相同或不同。本实施例中，作为示例，所述第一气液分离罐11和所述第二气液分离罐12的材质相同而所述第一气液分离罐11大于所述第二气液分离罐12。两者的整体形状可以为圆柱形、矩形等形状中的一种，两者的进液口、排液口及排气口的位置可以根据需要设置，重要的是与其内部的其他结构以及排液需要相匹配，对此将在后续内容中进一步介绍。但两者的排液口(即排液口112和122)均优选位于相应的罐体的底部或靠近底部的位置。所述第一气液分离罐11和所述第二气液分离罐12上均可以设置活动连接的罐盖或罐门(未图示)，以根据需要打开相应的罐体进行维修清洗。

所述除雾器14(demister/misteliminator)主要是由波形叶片、板片、卡条等固定装置组成，可以采用市面上常见的除雾器14，并根据所述第二气液分离罐12的结构设置合适的尺寸，以及根据待分离排放的气液类型选择合适的材质。通过所述除雾器14在气体排出前进行最后一次液体分离，确保最终通过所述抽气泵13排出的气体不含有或者仅含有极少的水汽，以提高排放管路和抽气泵13的使用寿命。

需要说明的是，理论上所述第一气液分离罐11内的排气口113处也可以设置所述除雾器14，但如果需进行水汽分离的含液气体比较多，则不建议在所述第一气液分离罐11内设置所述除雾器14，以避免造成所述第一气液分离罐11内的堵塞，避免造成生产事故。或者说可以根据需要判断是否在所述第一气液分离罐11内设置所述除雾器14。

作为示例，所述第二气液分离罐12内还设置有挡板15，所述挡板15位于所述第二气液分离罐12的进液口121与排气口123之间，用于将液体导流到所述第二气液分离罐12内，而气体因质量轻，不会被所述挡板15所阻挡，可以在罐体内流动。所述挡板15的具体位置以及形状结构等可以根据需要设置。比如在一示例中，如图1所示，所述挡板15的一端与所述第二气液分离罐12的进液口121所在的侧壁相连接且位于所述第二气液分离罐12的进液口121的上方，另一端向所述第二气液分离罐12的底部延伸且优选与底部具有间距(如所述挡板15的横向尺寸与所述第二气液分离罐12的横向尺寸一致则所述挡板15需与罐体底部具有间距以形成气体通道)。待进行气液分离的水汽通过所述第二气液分离罐12的进液口121进入所述第二气液分离罐12内后与所述挡板15接触，水汽中的液体顺着所述挡板15向下流到罐体内，而仍携带部分液体的气体则在罐体内流动并在所述抽气泵13产生的负压下聚集到所述第二气液分离罐12的排气口123方向，经所述除雾器14进行再一次的水汽分离，最终未含有水汽或仅含有极少水汽的气体通过排气口123排出，由此可以实现较为彻底地水汽分离，极大减少进入气体排放管路和抽气泵13中的液体量，可以减少液体对气体排放管路和抽气泵13的腐蚀，可有效减少设备维修保养作业量，延长设备使用寿命，降低生产成本。

在另一示例中，如图2及图3所示，所述挡板15的一端与所述第二气液分离罐12的顶部相连接，另一端向所述第二气液分离罐12的底部延伸且与底部具有间距。其中，图2以所述第二气液分离罐12的罐体为矩形示例，此时罐体呈竖直放置状态，且在该示例中，所述第二气液分离罐12的进液口121和排气口123位于罐体的侧壁上，且优选位于相对的侧壁上，排液口位于罐体底部；而在图3中，以横截面为跑道型的所述第二气液分离罐12为例，此时罐体呈横放状态，且在该示例中，所述第二气液分离罐12的进液口121位于侧壁，排液口122位于底部而排气口123位于顶部。当然，进液口、排液口及排气口的位置与罐体的形状并不以前述示例为限。比如在所述第二气液分离罐12为矩形时，其排气口123也可以位于罐体顶部。

在又一示例中，如图4所示，所述挡板15包括沿所述第二气液分离罐12的高度方向设置的第一挡板151和沿所述第二气液分离罐12的宽度方向设置的第二挡板152，且所述第一挡板151和所述第二挡板152均可以为一个或多个，所述第一挡板151和所述第二挡板152可以相接触或不接触，本实施例中不做严格限制。图4中的箭头大致示意了含液气体在所述第二气液分离罐12内的流动方向。

当然，所述挡板15的结构并不限于前述示例，比如所述挡板15还可以为环状设置于所述第二气液分离罐12内，或者所述挡板15还可以为漏斗状，位于所述第二气液分离罐12的进液口的下方，又或者所述挡板15的一端可以位于所述第二气液分离罐12的排气口123所在的侧壁且高于排气口123的高度而另一端向罐体底部延伸，本实施例中不做严格限制。所述挡板15的材质可以与所述第二气液分离罐12的材质相同，所述挡板15的表面还可以设置波纹状或其他非平坦结构以增大和水汽的接触面积，挡板15内部还可以填充冷却媒介以对汽化的液体进行冷却，加快液体的沉降。且无论是何种结构的挡板15，挡板15与罐体均可以为可拆卸连接或固定连接(优选可拆卸连接以便于对罐体进行维修清洗)。

需要说明的是，所述第一气液分离罐11、第二气液分离罐12、抽气泵13及回收罐19通常是通过管路相连通，且在相应的连通管路上可以设置阀门(未标示)以根据需要打开或关闭。

作为示例，所述第一气液分离罐11和所述第二气液分离罐12可以连接至相同或不同的回收罐19。本实施例中，作为示例，如图1所示，所述第一气液分离罐11和所述第二气液分离罐12连接至同一个回收罐19，有助于装置结构的简化，减少装置占用的空间及降低生产成本。所述回收罐19中可以进一步设置过滤器以对收集的液体进行回收再利用。

在又一示例中，如图5所示，所述第二气液分离罐12上还设置有导气管路16，所述导气管路16自所述第二气液分离罐12的外部延伸到所述第二气液分离罐12的内部且优选与所述第二气液分离罐12的底部具有间距，所述第二气液分离罐12的排气口123设置于所述导气管路16位于所述第二气液分离罐12内的一端，所述导气管路16的另一端与所述抽气泵13相连通。所述导气管路16的材质可以和所述第二气液分离罐12的材质相同。

在进一步的示例中，请继续参考图5，所述第二气液分离罐12内还设置有分液板17，所述分液板17位于所述导气管路16的下方且与所述第二气液分离罐12的底部具有间距。所述分液板17可以为一个或多个；为多个时，多个所述分液板17可在所述第二气液分离罐12内呈上下平行间隔分布。当然，所述分液板17液并不仅限于设置于图5所示结构的第二气液分离罐12中，在其他示例结构的第二气液分离罐12中也可以根据需要设置所述分液板17，重要的是所述分液板17的设置需与其他结构相匹配，尤其是相对位置上的相互匹配，避免对气体流动造成阻碍。所述分液板17可以更好地促进液体和气体的分离。

在又一示例中，如图6所示，所述第二气液分离罐12内设置有导气管路16和位于所述导气管路16表面的挡板15，所述导气管路16与所述第二气液分离罐12的罐体相连接，且一端向所述第二气液分离罐12的底部延伸且与底部具有间距，另一端与所述抽气泵13相连通，所述第二气液分离罐12的排气口123位于所述导气管路16向所述第二气液分离罐12的底部延伸的一端，所述挡板15呈螺旋状。图6中的箭头大致示意了含液气体在所述第二气液分离罐12内的流动方向。通过所述导气管路16和所述挡板15的共同作用，增大含液气体在所述第二气液分离罐12内的停留时间以进一步促进液体沉降。

作为示例，如图1所示，所述水汽分离排放装置内还设置有液位报警器18。通过所述液位报警器18实时监测所述第二气液分离罐12内沉降液体的液位，以及时打开所述第二气液分离罐12的排液口122进行排放。当然，在其他示例中，所述第一气液分离罐11内也可以设置所述液位报警器18。

作为示例，所述水汽分离排放装置还可以包括控制器(未图示)，如单片机或包含单片机功能的上位机，所述控制器可以与所述液位报警器18相连接，在所述液位报警器18监测到所述第二气液分离罐12内的液体超过预定液位时(预定液位可以根据需要设置，比如为所述第二气液分离罐12罐体容量的三分之二)，所述控制器打开所述第二气液分离罐12的排液口122进行排液。所述水汽分离排放装置还可以进一步包括显示器(未图示)，所述显示器与所述液位报警器18相连接(还可以进一步与所述控制器相连接)，以将所述第一气液分离罐11和所述第二气液分离罐12的工作情况显示在所述显示器上，便于工作人员根据显示情况判断下一步的作业。

本实用新型的水汽分离排放装置可以适用于任何需将气体和液体分离排放的作业环境，尤其适用于含有毒液体的作业环境中对水汽中的有毒液体进行分离以避免对设备造成损害，比如尤其适用于半导体行业的电镀工艺中。采用本实用新型的水汽分离排放装置可以显著改善水汽分离排放的效果，极大减少最终排放的气体中所含有的有毒液体，避免有毒液体在气体排放管路上结晶和/或造成抽气泵的损坏，有助于延长气体排放管路和抽气泵的使用寿命，有助于减少清洗维修作业工作量，降低生产成本，提高职业健康水平。

本实用新型还提供一种电镀设备，所述电镀设备包括电镀腔室及如上述任一方案中所述的水汽分离排放装置。对所述水汽分离排放装置的介绍请参考前述内容，出于简洁的目的不赘述。所述电镀腔室的排液口与所述水汽分离排放装置的第一气液分离罐的进液口通过排放管路相连通，且所述电镀设备可以进一步包括控制器，所述控制器与所述电镀腔室及所述水汽分离排放装置相连接，所述控制器内可以预先存储工艺生产参数，根据工艺生产参数进行预设的电镀工艺，在结束电镀工艺后可开启所述水汽分离排放装置的所述第一气液分离罐和所述第二气液分离罐进行水汽分离排放。除前述区别外，本实用新型的电镀设备的其他结构与现有的电镀设备并无太大差异，由于该部分内容为本领域技术人员所熟知，出于简洁的目的不再赘述。采用本实用新型的电镀设备，可以提高设备产出率、降低生产成本，提高生产良率及工作人员的职业健康水平。

如上所述，本实用新型提供一种水汽分离排放装置及电镀设备。所述水汽分离排放装置包括第一气液分离罐、第二气液分离罐及抽气泵，所述第一气液分离罐和所述第二气液分离罐均包括进液口、排液口及排气口；所述第一气液分离罐的进液口与待排放的气液源相连通，所述第一气液分离罐的排气口与所述第二气液分离罐的进液口相连通，所述第二气液分离罐的排气口与所述抽气泵相连通，且所述第二气液分离罐内设置有除雾器，所述除雾器位于所述第二气液分离罐的排气口上；含有水汽的气体经所述第一气液分离罐进行第一次气液分离后，进入所述第二气液分离罐中进行第二次气液分离。本实用新型提供的水汽分离排放装置通过优化的结构设计，可以显著改善水汽分离排放的效果，极大减少最终排放的气体中所含有的液体，避免有毒液体在气体排放管路上结晶和/或造成抽气泵的损坏，有助于延长气体排放管路和抽气泵的使用寿命，有助于减少清洗维修作业工作量，降低生产成本，提高职业健康水平。采用本实用新型的电镀设备，可有效提高设备产出率，降低生产成本。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具较高的产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。