专利名称：一种外延尾气处理器快速维护的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种提高尾气处理器快速维护方法及装置。
技术背景硅外延工艺是通过化学气相沉积的方法在硅抛光片上沉积一层单晶硅。生长 单晶的硅源通常利用硅垸的分解、或者氢气还原硅氯烷而获得。外延工艺中需要大量的HCL，三氯硅烷(TCS) ， 二氯硅烷(DCS) , B2H , PH3， &等特殊气体，其 中DCS,TCS,BA， PH:,都为剧毒气体，需要避免直接排入空气中，这些气体会影 响厂房周边的人生和环境安全，尾气处理器是外延工艺过程中必须的尾气处理装 置，外延用尾气处理器是专门设计处理外延尾气废气的装置。通过外延炉的排气 管和尾气处理器的进气口连接，外延废气进入尾气处理内发生反应，然后排出无 污染的气体。一般的尾气处理装置包括燃烧式、水洗式、沉积式三种。水洗式通过尾气处 理器的排气口和一个特制的文氏管连接，依靠文氏管提供的负压，使得外延炉内 的工艺气体被抽入尾气处理器内。在尾气处理器内，外延废气中的HCL， TCS, B2He， PH:,经过不断的水洗，充分和水发生反应而被去除。剩余的H2、 N,被排到空气中。 其中TCS(三氯硅烷)和水的反应为2SiHC13 + 3H20 — 0=SiH-0-SiH=0+ 6HC1生成的Si2H202为粉末状固体，而且随着时间的延长，这些粉末会聚集，生成白 色絮状物，堵塞进气口。在常压外延工艺中尾气处理器主要有两个作用1、 处理外延沉积过程中产生的有毒废气2、 用尾气处理器文丘里产生的负压，在外延炉沉积腔内形成稳定的负压，保 证外延层的正常生长。由于尾气处理器内的水被雾化，形成大量水汽，所以在尾气的进气口， TCS 和水汽会发生反应，并附着在进气口处，图1中尾气进气口在与氮气出口对应的 位置上有絮状硅化物聚集。随着处理时间的延长,这些附着的硅化物不断的长大， 逐渐堵塞进气口，导致外延炉内负压降低，正常生产不能进行。这时需要清理进气口的絮状硅化物，尾气处理系统需要停机，进行维护， 目前尾气处理器的维护主要有以下问题1、 维护工作的安全性，由于TCS、 BA、 PHa等为剧毒气体，为保证工作人员 的安全，尾气处理器的维护工作必须等待外延工艺停止1小时左右，才能打开尾 气管道。2、 进气口积累的絮状硅化物，在进入底部水槽内缺乏有效的方法将其粉碎。理论上这些絮状的化合物会在机器运行的过程中，经过水流的冲击被破碎。但是 实际使用中发现，大部分硅化物很难被粉碎，而是在蓄水槽壁，水位传感器上聚 集，会导致水位传感器失灵，尾气处理器发生错误报螯后，外延炉也会被迫关机。由于尾气处理器报警导致的外延炉自动关机的直接损失大约5万美元。所以每次维护完成后，必须将水槽内的絮状化合物清理干净。3、 维护过程的复杂性，维护过程中需要断开多处连接管道，使用水枪(气枪) 将进气口絮状硅化物清理干净。同时用过滤网在很小的入口内打捞絮状的硅化 物。发明内容本发明的目的是提供一种外延尾气处理器的快速维护方法及装置，主要是解 决尾气处理器维护过程中维护时间过长，絮状硅化物不能有效清除的问题，延长 尾气处理器的维护周期，进而整体上提髙外延工艺的生产效率。为达到上述发明的目的，本发明采用以下技术方案这种外延尾气处理器快 速维护的方法，它为水洗法，其特征在于使用氮气吹扫装置将絮状硅化物吹落 打开自来水的阀门，增加水槽内的水位，使得液位浸没超声发生器后关闭自来水 阀门；启动超声发生器，在超声波的作用下，絮状硅化物被粉碎成小的颗粒；经 过超声波有效的破碎后，开启水泵的阀门，同时启动水泵，由于水泵的水管插入 到水槽的最低短，在水泵的抽力下，水槽内的硅化物和水被一起排出，反复的向 水槽内加水、抽水，使得硅化物被有效排除。本发明的优点是在超声波的作用下，絮状硅化物被破碎成细小的颗粒而易 于排掉，避免了原来拆开管路和盲板的麻烦，并避免了接口处卡箍的安装和拆卸 以及由于卡箍反复装拆可能导致的管路漏气。縮短外延维护时间，延长尾气处理 器的维护周期，进而整体上提高外延工艺的生产效率。
图1为本发明的装置结构示意i中，虚线框以内的装置是新加的部分，尾气入口 i (AP)、尾气入口n(RP)、水雾过滤器6、水槽7为原来机器固有装置。新加的设施是通过机器原有 用来作维护的盲板5连接到机器的水槽内。其中由左到右为l.氣气管道，由阀 门VI控制氮气管道的开闭，其作用为吹扫硅化物；2.超声波发生器，其作用为 产生破碎絮状硅化物的超声波，超声波的频率为14 30KHZ;普通水泵3的进水 口通过阀门V2来开闭，其作用是抽出水槽内破碎的絮状硅化物；自来水管路4 通过阀门V3开闭。其中连接水泵的自来水或普通水的管道与自来水管道分别接 至一个三通管的不同接口上，该三通管的出口接一管道，管道通入水槽中。水泵 的使用和自来水的使用通过V2、 V3控制。尾气入口 I与尾气入口II可切换使用。
具体实施方式
使用本系统作维护时，首先打开氮气阀VI，通过氮气的吹扫，进气口的絮 状硅化物脱落到水槽内。通过简单的氮气吹扫装置的安装使得动作更简单，并避 免了接口处卡箍的安装和拆卸以及由于卡箍反复装拆可能导致的管路漏气。当使用氮气吹扫装置将絮状硅化物吹落后，打开自来水的阀门，增加水槽内 的水位，使得液位浸没超声发生器后关闭自来水阀门。启动超声发生器2，在超 声波的作用下，絮状硅化物被粉碎成小的颗粒。经过超声波有效的破碎后，开启 水泵的阀门，同时启动水泵。由于水泵的水管插入到水槽的最低短，在水泵的抽 力下，水槽内的硅化物和水被一起排出。反复的向水槽内加水、抽水，使得硅化 物被有效排除。相比而言，机器供应商提供的处理方法更为复杂，原来的维护方式是打开系 统和外延尾气的接口卡箍，使用水枪(气枪)将絮状硅化物吹落。在打开入气口 的卡箍将絮状硅化物捅下后，需要打开尾气处理器水箱的"盲板"，然后一些工 具将废渣打捞出去。但是盲板孔径和水槽体积相差悬殊，加上絮状物漂浮在水面 上，所以整个操作过程很很困难，且硅化物很容易被破碎，即使花很长时间也很 难将漂浮物清理干净。残余的漂浮物在机器运行时，会堵塞机器的过滤网，进而 导致系统的负压降低，影响外延工艺的正常运行。 实施例1在实际使用中，我们首先采用氮气吹扫功能通过不断的增加压力，将絮状硅化物吹扫落入水槽内，用时约为l分钟，然后开启超声发生器5分钟，超声频率 约为20khz,超声完成后，打开水泵将破碎的絮状硅化物抽出，然后再次加水。 反复的加水、加超声5分钟后再次抽水。反复约5次后即可把絮状物淸理干净， 整个用时约1小时。相比原来的方法，由于不能有效清理干净絮状硅化物，所以 状物的清理加上相关的管路拆卸、安装大约需要2小时。而在安装后，还霈要在 手动模式下，让水槽内的水循环起来，这时残余的絮状硅化物在过滤网的位置被 收集，然后清理干净。如果没有清理干净的化，在机器运行的过程中，因过滤网 被堵塞而水流不畅通，机器出现报警，整过程也需要持续1个多小时。考虑到机 器的停机时间，这个的维护时间约为4 5小时。
权利要求
1、一种外延尾气处理器快速维护的方法，它为水洗法，其特征在于使用氮气吹扫装置将絮状硅化物吹落；打开自来水的阀门，增加水槽内的水位，使得液位浸没超声发生器后关闭自来水阀门；启动超声发生器，在超声波的作用下，絮状硅化物被粉碎成小的颗粒；经过超声波有效的破碎后，开启水泵的阀门，同时启动水泵，由于水泵的水管插入到水槽的最低短，在水泵的抽力下，水槽内的硅化物和水被一起排出，反复的向水槽内加水、抽水，使得硅化物被有效排除。
2、 一种实施权利要求1所述方法的装置，它包括水池、水雾过虑器，盲 板，其特征在于所述的盲板上装有以下几条进水槽的管道氮气吹扫管道，连 接水泵的自来水或普通水管道，超声波发生器的探头。
3、 根据权利要求2所述的装置，其特征在于连接水泵的自来水或普通水 的管道与自来水管道分别接至一个三通管的不同接口上，该三通管的出口接一管 道，管道通入水槽中。
4、 根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于所述的超声波的频率为 14 30KHZ。
全文摘要
一种外延尾气处理器快速维护的方法及装置，方法是使用氮气吹扫装置将絮状硅化物吹落；打开自来水的阀门，增加水槽内的水位，使得液位浸没超声发生器后关闭自来水阀门；启动超声发生器，在超声波的作用下，絮状硅化物被粉碎成小的颗粒；经过超声波有效的破碎后，开启水泵的阀门，同时启动水泵，由于水泵的水管插入到水槽的最低短，在水泵的抽力下，水槽内的硅化物和水被一起排出，反复的向水槽内加水、抽水，使得硅化物被有效排除。本发明优点是在超声波的作用下，絮状硅化物被破碎成细小的颗粒而易于排掉，避免了原来拆开管路和盲板的麻烦，并避免了接口处卡箍的安装和拆卸以及由于卡箍反复装拆可能导致的管路漏气。缩短外延维护时间，延长尾气处理器的维护周期，进而整体上提高外延工艺的生产效率。
文档编号B01D53/78GK101333680SQ20071011783
公开日2008年12月31日 申请日期2007年6月25日 优先权日2007年6月25日
发明者何自强, 冯泉林, 青 常 申请人:北京有色金属研究总院;有研半导体材料股份有限公司