排气系统及半导体设备的制作方法

本实用新型涉及半导体制备技术领域，尤其涉及一种排气系统及半导体设备。

背景技术：

在半导体工业制成中，膜层淀积设备是非常普遍的机台，例如化学气相沉积设备、物理气相沉积设备或外延炉设备等等，在膜层淀积的过程中通常会产生废气，需要用真空泵将机台中的将高温的废气抽出，并且为了不产生污染，抽出的废气会通过排气系统输送至一废气处理系统中进行废气处理，但是高温的废气在排气系统的排气管道中流通的过程中，温度会慢慢降低，导致未反应完全的残气附着于排气管道的管壁上，进而导致管路堵塞而使真空泵排气受到影响而堵塞，所以真空泵排气管路需频繁配合保养清洁或清洗，保养时需将真空泵停机，使膜层淀积设备亦需配合保养停机，除了影响膜层淀积设备产能利用率之外，也因为保养拆装时会造成大量粉尘掉落，也会影响环境。进一步，由于没有办法避免因加热不均造成反应不完全的废气附着于管路上导致真空泵排气异常，可能因为压力回冲造成真空泵被破坏使压力回灌导致粉尘附着于硅片上，导致硅片报废。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种排气系统及半导体设备，以解决现有的排气系统中的由于废气遇冷附着在管壁上，导致排气系统需频繁配合保养清洁或清洗，进而降低产能和晶圆缺陷的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种排气系统，包括：

排气管道，用于排放废气；以及，

若干管道连接件，与所述排气管道连接；其中，所述管道连接件具有与所述排气管道连通的接头本体，所述接头本体的至少一段管壁上设置有呈环状排布的若干气体喷射孔道，所述气体喷射孔道用于接收惰性气体并将所述惰性气体喷射至所述接头本体内。

可选的，所述接头本体的至少一段管壁上设置有环形空腔，所述环形空腔的进气口连接至一惰性气体供给设备，以向所述环形空腔中通入所述惰性气体，以及多个所述气体喷射孔道沿着所述环形空腔环状排布，并与所述环形空腔连通，以使所述环形空腔中的所述惰性气体通过所述气体喷射孔道体喷射至所述接头本体内。

可选的，在所述排气管道中通入有废气时，所述惰性气体从所述气体喷射孔道中沿着所述废气的流经方向喷射出，并呈涡流状汇入所述废气。

可选的，通入所述排气管道的废气的温度介于100摄氏度-150摄氏度，从所述气体喷射孔道中喷出的惰性气体的温度大于100摄氏度。

可选的，所述气体喷射孔道的轴向与所述接头本体的径向之间构成一夹角，所述夹角的范围介于1度-10度。

可选的，每个所述气体喷射孔道的轴向与所述接头本体的径向之间构成的夹角均相等。

可选的，所述管道连接件还包括加热件，用于加热所述惰性气体，其中所述加热件设置于所述环形空腔内或设置于所述接头本体内。

可选的，所述管道连接件还包括测温件，所述测温件的测温探头伸入所述接头本体内，以测量所述接头本体内的温度。

可选的，所述排气系统用于从一抽气单元中获取废气并将所述废气排放至一废气处理单元中，并且所述排气系统中靠近所述抽气单元的端部设置有所述管道连接件，所述管道连接件的两端分别与所述抽气单元的出气口及所述排气管道的一端可拆卸连接。

本实用新型还提供了一种半导体设备，包括反应腔、抽气单元、废气处理单元及所述排气系统，所述抽气单元与所述反应腔连接以抽出所述反应腔内的废气，所述废气通过所述排气系统后流入所述废气处理单元进行处理。

可选的，所述半导体设备包括膜层淀积设备。

在本实用新型提供的排气系统及半导体设备中，包括排气管道及若干管道连接件，所述管道连接件具有与所述排气管道连通的接头本体，所述接头本体的至少一段管壁上设置有呈环状排布的若干气体喷射孔道，所述气体喷射孔道用于接收惰性气体并将所述惰性气体喷射至所述接头本体内，使所述废气与所述惰性气体混合，避免所述废气遇冷附着于所述排气管道的内壁上，且所述惰性气体提供的扰流也能够使废气在流经的方向上阻力减少，避免废气回灌至抽气单元中，可以有效的减小所述抽气单元被破坏的风险。

附图说明

图1-图2为一种半导体设备的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的半导体设备的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的管道连接件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的气体喷射孔道的结构示意图；

其中，附图标记为：

1’-抽气单元； 1-抽气单元；

2’-排气管道； 2-排气管道；

3’-废气处理单元； 3-废气处理单元；

41’-惰性气体供给设备；

4-管道连接件； 41-惰性气体供给设备；42-接头本体；421-外壁；422-内壁；423-环形空腔；424-气体喷射孔道；43-加热件；44-电源接口。

具体实施方式

图1为一种半导体设备的结构示意图。所述半导体设备包括抽气单元1’、排气管道2’及废气处理单元3’，所述抽气单元1’与一反应腔连接，所述排气管道2’的两端分别连接所述抽气单元1’与所述废气处理单元3’，所述抽气单元1’从所述反应腔内抽出废气，经所述排气管道2’后流入所述废气处理单元3’进行处理，为了防止排气管道2’中的废气回灌至抽气单元1’中，如图2所示，所述排气系统还在排气管道2’上设置若干惰性气体供给设备41’，所述惰性气体供给设备41’的轴向与所述排气管道2’的轴向构成一锐角，从所述惰性气体供给设备41’中通入高温(大于100摄氏度)的惰性气体(例如是氮气)，以为所述废气提供一个向前冲力，防止废气回灌并使废气保持一定的热度。但是如图2所示，这种惰性气体供给设备41’的设计没办法使惰性气体与废气混合均匀，也就无法使废气受热均匀，部分废气仍然容易冷凝而附着在所述排气管道2’的管壁上，导致排气异常，并且也无法完全避免废气的压力回冲。

基于此，本实用新型提供了一种排气系统及半导体设备，包括排气管道及若干管道连接件，所述管道连接件具有与所述排气管道连通的接头本体，所述接头本体的至少一段管壁上设置有呈环状排布的若干气体喷射孔道，所述气体喷射孔道用于接收惰性气体并将所述惰性气体喷射至所述接头本体内，使所述废气与所述惰性气体混合，避免所述废气遇冷附着于所述排气管道的内壁上，且所述惰性气体提供的扰流也能够使废气在流经的方向上阻力减少，避免废气回灌至抽气单元中，可以有效的减小所述抽气单元被破坏的风险。

下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

如图3所示，本实用新型提供了一种排气系统，包括：排气管道2，用于排放废气；以及，若干管道连接件4与所述排气管道41连接；其中，所述管道连接件具4有与所述排气管道2连通的接头本体42，所述接头本体42的至少一段管壁上设置有呈环状排布的若干气体喷射孔道424，所述气体喷射孔道424用于接收惰性气体并将所述惰性气体喷射至所述接头本体42内。

具体的，请继续参阅图3，所述排气管道2位于一抽气单元1及废气处理单元3之间，所述抽气单元1连接一反应腔(未示出)，用于将所述反应腔内产生的废气抽出，所述反应腔通常是一膜层淀积设备的反应腔，所述膜层淀积设备优选为低压化学气相沉积设备，在沉积过程中，废气在反应腔中的温度极高，高温的废气到达抽气单元1的出气口处温度介于100摄氏度-150摄氏度，然后废气中的副产物等在排气系统的排气管道2中容易冷凝下来(特别是在排气管道2比较长时，更容易冷凝而附着在排气管道2的管壁上)，因此本实施例中，在所述排气管道2上设置了若干个管道连接件4，所述管道连接件4可以是一个也可以是多个，优选为多个，或者，也可以这么理解，当所述管道连接件4为多个时，所述排气管道2也可以是多段，所述管道连接件4将多段所述排气管道2连接起来。

进一步，如图4所示，所述管道连接件4包括中空的接头本体42，即所述接头本体42具有两端连通的内腔，所述接头本体42的管壁上至少一段包括外壁421、内壁422及由所述外壁421和所述内壁422构成的环形空腔423，一惰性气体供给设备41的一端与所述环形空腔423的进气口连通，以向所述环形空腔423内通入高温的惰性气体(例如氮气等)。所述环形空腔423的内壁上设置有若干环状排布的气体喷射孔道424，即所述气体喷射孔道424是开设在所述内壁422上的，以使所述环形空腔423与所述接头本体42的内腔通过若干所述气体喷射孔道424连通，所述惰性气体从所述环形空腔423内通过所述气体喷射孔道424喷射进所述接头本体42的内腔中，以为所述废气提供冲力和热量。可选的，通过所述惰性气体供给设备41通入的所述惰性气体的温度大于100摄氏度。

如图5所示，所述环形空腔423的内壁上的气体喷射孔道424具有多个，多个所述气体喷射孔道424沿所述接头本体42的内腔的周向均匀设置，以均匀的向所述接头本体42的内腔内喷入多股惰性气体。本实施例中，所述环形空腔423的内壁上的气体喷射孔道424的数量为8个，每个所述气体喷射孔道424在所述废气流经的方向上的位置相同，即8个所述气体喷射孔道424在沿所述接头本体42的轴向的位置相同，在沿所述接头本体42的径向上构成一个圆形。可选的，所述内壁422是具有一定厚度的，使所述气体喷射孔道424可以倾斜的开设，而本实施例中，每个所述气体喷射孔道424的轴向均不是垂直于所述接头本体42的内腔的径向，而是与接头本体42的内腔的径向具有一个夹角a，所述夹角a的范围介于1度-10度之间，并且8个所述气体喷射孔道424与所述接头本体42的内腔的径向的夹角a均相等，以使所述惰性气体从所述气体喷射孔道424中沿所述废气流经的方向喷出，并形成涡流状的惰性气流进入所述接头本体42的内腔内，如图4所述的箭头所示。所述涡流状的惰性气流提供的扰流能够使废气在流经的方向上阻力减少，避免废气回灌至抽气单元1中，可以有效的减小所述抽气单元1被破坏的风险。

进一步，请参阅图4，所述管道连接件4中还设置有一加热件43，例如是加热板或者加热丝等。所述加热件43可以设置于所述接头本体42的内腔内并紧贴所述内壁422，以为所述接头本体42的内腔内的混合气体进行加热，进一步避免废气的冷凝。可选的，所述加热件43可以呈环形设置于所述接头本体42的内腔内，以增加加热的面积。可以理解的是，所述加热件43也可以设置于所述环形空腔423内，并紧贴所述内壁422设置，不仅可以对所述环形空腔423内的惰性进行预热，避免其冷却，并且所述加热件43实际上是可以使内壁422的温度升高的，也就可以间接将热量传递至接头本体42的内腔内。可选的，所述加热件43还通过一导线与一电源接口44连接，以通过所述电源接口44通电发热。

可选的，所述管道连接件4还包括一测温件(未图示)，所述测温件的测温探头可以伸入所述接头本体42内，以测量所述接头本体42内气体的温度，便于随时监控。

可选的，所述排气系统中靠近所述抽气单元1的端部设置有所述管道连接件4，所述管道连接件4的两端分别与所述抽气单元1的出气口及所述排气管道2的一端可拆卸连接。即本实施例中，所述管道连接件4是位于所述抽气单元1与所述排气管道2之间的，但应理解，所述管道连接件4实际上也可以位于其他位置，例如是排气管道2的中部等等，在此不再一一举例。所述接头本体42的两端可以设置法兰等连接结构，以实现管道连接件4与其他管道的可拆卸连接。

基于此，本实施例还提供了一种半导体设备，包括反应腔、抽气单元1、废气3及所述排气系统，所述抽气单元1与所述反应腔连接以抽出所述反应腔内的废气，所述废气通过所述排气系统后流入所述废气处理单元进行处理。可选的，所述半导体设备包括膜层淀积设备，所述反应腔可以是任意膜层淀积设备的反应腔，例如化学气相沉积设备的反应腔、物理气相沉积设备的反应腔或炉管氧化设备的反应腔等等，本实用新型不作限制。

综上，在本实用新型实施例提供的排气系统及半导体设备中，包括排气管道及若干管道连接件，所述管道连接件具有与所述排气管道连通的接头本体，所述接头本体的至少一段管壁上设置有呈环状排布的若干气体喷射孔道，所述气体喷射孔道用于接收惰性气体并将所述惰性气体喷射至所述接头本体内，使所述废气与所述惰性气体混合，避免所述废气遇冷附着于所述排气管道的内壁上，且所述惰性气体提供的扰流也能够使废气在流经的方向上阻力减少，避免废气回灌至抽气单元中，可以有效的减小所述抽气单元被破坏的风险。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。