CN112827341A - 一种半导体工艺的废气处理***及其废气的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种半导体工艺的废气处理***及其废气的处理方法，包括：第一传感器、第一三通阀、燃烧室、水洗支路和水洗室；第一三通阀的第一出口通过燃烧室与水洗室连通，第一三通阀的第二出口通过水洗支路与水洗室连通。本发明提供的半导体工艺的废气处理***，通过在废气处理***中增设水洗支路和第一三通阀，使第一三通的切换与第一传感器检测的信号进行联动，在第一传感器检测六氟化钨达到预设浓度时，第一三通阀将废气切换至水洗支路进行水解处理，并在第一传感器检测六氟化钨未达到预设浓度时，第一三通阀将废气切换至燃烧室进行处理，避免废气对燃烧室的腐蚀，提高处理效率与工艺机台利用率，延长设备的维护周期，减少对产线运行的影响。
Description
技术领域
本发明涉及半导体工业废气处理领域，尤其涉及一种半导体工艺的废气处理***及其废气的处理方法。
背景技术
半导体WCVD制程工艺中，钨通常是被用作高传导性的互连金属、金属层间的通孔和垂直接触的接触孔以及铝和硅间的隔离层。最常见的WCVD工艺的主要反应气体有六氟化钨、氢气、硅烷和三氟化氮。
此工艺的气体对于半导体的废气处理设备极具挑战，设备维护周期在7天到10天时间不等，且对厂务的废气排放管路产生堵塞，严重影响半导体的产线运行与产能提高。
此工艺涉及到的工艺废气为有毒有害气体，对人体和环境危害严重，必须经过处理才能进行排放。处理此工艺气体的废气处理设备的维护周期短的问题日益突出，亟待解决。
发明内容
本发明实施例提供的半导体工艺的废气处理***及其废气的处理方法，用以解决上述问题，实现对工艺废气的处理，同时有效将废气处理设备的维护周期延长。
本发明实施例提供的半导体工艺的废气处理***，包括：
第一传感器、第一三通阀、燃烧室、水洗支路和水洗室；
所述第一三通阀的第一出口通过所述燃烧室与所述水洗室连通，所述第一三通阀的第二出口通过所述水洗支路与所述水洗室连通，所述第一传感器与所述第一三通阀电连接，以在所述第一传感器检测六氟化钨达到预设浓度时，将所述第一三通阀的入口与其第二出口连通，并在所述第一传感器检测六氟化钨未达到预设浓度时，将所述第一三通阀的入口与其第一出口连通。
根据本发明提供的半导体工艺的废气处理***，所述半导体工艺的废气处理***还包括：废气管路；所述废气管路与所述水洗室的出口连通。
根据本发明提供的半导体工艺的废气处理***，所述半导体工艺的废气处理***还包括：连接管；所述废气管路通过连接管与所述水洗室的出口连通。
根据本发明提供的半导体工艺的废气处理***，所述半导体工艺的废气处理***还包括：水箱；
所述第一三通阀的第一出口通过所述燃烧室、所述水箱与所述水洗室连通，所述第一三通阀的第二出口通过所述水洗支路、所述水箱与所述水洗室连通。
根据本发明提供的半导体工艺的废气处理***，所述半导体工艺的废气处理***还包括：用于生产加工的工艺机台；所述第一传感器安装在所述工艺机台中，所述工艺机台与所述第一三通阀的入口连通。
根据本发明提供的半导体工艺的废气处理***，所述工艺机台的数量为多个，所述半导体工艺的废气处理***还包括：第二三通阀；
所述第二三通阀的入口与其中一所述工艺机台连通，所述第二三通阀的第一出口与所述第一三通阀的入口连通，所述第二三通阀的第二出口与其它任一所述工艺机台连通。
根据本发明提供的半导体工艺的废气处理***，所述半导体工艺的废气处理***还包括：安装在所述工艺机台中的第二传感器；所述第二传感器与所述第二三通阀电连接，以在所述第二传感器检测到所述半导体工艺的废气处理***正常时，将所述第二三通阀的第一出口与所述第一三通阀的入口连通；在所述第二传感器检测到所述半导体工艺的废气处理***维护或报警宕机时，将所述第二三通阀的第二出口与其它任一所述工艺机台连通。
本发明实施例还提供一种半导体工艺的废气的处理方法，包括：利用第一传感器检测六氟化钨的浓度；
若第一传感器检测六氟化钨达到预设浓度，将第一三通阀的入口与其第二出口连通，以通过水洗支路进行水解处理；
若第一传感器检测六氟化钨未达到预设浓度，将第一三通阀的入口与其第一出口连通，通过燃烧室进行处理。
根据本发明提供的半导体工艺的废气的处理方法，所述利用第一传感器检测六氟化钨的浓度的步骤之前还包括：
若第二传感器检测到半导体工艺的废气处理***正常时，则第二三通阀的第一出口与第一三通阀的入口连通；
若第二传感器检测到半导体工艺的废气处理***维护或报警宕机时，则第二三通阀的第二出口与其它任一工艺机台连通。
本发明提供的半导体工艺的废气处理***，通过在废气处理***中增设水洗支路和第一三通阀，使第一三通的切换与第一传感器检测的信号进行联动，在第一传感器检测六氟化钨达到预设浓度时，第一三通阀将废气切换至水洗支路进行水解处理，并在第一传感器检测六氟化钨未达到预设浓度时，第一三通阀将废气切换至燃烧室进行处理，避免废气对燃烧室的腐蚀，提高处理效率与工艺机台利用率，延长设备的维护周期，减少对产线运行的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的半导体工艺的废气处理***的结构示意图；
图2是半导体工艺的废气处理***的控制方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的半导体工艺的废气的处理方法的流程示意图；
其中，1、第一三通阀；2、燃烧室；3、水洗支路；4、水洗室；5、废气管路；6、连接管；7、水箱；8、第二三通阀。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有废气处理设备在此工艺上仅靠燃烧室与水洗室组合方式，如图1所示，不能有效解决维护周期短及堵塞厂务废气排放管路的问题。
流程为：工艺机台的工艺废气通过真空泵排放到废气处理***的燃烧室进行处理，而后燃烧处理后的废气通过水洗室洗涤后排放到废气管路中。
而由于工艺废气中存在：六氟化钨(CAS NO.7783-82-6)气体具有酸性腐蚀性；该物质不可燃也不助燃；易水解，生产氢氟酸与氧化钨。根据气体的化学性质可知，其在燃烧室中是不能被处理的，只有在水洗室中进行水解处理，导致该物质在水洗室前端对设备的零部件产生腐蚀风险。
由于水洗室的处理路径短且只有一次水洗室处理，所以六氟化钨水解后的生成物都堵塞到水洗室中造成维护周期短。由于水洗室与废气管路连接，导致六氟化钨水解后的副产物会有少部分随气流排放到废气管路中造成堵塞堆积。
为解决上述问题，本发明实施例提供了一种半导体工艺的废气处理***，下面结合图2描述本发明提供的半导体工艺的废气处理***，该半导体工艺的废气处理***包括：第一传感器、第一三通阀1、燃烧室2、水洗支路3和水洗室4。第一三通阀1设有一个入口和两个可切换的出口。第一三通阀1的第一出口通过燃烧室2与水洗室4连通，第一三通阀1的第二出口通过水洗支路3与水洗室4连通，第一传感器与第一三通阀1电连接，第一三通阀1可选用为电动三通阀，可根据情况控制阀门的开度及连通的位置，以在第一传感器检测六氟化钨达到预设浓度时，将第一三通阀1的入口与第一三通阀1的第二出口连通，并在第一传感器检测六氟化钨未达到预设浓度时，将第一三通阀1的入口与第一三通阀1的第一出口连通。
本实施例在废气处理***上加一根水洗支路，水洗支路与燃烧室通过第一三通阀1切换。工作过程中，若第一传感器检测六氟化钨达到预设浓度，例如浓度大于1％时，第一三通阀1的入口与第一三通阀1的第二出口连通，第一三通阀1将废气切换至水洗支路3进行水解处理(WF6+3H20＝6HF+WO3)，水洗支路3内覆盖水喷淋，六氟化钨水解后的副产物随水流排放。由于增加了水洗支路3，则延长了六氟化钨的水解反应路径，减少了在后端水洗腔发生水解的量，从而减少水洗室4的堵塞。六氟化钨直接在水洗支路3进行水解，则避免了对燃烧室2的腐蚀。若第一传感器检测六氟化钨未达到预设浓度，例如浓度小于1％时，第一三通阀1的入口与第一三通阀1的第一出口连通，第一三通阀1将废气切换至燃烧室2进行处理，使得该工艺的其他气体(氢气、硅烷和三氟化氮)进入燃烧室2进行处理。根据工艺废气的物理化学性质进行特定的处理方式可以提高处理效率与机台利用率，延长设备的维护周期，减少对产线运行的影响。
本发明实施例提供的半导体工艺的废气处理***，通过在废气处理***中增设水洗支路和第一三通阀，使第一三通的切换与第一传感器检测的信号进行联动，在第一传感器检测六氟化钨达到预设浓度时，第一三通阀将废气切换至水洗支路进行水解处理，并在第一传感器检测六氟化钨未达到预设浓度时，第一三通阀将废气切换至燃烧室进行处理，避免废气对燃烧室的腐蚀，提高处理效率与工艺机台利用率，延长设备的维护周期，减少对产线运行的影响。
基于上述实施例，如图2所示，半导体工艺的废气处理***还包括：废气管路5和连接管6。废气管路5通过连接管6与水洗室4的出口连通。经过水洗室4水洗后的废气通过连接管6最终可排入废气管路5。
其中。半导体工艺的废气处理***还包括：水箱7。第一三通阀1的第一出口通过燃烧室2、水箱7与水洗室4连通，第一三通阀1的第二出口通过水洗支路3、水箱7与水洗室4连通。氟化钨在水洗支路3中水解后的副产物随水流排放至水箱7中。
本实施例中，半导体工艺的废气处理***还包括：用于生产加工的工艺机台(图未示)。第一传感器安装在工艺机台中，工艺机台与第一三通阀1的入口连通。
实际生产过程中，工艺机台的数量为多个半导体工艺的废气处理***还包括：第二三通阀8。第二三通阀8设有一个入口和两个可切换的出口。第二三通阀8可选用为电动三通阀，可根据情况控制阀门的开度及连通的位置。第二三通阀8的入口与其中一工艺机台连通，第二三通阀8的第一出口与第一三通阀的入口连通，第二三通阀的第二出口与其它任一工艺机台连通，从而可通过第二三通阀8的切换，将废气排放至其它工艺机台。
其中，半导体工艺的废气处理***还包括：安装在工艺机台中的第二传感器。第二传感器与第二三通阀8电连接，以在第二传感器检测到半导体工艺的废气处理***正常时，将第二三通阀8的第一出口与第一三通阀的入口连通；在第二传感器检测到半导体工艺的废气处理***维护或报警宕机时，将第二三通阀8的第二出口与其它任一所述工艺机台连通。
本发明实施例提供的半导体工艺的废气处理***，通过在废气处理***中增设水洗支路和第一三通阀，使第一三通的切换与第一传感器检测的信号进行联动，在第一传感器检测六氟化钨达到预设浓度时，第一三通阀将废气切换至水洗支路进行水解处理，并在第一传感器检测六氟化钨未达到预设浓度时，第一三通阀将废气切换至燃烧室进行处理，避免废气对燃烧室的腐蚀，根据工艺废气的物理化学性质进行特定的处理方式可以提高处理效率与机台利用率，延长设备的维护周期，减少对产线运行的影响。此外，半导体工艺的废气处理***当需要进行维护或发生报警宕机时，废气处理***的第二三通阀进行切换，能够将工艺废气切换至其他备用的工艺机台。
本发明实施例还提供种半导体工艺的废气的处理方法，该处理方法用于处理半导体工艺的废气处理***，如图2所示，该半导体工艺的废气处理***包括：第一传感器、第一三通阀1、燃烧室2、水洗支路3和水洗室4。第一三通阀1的第一出口通过燃烧室2与水洗室4连通，第一三通阀1的第二出口通过水洗支路3与水洗室4连通，第一传感器与第一三通阀1电连接，以在第一传感器检测六氟化钨达到预设浓度时，将第一三通阀1的入口与第一三通阀1的第二出口连通，并在第一传感器检测六氟化钨未达到预设浓度时，将第一三通阀1的入口与第一三通阀1的第一出口连通。具体结构可参阅上述实施例，在此不再赘述。
如图3所示，半导体工艺的废气的处理方法包括步骤：
S1：利用第一传感器检测六氟化钨的浓度。
S2：若第一传感器检测六氟化钨达到预设浓度，将第一三通阀的入口与其第二出口连通，以通过水洗支路进行水解处理。
S3：若第一传感器检测六氟化钨未达到预设浓度，将第一三通阀的入口与其第一出口连通，通过燃烧室进行处理。
其中，步骤S1之前还包括：若第二传感器检测到半导体工艺的废气处理***正常，则第二三通阀8的第一出口与第一三通阀1的入口连通。若第二传感器检测到半导体工艺的废气处理***维护或报警宕机，则第二三通阀8的第二出口与其它任一工艺机台连通。
具体地，若第一传感器检测六氟化钨达到预设浓度，例如浓度大于1％时，第一三通阀1的入口与第一三通阀1的第二出口连通，第一三通阀1将废气切换至水洗支路3进行水解处理(WF6+3H20＝6HF+WO3)，水洗支路3内覆盖水喷淋，六氟化钨水解后的副产物随水流排放。由于增加了水洗支路3，则延长了六氟化钨的水解反应路径，减少了在后端水洗腔发生水解的量，从而减少水洗室4的堵塞。六氟化钨直接在水洗支路3进行水解，则避免了对燃烧室2的腐蚀。若第一传感器检测六氟化钨未达到预设浓度，例如浓度小于1％时，第一三通阀1的入口与第一三通阀1的第一出口连通，第一三通阀1将废气切换至燃烧室2进行处理，使得该工艺的其他气体(氢气、硅烷和三氟化氮)进入燃烧室2进行处理。根据工艺废气的物理化学性质进行特定的处理方式可以提高处理效率与机台利用率，延长设备的维护周期，减少对产线运行的影响。根据现场实际应用此方法可将设备的维护周期从7到10天延长至30天，有效解决了在此工艺上的废气处理设备的痛点，直接提高了产线的运行效率。
综上所述，本发明实施例提供的半导体工艺的废气的处理方法，通过在废气处理***中增设水洗支路和第一三通阀，使第一三通的切换与第一传感器检测的信号进行联动，在第一传感器检测六氟化钨达到预设浓度时，第一三通阀将废气切换至水洗支路进行水解处理，并在第一传感器检测六氟化钨未达到预设浓度时，第一三通阀将废气切换至燃烧室进行处理，避免废气对燃烧室的腐蚀，根据工艺废气的物理化学性质进行特定的处理方式可以提高处理效率与机台利用率，延长设备的维护周期，减少对产线运行的影响。此外，该处理方法在需要进行维护或发生报警宕机时，废气处理***的第二三通阀进行切换，能够将工艺废气切换至其他备用的工艺机台。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种半导体工艺的废气处理***，其特征在于，包括：
第一传感器、第一三通阀、燃烧室、水洗支路和水洗室；
所述第一三通阀的第一出口通过所述燃烧室与所述水洗室连通，所述第一三通阀的第二出口通过所述水洗支路与所述水洗室连通，所述第一传感器与所述第一三通阀电连接，以在所述第一传感器检测六氟化钨达到预设浓度时，将所述第一三通阀的入口与其第二出口连通，并在所述第一传感器检测六氟化钨未达到预设浓度时，将所述第一三通阀的入口与其第一出口连通。
2.根据权利要求1所述的半导体工艺的废气处理***，其特征在于，所述半导体工艺的废气处理***还包括：废气管路；所述废气管路与所述水洗室的出口连通。
3.根据权利要求2所述的半导体工艺的废气处理***，其特征在于，所述半导体工艺的废气处理***还包括：连接管；所述废气管路通过所述连接管与所述水洗室的出口连通。
4.根据权利要求1所述的半导体工艺的废气处理***，其特征在于，所述半导体工艺的废气处理***还包括：水箱；
所述第一三通阀的第一出口通过所述燃烧室、所述水箱与所述水洗室连通，所述第一三通阀的第二出口通过所述水洗支路、所述水箱与所述水洗室连通。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的半导体工艺的废气处理***，其特征在于，所述半导体工艺的废气处理***还包括：用于生产加工的工艺机台；所述第一传感器安装在所述工艺机台中，所述工艺机台与所述第一三通阀的入口连通。
6.根据权利要求5所述的半导体工艺的废气处理***，其特征在于，所述工艺机台的数量为多个，所述半导体工艺的废气处理***还包括：第二三通阀；
所述第二三通阀的入口与其中一所述工艺机台连通，所述第二三通阀的第一出口与所述第一三通阀的入口连通，所述第二三通阀的第二出口与其它任一所述工艺机台连通。
7.根据权利要求6所述的半导体工艺的废气处理***，其特征在于，所述半导体工艺的废气处理***还包括：安装在所述工艺机台中的第二传感器；所述第二传感器与所述第二三通阀电连接，以在所述第二传感器检测到所述半导体工艺的废气处理***正常时，将所述第二三通阀的第一出口与所述第一三通阀的入口连通；在所述第二传感器检测到所述半导体工艺的废气处理***维护或报警宕机时，将所述第二三通阀的第二出口与其它任一所述工艺机台连通。
8.一种半导体工艺的废气的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
利用第一传感器检测六氟化钨的浓度；
若第一传感器检测六氟化钨达到预设浓度，将第一三通阀的入口与其第二出口连通，以通过水洗支路进行水解处理；
若第一传感器检测六氟化钨未达到预设浓度，将第一三通阀的入口与其第一出口连通，通过燃烧室进行处理。
9.根据权利要求8所述的半导体工艺的废气的处理方法，其特征在于，所述利用第一传感器检测六氟化钨的浓度的步骤之前还包括：
若第二传感器检测到半导体工艺的废气处理***正常，则第二三通阀的第一出口与第一三通阀的入口连通；
若第二传感器检测到半导体工艺的废气处理***维护或报警宕机，则第二三通阀的第二出口与其它任一工艺机台连通。
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