[发明专利]CVD工艺的尾气净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及CVD（Chemical Vapor Deposition,化学气相沉积）工艺的尾气净化装置。

背景技术

在双极集成电路和分立器件的制造过程中，需要用硅烷参与反应的CVD技术来生长二氧化硅、氮化硅、和多晶硅等掺杂或钝化薄膜。因此，在CVD工艺过程中的进气包括有机硅烷，因而尾气的组分中也包括未分解的有机硅烷。多数工厂使用的硅烷（SiH₄）浓度有5％、20％、和100％等多种硅烷。硅烷是无色、有毒、易燃易爆气体，气化学性质活泼，极易被氧化，当硅烷浓度达3％时在空气中会发生燃烧。

一般，参与反应的硅烷气体约有20％～60％从反应装置的尾气排出。特别是当100％硅烷作业LPCVD和PECVD工艺时，为确保反应装置中炉口到炉尾生长圆片的膜厚均匀性，通常会加大100％SiH₄的用量，故从真空泵组排出的尾气中，还含有未反应的硅烷比例会更高。如果尾气中排出的高浓度硅烷未经处理或者处理不彻底，而进入工厂排风管道中，将与空气反应，剧烈燃烧，甚至爆炸。

如上所述，在半导体CVD工艺中需要使用硅烷、磷烷、硼烷、砷烷等气体。如果尾气泄露，或未经处理、处理不彻底就排放，会对作业人员和周围环境造成极大危害。

以下，说明现有技术中对CVD尾气进行处理的尾气净化装置。

以往，作为尾气净化是在CVD反应排气口后面节一根直径约300nm、高度800nm的工程塑料圆管，内有多组喷淋头，磁力泵将水槽内的水抽至喷淋管顶部，通过喷淋管靠近顶部的喷头形成水帘。尾气从喷淋管底部进入，经过水帘，从顶部排出，通过水喷淋冷却高温尾气，同时通过填充空心球来吸附尾气中的危险气体。

但是，在这样的CVD尾气净化装置中存在以下缺点：

（1）喷淋水洗式净化效率不高且针对不同气体净化效率也不同，不能同时有效去除尾气中的硅烷、硼烷、磷烷、砷烷；

（2）为提高净化效率，装置体积庞大，占用净化产房空间；

（3）用填充空心球的方式吸附硅烷、硼烷、磷烷、砷烷，因此吸附总量有限，一旦吸附液，净化效率急剧下降。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的之一旨在于，能够提供一种占用体积小的CVD工艺的尾气净化装置。

本发明的目的之二旨在于，提供一种净化效率高、去除过滤彻底的CVD工艺的尾气净化装置。

本发明的CVD工艺的尾气净化装置，用于净化CVD工艺的尾气，其特征在于，具备：高温反应桶，通入尾气，使所述尾气与空气中的氧气发生氧化反应；冷却吸收塔，通入从所述高温反应桶排出的气体，用通入的冷却过滤液冷却通入的气体、过滤颗粒；净化吸附塔，利用用通入的冷却过滤液和空心球对从所述冷却吸收塔排出的气体进行净化、吸附颗粒；蓄液槽，积存提供给所述冷却吸收塔和净化吸附塔的冷却过滤液；以及泵，将所述蓄液槽中的冷却过滤液抽至所述冷却吸收塔和净化吸附塔。

优选地，所述空心球是多面体空心球。

优选地，所述冷却吸收塔具备多个喷洒冷却过滤液的喷嘴，所述喷嘴在高度方向上构成为多级冷却过滤液帘。

优选地，所述冷却过滤液为水或碱性液体。

优选地，在所述净化吸附塔中填充满所述多面体空心球。

优选地，所述高温反应桶的反应温度在800～1000摄氏度。

优选地，所述多面体空心球由多个半扇形叶片组成。

优选地，所述半扇形叶片相互间错开排列。

优选地，利用被所述冷却过滤液润湿的多面体空心球净化、吸附颗粒。

优选地，所述高温反应桶中设置多条加热丝。

优选地，所述尾气中含有硅烷、硼烷、磷烷、砷烷中的一种气体或多种气体。

利用本发明的CVD工艺的尾气净化装置，CVD工艺产生的包含硅烷、硼烷、磷烷、砷烷的尾气经过高温反应桶，在高温反应桶中充分进行氧化反应，生成可溶解或沉淀粉尘，这样不会使冷却过滤液过于饱和。通过在高温反应桶设置多条高温电热丝，通过对高温电热丝的加热，将高温反应桶维持在高温，保证氧化反应的充分进行。

进一步，利用本发明的CVD工艺的尾气净化装置，由于冷却吸收塔形成多级水帘，能够迅速有效地进行降温并且能够有效地过滤掉大部分粉尘颗粒。在空间上采用多级的水帘构造，能够利用较小的体积空间，实现对粉尘、颗粒的去除。