硅片外延生长的反应尾气的排出装置、系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种硅片外延生长的反应尾气的排出装置、系统及方法，属于半导体制造领域。所述装置包括：用于输送所述反应尾气的尾气输送管道，其中，所述反应尾气在经由所述尾气输送管道输送的过程中会生成各种能够聚集在所述尾气输送管道内部的副产物；设置在所述尾气输送管道外围的电磁波辐射器，所述电磁波辐射器构造成将电磁波辐射至所述尾气输送管道内部，以便通过利用电磁波阻止与所述副产物的化学键相同类型的化学键形成来防止所述副产物生成，并且通过利用电磁波打断已生成的所述副产物的化学键来减少所述副产物的量。本发明专利技术实现了能够简单高效地阻止尾气输送管道中的副产物的生成。

【技术实现步骤摘要】
硅片外延生长的反应尾气的排出装置、系统及方法
本专利技术涉及硅片外延生长领域，尤其涉及一种硅片外延生长的反应尾气的排出装置、系统及方法。
技术介绍
硅片外延生长是半导体芯片制造领域中的一个重要工艺，该工艺是指在经抛光的硅片上按照硅片的晶向再沉积一层排列有序的单晶硅薄层，即外延层，由此得到的带有外延层的硅片称为外延硅片。由于外延层的电阻率和厚度可控、无晶体原生粒子缺陷且无氧沉淀，使得外延硅片得到了非常广泛的应用。硅片外延生长可以通过真空外延沉积、气相外延沉积和液相外延沉积等方法完成，而其中气相外延沉积的应用最为广泛。如果没有另外说明，本专利技术提及的外延生长都是指通过气相外延沉积完成的外延生长。参见图1，其示出了现有的用于硅片W的外延生长的设备1A的示意图。如图1所示，该设备1A可以包括：外延炉10A，该外延炉10A用于容纳硅片W，提供高温高压环境，并且通入有反应源气以实现硅片W的外延生长，其中，在硅片W的外延生长过程中会在外延炉10A中产生反应尾气；尾气输送管道20A，该尾气输送管道20A用于输送来自外延炉10A的反应尾气，在图1中，通过空心箭头示意性地示出了经由尾气输送管道20A输送的反应尾气；尾气净化装置30A，该尾气净化装置30A用于接收尾气输送管道20A输送的反应尾气、对接收的反应尾气进行无毒无害化的净化处理、并将处理后的反应尾气排放到大气中。在图1示现有的用于硅片W的外延生长的设备1A中，反应尾气在经由尾气输送管道20A从外延炉10A输送至尾气净化装置30A的过程中会生成各种能够聚集在尾气输送管道20A内部的副产物BP，下文中将对这些副产物BP进行详细介绍。通入到外延炉10A中以实现硅片W的外延生长的反应源气主要包括：二氯氢硅SiH2Cl2、三氯氢硅SiHCl3、氯化氢HCl等，反应源气在外延炉内的高温和高压的作用下，化学键会断裂，从而形成硅原子Si、氢原子H和氯原子Cl，这些原子在从提供1120℃左右的加热温度的外延炉10A中随反应尾气被排出到尾气输送管道20A中时，被瞬态激发成亚稳态的活泼原子，进而在不同的环境条件下生成不同的副产物BP，以下进行举例说明。在不与空气接触的情况下，反应尾气中的硅原子Si、氢原子H和氯原子Cl可能会形成氯硅烷，氯硅烷会进一步结合形成氯硅烷高聚物，氯硅烷高聚物会通过化学链连接成长链氯硅烷聚合物。氯硅烷的化学式可以表示为SiaClbHc，其中a<7，b<6，c<3。氯硅烷在不接触空气时，在物理形态上体现为一种白色透明的粘性液体，不易流动，像矿物油或者凡士林一样。这种白色粘性液体会逐渐聚集并附着在尾气输送管道20A的内壁上，长期积累有可能堵塞尾气输送管道20A，导致尾气排气不畅，甚至可能会引发爆炸事故。当排气管道及其相关部件产生泄漏导致氯硅烷与空气接触时，氯硅烷会与空气反应形成硅氧烷高聚物。硅氧烷的结构是核壳结构，外壳是一层SiO2，内部包裹氯硅烷液体。硅氧烷的化学式可以表示为HSizO2，其中z<7。硅氧烷在物理形态上体现为一种附着在尾气输送管道20A的内壁上的黄绿色固体。由于氯硅烷是一种亚稳态的中间体，当尾气输送管道20A发生泄漏或者在尾气输送管道20A维护期间有空气瞬间涌入到尾气输送管道20A中使得尾气输送管道20A中的氯硅烷接触到空气中的水蒸气、氧气或者与高速气流产生摩擦时，氯硅烷的原子被瞬态高度激发振动，从而迅速发生猛烈的化学反应，导致氯硅烷自燃并产生明火，若持续在受限空间内反应，将会发出砰砰的爆炸声。在外延炉10A中的高温激发作用下，反应源气中的Si-H键被打断，硅原子Si会以化学键方式与H+、Cl-、SiH4离子结合形成硅尘。硅尘是一种亚微米级的粒子，并且会附着在整个尾气输送管道20A的内壁上，呈现出红褐色的硅层。目前处理这些副产物的主要手段例如可以包括定期维护以去除尾气输送管道内的这些副产物以及定期更换新的管道，但这些方法费用高、成本大，而且有很大的危险性，比如在维护或更换的过程中，副产物与空气接触后可能会发生自燃甚至发生爆炸，给操作人员带来极大危险。目前还可以采用在尾气输送管道中通入可与副产物反应的气体的方法来去除副产物，然而该方法会有可能会产生新的副产物的缺陷。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术实施例期望提供一种硅片外延生长的反应尾气的排出装置、系统及方法，能够简单高效地阻止尾气输送管道中的副产物的生成、聚集，从而能够大大提高外延排气系统的安全性及稳定性，并且能够节省人为维护保养费用及管道更换成本。本专利技术的技术方案是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供了一种用于排出硅片外延生长的反应尾气的装置，所述装置包括：用于输送所述反应尾气的尾气输送管道，其中，所述反应尾气在经由所述尾气输送管道输送的过程中会生成各种能够聚集在所述尾气输送管道内部的副产物；设置在所述尾气输送管道外围的电磁波辐射器，所述电磁波辐射器构造成将电磁波辐射至所述尾气输送管道内部，以便通过利用电磁波阻止与所述副产物的化学键相同类型的化学键形成来防止所述副产物生成，并且通过利用电磁波打断已生成的所述副产物的化学键来减少所述副产物的量。第二方面，本专利技术实施例提供了一种用于排出硅片外延生长的反应尾气的系统，所述系统包括：根据第一方面所述的装置；尾气净化装置，所述尾气净化装置构造成对所述尾气输送管道输送的反应尾气进行无毒无害化的净化处理并将处理后的反应尾气排放到大气中。第三方面，本专利技术实施例提供了一种用于排出硅片外延生长的反应尾气的方法，所述方法应用于根据第二方面所述的系统，所述方法包括：经由所述尾气输送管道输送所述反应尾气，其中，所述反应尾气在经由所述尾气输送管道输送的过程中会生成各种能够聚集在所述尾气输送管道内部的副产物；利用所述电磁波辐射器将电磁波辐射至所述尾气输送管道内部，以便通过利用电磁波阻止与所述副产物的化学键相同类型的化学键形成来防止所述副产物生成，并且通过利用电磁波打断已生成的所述副产物的化学键来减少所述副产物的量；利用所述尾气净化装置对所述尾气输送管道输送的反应尾气进行无毒无害化的净化处理并将处理后的反应尾气排放到大气中。本专利技术实施例提供了一种硅片外延生长的反应尾气的排出装置、系统及方法，不需要对尾气输送管道进行定期维护以去除其内部的副产物，不需要定期更换新的管道，也不需要在尾气输送管道中通入可与副产物反应的气体，而是通过电磁波的能量来阻止化学键的形成从而防止副产物生成以及打断已存在的化学键从而减少副产物的量，因此简单高效地阻止了尾气输送管道中的副产物的生成、聚集，从而大大提高了外延排气系统的安全性及稳定性，并且节省了人为维护保养费用及管道更换成本，避免了新的副产物的生成。附图说明图1为现有的用于硅片的外延生长的设备的示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种用于排出硅片外延生长的反应尾气的装置的示意图；图3为本专利技术实施例提供的另一种用于排出硅片外延生长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于排出硅片外延生长的反应尾气的装置，其特征在于，包括：/n用于输送所述反应尾气的尾气输送管道，其中，所述反应尾气在经由所述尾气输送管道输送的过程中会生成各种能够聚集在所述尾气输送管道内部的副产物；/n设置在所述尾气输送管道外围的电磁波辐射器，所述电磁波辐射器构造成将电磁波辐射至所述尾气输送管道内部，以便通过利用电磁波阻止与所述副产物的化学键相同类型的化学键形成来防止所述副产物生成，并且通过利用电磁波打断已生成的所述副产物的化学键来减少所述副产物的量。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于排出硅片外延生长的反应尾气的装置，其特征在于，包括：
用于输送所述反应尾气的尾气输送管道，其中，所述反应尾气在经由所述尾气输送管道输送的过程中会生成各种能够聚集在所述尾气输送管道内部的副产物；
设置在所述尾气输送管道外围的电磁波辐射器，所述电磁波辐射器构造成将电磁波辐射至所述尾气输送管道内部，以便通过利用电磁波阻止与所述副产物的化学键相同类型的化学键形成来防止所述副产物生成，并且通过利用电磁波打断已生成的所述副产物的化学键来减少所述副产物的量。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述尾气输送管道设置有压力控制阀，并且所述电磁波辐射器在沿着所述尾气输送管道的延伸方向上位于与所述压力控制阀相对的位置处。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述尾气输送管道包括波纹管，并且所述电磁波辐射器在沿着所述尾气输送管道的延伸方向上位于与所述波纹管相对的位置处。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述尾气输送管道包括弯曲部分，并且所述电磁波辐射器在沿着所述尾气输送管道的延伸方向上位于与所述弯曲部分相对的位置处。


5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述尾气输送管道中设置有泵，并且所述电磁波辐射器在沿着所述尾气输送管道的延伸方向上位于与所述泵相对的位置处。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凌云，牛景豪，
申请(专利权)人：西安奕斯伟硅片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61