【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体制作工艺中颗粒物去除，涉及一种半导体工艺流程中尾气颗粒物净化装置。
技术介绍
1、颗粒物控制一直伴随着整个半导体制造的发展过程，因为半导体制造过程中薄膜制程，比如薄膜沉积，化学气相沉积(cvd)、原子层沉积(ald)、等离子体气相沉积(pecvd)等，比如薄膜去除，等离子体刻蚀(plasma etch)、等离子体灰化(plasma asher)等，在以上薄膜的沉积及去除过程不断进行着气态与固态的相互转化，颗粒物也会源源不断的产生。
2、集成电路制造在摩尔定律的驱使下，芯片尺寸越来越小，对于颗粒物的控制也变得越来越严苛。在集成电路芯片的制造工艺过程中，尤其是薄膜(金属及非金属)沉积及去除过程，会不可避免的产生大量微纳米级的颗粒物，这些颗粒物的出现在真空室中不仅降低了晶圆的良品率，还会随着真空管道进入排气系统，从而增加了真空系统的负担，提高了维护的难度。因此，颗粒污染物去除是半导体制造工艺中的关键一环。
3、颗粒物一方面来源于工厂加工生产环境，另一方面来源于流片工艺中复杂气相反应生成的各种尺度的固体颗粒物，其中在流片过程中产生的颗粒物是最主要来源。据统计，对于1mm设计线宽的4m dram生产中，其污染颗粒物50％是由于工厂加工生产环境产生的，其余50％的颗粒物是由于工艺设备所产生的。到了0.5mm线宽的16m dram生产中，有工艺设备产生的颗粒物增加到60％；在0.35mm线宽的64m dram生产中，由工艺设备产生的颗粒物便增加到75％；而在0.25mm线宽的256m dram生产中
4、如上所述，颗粒物主要形成于真空室中，而真空室与排气系统相连接，因此，颗粒物必然随着气相反应后的残气进入排气系统，并对排气系统形成污染。一方面颗粒物在通过排气管道时会吸附于管道壁上，且很难脱落，形成永久性污染。另一方面颗粒物会经排气系统进入到环境中，并对环境造成污染。由于真空系统是全天候持续工作的，以维持真空室里的真空度，因此颗粒物会在排气管道内不断的积累，如果停机维护，将会影响半导体制造工艺的连续运行，增加系统成本。因此，去除排气系统中的颗粒物和将颗粒物的收集是目前半导体制造领域的一个关键技术问题。
5、目前，在半导体制造领域，一般的真空系统如图1所示：真空腔室里面对半导体产品进行加工，腔室内发生各种物理化学反应，进行气态与固态的转换，如：sih4(气态)+nh3(气态)→si3n4(固态)+h2(气态)，而且大多数时间，化合反应并不充分，从而生成各种副产物，这也是颗粒产生的主要来源。真空泵通过前级真空管道与真空腔室相连接，并维持腔室内的真空环境。真空泵排气通过排气管道与尾气处理设备相连接，尾气处理设备将有害气体进行处理之后，通过尾气排放进到工厂的厂务排放总管道。
6、公开号cn117357991a的专利公开了一种半导体生产废气处理工艺，该工艺包括：预处理，将对象引入前置机构中参与前置除尘处理；混气处理，将所述前置机构输出的对象引入混气机构中参与缓流降速处理；净化处理，将混气机构输出的对象引入到净化机构中参与等离子体燃烧净化处理；冷却处理，将净化处理输出的对象引入到冷却机构中进行冷却处理；排放处理，将冷却机构输出的对象经外排机构外排。该方案不仅结构复杂，而且需要燃烧处理，存在一定安全隐患。
7、实际工况中，颗粒主要在真空腔室内产生，另外，由于反应气体活化性逐步衰减，逐步团聚成颗粒，也会在前级真空管道产生，从而进入真空泵以及后续的排气管道、尾气处理设备，厂务排放总管道。
8、针对真空排气管道去除颗粒的方案有以下几种或者几种的组合；
9、一、在维持真空系统的干泵前增加过滤装置，比如筛网，通过控制筛网的孔径来过滤颗粒，如图2所示。此方法的缺点是，筛网会影响真空泵的抽速，且筛网有堵塞的风险，故采用的较少。
10、二、在前级真空管道以及排气管道增加保温功能，维持管道的高温，从而达到抑制颗粒产生的目的，此方法采用较为常见，如图3所示。此方式的缺点是，在腔室中生成的颗粒还是会在后续的真空系统中累积，从而增加真空系统的负担，不能根本解决问题。
11、三、在第二种方法的基础上，采用相反的思路，在前级真空管道中，增加冷阱，使得活化性气态迅速凝结或者结合成颗粒，从而去除，如图4所示。此方式的缺点是，由于管道内气体流速过大，从而使得冷阱难以发挥有效的作用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决半导体制造领域如何去除排气系统中的颗粒物这一关键技术问题，提出了一种半导体工艺流程中尾气颗粒物净化装置，该装置具有操作方便、全天候、高效率以及低成本的优势。
2、本专利技术的技术方案为：
3、一种半导体工艺流程中尾气颗粒物净化装置，其特征在于，包括冷却模块、等离子体发生模块、导流模块、集尘模块和y型管道；所述y型管道具有一个输入口、一直通出口和一侧方出口管；所述等离子体发生模块、导流模块设置于所述y型管道内；其中，
4、所述冷却模块一端与半导体制造工艺中的真空室排气口连接、另一端与所述y型管道的输入口连接，用于对所述真空室排出的废气进行冷却，使废气中的化学成分在降温后加速凝结生长为颗粒后进入所述y型管道内；
5、所述等离子体发生模块，用于在所述y型管道的侧方出口管的入口上方形成一等离子体区域，对流经所述等离子体区域的粒子进行充电形成带电颗粒；
6、所述导流模块，用于利用自身产生的电场将所述带电颗粒排斥导入到所述侧方出口管；
7、所述集尘模块与所述y型管道的侧方出口管的出口连接，用于收集流入的颗粒物；
8、所述y型管道的直通出口通过排气管与真空泵连接，用于将滤除颗粒物的残气经所述真空泵排出。
9、进一步的，所述等离子体发生模块与所述导流模块为同一金属栅网；所述金属栅网与位于所述y型管道外部的电源电连接，为所述金属栅网提供负压。
10、进一步的，所述电源为功率为1～200w、频率为13.56mhz的射频电源；或者所述电源为交流电源。
11、进一步的，所述金属栅网以45°角斜置在所述y型管道内；所述金属栅网的网孔半径为3mm，网线粗细为1mm。
12、进一步的，所述金属栅网为椭圆形金属栅网，其长轴为170mm、短轴为120mm；所述y型管道的内径为160mm、外径为165mm；所述椭圆形金属栅网的下端探入所述y型管道的侧向出口管道的入口内。
13、进一步的，所述椭圆形金属栅网的边缘与所述y型管道的内壁最小距离为20mm。
14、进一步的，所述冷却模块包含导气管和水冷管，所述导气管一端通过法兰与半导体制造工艺中的真空室排气口连接、另一端与所述y型管道的输入口连接；所述水冷管紧贴缠绕在所述导气管的外壁上。
15、进一步的，所述集尘模块为一收集槽，所述收集槽的内、外径与所述y型管道的内、外径匹配。
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【技术保护点】
1.一种半导体工艺流程中尾气颗粒物净化装置，其特征在于，包括冷却模块、等离子体发生模块、导流模块、集尘模块和Y型管道；所述Y型管道具有一个输入口、一直通出口和一侧方出口管；所述等离子体发生模块、导流模块设置于所述Y型管道内；其中，所述冷却模块一端与半导体制造工艺中的真空室排气口连接、另一端与所述Y型管道的输入口连接，用于对所述真空室排出的废气进行冷却，使废气中的化学成分在降温后加速凝结生长为颗粒后进入所述Y型管道内；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述等离子体发生模块与所述导流模块为同一金属栅网；所述金属栅网与位于所述Y型管道外部的电源电连接，为所述金属栅网提供负压。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电源为功率为1～200W、频率为13.56MHz的射频电源；或者所述电源为交流电源。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述金属栅网以45°角斜置在所述Y型管道内；
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述金属栅网为椭圆形金属栅网，其长轴为170mm、短轴为120mm；所述Y型管道的内径为160m
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述椭圆形金属栅网的边缘与所述Y型管道的内壁最小距离为20mm。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷却模块包含导气管和水冷管，所述导气管一端通过法兰与半导体制造工艺中的真空室排气口连接、另一端与所述Y型管道的输入口连接；所述水冷管紧贴缠绕在所述导气管的外壁上。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述集尘模块为一收集槽，所述收集槽的内、外径与所述Y型管道的内、外径匹配。
9.一种基于权利要求1所述半导体工艺流程中尾气颗粒物净化装置的净化方法，其步骤为：
...【技术特征摘要】
1.一种半导体工艺流程中尾气颗粒物净化装置，其特征在于，包括冷却模块、等离子体发生模块、导流模块、集尘模块和y型管道；所述y型管道具有一个输入口、一直通出口和一侧方出口管；所述等离子体发生模块、导流模块设置于所述y型管道内；其中，所述冷却模块一端与半导体制造工艺中的真空室排气口连接、另一端与所述y型管道的输入口连接，用于对所述真空室排出的废气进行冷却，使废气中的化学成分在降温后加速凝结生长为颗粒后进入所述y型管道内；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述等离子体发生模块与所述导流模块为同一金属栅网；所述金属栅网与位于所述y型管道外部的电源电连接，为所述金属栅网提供负压。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电源为功率为1～200w、频率为13.56mhz的射频电源；或者所述电源为交流电源。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述金属栅网以45°角斜置...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯小军，张华霞，
申请(专利权)人：保定途普拉斯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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