【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种化学气相沉积设备及其真空与尾气处理系统，属于化学气相沉积。
技术介绍
1、化学气相沉积(chemical vapor deposition，cvd)是利用含有目标涂层元素的一种或几种气相化合物或单质利用加热、等离子激励或者光辐射等各种能源，在衬底表面进行化学反应生成薄膜的技术。随着第三代半导体技术与材料的发展，以碳化硅材料为代表的涂层制品得到广泛的关注和应用，涂层产品产业迎来了蓬勃发展时期。cvd设备是涂层制备的成熟关键设备，设备的安全性与稳定性是提升效率，降低成本的关键。目前cvd设备的真空与尾气处理系统中则普遍采用螺杆泵或滑阀泵等干泵与喷淋相结合的方式，如公开号为cn210845584u中国技术专利公开了一种化学气相沉积尾气在线回收处理装置，其使用的真空泵同时起到两方面的作用：一方面，在cvd工艺开始前，真空泵工作以使得化学气相沉积炉内达到和保持设定的真空度(此时真空度较高)；另一方面，在cvd工艺进行中，真空泵将化学气相沉积炉中排放的尾气输送到下游的喷淋塔中(此时真空泵的真空度不需要太高)。上述技术公开的方案的优势在于使用一套真空系统就能起到两方面的效果，但其存在的主要题是：cvd工艺过程中会产生大量的固态、液态和气态的副产物，副产物在真空泵中的沉积可能会带来螺杆泵卡死、维护周期短、寿命缩短等后果，尾气处理存在污水量大、反应不完全等技术问题，导致人力成本、设备成本较高以及废液、废气排放排放不达标等问题。
2、此外，mts(三氯甲基硅烷)是最常用的硅源，其特殊性质，如潮解呈现强酸性和腐蚀性，常温
技术实现思路
1、为了克服现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种化学气相沉积设备的真空与尾气处理系统，提高真空与尾气处理系统的稳定性，延长维护周期，提高系统的稼动率。具体技术方案如下。
2、一种化学气相沉积设备的真空与尾气处理系统，其特征在于，包括：尾气管道、真空泵、水环泵和碱液池；
3、所述尾气管道的一端与反应炉连通，所述尾气管道的另一端与所述水环泵的进气口连通；所述真空泵通过真空管道与所述尾气管道连通，实现所述真空泵与所述水环泵并联；所述碱液池的出液口通过碱液管道与所述水环泵的进液口连通，所述碱液池的进液口通过排液管道与所述水环泵的出液口连通；所述碱液池设置有排气管。
4、采用上述技术方案，将真空泵与水环泵并列设置，在cvd工艺开始前，真空泵开启以使得化学气相沉积炉内达到和保持设定的真空度(此时真空度要求较高)；在cvd工艺进行中，真空泵关闭，水环泵处于工作状态，水环泵将化学气相沉积炉(反应炉)中排放的尾气向下游输送(此时不需要太高的真空度)。本专利技术巧妙针对不同的工艺阶段、工艺需求，并列设置不同类型的泵，取得意料不到的技术效果：一方面，仅利用真空泵提供cvd反应之前的高真空，而不利用该真空泵来抽取尾气，从而避免了尾气中副产物对真空泵的损害，提高了真空泵的使用寿命，延长了真空泵的维护周期；另一方面，水环泵本身具备成本低、经久耐用的特点，同时利用碱液作为水环泵的工作介质，使得尾气和碱液可以在水环泵中进行充分的中和反应，提升了尾气处理效果。由于真空泵的造价往往远高于水环泵，而本专利技术的方案恰恰提高了真空泵的使用寿命的同时也提高了尾气处理效果、效率。因此本专利技术提高了整个真空与尾气处理系统的稳定性和稼动率，而且极大地减少了维护所需的人力成本。
5、进一步地，所述尾气管道上还设置有捕集机构，所述捕集机构位于所述真空泵和所述水环泵的上游。捕集机构可以采用现有的已知结构，用来收集尾气中的固态、液态副产物，从而提高下游管道及设备使用寿命，并且保证水环泵能够重复对尾气进行中和处理。本专利技术中的上游、下游是相对于尾气的运动路径而言的，尾气是从上游运动至下游。
6、进一步地，所述碱液管道上设置有冷却装置。水环泵、排液管道、碱液池和碱液管道形成一个碱液循环，水环泵和排液管道中的碱液会吸收中和反应的热量，从而使得碱液池中的碱液温度较高，冷却装置有利于保证进入水环泵中的碱液温度处于可控状态，保证水环泵的工作状态。
7、进一步地，所述尾气管道上还设置有大气喷射泵，所述大气喷射泵位于所述水环泵的上游。所述大气喷射泵和水环泵相配合能够更好地发挥水环泵的抽气效果并保证cvd炉内真空度。排液管道中是液体和尾气的混合物，经过净化的尾气进入到碱液池后从排气管排出，后续检测合格可回收利用或者进一步处理。
8、进一步地，还包括有储水箱和排水管道，所述储水箱通过清洗管道与所述水环泵的进液口连通；所述排水管道与所述水环泵的出液口连通。当cvd工艺结束后，需要清理水环泵时，关闭碱液管道和排液管道，打开清洗管道和排水管道，储水箱中的自来水进入水环泵中然后从排水管道排出，从而实现对水环泵的清洗，有利于实现整个系统的自动化控制。
9、进一步地，所述尾气管道上还设置有缓冲罐，所述缓冲罐置于大气喷射泵上游。在水环泵工作结束后，缓冲罐能够防止大气喷射泵中的水汽进入上游尾气管道，造成尾气管道中副产物水解反应的发生。缓冲罐具有相比于尾气管道横截面更大的腔室。
10、基于同一专利技术构思，本专利技术还涉及一种化学气相沉积设备，其具有上述的真空与尾气处理系统。
11、进一步地，还包括供料系统，其包括：mts储液罐、进料罐、混料罐、反应腔进气管以及若干供气管；
12、所述mts储液罐通过第一进料管与所述进料罐连通，所述进料罐通过第二进料管与所述混料罐连通，若干所述供气管与连通至所述混料罐，所述反应腔进气管的一端与所述混料罐连通，另一端与所述反应炉连通；
13、所述第二进料管上设置有液体流量计；所述混料罐设置有加热器与保温层，防止液体原料低温凝聚。
14、采用上述技术方案，mts储液罐的液体mts通过第一进料管进入到进料罐中，进料罐的液体mts通过第二进料管进入到混料罐中，液体mts在混料罐中被加热器加热汽化与供气管中供应的高纯氩气、氢气、甲烷(或其他气体)等气体混合，混合后的气体通过反应腔进气管进入到后续的反应炉的反应腔中。本方案中的mts采用液体计量，因此计量十分精确，有助于保证混料罐中的各种气体的供应精确且稳定，从而提高cvd产品的质量。
15、进一步地，还包括有用于供应惰性气体的惰性气体管，所述惰性气体管的一个接口连接至所述mts储液罐，所述惰性气体管的一个接口连接至所述进料罐；所述mts储液罐和所述进料罐均连接有泄压管。惰性气体管可以通过若干三通阀并列设置多个接口，且可以设置相应的截止阀来控制相应接口的开闭；泄压管上也设置有截止阀来控制其开闭；当惰本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种化学气相沉积设备的真空与尾气处理系统，其特征在于，包括：尾气管道(D1)、真空泵(D2)、水环泵(D3)和碱液池(D4)；
2.根据权利要求1的所述一种化学气相沉积设备的真空与尾气处理系统，其特征在于，所述尾气管道(D1)上还设置有捕集机构(D9)，所述捕集机构(D9)位于所述真空泵(D2)和所述水环泵(D3)的上游；优选地，所述碱液管道(D6)上设置有冷却装置(D10)。
3.根据权利要求1的所述一种化学气相沉积设备的真空与尾气处理系统，其特征在于，所述尾气管道(D1)上还设置有大气喷射泵(D11)，所述大气喷射泵(D11)位于所述水环泵(D3)的上游。
4.根据权利要求1的所述一种化学气相沉积设备的真空与尾气处理系统，其特征在于，还包括有储水箱(D12)和排水管道(D13)，所述储水箱(D12)通过清洗管道(D14)与所述水环泵(D3)的进液口连通；所述排水管道(D13)与所述水环泵(D3)的出液口连通。
5.根据权利要求1的所述一种化学气相沉积设备的真空与尾气处理系统，其特征在于，所述尾气管道(D1)上还设置有缓冲罐(
6.一种化学气相沉积设备，其具有如权利要求1-5任意一项所述的真空与尾气处理系统。
7.根据权利要求6的所述化学气相沉积设备，其特征在于，还包括供料系统，其包括：MTS储液罐(2)、进料罐(3)、混料罐(4)、反应腔进气管(7)以及若干供气管(8)；
8.根据权利要求7的所述化学气相沉积设备，其特征在于，还包括有用于供应惰性气体的惰性气体管(15)，所述惰性气体管(15)的一个接口连接至所述MTS储液罐(2)，所述惰性气体管(15)的一个接口连接至所述进料罐(3)；所述MTS储液罐(2)和所述进料罐(3)均连接有泄压管(14)。
9.根据权利要求8的所述化学气相沉积设备，其特征在于，所述惰性气体管(15)的一个接口连接至所述第二进料管(9)上的三通阀(20)；所述反应腔进气管(7)上也设置有泄压管(14)。
10.根据权利要求7的所述化学气相沉积设备，其特征在于，所述MTS储液罐(2)和所述进料罐(3)中均设置有液位计(17)；所述MTS储液罐(2)和所述进料罐(3)中均设置有压力计(13)。
...【技术特征摘要】
1.一种化学气相沉积设备的真空与尾气处理系统，其特征在于，包括：尾气管道(d1)、真空泵(d2)、水环泵(d3)和碱液池(d4)；
2.根据权利要求1的所述一种化学气相沉积设备的真空与尾气处理系统，其特征在于，所述尾气管道(d1)上还设置有捕集机构(d9)，所述捕集机构(d9)位于所述真空泵(d2)和所述水环泵(d3)的上游；优选地，所述碱液管道(d6)上设置有冷却装置(d10)。
3.根据权利要求1的所述一种化学气相沉积设备的真空与尾气处理系统，其特征在于，所述尾气管道(d1)上还设置有大气喷射泵(d11)，所述大气喷射泵(d11)位于所述水环泵(d3)的上游。
4.根据权利要求1的所述一种化学气相沉积设备的真空与尾气处理系统，其特征在于，还包括有储水箱(d12)和排水管道(d13)，所述储水箱(d12)通过清洗管道(d14)与所述水环泵(d3)的进液口连通；所述排水管道(d13)与所述水环泵(d3)的出液口连通。
5.根据权利要求1的所述一种化学气相沉积设备的真空与尾气处理系统，其特征在于，所述尾气管道(d1)上还设置有...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨泰生，王良均，
申请(专利权)人：湖南联合半导体科技有限公司，
类型：发明
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