废气处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种废气处理装置，所述装置包括炉体，在所述炉体内部具有由加热部件定义的高温通道，所述高温通道中装满碎块填充物，所述炉体上包括进气口和出气口，废气从进气口进入高温通道，流过所述填充物后由出气口排出，所述进气口和出气口处具有隔栅，用于限制所述填充物并允许气体流过。本实用新型专利技术的废气处理装置能够以低成本和简单可靠的方式将多种半导体生产过程中产生的废气处理为无害的物质后排放，而且具有很高的废气处理率。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体制造
，特别涉及一种半导体制造企 业生产过程中的废气处理装置。
技术介绍
在半导体制造过程中会产生大量的废气，例如，在利用化学气相沉积(CVD)工艺沉积多晶硅或二氣化硅层时要利用大量的硅烷(SiH4) 气体或其它含硅气体，用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺沉 积各种非晶硅、微晶硅和納米硅薄膜时也需要用到大量的硅烷气体，此 外，掺杂和离子注入等工艺需要用到硼烷(B2H6)和磷烷(PH3)等气体。 由于硅烷能在空气中自燃，硼烷和磷烷也是有毒气体，因此出于安全和 环保的考虑，这些工艺过程结束后大量的剩余反应气体不能直接排放到 大气中。一般而言，沉积设备中的含硅烷的剩余反应气体必须经过废气洗涤 器处理，以免对大气造成污染。因此，与沉积设备配套的废气处理器是 不可缺少的重要部分。硅烷等气体必须经过滤或者转化成可被安全处置 的物质。通常是将硅烷在燃烧室中加以燃烧， 一般以天然气为燃料，这 时硅烷SiH4经过反应转化成二氣化硅(Si02)。但是以天然气为燃料， 如果系统突然发生故障，例如燃烧室的进气口出现故障，残留的SiH4就 会在燃烧室中聚集，很有可能导致随后不可控制的燃烧，燃烧室就有可 能成为爆炸源。湿法洗涤器和其它处理设备也已经应用于硅烷废气的处 理。美国专利6174349提供了一种结合燃烧箱的潮湿洗涤器。美国专利 5955037提供了 一种氣化的处理方法。美国专利5320817使用一种可生成 氩铝化合物的金属盐来清除硅烷。其它类型的湿洗涤器是基于湿的化学 反应，让硅烷和诸如氩氧化钠(NaOH)的雾状物反应，这种方法效率高， 处理量大，但是过程和设备非常复杂，容易出故障。另外一种处理硅烷的技术是通过所谓的"干处理器"将低压的高密度等离子体施加在含有 硅烷的废气混合物中，硅烷被分解沉积在表面积很大的多层电极上面， 电极被定期地更换和清理。然而这种方法由于气体管道压力的不断变化和混合废气的合成物的存在，经常导致等离子体的消失。此外，95%-99% 的处理效率并不能达到当今政府机构制定的严格的安全和环保规章和要 求。现有的废气处理设备均不同程度地存在成本和运行费用昂贵，維修 和保养要求高，产生液体或固体污染物，存在操作危险，或者占据空间 较大等问题，另外，传统的废气处理设备的性能很大程度上取决于混合 废气中气体的类型，每一种废气混合物都需要一种特定的化学方法来处 理，不能够同时处理掉所有的废气，不适用于低成本和大批量生产半导 体器件的需要。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种废气处理装置，能够以低成本和简 单可靠的方式将多种半导体生产过程中产生的废气处理为无害的物质后 排放，而且具有很高的废气处理率。为达到上述目的，本技术提供了一种废气处理装置，所述装置 包括炉体，在所述炉体内部具有由加热部件定义的高温通道，所述高温 通道中装满碎块填充物，所述炉体上包括进气口和出气口，废气从进气 口进入高温通道，流过所述填充物后由出气口排出，所述进气口和出气 口处具有隔栅，用于限制所述填充物并允许气体流过。优选地，所述填充物为碎砖石，鹅卵石，瓦片、碎玻璃、碎陶f;片中的一种或組合o优选地，所述加热部件包括金属管和金属管外缠绕的电阻丝。 优选地，所述金属管为钢管、铁管或铝管。优选地，所述加热部件定义的高温通道中的温度保持在500°C~700 c。优选地，所述高温通道长度大于0.5米，直径大于10厘米。 优选》也，所述高温通道为圆台形。优选地，所述高温通道中具有至少一个一端固定的隔板，用于将所 述高温通道分隔为蜿蜒狭长的气体通路。优选地，所述隔板为奇数个时，所述进气口和出气口位于所述炉体 的同一侧；所述隔板为偶数个时，所述进气口和出气口分别位于所述炉 体的两俯J。优选地，所述高温通道中具有至少一个两端固定的隔板，用于将所 述高温通道分隔为独立的复数个层。与现有技术相比，本技术具有以下优点本技术的废气处理装置在废气进气口和排气口之间设置高温通 道，在高温通道中填充碎砖石、瓦片、碎iE皮璃、碎陶乾片等填充物，高 温通道中的温度保持在50(TC 700。C左右。硅烷废气从进气口进入高温通 道流经填充物的碎砖石、瓦片、碎玻璃或碎陶乾片之间的孔隙后再从排 气口排出。废气在高温通道中被热激活而沉积在填充物(碎砖石、瓦片、 碎玻璃、碎陶乾片)的表面形成固体硅薄膜，氩气等气体副产物由排气 口排出。由于碎砖石、瓦片、碎玻璃、碎陶乾片等填充物的表面积很大， 气体能够充分地热沉积。通过设置足够长的高温通道，其中填充足够多 的碎片填充物，能够使废气气体分子充分地分解，废气中混合的少量摻杂物如磷烷(PH3)和硼烷(B2H6)在这个过^呈中也被高温分解。沉积了固体硅薄膜的填充物残渣是无害物质，可以像常规固体废物一样处理， 一段 时间后更换新的填充物后可继续处理废气。本技术的废气处理装置 能够同时处理多种废气，而且处理率极高。本技术的废气处理装置 的结构简单，加热源采用电加热，安全可靠易于操作，运行成本和維护 成本均较低，非常适合于半导体企业批量生产过程中的废气处理。附图说明通过附图中所示的本技术的优选实施例的更具体说明，本实用 新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的 附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本 技术的主旨。在附图中，为清楚起见，放大了层的厚度。图1为根据本技术第一实施例的废气处理装置结构示意图； 图2为根据本技术第二实施例的废气处理装置结构示意图； 图3a为根据本技术第三实施例的废气处理装置结构示意图； 图3b为根据本技术第四实施例的废气处理装置结构示意图； 图4为根据本技术第五实施例的废气处理装置结构示意图。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面 结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中 阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够 以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违 背本技术内涵的情况下做类似推广。因此本技术不受下面公开的具体实施的限制。图1为根据本技术第一实施例的废气处理装置结构示意图。所 述示图只是实例，其在此不能限制本技术的保护范围。如图1所示， 根据本技术第一实施例的废气处理装置包括炉体101，作为优选的实 施例，炉体101的内壁设置有隔热层107，隔热层107的材料可采用耐高 温材料，例如石棉瓦等。隔热层107包围着加热部件103，本实施例的加 热部件103优选采用电加热，加热部件103包括金属管(例如钢管、铁 管或铝管等)和金属管外缠绕的电阻丝。高温通道105，即加热部件103 所围成的区域，也就是金属管的内部空间。高温通道105的长度和直径可根据需要灵活设计，例如长度大于0.5米，直径大于10厘米。在高温 通道105中瑱充的填充物为碎砖石，例如鹅卵石，瓦片、碎玻璃、碎陶 瓷片中的一种或组合。瑱充物的大小尺寸无需相同，只要能形成一个中 间有适度孔隙的整体即可，这样，气体进入填充物后能够象穿过一个迷 宫一样流出填充物。高温通道105就相当于一个气体通道，所不同的是 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废气处理装置，所述装置包括炉体，在所述炉体内部具有由加热部件定义的高温通道，所述高温通道中装满碎块填充物，所述炉体上包括进气口和出气口，废气从进气口进入高温通道，流过所述填充物后由出气口排出，所述进气口和出气口处具有隔栅，用于限制所述填充物并允许气体流过。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林朝晖，李沅民，
申请(专利权)人：福建钧石能源有限公司，
类型：实用新型
国别省市：35[中国|福建]