一种半导体生产工艺尾气处理设备的制作方法

本发明涉及半导体生产，具体为一种半导体生产工艺尾气处理设备。

背景技术：

1、半导体生产工艺通常包括多个甚至上百个工艺步骤，如光刻工艺、蚀刻工艺、成膜工艺、清洗工艺等，常常会采用易燃气体如高纯氢或可燃有机气体作为工艺气体或反应产物，无论作为工艺气体或反应产物，高纯氢(纯度99.999％)或可燃有机气体直接排放极易污染空气，甚至发生爆炸燃烧等安全事故，因而亟需一种安全可靠且使用灵活的尾气处理设备。

技术实现思路

1、本发明公开了一种半导体生产工艺尾气处理设备，它解决了现有技术中尾气处理设备复杂且稳定性差的技术问题，具有结构合理、尾气处理效果好、安全可靠且体积小巧的技术效果。所采用的技术方案如下：

2、一种半导体生产工艺尾气处理设备，包括：

3、燃烧单元，包括内腔和套设在内腔外的外腔，所述外腔外设有加热组件用于加热通入外腔的第一气体，所述外腔连通有供第一气体通入的第一进气口，所述内腔连通有供第二气体通入的第二进气口，所述第一气体流经加热组件后进入内腔并第二气体燃烧反应；

4、冷却单元，包括冷却腔，所述冷却腔与内腔下端口连通，采用风冷和/或水冷的方式对内腔下端口排出的气体进行冷却；

5、第一风机，所述第一风机的进风口与冷却腔连通，用于在处理设备内形成负压环境。

6、在上述技术方案的基础之上，还包括送气单元，所述内腔向下延伸形成送气单元的送气内腔，所述外腔向下延伸形成送气单元的送气外腔，所述送气外腔外还套设有送气缓冲腔，所述第一进气口设于形成送气缓冲腔的外壁上，所述送气缓冲腔通过周向设置的若干第二通孔与送气外腔连通，所述送气外腔通过周向布置的若干第一通孔与外腔连通。

7、在上述技术方案的基础之上，所述第二进气口靠近内腔上端设置，且所述第二进气口处设有孔板，以使第二气体均匀地进入内腔中，所述第一进气口靠近内腔下端设置，所述外腔上部通过若干短管与内腔连通，若干所述短管周向布置且自外而内具有向下倾斜的角度。

8、在上述技术方案的基础之上，所述加热组件包括环绕外腔布置的若干加热棒，所述加热棒外套设有螺旋形加热丝，所述加热组件外套设有阻燃层，所述阻燃层外套设有隔热层。

9、在上述技术方案的基础之上，所述隔热层外套设有壳体，所述壳体上设有若干散热孔，且所述壳体与隔热层间形成防爆腔，所述壳体包括可拆卸连接的多个子壳体，多个所述子壳体共同围合形成防爆腔。

10、在上述技术方案的基础之上，还包括若干顶针，所述顶针包括螺杆和螺母，所述螺杆穿经防爆腔与隔热层抵接，所述螺母套设在螺杆伸出至壳体外的部分，以定位隔热层和阻燃层。

11、在上述技术方案的基础之上，所述外腔内还设有耐高温隔膜片，当所述内腔呈负压状态时，所述隔膜片打开外腔使第一气体流经外腔，当所述内腔因故障改变负压状态时，所述子隔膜片关闭外腔以截止第一气体流通。

12、在上述技术方案的基础之上，所述耐高温隔膜片包括若个周向布置的子隔膜片，所述子隔膜片的一端与外腔一内壁面铰接，所述子隔膜片的另一端与外腔通过压缩弹簧与外腔另一内壁面连接，所述压缩弹簧用于支撑子隔膜片以克服子隔膜片的自重。

13、在上述技术方案的基础之上，所述冷却单元包括冷却箱和第一冷却塔，所述第一冷却塔和燃烧单元设于冷却箱上方，所述第一冷却塔和冷却箱连通并共同形成冷却腔，所述第一风机设于第一冷却塔上方用于在内腔、外腔和冷却腔内形成负压并提供风冷。

14、在上述技术方案的基础之上，所述冷却箱外形成有第三水冷腔，所述第三水冷腔分别与第三进水口和第三出水口连通，所述冷却箱内还设有若干贯通冷却箱的第三支管，所述第三支管的内腔与第三水冷腔连通，且所述第三支管上设有翅片；所述第一冷却塔外形成有第一水冷腔，所述第一水冷腔分别与第一进水口和第一出水口连通，所述第一冷却塔内还设有若干贯通第一冷却塔内腔的第一支管，所述第一支管的内腔与第一水冷腔连通，且所述第一支管上设有翅片。

15、在上述技术方案的基础之上，所述冷却单元还包括第二冷却塔，所述第二冷却塔设于冷却箱上方且向上与送气单元连接，所述第二冷却塔包括第二筒体，所述第二筒体包括封闭内腔，且所述第二筒体内设有若干贯通第二筒体封闭内腔的第二通管，所述第二通管连通内腔与冷却腔。

16、有益效果

17、本发明结构合理，内腔、外腔和加热组件套设设置，一方面加热组件可均匀加热外腔中的第一气体如高纯氢(纯度99.999％)，如此第一气体和第二气体接触发生燃烧反应时，可大大提升燃烧充分性，提高尾气处理效果；另一方面，隔绝第二气体加热第一气体的方式，可避免现有技术中两气体混合后再明火点火的过程，安全性更好；再一方面内腔、外腔和加热组件套设设置的方式使处理设备结构更紧凑，且有利于节省纵向空间，有利于实现体积小巧化。

18、本发明中送气单元包括相套设的送气内腔、送气外腔和送气缓冲腔，第一气体经第二通孔和第一通孔后进入外腔并被加热，其中第一气体在穿经送气缓冲腔、送气外腔的过程中，被多次分流和打散，如此可使第一气体均匀地进入外腔中，进而被均匀加热，加热组件还可促进第一气体在外腔中自下而上地扩散，有利于引导第一气体向内腔中流动，结构设计巧妙。

19、本发明中外腔中还可设置耐高温隔膜片，当设备正常工作内腔呈负压状态时，隔膜片打开外腔使第一气体流经外腔，当内腔因故障改变负压状态时，所述子隔膜片关闭外腔以截止第一气体流通，如此可在设备故障时及时截止外腔，避免造成更大损失，使用安全性好。

20、此外阻燃层和隔热层外套设有壳体，壳体上设有若干散热孔，且壳体内还形成有防爆腔，一方面可避免故障时热量难以散出导致突然爆裂，另一方面防爆腔与外界连通，可形成空气隔热层，本发明中壳体包括多个子壳体，拆装方便，且有利于对内部结构进行维护和替换，使用方便，再者还设有若干顶针，用以定位隔热层和阻燃层，隔热层材料通常厚度较厚，顶针的设置可避免隔热层材料因热胀或长时间使用造成向下堆积的情况出现，有利于保证设备平稳运行。

21、本发明中冷却单元包括冷却箱和第一冷却塔和第二冷却塔，其中第一冷却塔和燃烧单元设于冷却箱上方，结构紧凑，第一冷却塔和冷却箱共同形成的冷却腔与内腔连通，如此第一气体和第二气体燃烧产物可经冷却腔冷却并排出，有利于实现安全排放。冷却箱和第一冷却塔均设有水冷腔，且冷却腔内贯通的支管内腔与水冷腔连通，且支管上还设有翅片，如此当通入冷却水或其他冷却介质时，可燃烧产物穿经冷却腔的过程中可充分冷却降温，结构紧凑冷却效果好。

技术特征：

1.一种半导体生产工艺尾气处理设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体生产工艺尾气处理设备，其特征在于，还包括送气单元(3)，所述内腔(11)向下延伸形成送气单元(3)的送气内腔(31)，所述外腔(12)向下延伸形成送气单元(3)的送气外腔(32)，所述送气外腔(32)外还套设有送气缓冲腔(33)，所述第一进气口设于形成送气缓冲腔(33)的外壁上，所述送气缓冲腔(33)通过周向设置的若干第二通孔与送气外腔(32)连通，所述送气外腔(32)通过周向布置的若干第一通孔与外腔(12)连通。

3.根据权利要求2所述的半导体生产工艺尾气处理设备，其特征在于，所述第二进气口靠近内腔(11)上端设置，且所述第二进气口处设有孔板(19)，以使第二气体均匀地进入内腔(11)中，所述第一进气口靠近内腔(11)下端设置，所述外腔(12)上部通过若干短管(18)与内腔(11)连通，若干所述短管(18)周向布置且自外而内具有向下倾斜的角度。

4.根据权利要求1所述的半导体生产工艺尾气处理设备，其特征在于，所述加热组件(2)包括环绕外腔(12)布置的若干加热棒(21)，所述加热棒(21)外套设有螺旋形加热丝(22)，所述加热组件(2)外套设有阻燃层(13)，所述阻燃层(13)外套设有隔热层(14)。

5.根据权利要求4所述的半导体生产工艺尾气处理设备，其特征在于，所述隔热层(14)外套设有壳体(16)，所述壳体(16)上设有若干散热孔，且所述壳体(16)与隔热层(14)间形成防爆腔(17)，所述壳体(16)包括可拆卸连接的多个子壳体，多个所述子壳体共同围合形成防爆腔(17)。

6.根据权利要求5所述的半导体生产工艺尾气处理设备，其特征在于，还包括若干顶针，所述顶针包括螺杆和螺母，所述螺杆穿经防爆腔(17)与隔热层(14)抵接，所述螺母套设在螺杆伸出至壳体(16)外的部分，以定位隔热层(14)和阻燃层(13)。

7.根据权利要求1～6中任一所述的半导体生产工艺尾气处理设备，其特征在于，所述外腔(12)内还设有耐高温的隔膜片(8)，当所述内腔(11)呈负压状态时，所述隔膜片(8)打开外腔(12)使第一气体流经外腔，当所述内腔(11)因故障改变负压状态时，所述隔膜片(8)关闭外腔(12)以截止第一气体流通。

8.根据权利要求7所述的半导体生产工艺尾气处理设备，其特征在于，所述隔膜片(8)包括若个周向布置的子隔膜片(81)，所述子隔膜片(81)的一端与外腔(12)一内壁面铰接，所述子隔膜片(81)的另一端与外腔(12)通过压缩弹簧(82)与外腔(12)另一内壁面连接，所述压缩弹簧(82)用于支撑子隔膜片(81)以克服子隔膜片(81)的自重。

9.根据权利要求1～6中任一所述的半导体生产工艺尾气处理设备，其特征在于，所述冷却单元包括冷却箱(6)和第一冷却塔(4)，所述第一冷却塔(4)和燃烧单元(1)设于冷却箱(6)上方，所述第一冷却塔(4)和冷却箱(6)连通并共同形成冷却腔，所述第一风机(7)设于第一冷却塔(4)上方用于在内腔(11)、外腔(12)和冷却腔内形成负压并提供风冷。

10.根据权利要求9所述的半导体生产工艺尾气处理设备，其特征在于，所述冷却箱(6)外形成有第三水冷腔(61)，所述第三水冷腔(61)分别与第三进水口和第三出水口连通，所述冷却箱(6)内还设有若干贯通冷却箱的第三支管(62)，所述第三支管(62)的内腔与第三水冷腔(61)连通，且所述第三支管(62)上设有翅片；所述第一冷却塔(4)外形成有第一水冷腔(41)，所述第一水冷腔(41)分别与第一进水口(43)和第一出水口(44)连通，所述第一冷却塔(4)内还设有若干贯通第一冷却塔(4)内腔的第一支管(42)，所述第一支管(42)的内腔与第一水冷腔(41)连通，且所述第一支管(42)上设有翅片。

11.根据权利要求9所述的半导体生产工艺尾气处理设备，其特征在于，所述冷却单元还包括第二冷却塔(5)，所述第二冷却塔(5)设于冷却箱(6)上方且向上与送气单元(3)连接，所述第二冷却塔(5)包括第二筒体(51)，所述第二筒体(51)包括封闭内腔，且所述第二筒体(51)内设有若干贯通第二筒体(51)封闭内腔的第二通管(52)，所述第二通管(52)连通内腔(11)与冷却腔。

技术总结本发明公开了一种半导体生产工艺尾气处理设备，包括燃烧单元、冷却单元和第一风机，燃烧单元包括内腔和套设在内腔外的外腔，所述外腔外设有加热组件用于加热通入外腔的第一气体，所述外腔连通有供第一气体通入的第一进气口，所述内腔连通有供第二气体通入的第二进气口，所述第一气体流经加热组件后进入内腔并第二气体燃烧反应；冷却单元，包括冷却腔，所述冷却腔与内腔下端口连通，采用风冷和/或水冷的方式对内腔下端口排出的气体进行冷却；第一风机，所述第一风机的进风口与冷却腔连通，用于在处理设备内形成负压环境。本实用结构合理、安全可靠且体积小巧。技术研发人员：崔汉博,崔汉宽受保护的技术使用者：上海高笙集成电路设备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18