MOCVD排气系统及清理方法与流程

本发明涉及半导体设备，尤其涉及一种mocvd排气系统及清理方法。

背景技术：

1、金属有机化合物化学气相沉淀(metal-organicchemicalvapordeposition，mocvd)是在气相外延生长的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术，现有mocvd系统中未完全反应的有机金属、砷磷及反应副产物等会在反应腔室内壁上及尾排管路中堆积，需要定期打开反应腔室及尾排管路，对反应腔室及尾排管路(管路内壁、过滤器、磷阱、阀门、真空泵等)进行清理。

2、但是，有机金属和磷等待清理物遇到空气会自燃，当打开反应腔室进行维护后，反应腔室中充满了环境空气，此时需将反应腔室内的环境空气通过尾排管路排出，但环境空气进入尾排管路时可能会带来爆燃，对设备产生损坏，严重时可能会影响到工人的人身安全。另外，当需要对尾排管路进行维护时，需要打开尾排管路，此时也需要将尾排管路暴露于环境空气，可能会产生自燃甚至爆燃，或者残留毒性气体排入环境，带来安全问题。因此需要提供一种新的mocvd排气系统及清理方法，以克服上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种mocvd排气系统及清理方法，提高了mocvd设备维护的安全性。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种mocvd排气系统的清理方法，所述排气系统的前端与所述mocvd的反应腔出气口连接，所述排气系统的末端与废气处理器连接，其特征在于，包括如下步骤：

3、s1:关闭所述mocvd反应腔出气口和排气系统之间的阀门；

4、s2:在所述排气系统的前端向所述排气管道中通入氧化性气体，使所述氧化性气体与位于所述排气系统中的残留物发生缓慢氧化反应；

5、s3:待所述缓慢氧化反应结束后，停止通入所述氧化性气体，使所述排气系统安全地暴露于环境空气。

6、在一些实施例中，在所述排气系统的末端检测所述氧化性气体的浓度，当末端所述氧化性气体的浓度达到前端所述氧化性气体的浓度后，停止通入所述氧化性气体。

7、在一些实施例中，在所述排气系统的末端检测所述残留物的浓度，当所述残留物的浓度低于设定的安全浓度后，停止通入所述氧化性气体。

8、在一些实施例中，在向所述排气管道中通入氧化性气体之前，检测所述残留物的初始浓度，根据所述初始浓度计算应通入所述氧化性气体的总量。

9、在一些实施例中，通过调节质量流量控制器调节向所述排气管道中通入所述氧化性气体的流量，所述氧化性气体的初始流量小于等于100l/min。

10、在一些实施例中，导入所述氧化性气体的流量在设定时间内由所述初始流量逐渐增加至最大设定流量，所述最大设定流量不大于200l/min，所述设定时间不超过1小时。

11、在一些实施例中，在s2步骤中，向所述排气管道中通入氧化性气体的同时，向所述排气系统中通入吹扫气体，通入所述氧化性气体的流量与通入所述吹扫气体的流量比例在1:3～1:5。

12、在一些实施例中，在s2步骤中，向所述排气系统中交替通入氧化性气体和第一吹扫气体，包括：

13、s21，在第一时间段t1内通入所述氧化性气体，所述氧化性气体的流量为f1；

14、s22，在第二时间段t2内停止通入所述氧化性气体，并通入所述第一吹扫气体，所述第一吹扫气体的流量为f2重复步骤s21-s22，直至所述缓慢氧化反应结束，其中，f1*t1：f2*t2在1:3～1:5之间。

15、在一些实施例中，在s3步骤中，使所述排气系统安全地暴露于环境空气之前，在所述排气系统中通入第二吹扫气体。

16、在一些实施例中，所述第一吹扫气体和所述第二吹扫气体来源于同一吹扫气体源，所述吹扫气体源为氮气、氢气、氦气、氖气、氩气、氪气和氙气中的至少一种。

17、在一些实施例中，所述氧化性气体包括空气、氧气、cl2、h2o中的一种或多种。

18、在第二方面，本发明实施例提供一种mocvd排气系统，包括：

19、排气管道，所述排气管道的前端与所述mocvd的反应腔出气口连接，所述排气管道上依次设有第一阀门、过滤器、真空泵，所述排气管道的末端与废气处理器连接；

20、氧化性气体输入管道，在所述第一阀门后的位置与所述排气管道连接，所述氧化性气体输入管道用于将氧化性气体导入所述排气管道，以使所述氧化性气体与位于所述排气管道中的残留物发生缓慢氧化反应。

21、在一些实施例中，还包括第一气体检测器，所述第一气体检测器位于所述排气管道的末端，用于检测所述排气管道末端的氧化性气体浓度或所述残留物的浓度。

22、在一些实施例中，还包括第二气体检测器，所述第二气体检测器位于所述排气管道的前端，用于检测所述排气管道前端的氧化性气体的浓度或所述残留物的浓度，所述排气系统根据所述第一气体检测器和所述第二气体检测器检测到的浓度的差值来判断所述缓慢氧化反应是否结束。

23、在一些实施例中，所述氧化性气体输入管道上设有第二阀门和第一质量流量控制器，所述第二阀门用于控制所述氧化性气体向所述排气管道的通入或关停，所述第一质量流量控制器用于控制导入所述排气管道内所述氧化性气体的流量。

24、在一些实施例中，还包括吹扫气体输入管道，所述吹扫气体输入管道与所述排气管道连接，所述吹扫气体输入管道位于所述第一阀门和所述氧化性气体输入管道之间，或所述氧化性气体输入管道位于所述第一阀门和所述吹扫气体输入管道之间，所述吹扫气体输入管道用于将吹扫气体导入所述排气管道，来使所述排气系统降温，或者在当检测器检测到所述排气系统内的温度不发生变化时，对所述排气系统进行粉尘吹扫。

25、在一些实施例中，所述吹扫气体输入管道上设有第三阀门和第二质量流量控制器，所述第三阀门用于控制所述吹扫气体向所述排气管道的通入或关停，所述第二质量流量控制器用于控制导入所述排气管道内所述吹扫气体的流量。

26、在一些实施例中，所述吹扫气体为氮气、氢气、氦气、氖气、氩气、氪气和氙气中的至少一种。

27、本发明的有益效果在于：通过将氧化性气体提前通入排气管道内使其与排气系统内的残留物进行缓慢氧化反应，也即发生可控的氧化反应，而非燃烧反应，最后生成安全的固态氧化物附着在排气系统中，避免了将排气系统暴露在环境空气时出现自燃或爆燃或残留毒性气体排入环境的情况，提高了mocvd设备维护的安全性。

技术特征：

1.一种mocvd排气系统的清理方法，其特征在于，所述排气系统的前端与所述mocvd的反应腔出气口连接，所述排气系统的末端与废气处理器连接，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的清理方法，其特征在于，在所述排气系统的末端检测所述氧化性气体的浓度，当末端所述氧化性气体的浓度达到前端所述氧化性气体的浓度后，停止通入所述氧化性气体。

3.根据权利要求1所述的清理方法，其特征在于，在所述排气系统的末端检测所述残留物的浓度，当所述残留物的浓度低于设定的安全浓度后，停止通入所述氧化性气体。

4.根据权利要求3所述的清理方法，其特征在于，在向所述排气管道中通入氧化性气体之前，检测所述残留物的初始浓度，根据所述初始浓度计算应通入所述氧化性气体的总量。

5.根据权利要求1所述的清理方法，其特征在于，通过调节质量流量控制器调节向所述排气管道中通入所述氧化性气体的流量，所述氧化性气体的初始流量小于等于100l/min。

6.根据权利要求5所述的清理方法，其特征在于，导入所述氧化性气体的流量在设定时间内由所述初始流量逐渐增加至最大设定流量，所述最大设定流量不大于200l/min，所述设定时间不超过1小时。

7.根据权利要求1所述的清理方法，其特征在于，在s2步骤中，向所述排气管道中通入氧化性气体的同时，向所述排气系统中通入吹扫气体，通入所述氧化性气体的流量与通入所述吹扫气体的流量比例在1:3～1:5。

8.根据权利要求1所述的清理方法，其特征在于，在s2步骤中，向所述排气系统中交替通入氧化性气体和第一吹扫气体，包括：

9.根据权利要求8所述的清理方法，其特征在于，在s3步骤中，使所述排气系统安全地暴露于环境空气之前，在所述排气系统中通入第二吹扫气体。

10.根据权利要求9中所述的清理方法，其特征在于，所述第一吹扫气体和所述第二吹扫气体来源于同一吹扫气体源，所述吹扫气体源为氮气、氢气、氦气、氖气、氩气、氪气和氙气中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的清理方法，其特征在于，所述氧化性气体包括空气、氧气、cl2、h2o中的一种或多种。

12.一种mocvd排气系统，其特征在于，包括：

13.根据权利要求12所述的mocvd排气系统，其特征在于，还包括第一气体检测器，所述第一气体检测器位于所述排气管道的末端，用于检测所述排气管道末端的氧化性气体浓度或所述残留物的浓度。

14.根据权利要求13所述的mocvd排气系统，其特征在于，还包括第二气体检测器，所述第二气体检测器位于所述排气管道的前端，用于检测所述排气管道前端的氧化性气体的浓度或所述残留物的浓度，所述排气系统根据所述第一气体检测器和所述第二气体检测器检测到的浓度的差值来判断所述缓慢氧化反应是否结束。

15.根据权利要求12所述的mocvd排气系统，其特征在于，所述氧化性气体输入管道上设有第二阀门和第一质量流量控制器，所述第二阀门用于控制所述氧化性气体向所述排气管道的通入或关停，所述第一质量流量控制器用于控制导入所述排气管道内所述氧化性气体的流量。

16.根据权利要求12所述的mocvd排气系统，其特征在于，还包括吹扫气体输入管道，所述吹扫气体输入管道与所述排气管道连接，所述吹扫气体输入管道位于所述第一阀门和所述氧化性气体输入管道之间，或所述氧化性气体输入管道位于所述第一阀门和所述吹扫气体输入管道之间，所述吹扫气体输入管道用于将吹扫气体导入所述排气管道，来使所述排气系统降温，或者在当检测器检测到所述排气系统内的温度不发生变化时，对所述排气系统进行粉尘吹扫。

17.根据权利要求16所述的mocvd排气系统，其特征在于，所述吹扫气体输入管道上设有第三阀门和第二质量流量控制器，所述第三阀门用于控制所述吹扫气体向所述排气管道的通入或关停，所述第二质量流量控制器用于控制导入所述排气管道内所述吹扫气体的流量。

18.根据权利要求17所述的mocvd排气系统，其特征在于，所述吹扫气体为氮气、氢气、氦气、氖气、氩气、氪气和氙气中的至少一种。

技术总结
本发明提供了一种MOCVD排气系统及清理方法，MOCVD排气系统包括排气管道，所述排气管道的前端与所述MOCVD的反应腔出气口连接，所述排气管道上依次设有第一阀门、过滤器、真空泵，所述排气管道的末端与废气处理器连接；氧化性气体输入管道，在所述第一阀门后的位置与所述排气管道连接，所述氧化性气体输入管道用于将氧化性气体导入所述排气管道，以使所述氧化性气体与位于所述排气管道中的残留物发生缓慢氧化反应。本发明通过将氧化性气体提前通入排气管道内使其与排气系统中的残留物发生缓慢氧化反应，避免打开排气管道时出现自燃或爆燃的情况发生，提高了MOCVD设备维护的安全性。

技术研发人员：郑冬,邢志刚,徐春阳
受保护的技术使用者：楚赟精工科技（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13