一種爐管尾氣處理管道的制作方法

本發(fā)明涉及半導體工藝設備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種可防止堵塞的爐管尾氣處理管道。

背景技術(shù)：

爐管普遍應用于進行半導體加工中的沉積工藝。其中，低壓氮化硅沉積爐管工藝是使用二氯化硅氣體與氨氣反應，生成需要的氮化硅，同時還將生成副產(chǎn)物氯化氨。

在進行低壓氮化硅沉積時，爐管工藝腔的溫度一般都會超過600℃，因此生成的副產(chǎn)物氯化氨在其中不會發(fā)生凝固現(xiàn)象。但爐管尾氣處理時使用的通常是不銹鋼尾氣處理管道，并以在管道外面包裹加熱帶的方式作為對管道的加熱手段，使管道內(nèi)溫度保持在一般150℃以上，由于存在較明顯的溫差，所以還是會有部分氯化氨沉積在管道壁上。

由于半導體制造工藝的特殊要求，所有工藝設備需要放置在潔凈室內(nèi)，而輔助設備比如真空泵以及除害桶等為了節(jié)省潔凈室空間，一般放置在另外一個樓層。這就需要比較長的尾氣排放管道來連接工藝設備以及真空泵。

由于尾氣處理管道比較長，按照上述目前的加熱手段，無法全長均勻地加熱管道。尤其是在管道的接頭處，由于該部位管徑(口徑)較小，極易造成堵塞。管道一旦堵塞，真空泵就無法繼續(xù)工作，且會使尾氣處理管道內(nèi)的副產(chǎn)物等顆粒倒灌入爐管工藝腔，使得產(chǎn)品的品質(zhì)下降。

為防止管道堵塞，設備工程師需要經(jīng)常清理以及更換尾氣處理管道，以防止堵塞的發(fā)生。并且，在更換尾氣處理管道時，由于需要停止真空泵的工作，需要較長時間才能更換完成，因此大大增加了宕機時間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種爐管尾氣處理管道，可防止管道堵塞，減少設備宕機時間。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種爐管尾氣處理管道，包括：

外管；

第一、第二內(nèi)管，并列設于外管內(nèi)，其兩端管壁與外管內(nèi)壁密封連接，所述第一內(nèi)管設有第一加熱元件，所述第二內(nèi)管設有第二加熱元件；

兩個分路切換閥，分設于所述第一、第二內(nèi)管兩端，用于使所述第一、第二內(nèi)管以擇一方式與外部導通；

兩個接頭，分別連接在所述外管兩端，所述接頭設有第三加熱元件；

第一進水口和第一出水口，分設于所述第一內(nèi)管兩端，用于通過第一進水口向所述第一內(nèi)管中通入清洗介質(zhì)，并通過第一出水口排出；

第二進水口和第二出水口，分設于所述第二內(nèi)管兩端，用于通過第二進水口向所述第二內(nèi)管中通入清洗介質(zhì)，并通過第二出水口排出。

優(yōu)選地，所述第一-第三加熱元件通過第一-第三溫控模塊進行獨立加熱。

優(yōu)選地，所述第一、第二進水口和第一、第二出水口分設有控制閥。

優(yōu)選地，還包括一控制單元，用于對所述第一-第三加熱元件進行不同的加熱溫度控制，對兩個分路切換閥進行第一、第二內(nèi)管之間的切換控制，以及對第一、第二內(nèi)管進行清洗介質(zhì)通入和排出控制。

優(yōu)選地，所述第一-第二加熱元件沿第一、第二內(nèi)管全長并環(huán)繞其管壁均勻嵌設，所述第三加熱元件環(huán)繞接頭內(nèi)壁嵌設。

優(yōu)選地，所述第一-第三加熱元件為電熱絲或電熱帶。

優(yōu)選地，所述電熱絲或電熱帶包裹有絕緣導熱及耐腐蝕的材料。

優(yōu)選地，所述絕緣導熱及耐腐蝕的材料為陶瓷。

優(yōu)選地，所述外管與第一、第二內(nèi)管之間填充有隔熱材料。

優(yōu)選地，所述爐管尾氣處理管道一端通過接頭連接爐管，另一端通過接頭進行多段連接，并延伸連接至真空泵。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)針對管道接頭處的副產(chǎn)物堆積問題，在接頭處加設單獨的加熱元件，由于接頭處的加熱元件與內(nèi)管的加熱元件可以分開進行控制，因而可以通過加熱提高接頭處的溫度，從而以使副產(chǎn)物(例如氯化氨等)氣化的方法來解決這個問題。

(2)針對管道內(nèi)副產(chǎn)物(例如氯化氨等)殘留的問題，將管道分為兩個內(nèi)管部分，并通過分路切換閥切換氣體流經(jīng)的分路；由于使用了不同的內(nèi)管分路，可以利用氯化氨等副產(chǎn)物易溶于水的特點，通過預留的進出水口向不使用的一側(cè)內(nèi)管管路中通入純水，將管道壁上的副產(chǎn)物溶解在水中，達到清除副產(chǎn)物的目的；清洗完后，可利用內(nèi)管獨立設置的加熱元件對管道先預熱，使殘留的水分變成水蒸氣通過真空泵排走，避免了水分倒灌進入爐管工藝腔的問題。

上述優(yōu)點使得本發(fā)明的爐管尾氣處理管道在安裝后不需要經(jīng)常地更換和清洗，從而有效減少了設備的宕機時間。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一較佳實施例的一種爐管尾氣處理管道縱向剖面圖；

圖2是本發(fā)明一較佳實施例的一種爐管尾氣處理管道橫向剖面圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的詳細說明。

需要說明的是，在下述的具體實施方式中，在詳述本發(fā)明的實施方式時，為了清楚地表示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以便于說明，特對附圖中的結(jié)構(gòu)不依照一般比例繪圖，并進行了局部放大、變形及簡化處理，因此，應避免以此作為對本發(fā)明的限定來加以理解。

在以下本發(fā)明的具體實施方式中，請參閱圖1，圖1是本發(fā)明一較佳實施例的一種爐管尾氣處理管道縱向剖面圖。如圖1所示，本發(fā)明的一種爐管尾氣處理管道，可應用于低壓氮化硅沉積工藝爐管的尾氣處理。本發(fā)明的尾氣處理管道包括外管9、第一、第二內(nèi)管91、92、分路切換閥41、42、接頭11、12、進水口51、52和出水口61、62等主要結(jié)構(gòu)。

請參閱圖1。外管9位于尾氣處理管道的最外層，可采用剛性材料例如不銹鋼制作，以提供與管道外部良好的隔絕及支撐保護作用。

在外管內(nèi)并列設置有第一、第二內(nèi)管91、92兩個管道，這是本發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有常規(guī)尾氣處理管道的一個明顯特點。為了防止泄漏，將第一、第二內(nèi)管兩端的管壁與外管9的內(nèi)壁進行密封連接。同時，在所述第一、第二內(nèi)管的管壁處分別設置了加熱元件31、32(如圖示第一、第二內(nèi)管管壁處的黑點所示)。

請參閱圖2。為了避免流經(jīng)內(nèi)管的爐管尾氣中的副產(chǎn)物、例如氯化氨等沉積在管道壁上，在所述第一內(nèi)管91管壁處設置了第一加熱元件31，在所述第二內(nèi)管92的管壁處設置了第二加熱元件32；并且，第一、第二加熱元件31、32為獨立設置，可以實施單獨加熱及控溫。

請參閱圖1。在所述第一、第二內(nèi)管91、92的兩端分別設置有一個分路切換閥41、42，用于使所述第一、第二內(nèi)管以擇一方式與外部導通。

請參閱圖2(此圖以圖1右視方向為例)。分路切換閥41、42可分別設置在第一、第二內(nèi)管91、92之間，并分別通過分路切換擋板71、72進行左右偏擺實現(xiàn)第一、第二內(nèi)管的開閉；兩端的分路切換閥41、42可以采用聯(lián)動方式，將第一、第二內(nèi)管其中之一的兩端通過分路切換擋板71、72同時進行封閉。這樣，未被封閉的一個內(nèi)管仍可以用于流經(jīng)尾氣。

請參閱圖1。在所述外管9的兩端分別裝有一個接頭11、12，并在所述接頭上分別安裝有第三加熱元件21、22(如圖示接頭壁處的黑點所示)。第三加熱元件21、22也可以獨立控制進行加熱及控溫。

在所述第一、第二內(nèi)管91、92的兩端、靠近分路切換閥41、42的部位，分別設置有第一、第二進水口51、52和第一、第二出水口61、62，用于通過第一進水口51向所述第一內(nèi)管91中通入清洗介質(zhì)，例如純水，并在清洗后通過第一出水口61排出；或者，通過第二進水口52向所述第二內(nèi)管92中通入清洗介質(zhì)，例如純水，并在清洗后通過第二出水口62排出。

為了方便控制清洗介質(zhì)的進出及流量，可在所述第一、第二進水口51、52分別安裝控制閥53、54和在第一、第二出水口61、62分別安裝控制閥63、64進行控制。

作為一可選的實施方式，所述第一-第三加熱元件31、32、21和22可分別通過第一-第三溫控模塊、例如第一-第三溫控器，控制其獨立加熱并進行溫度控制。

為了更好地進行控制，還可以設置一個控制單元，用于通過控制第一-第三溫控模塊，對所述第一-第三加熱元件31、32、21和22進行不同的加熱溫度控制；通過控制兩個分路切換閥41、42的切換動作，進行第一、第二內(nèi)管91、92之間導通或封閉的切換控制；以及通過控制所述第一進水口51、第一出水口61的控制閥53、63和第二進水口52、第二出水口62的控制閥54、64，對第一、第二內(nèi)管91、92進行清洗介質(zhì)通入和排出的獨立控制。

分路切換閥也可以采用手閥進行簡單控制。

和請參閱圖1。為了使管道中的加熱更加均勻，可將所述第一-第二加熱元件31、32分別沿第一、第二內(nèi)管91、92的全長方向均勻設置，并且可將加熱元件環(huán)繞內(nèi)管的管壁均勻嵌設在管壁中；同樣地，可將所述第三加熱元件21、22分別環(huán)繞接頭11、12的內(nèi)壁進行嵌設。

作為一可選的實施方式，所述第一-第三加熱元件31、32、21和22可以采用電熱絲或電熱帶等快速發(fā)熱元件制作。并且，可在所述電熱絲或電熱帶外包裹絕緣導熱及耐腐蝕的材料；例如絕緣導熱耐腐蝕的陶瓷材料，以防止加熱元件漏電及受尾氣腐蝕而損壞。

請參閱圖2。為了提高尾氣處理管道的保溫效果，還可在所述外管9與第一、第二內(nèi)管91、92之間采用隔熱材料8進行填充。

當需要轉(zhuǎn)折或在不同樓層之間進行本發(fā)明尾氣處理管道的敷設時，可將所述爐管尾氣處理管道的一端通過接頭連接爐管，將爐管尾氣處理管道的另一端通過接頭進行多段連接，并延伸直至連接至真空泵。

請參閱圖1和圖2。將本發(fā)明的尾氣處理管道安裝完成后，對本發(fā)明的尾氣處理管道進行使用控制時，可通過控制單元控制第三溫控器，將接頭11、12處第三加熱元件21、22的加熱溫度設定為高于第一內(nèi)管91和第二內(nèi)管92的加熱溫度，例如350℃，以防止因接頭處溫度過低而使副產(chǎn)物在接頭處堆積。

本發(fā)明針對管道接頭處容易產(chǎn)生副產(chǎn)物堆積的問題，在接頭11、12處加設單獨的加熱元件21、22，由于接頭處的加熱元件21、22與內(nèi)管91、92的加熱元件31、32可以分開進行控制，因而可以通過加熱提高接頭處的溫度，從而以使副產(chǎn)物(例如氯化氨等)氣化的方法來解決這個問題。

同時，由于尾氣在進入真空泵以及除害桶前溫度不能過高，因此可通過控制單元控制第一溫控器，將第一內(nèi)管91中的加熱溫度設定為低于接頭11、12處的溫度，例如150℃；并通過控制分路切換閥41、42，將另一路不使用的第二內(nèi)管92堵死，即可保證第一內(nèi)管的正常使用。

本發(fā)明針對管道內(nèi)副產(chǎn)物(例如氯化氨等)殘留的問題，將管道分為第一、第二內(nèi)管91、92兩個部分，并通過分路切換閥41、42切換氣體流經(jīng)的分路；由于使用了不同的內(nèi)管分路，可以利用氯化氨等副產(chǎn)物易溶于水的特點，通過預留的進出水口向不使用的一側(cè)第二內(nèi)管92管路中通入清洗介質(zhì)，例如純水，將管道壁上的副產(chǎn)物溶解在水中，達到清除副產(chǎn)物的目的；清洗完后，可利用第二內(nèi)管獨立設置的加熱元件32對管道先預熱，例如100℃以上，使殘留的水分變成水蒸氣，并通過真空泵排走，從而避免了水分倒灌進入爐管工藝腔的問題。

第一、第二內(nèi)管91、92可根據(jù)需要交替使用，并可在其中一個內(nèi)管清洗時，使另一個保持正常使用狀態(tài)。

上述自帶清洗的功能，使得本發(fā)明的爐管尾氣處理管道在安裝后不需要經(jīng)常地更換和清洗，從而有效減少了設備的宕機時間。

以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述實施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護范圍，因此凡是運用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。