[发明专利]一种真空管路防护系统及方法

说明书

本发明提供一种真空管路防护系统及方法，该防护系统包括，反应腔体，以及与反应腔体配套的主泵，前级泵和真空管路；反应腔体与主泵密封连接，反应腔体中容置有第一气体；主泵通过真空管路与前级泵相连接；其中，在真空管路的管壁上设置有一第一注入点，第二气体经第一注入点注入到真空管路中，用于将从反应腔体中抽到真空管路中第一气体浓度稀释至其爆炸下限以下。利用本发明，能更准确、可控的调节以及监控真空管路中第一气体浓度，当第二气体的供气异常时，控制机台停机，确保真空管路中的第一气体的浓度一直低于其爆炸下限，不仅避免真空管路发生爆炸的风险，确保人员及机台的安全，而且可以省去安装防爆毯的费用，节约成本。

技术领域

本发明涉及一种半导体制造领域，特别是涉及一种真空管路防护系统及方法。

背景技术

半导体制程工艺中会用到多种易燃易爆气体，如刻蚀工艺中运用到的羟基硫(Carbonyl Sulfide，COS)气体，羟基硫COS为无色易燃易爆气体，其自燃或爆炸浓度约在11.9％～29％，以目前所知的半导体制造工艺中的二氧化硅干法刻蚀(OX DRY ETCH)站点，Recipe(工业自动化制造中的秘方，其内容可包含工艺加工过程中的多个步骤以及各个步骤的各种工艺参数值和该步骤的持续时间)所使用的混合气体中羟基硫COS比例达到13.15％，这就意味着在分子泵(Turbo pump)到干式泵(Dry pump)真空管路区间，有达到自燃或爆炸的安全风险。

然而现有技术中多采用被动的方式来降低事故发生的风险。图1是现有技术中真空管路防护系统示意图，包括，机台的反应腔体1’以及与所述反应腔体1’配套的主泵2’，前级泵5’和真空管路3’；所述反应腔体1’与所述主泵2’密封连接，所述反应腔体1’中容置有可燃气体；所述主泵2’通过所述真空管路3’与所述前级泵5’相连接；所述真空管路3’包括真空管道32’以及密封圈33’，各真空管道32’依次连接，相邻两个真空管道32’通过所述密封圈33’密封连接；经所述前级泵5’排出的可燃气体于连接所述前级泵5’的排气口出稀释至其爆炸下限以下后通入尾气处理装置进行下一步处理；为了防止真空管路3’区间发生自燃和爆炸，采用全氟环密封圈防止真空管路3’中气体泄漏来降低风险发生的概率，以及在连接主泵2’与真空管路 3’和各真空管道32’的连接部处安装防爆毯4’来降低事故发生时所造成的损失。

现有技术中采用被动方式来降低事故发生风险，这至少存在以下缺点：首先，在半导体的制程工艺中，机台的分子泵和干式泵一般分布在不同楼层，连通分子泵和干式泵的真空管路较长，存在多个真空管道的连接部，需要安装多个防爆毯，防爆毯的价格昂贵，成本高昂，额外增加了生产成本；其次，仍然存在安全隐患，并不能杜绝真空管道中可燃气体自燃或爆炸事故的发生，一旦发生事故，整个刻蚀机台就需要停机维护，不仅影响生产进度，而且也会威胁操作人员的人身安全，损坏事故点位置的设备，损失不可估量；另外，进行维护时需要高空作业，维护困难，而且维护人员维护时存在一定的安全风险。

因此，寻找一种能有效监测和调整机台的真空管路中可燃气体的浓度从而避免真空管道中可燃气体浓度过高而发生自燃或者爆炸的真空管路防护系统，成为本领域技术人员亟需解决的一个重要技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种真空管路防护系统及方法，通过在真空管路的管壁上设置一注入点，将第二气体注入到真空管路中，用于将从反应腔体中抽到真空管路中的第一气体稀释至其爆炸下限以下，用于解决现有技术中蚀刻机台采用被动防护方式降低真空管道第一气体自燃或爆炸事故发生风险的成本高，而且仍然存在安全隐患以及维护不便的技术问题。

为了便于下文的描述，首先给出一些术语的基本定义。

爆炸极限：可燃气体，可燃蒸汽或可燃粉尘与空气(或氧气)在一定的浓度范围内均匀混合，形成预混气，遇到火源会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限，或爆炸浓度极限；

爆炸下限：指预混气能够发生爆炸的最低浓度。