CN103295938A

CN103295938A - 半导体处理设备

Info

Publication number: CN103295938A
Application number: CN2013102077817A
Authority: CN
Inventors: 巴文林
Original assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Current assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date: 2013-05-29
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2033-05-29
Also published as: CN103295938B

Abstract

一种半导体处理设备，包括：待降温组件；冷却液管道，利用所述冷却液管道中的冷却液将待降温组件降温；冷却液供应单元，所述冷却液供应单元通过导管和导管接口与冷却液管道相连接，利用所述冷却液供应单元将冷却液循环通入到冷却液管道；漏液感应单元，所述漏液感应单元与导管、导管接口相接触，用于检测导管、导管接口处是否发生漏液；漏液检测单元，所述漏液检测单元与所述漏液感应单元、冷却液供应单元分别连接，当漏液感应单元检测到出现漏液现象，通过漏液检测单元使得冷却液供应单元停止供液。漏液检测单元可以实时的检测导管、导管接口的位置是否发生漏液，因此不会因为漏液产生重大安全事故。

Description

半导体处理设备

技术领域

本发明涉及半导体设备，特别涉及一种具有漏液检测功能的半导体处理设备。

背景技术

在半导体制造工艺中，例如在沉积或刻蚀工艺中通常需要对半导体材料进行高温处理，会使得半导体处理设备的温度升高。且在半导体处理设备中，通常会利用反应气体的等离子体进行沉积或刻蚀工艺，而反应气体的等离子体通常采用电子回旋加速振荡、电感耦合、电容耦合等方式形成，形成所述等离子体的工艺也会使得半导体处理设备的温度升高。因此现有的半导体处理设备常通过制程冷却水（Process Cool Water，PCW）来对工艺设备进行冷却。

请参考图1，为现有的半导体处理装置的结构示意图，包括：反应腔10，位于所述反应腔10内的承片台11，所述承片台11用于承载待处理的半导体基片；位于所述反应腔10顶部的反应腔顶盖16，所述反应腔顶盖16通过射频匹配器（未图示）与射频功率源（未图示）相连接，利用所述反应腔顶盖16与承片台11形成电容耦合等离子体反应器；位于所述反应腔顶盖16内的气体喷淋头17，利用所述气体喷淋头17将反应气体均匀地通入到反应腔10中；位于所述反应腔顶盖16内的冷却水管道15，所述冷却水管道15遍布反应腔顶盖16设置，所述冷却水管道15通过进水口12和出水口13将制程冷却水不断循环。由于所述反应腔顶盖16与射频功率源相连接用于产生等离子体，所述反应腔顶盖16的温度会很高，因此，需要利用所述冷却水管道15中的制程冷却水对反应腔顶盖16顶盖进行冷却。其中所述冷却水管道15的进水口12和出水口13通过导管和导管接口与冷却水供应装置相连接。

然而，现有的半导体处理设备的冷却水管道与冷却水供应装置相连接的导管和导管接口的安全性较差，容易发生安全事故。

关于具有制程水系统的更多信息请参考公开号为CN1542903A的中国专利文献。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体处理设备，可以实时地检测半导体处理设备是否发生漏水，提高了设备的安全性。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体处理设备，包括：待降温组件；冷却液管道，利用所述冷却液管道中的冷却液将待降温组件降温；冷却液供应单元，所述冷却液供应单元通过导管和导管接口与冷却液管道相连接，利用所述冷却液供应单元将冷却液循环通入到冷却液管道；漏液感应单元，所述漏液感应单元与导管、导管接口相接触，用于检测导管、导管接口处是否发生漏液；漏液检测单元，所述漏液检测单元与所述漏液感应单元、冷却液供应单元分别连接，当漏液感应单元检测到出现漏液现象，通过漏液检测单元使得冷却液供应单元停止供液。

可选的，所述漏液感应单元为漏液感测带或漏液感测线，所述漏液感测带或漏液感测线的一端与漏液检测单元相连接，通过检测所述漏液感测带或漏液感测线的电阻变化来判断是否发生漏液。

可选的，所述漏液感测带或漏液感测线缠绕在所述导管、导管接口的外表面。

可选的，所述漏液感测带或漏液感测线利用固定组件固定在所述导管、导管接口的外表面。

可选的，所述漏液感测带或漏液感测线包括至少两条导线和位于两条导线之间的具有吸水性的绝缘材料，所述漏液感测带或漏液感测线的一端与漏液检测单元相连接，使得漏液感测带或漏液感测线内的导线的一端与漏液检测单元相连接，所述漏液检测单元在所述导线的一端施加检测电压，当导管或导管接口发生漏液，对应位置的漏液感测带或漏液感测线的绝缘材料因为吸水具有导电性，从而使得两条导线之间的电阻降低。

可选的，所述具有吸水性的绝缘材料为聚乙烯、尼龙或聚偏氟乙烯。

可选的，所述导线的材料为金属或导电聚合物。

可选的，还包括：报警单元，当漏液检测单元检测到出现漏液现象，所述报警单元发出警报。

可选的，还包括：控制单元，所述控制单元与漏液检测单元相连接，当漏液检测单元检测到出现漏液现象，漏液检测单元将控制信号发送给控制单元，控制单元停止半导体处理设备的运行。

可选的，所述半导体处理设备为半导体沉积设备、半导体刻蚀设备或等离子体注入设备。

可选的，所述冷却液管道位于所述待降温组件内或与所述待降温组件相接触。

可选的，所述待降温组件为反应腔侧壁、反应腔顶盖、承片台、辐射器或磁控管。

可选的，所述冷却液为制程冷却水。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

由于所述漏液感应单元与导管、导管接口相接触，所述漏液检测单元与所述漏液感应单元相连接，漏液检测单元可以实时的检测导管、导管接口的位置是否发生漏液，一旦发现存在漏液现象，在尚未影响待处理的半导体基片质量和工艺生产安全之前，就立刻使冷却液供应单元停止供液，因此不会因为漏液产生重大安全事故。

附图说明

图1是现有技术的半导体处理设备的结构示意图；

图2～图3是本发明实施例的半导体处理设备的结构示意图；

图4～图7是本发明实施例的漏液感应单元的结构示意图。

具体实施方式

请继续参考图1，现有技术的冷却水管道15与冷却水供应装置之间通常采用导管和导管接口相连接，导管接口通常采用橡胶环进行密封，而导管的内壁材料通常为橡胶。由于在冷却水管道15的出水口13处的水温较高，容易加速橡胶的老化，使得导管、导管接口处开裂、容易发生漏水。且如果导管接口没有按规定旋紧或导管、导管接口本身具有缺陷，则其他位置的导管、导管接口处也容易发生漏水。所述漏水可能会流入到待处理的半导体基片表面，使得待处理的半导体基片表面形成缺陷，且当所述导管接口漏水过多甚至可能会导致半导体处理设备的电路发生短路，使得半导体处理设备被烧毁，造成重大经济损失，严重影响生产安全。同时，由于所述冷却水管道的对应的导管接口通常位于半导体处理设备的背面或侧面，不易实时地监控，即使发生漏水现象也不能立刻获知，容易产生重大生产事故。

为此，发明人经过研究，提出了一种半导体处理设备，所述半导体处理设备包括待降温组件；冷却液管道，所述冷却液管道位于所述待降温组件内，利用所述冷却液管道中的冷却液将待降温组件降温；冷却液供应单元，所述冷却液供应单元通过导管和导管接口与冷却液管道相连接，利用所述冷却液供应单元将冷却液循环通入到冷却液管道；漏液感应单元，所述漏液感应单元与导管、导管接口相接触，用于检测导管、导管接口处是否发生漏液；漏液检测单元，所述漏液检测单元与所述漏液感应单元、冷却液供应单元分别连接，当通过漏液感应单元检测到出现漏液现象，通过漏液检测单元使得冷却液供应单元停止供液。由于利用所述漏液感应单元和漏液检测单元可以实时的检测是否发生漏液，一旦发现存在漏液现象，在尚未影响待处理的半导体基片质量和工艺生产安全之前，就立刻使冷却液供应单元停止供液，因此不会因为漏液产生重大安全事故。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

请参考图2，为本发明实施例的半导体处理设备的结构示意图，为了便于描述，图2的半导体处理设备为半导体沉积设备，在其他实施例中，所述半导体处理设备还可以为半导体刻蚀设备或等离子体注入设备等。

如图2所示的半导体处理设备具体包括：反应腔100，位于所述反应腔100内的承片台115，所述承片台115用于承载待处理的半导体基片；位于所述反应腔100顶部的反应腔顶盖116，所述反应腔顶盖116和承片台115分别通过射频匹配器（未图示）与不同的射频功率源（未图示）相连接，所述反应腔顶盖116与承片台115作为电容耦合等离子体反应器的两个电极，半导体沉积设备利用所述电容耦合形成反应气体的等离子体进行化学气相沉积工艺；位于所述反应腔顶盖116内的气体喷淋头117，利用所述气体喷淋头117将反应气体均匀地通入到反应腔100中；位于所述反应腔顶盖116内的冷却液管道130，所述冷却液管道130遍布反应腔顶盖116内，利用所述冷却液管道130中的冷却液对反应腔顶盖116进行降温；冷却液供应单元150，所述冷却液供应单元150通过导管140和导管接口141与所述冷却液管道130的进水口131和出水口132相连接，使所述冷却液管道130的冷却液能够不断循环，利用所述冷却液对反应腔顶盖116进行降温；漏液感应单元161，所述漏液感应单元161与导管接口141相接触，用于检测导管接口141处是否发生漏液；所述漏液检测单元162与所述漏液感应单元161、冷却液供应单元150分别连接，当利用漏液感应单元161检测到出现漏液现象，通过漏液检测单元162使得冷却液供应单元150停止供液。

在本实施例中，待降温组件为反应腔顶盖116，由于所述反应腔顶盖116作为电容耦合等离子体反应器的一个电极，因此工作温度很高，需要利用冷却液管道中的冷却液对反应腔顶盖116进行降温。在其他实施例中，所述待降温组件还可以为反应腔侧壁、承片台、辐射器或磁控管等，所述半导体处理设备的组件的工作温度都很高，都需要利用冷却液管道中的冷却液对待降温组件进行降温。

在本实施例中，所述冷却液管道130均匀地分布于反应腔顶盖116中，即形成在所述待降温组件内。在其他实施例，所述冷却液管道也可以设置在所述待降温组件表面，使得所述冷却液管道与待降温组件相接触，利用所述冷却液管道对待降温组件进行降温。

在本实施例中，所述冷却液为制程冷却水，利用所述制程冷却水对待降温组件进行降温。在其他实施例中，所述冷却液也可以为其他用于冷却的液体或溶液。

在本实施例中，利用导管140和导管接口141将所述冷却液供应单元150与半导体处理设备的冷却液管道130的进水口131和出水口132相连接，使得所述冷却液供应单元150中的冷却液从进水口131进入冷却液管道130，所述冷却液管道130的冷却液对待降温组件进行降温后，冷却液再从出水口132流出后通过导管接口141和导管140重新进入冷却液供应单元150，形成循环通路。虽然从出水口132流出的冷却液温度较高，但由于所述冷却液供应单元150具有降温装置（未图示），可以降低冷却液供应单元150内的冷却液的温度，使得重新从进水口131进入冷却液管道130的冷却液的温度降低。

所述冷却水管道130与冷却液供应单元150之间采用导管140和导管接口141相连接，导管接口141通常采用橡胶环进行密封，且导管140的内壁材料通常也为橡胶，由于在冷却水管道130的出水口132处的水温较高，容易加速橡胶的老化，使得导管140、导管接口141处容易发生漏液。且如果导管接141口没有按规定旋紧或导管140、导管接口141本身具有缺陷，导管140、导管接口141处也容易发生漏液。因此，需要对所述导管140、导管接口141处进行漏液检测。

在本实施例中，所述漏液感应单元161为漏液感测带，请参考图4和图5，图4为所述漏液感测带的结构示意图，图5为图4的漏液感测带沿AA’方向的剖面结构示意图。所述漏液感测带包括具有吸水性的绝缘材料制成的绝缘带163和位于所述绝缘带163内的至少两条导线164，所述导线164之间平行设置且互相隔离。所述导线164的材料为金属或导电聚合物，例如铜丝、铝丝等，所述具有吸水性的绝缘材料为聚乙烯、尼龙或聚偏氟乙烯等，由于所述漏液感测带的宽度较大，更容易绑定在易漏液的部位表面。所述漏液感测带的一端与漏液检测单元162（如图2所示）相连接，通过检测所述漏液感测带不同导线之间的电阻变化来判断导管接口141（如图2所示）是否发生漏液。

在未吸水时，所述导线164之间绝缘，因此所述漏液检测单元162测得的电阻较大，而所述漏液感测带吸水后，由于水具有导电性，使得两根导线164之间电学连接，所述漏液检测单元162测得两根导线164之间的电阻变小，从而判断出与所述漏液感测带相接触的导管接口141发生漏液。

在本实施例中，所述漏液感测带缠绕在所述导管接口141的外表面，当所述导管接口141发生漏水时，所述漏液感测带的绝缘材料会吸水，从而使得两根导线164之间的电阻变小。

在其他实施例中，所述漏液感测带还可以缠绕在所述导管的外表面，用于实时地检测导管是否发生漏液。

在其他实施例中，还可以采用固定组件将所述漏液感测带固定在所述导管、导管接口的外表面，所述固定组件为魔术贴、胶带等，将漏液感测带固定在所述导管、导管接口的外表面，可以避免漏液感测带容易从导管、导管接口的外表面脱落的问题。

且不管是利用固定组件固定还是将漏液感测带缠绕在导管和导管接口的外表面，所述漏液感测带都较容易地进行安装和拆卸，不会影响半导体处理设备正常的使用。

在其他实施例中，所述漏液感应单元还可以为漏液感测线，所述漏液感测线包括载线杆和至少两条导线，所述载线杆内具有至少两条凹槽，且所述导线设置在所述凹槽内，所述载线杆的材料为具有吸水性的绝缘材料，例如聚乙烯、尼龙或聚偏氟乙烯等，所述导线的材料为金属或导电聚合物，例如铜丝、铝丝等。在其中一个实施例中，请参考图6和图7，图6为所述漏液感测线的结构示意图，图7为图6的漏液感测线沿BB’线方向的剖面结构示意图：包括：载线杆165和四条导线166，所述载线杆165内具有四条凹槽，且所述导线166设置在所述凹槽内。当与所述漏液感测线相接触的导管或导管接口发生漏水后，所述漏液感测线对应的位置吸水，由于水具有导电性，使得不同导线166之间电学连接，所述漏液检测单元测得两根导线166之间的电阻变小，从而判断出与所述漏液感测线相接触的导管接口发生漏液。

请继续参考图2，所述漏液检测单元162与所述漏液感应单元161、冷却液供应单元150分别连接，通过对所述漏液感应单元161的导线施加检测电压，当检测到不同导线间的电阻变小，则表明对应的导管140、导管接口141出现了漏液现象，然后漏液检测单元162向冷却液供应单元150发出控制信号，使得冷却液供应单元150停止供液。

所述漏液检测单元给漏液感应单元的不同导线施加电压，当发现不同导线之间的电阻发生改变后，判断出所述漏液感应单元对应的导管接口、导管发生了漏液，漏液检测单元发出信号使得冷却液供应单元停止供液，从而保证导管接口不会继续漏液，不会危及生产安全。

在其他实施例中，所述半导体处理设备还可以包括与漏液检测单元相连接的报警单元，所述报警单元包括蜂鸣器、警铃或报警指示灯等，当利用漏液感应单元检测到发生漏液，漏液检测单元给报警单元发出报警信号，使得报警单元的蜂鸣器、警铃发生警报或使得报警指示灯开启，从而通知设备操作人员发生了漏液现象，设备操作人员可以关闭半导体处理设备以进行漏液排查和处理。

在其他实施例中，所述半导体处理设备还包括控制单元，所述控制单元与漏液检测单元和电源等相连接，当漏液检测单元检测到发生漏液，漏液检测单元给控制单元发出控制信号，控制单元停止半导体处理设备的运行，避使得设备操作人员可以进行后续的漏液排查和处理。

请参考图3，为本发明另一实施例的具有报警单元和控制单元的半导体处理设备的结构示意图，包括：反应腔200，位于所述反应腔200内的承片台215；位于所述反应腔200顶部的反应腔顶盖216；位于所述反应腔顶盖216内的气体喷淋头217；位于所述反应腔顶盖216内的冷却液管道230内，所述冷却液管道230遍布反应腔顶盖216内，利用所述冷却液管道230中的冷却液对反应腔顶盖216进行降温；冷却液供应单元250，所述冷却液供应单元250通过导管240和导管接口241与所述冷却液管道230的进水口231和出水口232相连接，使所述冷却液管道230的冷却液能够不断循环，利用所述冷却液对反应腔顶盖216进行降温；漏液感应单元261，所述漏液感应单元261与导管接口241相接触，用于检测导管接口241处是否发生漏液；所述漏液检测单元262与所述漏液感应单元261、冷却液供应单元250分别连接，当漏液感应单元261检测到出现漏液现象，通过漏液检测单元262使得冷却液供应单元250停止供液；报警单元270，与漏液检测单元262相连接，当漏液检测单元262检测到发生漏液，报警单元270发出警报；控制单元280，与漏液检测单元262和半导体处理设备的电源（未图示）相连接，当漏液检测单元262检测到发生漏液，漏液检测单元262给控制单元280发出控制信号，控制单元280停止半导体处理设备的运行。

当漏液检测单元262检测到发生漏液后，报警单元270发出警报，同时控制单元280停止半导体处理设备的运行，以提醒设备操作人员“设备发生漏液”，设备操作人员可以立刻进行漏液排查和处理，提高了检测效率。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

1.一种半导体处理设备，其特征在于，包括：

待降温组件；

冷却液管道，利用所述冷却液管道中的冷却液将待降温组件降温；

冷却液供应单元，所述冷却液供应单元通过导管和导管接口与冷却液管道相连接，利用所述冷却液供应单元将冷却液循环通入到冷却液管道；

漏液感应单元，所述漏液感应单元与导管、导管接口相接触，用于检测导管、导管接口处是否发生漏液；

漏液检测单元，所述漏液检测单元与所述漏液感应单元、冷却液供应单元分别连接，当漏液感应单元检测到出现漏液现象，通过漏液检测单元使得冷却液供应单元停止供液。

2.如权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于，所述漏液感应单元为漏液感测带或漏液感测线，所述漏液感测带或漏液感测线的一端与漏液检测单元相连接，通过检测所述漏液感测带或漏液感测线的电阻变化来判断是否发生漏液。

3.如权利要求2所述的半导体处理设备，其特征在于，所述漏液感测带或漏液感测线缠绕在所述导管、导管接口的外表面。

4.如权利要求2所述的半导体处理设备，其特征在于，所述漏液感测带或漏液感测线利用固定组件固定在所述导管、导管接口的外表面。

5.如权利要求2所述的半导体处理设备，其特征在于，所述漏液感测带或漏液感测线包括至少两条导线和位于两条导线之间的具有吸水性的绝缘材料，所述漏液感测带或漏液感测线的一端与漏液检测单元相连接，使得漏液感测带或漏液感测线内的导线的一端与漏液检测单元相连接，所述漏液检测单元在所述导线的一端施加检测电压，当导管或导管接口发生漏液，对应位置的漏液感测带或漏液感测线的绝缘材料因为吸水具有导电性，从而使得两条导线之间的电阻降低。

6.如权利要求5所述的半导体处理设备，其特征在于，所述具有吸水性的绝缘材料为聚乙烯、尼龙或聚偏氟乙烯。

7.如权利要求5所述的半导体处理设备，其特征在于，所述导线的材料为金属或导电聚合物。

8.如权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于，还包括：报警单元，当漏液检测单元检测到出现漏液现象，所述报警单元发出警报。

9.如权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于，还包括：控制单元，所述控制单元与漏液检测单元相连接，当漏液检测单元检测到出现漏液现象，漏液检测单元将控制信号发送给控制单元，控制单元停止半导体处理设备的运行。

10.如权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于，所述半导体处理设备为半导体沉积设备、半导体刻蚀设备或等离子体注入设备。

11.如权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于，所述冷却液管道位于所述待降温组件内或与所述待降温组件相接触。

12.如权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于，所述待降温组件为反应腔侧壁、反应腔顶盖、承片台、辐射器或磁控管。

13.如权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于，所述冷却液为制程冷却水。