CN110970319A - 半导体器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种半导体器件，其包括第一管线、第二管线、第一阀门、第二阀门以及第一真空腔室。第一管线与第二管线分别连接于第一阀门与第二阀门，而第一真空腔室则设置于第一阀门与第二阀门之间。第一真空腔室还设置有一压力传感器，由此，可利用所述压力传感器隔离并监控所述第一阀门与所述第二阀门的正常功能，进而避免渗漏发生。

Description

半导体器件

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，特别是涉及一种用于特气供应系统的半导体器件。

背景技术

半导体工艺目前已被广泛的应用于各项产业，如传统的液晶显示器或是近年来快速成长的微机电产业。而气体的使用在半导体工艺中一直扮演着重要的角色，举例来说，半导体工艺中如干式蚀刻、氧化、离子注入、薄膜沉积等都使用到相当多的气体，气体的纯度则对组件性能、产品良率有着决定性的影响，而气体供应的安全性则攸关人员的健康与工厂运作的安全。

在半导体行业，特气(specialty gases)经常作为工艺制造原料，然而特气供应系统也是半导体厂中危险性最高的一环，任何疏失都可能造成人员、厂房、设备的严重损失。特气包括甲硅烷(SiH₄)、砷化氢(AsH₃)、磷化氢(PH₃)等以钢瓶供应的气体，有些气体如甲硅烷具有自燃性，有些气体如砷化氢则具有剧毒性或高腐蚀性，一旦发生泄漏即可能造成严重危害。再来，因半导体工艺对特气纯度的高要求，在特气输送设备中，往往装置有阀门以防止内漏。由此，特气供应系统的再改良与防护设计仍为本领域现今的重要课题之一。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种改良的半导体器件，其是在特气输送管路与吹净气输送管路之间额外设置了两道阀门与一真空腔室，由此可搭配一压力传感器实时监控所述真空腔室的气压，以适时警示并更换阀门。

为了达到上述目的，本发明一方面提供了一种半导体器件，其包括第一管线、第二管线、第一阀门、第二阀门以及第一真空腔室。所述第一管线与所述第二管线分别连接于所述第一阀门与所述第二阀门，而所述第一真空腔室则设置于所述第一阀门与所述第二阀门之间。第一真空腔室还设置有一气压传感器。

附图说明

图1为本发明第一优选实施例所绘示的半导体器件的管路示意图；

图2为本发明第二优选实施例所绘示的半导体器件的管路示意图；

图3为本发明第三优选实施例所绘示的半导体器件的管路示意图；

图4为本发明的半导体器件于实际应用时的管路示意图。

附图标记：

100、200、300、400 半导体器件

110、410 特气输送管路

111、113、411、413 管线

112、114 阀门

115、415 储存容器

130 吹净气输送管路

131 管线

133 单向阀

135 储存容器

150、250、350 保护阀门

151、251、351 截止阀

253、353、355 真空腔室

254、354、356 压力传感器

具体实施方式

下文中将参照附图来说明本发明细节，所述些附图中的内容也构成本发明说明书细节描述的一部分，并且以可实行所述实施例的特例描述方式来绘示。下文实施例已描述足够的细节，使所属领域的一般技术人员得以具以实施。当然，也可实行其它的实施例，或是在不悖离文中所述实施例的前提下作出任何结构性、逻辑性、及电性上的改变。因此，下文的细节描述不应被视为是限制，反之，其中所包含的实施例将由随附的权利要求来加以界定。

图1例示本发明第一优选实施例的半导体器件100。如图1所示，半导体器件100设置有一特气输送管路110，其包括至少一管线，如图所示的两管线111、113，以将气体自一储存容器115(例如是一钢瓶)配送至一机台腔室(未绘示)。其中，所述管线的具体设置数量与位置可依据实际工艺操作而对应调整，不以图1所示为限。在本实施例中，储存容器115所供应的气体可以因应所述机台腔室内所进行的半导体工艺而有多种选择。举例来说，所述机台腔室内若是进行一化学气相沉积工艺，则储存容器115所供应的气体例如是甲硅烷或氨(NH₃)等特气；所述工艺腔室若进行一蚀刻工艺，则储存容器115所供应的气体则例如是四氟化碳(CF₄)、三氟甲烷(CHF₃)或三氟化氮(NF₃)等，但不以此为限。此外，在特气输送管路110中，管线111、113的一端还分别连接至一阀门112、114，较佳如图所示的一截止阀，以确保供气时的安全性。

半导体器件100还设置有一吹净气(purge gas)输送管路130，例如是一氮气(N₂)输送管路，设置于特气输送管路110一侧，并与特气输送管路110相连接。吹净气输送管路130同样包括至少一管线，例如是图1所示的管线131，以将一吹净气(如氮气，未绘示)自一储存容器135(例如是一储槽或一等钢瓶)配送至特气输送管路110。并且，吹净气输送管路130于邻接特气输送管路110的一侧还连接一阀门，较佳是如图1所示的一单向阀133，以防止特气自特气输送管路110进入吹净气输送管路130。由此，本实施例的半导体器件100即可在所述机台腔室内的半导体工艺进行之后及/或在更换储存容器115前、后，利用管线131配送所述吹净气进行冲吹，以带走特气输送管路110内的其他气体。需注意的是，半导体器件100较佳是于特气输送管路110与吹净气输送管路130之间进一步设置一保护阀门150，例如是如图1所示的一截止阀151。保护阀门150可适时关闭以避免所述吹净气在非特定的时机进入特气输送管路110，稀释特气而影响所述机台腔室所进行工艺的良率。

由此，即构成本发明第一优选实施例的半导体器件100，其主要是利用特气输送管路110与吹净气输送管路130之间额外设置的保护阀门150(如截止阀151)，防止特气污染、稀释等事故。然而，由于部分特气(如甲硅烷等)本身具有腐蚀性特性，长期使用下来可能导致保护阀门150的材质损耗，或者是部分特气(如氦气等)的分子较小，容易自阀门渗漏，倘若发生如此情况，仍有机会影响半导体器件100的气体供应质量，甚至影响工艺的良率。

因此，本领域者应可轻易了解，为能满足半导体工艺的实际需求的前提下，本发明的半导体器件也可能有其它态样，而不限于前述。因此，下文将进一步针对本发明的半导体器件的其他实施例或变化型进行说明。且为简化说明，以下说明主要针对各实施例不同之处进行详述，而不再对相同之处作重复赘述。此外，本发明的各实施例中相同的组件是以相同的标号进行标示，以利于各实施例间互相对照。

图2例示本发明第二优选实施例的半导体器件200。本实施例的半导体器件200大体上与前述的半导体器件100相同，其同样设置有特气输送管路110与吹净气输送管路130，相同配置与部件于此不在赘述。本实施例的半导体器件200与前述第一实施例的主要差异在于保护阀门250的设置。在本实施例中，保护阀门250除了包括前述的截止阀151之外，还额外包括一另一阀门(如截止阀251)与一真空腔室253。

如图2所示，本实施例中的截止阀151设置于邻接吹净气输送管路130的一侧，以避免所述吹净气的渗漏；而所述另一阀门，例如是如图所示的截止阀251则设置在邻接特气输送管路110的一侧，以避免所述特气的渗漏。另一方面，真空腔室253则是设置在两截止阀151、251之间，隔离两截止阀151、251。详细来说，真空腔室253例如是内部设置有一抽气泵(未绘示)的一管路，可使两截止阀151、251之间处于一真空状态，并且还可透过一中控室(未绘示)控制并维持所述真空状态。需注意的是，真空腔室253还设置有一感测部件，例如是一压力传感器254，而可实时监控真空腔室253的气压状态。因此，一旦半导体器件200中的截止阀151及/或截止阀251发生渗漏，真空腔室253内的压力则会升高，达到警示的效果。此外，因各气体供应的压力不同，故借助真空腔室253内压力升高的程度还能进一步得知渗漏者为所述吹净气或所述特气，并找出发生渗漏的阀门。举例来说，当真空腔室253内的压力升高约7至8公斤时，即为截止阀151发生所述吹净气渗漏，而当真空腔室253内的压力升高约2公斤左右时，即为截止阀251发生特气渗漏，但不以此为限。本领域技术人员应可理解，本实施例的所述感测部件虽是以压力传感器254作为实施样态进行说明，但并不以此为限，在其他实施例中，所述感测部件可以是任何可检测所述特气的部件，如质谱仪等。

由此，即构成本发明第二优选实施例的半导体器件200，其主要分别于连接特气输送管路110与吹净气输送管路130的一端设置截止阀251、151阻隔两管路，并且还在两截止阀251、151之间再增设了真空腔室253与压力传感器254，进一步隔离并监控两截止阀251、151的正常功能。如此，本实施例的保护阀件250的防护设计更能有效避免因阀门老旧、损耗而造成的渗漏问题，使得半导体器件200的特气供应更能符合供应质量的要求。

图3例示本发明第三优选实施例的半导体器件300。本实施例的半导体器件300大体上与前述的半导体器件100、200相同，其同样设置有特气输送管路110与吹净气输送管路130，相同配置与部件于此不在赘述。本实施例的半导体器件300与前述第一实施例的主要差异在于保护阀门350的设置。在本实施例中，保护阀门350除了包括前述的截止阀151、251之外，还额外包括其他阀门(如截止阀351)与真空腔室(如真空腔室353、355)的设置。

如图3所示，本实施例中的截止阀151、251同样分别设置于邻接吹净气输送管路130的一侧与邻接特气输送管路110的一侧，以分别防止所述吹净气、所述特气在非特定时机进入管路。此外，两截止阀151、251之间还额外设置分别与之连接的两真空腔室353、355，两真空腔室353、355同样可以是内部设置有一抽气泵(未绘示)的一管路而处于一真空状态，以进一步隔离两截止阀151、251。需注意的是，两真空腔室353、355分别设置有一压力传感器354、356来监控真空腔室353、355的真空状态，并且，两真空腔室353、355之间还可由一截止阀351进一步阻隔，如此，同样可藉由监测真空腔室353、355内的压力变化而达到警示两截止阀151、251发生渗漏的效果。并且，因两截止阀151、251分别与真空腔室353、355连接，故能更为直接且快速地得知渗漏者为所述吹净气或所述特气。同时，当储存容器115所供应的气体为高腐蚀性或易燃性高的危险性特气时，本实施例所设置的两真空腔室353、355还可以在两截止阀151、351同时发生渗漏时，进一步避免所渗漏的吹净气与特气直接接触而可能导致的危险情况。

由此，即构成本发明第三优选实施例的半导体器件300，其主要在特气输送管路110与吹净气输送管路130端分别设置截止阀251、151阻隔两管路，以及分别连接截止阀251、151的真空腔室355、353，同样可隔离并监控两截止阀351、151的正常功能。在此状况下，本实施例的保护阀件350的防护设计不仅能改善前述的渗漏问题、提升特气供应质量，还能使得半导体器件300更具有安全性与可靠性。

整体来说，本发明是在前述各实施例中的半导体器件100、200、300分别设置保护阀件150、250、350，以有效避免或警示因阀门耗损而导致的各种渗漏问题。因此，前述各实施例中的保护阀件150、250、350可实际应用于一半导体器件的管路设计。举例来说，如图4所示的一半导体器件400，其包括同时连接吹净气输送管路130的两特气输送管路110、410。两特气输送管路110、410可分别透过管线111、113、411、413而将储存容器115、415内供应的特气配送至两机台腔室(未绘示)，进行各种半导体工艺。其中，所述二机台腔室可选择性地进行相同或不同的半导体工艺，而储存容器115、415则可因应所述机台腔室内所进行的各种工艺而提供相同或不同的特气。而两特气输送管路110、410与吹净气输送管路130分别连接的一侧都设置有一保护阀门250，以进一步隔离吹净气输送管路130与两特气输送管路110、410，并且监控两组截止阀251、151的正常功能，如图4所示。由此，半导体器件400即可兼顾高纯度的气体供应质量与安全性的防护，避免影响工艺良率或安全事故。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体器件，其特征在于，包含：

第一管线；

第一阀门，连接于所述第一管线；

第二管线；

第二阀门，连接于所述第二管线；以及

第一真空腔室，设置于所述第一阀门与所述第二阀门之间，其中所述第一真空腔室设置有压力传感器。

2.依据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一管线与所述第二管线分别供应不同的气体。

3.依据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述第一管线供应一特气，所述第二管线供应氮气。

4.依据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一阀门与所述第二阀门分别包含截止阀，各所述截止阀直接连接所述第一真空腔室。

5.依据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，还包含单向阀。

6.依据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述单向阀设置于所述截止阀与所述第二管线之间。

7.依据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包含第二真空腔室，所述第二真空腔室同样设置于所述第一阀门与所述第二阀门之间。

8.依据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述第二真空腔室包含另一压力传感器。

9.依据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述第一真空腔室与所述第二真空腔室之间还设置第三阀门，所述第三阀门包含截止阀。

10.依据权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，所述第一阀门与所述第二阀门分别包含另一截止阀，所述另一截止阀直接分别连接所述第一真空腔室与所述第二真空腔室。

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