CN111945136B - 半导体工艺设备及其集成供气系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种半导体工艺设备及其集成供气系统。该集成供气系统设置于半导体工艺设备的气源及工艺腔室之间，用于向工艺腔室内输送气体，包括：多个气路输送模块，且每个气路输送模块之间可拆卸连接；气路输送模块包括第一基块及第一控制部件，第一基块内开设有第一气路；至少一个第一控制部件设置于第一基块上，第一控制部件与第一气路连接。本申请实施例的集成供气系统可以任意组合气路输送模块以适用于不同类型的半导体工艺设备，从而不仅大幅提高整体的通用性，还避免了定制化程度高的问题。此外，当某一气路输送模块被污染后只需单独更换即可，从而大幅降低应用及维护成本。

Description

半导体工艺设备及其集成供气系统

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，具体而言，本申请涉及一种半导体工艺设备及其集成供气系统。

背景技术

目前，随着集成电路产业的发展，对半导体工艺设备的体积和占地面积提出了更为严格的要求，因此现有技术中一般采用集成供气系统作为半导体工艺设备的供气系统。集成供气系统可以包括有14条气路，除用于吹扫的气路外，其余各气路内的工艺气体依次经过各气路上设置的多个元器件，然后汇总后分为两路，一路进入半导体工艺设备的泵体，另一路进入工艺腔室内。现有的集成供气系统虽然节少了部分空间，但是其需要根据半导体工艺设备的类型进行定制，导致其原理图设计复杂及定制性强，即每个集成供气系统仅能适配一种半导体工艺设备，从而导致通用性较差，并且在使用过程中发生气路的污染，被污染的气路更换较为困难。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种半导体工艺设备及其集成供气系统，用以解决现有技术存在的通用性较差及拆装维护困难的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备的集成供气系统，设置于半导体工艺设备的气源及工艺腔室之间，用于向所述工艺腔室内输送气体，包括多个气路输送模块，且每个所述气路输送模块之间可拆卸连接；所述气路输送模块包括第一基块及第一控制部件，所述第一基块内开设有第一气路；至少一个所述第一控制部件设置于所述第一基块上，所述第一控制部件与所述第一气路连接。

于本申请的一实施例中，所述气路输送模块还包括第二基块及第二控制部件，所述第二基块与所述第一基块固定连接，所述第二基块内开设有第二气路；至少一个所述第二控制部件设置于所述第二基块上，所述第二控制部件与所述第二气路连接。

于本申请的一实施例中，所述气路输送模块还包括有三通阀，所述三通阀设置于所述第一基块及所述第二基块之间，并且靠近所述第一气路及所述第二气路的进气口设置。

于本申请的一实施例中，所述第一控制部件设置于所述第一基块的顶部，所述第一气路的进气口及出气口均位于所述第一基块的底部，并且靠近所述第一基块的两端设置；所述第二控制部件设置于所述第二基块的顶部，所述第二气路的进气口及出气口均位于所述第二基块的底部，并且靠近所述第二基块的两端设置。

于本申请的一实施例中，所述气路输送模块还包括进气接头及出气接头，两个所述进气接头分别与所述第一气路及所述第二气路的进气口连接，两个所述出气接头分别与所述第一气路及所述第二气路的出气口连接。

于本申请的一实施例中，所述气路输送模块还包括有支撑板及连接件，所述第一基块及所述第二基块通过多个所述连接件固定设置于所述支撑板上，并且所述支撑板顶面与所述第一基块及所述第二基块的底面相对且间隔设置。

于本申请的一实施例中，所述三通阀为气动阀。

于本申请的一实施例中，所述第一控制部件或者所述第二控制部件包括：手动阀、调压阀、压力传感器、过滤器、双向阀、质量流量控制器的任意一种或几种的组合。

于本申请的一实施例中，所述第一气路的进气口至出气口方向依次排列有多个所述第一控制部件，多个所述第一控制部件依次为：手动阀、调压阀、压力传感器、过滤器、双向阀、质量流量控制器及双向阀；以及，所述第二气路的进气口至出气口方向依次排列有多个所述第二控制部件，多个所述第二控制部件依次包括：手动阀、调压阀、压力传感器、过滤器、双向阀、质量流量控制器及双向阀。

第二个方面，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备，包括工艺腔室以及如第一个方面提供的集成供气系统。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：

本申请实施例通过设置多个单独设置的气路输送模块，并且在第一基块上设置有一个以上的第一控制部件，用于对气路内的气体实现控制及检测功能，从而满足半导体工艺设备的供气需求。由于多个气路输送模块单独设置，并且各气路输送模块之间可拆卸连接，使集成供气系统可以任意组合以适用于不同类型的半导体工艺设备，从而不仅大幅提高整体的通用性，避免现有技术中的集成供气系统定制化程度高的问题。此外，当某一气路输送模块被污染后只需单独更换即可，从而大幅降低应用及维护成本。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种气路输送模块的原理示意图；

图2为本申请实施例提供的一种气路输送模块的主视示意图；

图3为本申请实施例提供的一种气路输送模块的侧视示意图；

图4为本申请实施例提供的一种子基块与手动阀配合的剖视示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请实施例提供了一种半导体工艺设备的集成供气系统，设置于半导体工艺设备的气源及工艺腔室之间，用于向工艺腔室内输送气体，该集成供气系统的结构示意图如图1至图3所示，包括多个气路输送模块，且每个气路输送模块之间可拆卸连接；气路输送模块包括第一基块11及第一控制部件12，第一基块11内开设有第一气路13；至少一个第一控制部件12设置于第一基块11上，第一控制部件12与第一气路13连接。

如图1至图3所示，集成供气系统包括多个单独设置的气路输送模块，即集成供气系统可以根据半导体工艺设备的类型来设置不同数量的气路输送模块，每个气路输送模块之间可拆卸连接。半导体工艺设备具体可以是刻蚀设备、化学气相沉积设备或者物理气相沉积设备等，但是本申请实施例并不以此为限。气路输送模块具体包括第一基块11及第一控制部件12，第一基块11具体可以采用金属材质制成的棱柱体结构，第一基块11内开设有第一气路13。第一基块11上可以设置有多个第一控制部件12，该第一控制部件12与第一气路13连接，用于对第一气路13内的气体进行控制及检测。需要说明的是，本申请实施例并不限定第一控制部件12的具体数量及类型，本领域技术人员可以根据需求设置第一控制部件12的数量，该第一控制部件12的类型可以是阀门、传感器及过滤器等元器件，从而对第一气路13内的气体实现对应的控制及检测功能，因此本申请实施例并不以此为限。

本申请实施例通过设置多个单独设置的气路输送模块，并且在第一基块上设置有一个以上的第一控制部件，用于对气路内的气体实现控制及检测功能，从而满足半导体工艺设备的供气需求。由于多个气路输送模块单独设置，并且各气路输送模块之间可拆卸连接，使集成供气系统可以任意组合以适用于不同类型的半导体工艺设备，从而不仅大幅提高整体的通用性，避免现有技术中的集成供气系统定制化程度高的问题。此外，当某一气路输送模块被污染后只需单独更换即可，从而大幅降低应用及维护成本。

于本申请的一实施例中，气路输送模块还包括第二基块21及第二控制部件22，第二基块21与第一基块11固定连接，第二基块21内开设有第二气路23；至少一个第二控制部件22设置于第二基块21上，第二控制部件22与第二气路23连接。

如图1至图3所示，气路输送模块还包括第二基块21及第二控制部件22，第二基块21具体可以采用金属材质制成的棱柱体结构，第二基块21内开设有第二气路23。第二基块21与第一基块11之间固定连接，以使得两者成为一体结构，从而便于拆装及维护。第二基块21上可以设置有多个第二控制部件22，该第二控制部件22与第二气路23连接，用于对第二气路23内的气体进行控制及检测。多个第二控制部件22的类型及数量可以与多个第一控制部件12的类型及数量相同，即第一基块11与第二基块21由于安装的控制部件相同，使得两者成为相同类型的气路；或者多个第二控制部件22的类型及数量与多个第一控制部件12的类型及数量不同，即第一基块11与第二基块21由于安装的控制部件不同，使得两者成为不同类型的气路。采用上述设计，使得本申请实施例更加灵活易用，进一步提高通用性，并且还能适用于较为复杂的工况中，从而大幅提高适用性及适用范围。

于本申请的一实施例中，如图1至图3所示，气路输送模块还包括有三通阀3，三通阀3设置于第一基块11及第二基块21之间，并且靠近第一气路13及第二气路23的进气口设置。具体来说，三通阀3可以采用气动阀，三通阀3可以通过管路与第一气路13及第二气路23连接。当气体进入第一气路13及第二气路23后，通过三通阀3可以将第一气路13及第二气路23进行连接，例如可以通过0.5MPa(兆帕)的气体来驱动三通阀3的通断，以此来实现两个气路内的气体混气功能，从而满足半导体工艺设备对于混合气体的需求。需要说明的是，本申请实施并不限定三通阀3的具体类型，例如三通阀3可以是气动隔膜阀或其它类型的阀门。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，如图1至图3所示，第一控制部件12设置于第一基块11的顶部，第一气路13的进气口及出气口均位于第一基块11的底部，并且靠近第一基块11的两端设置；第二控制部件22设置于第二基块21的顶部，第二气路23的进气口及出气口均位于第二基块21的底部，并且靠近第二基块21的两端设置。具体来说，多个第一控制部件12均设置于第一基块11顶部上，而第一气路13的进气口及出气口均形成于第一基块11的底部，由此可以实现气体经由第一气路13传输时沿垂直方向传输，能大幅缩小安装空间的占用，并且还能有效提高气体传输速率。由于第二基块21及第二控制部件22之间的配合关系与第一基块11及第一控制部件12之间配合关系相同，于此不再赘述。

于本申请的一实施例中，如图1至图3所示，气路输送模块还包括进气接头41及出气接头42，两个进气接头41分别与第一气路13及第二气路23的进气口连接，两个出气接头42分别与第一气路13及第二气路23的出气口连接。具体来说，进气接头41可以采用焊接的方式设置于第一基块11及第二基块21的底部，进气接头41可以通过一管路与气源连接，用于将气体导入至第一气路13及第二气路23内。出气接头42同样采用焊接的方式设置于第一基块11及第二基块21的底部，出气接头42可以通过管路与工艺腔室连接，用于将气体导入工艺腔室内。采用上述设计，由于设置有进气接头41及出气接头42，使得本申请实施例的拆装维护更为便捷，从而大幅提高工作效率。

于本申请的一实施例中，如图1至图3所示，气路输送模块还包括有支撑板51及连接件52，第一基块11及第二基块21通过多个连接件52固定设置于支撑板51上，并且支撑板51顶面与第一基块11及第二基块21的底面相对且间隔设置。

如图1至图3所示，支撑板51可以采用金属材质制成的板状结构，支撑板51的两端具有定位件511，支撑板51可以通过该定位件511设置于半导体工艺设备上，使得本申请实施例的安装定位更加快捷方便，从而大幅提高拆装维护效率。多个连接件52同样采用金属材质制成的板状结构，多个连接件52的两端分别与支撑板51及第一基块11及第二基块21连接，具体连接方式例如可以采用螺栓连接方式，但是本申请实施例并不以此为限。由于设置有连接件52，因此支撑板51的顶面与第一基块11及第二基块21的底面相对且间隔设置，以便于安装管路及阀门等元器件，例如三通阀3及其管路均可以设置于此，从而进一步降低安装空间的占用。

需要说明的是，本申请实施例并不限定支撑板51的具体安装位置，例如可以安装于半导体工艺设备的基板上。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，如图1至图3所示，第一控制部件12或者第二控制部件22包括：手动阀61、调压阀62、压力传感器63、过滤器64、双向阀65、质量流量控制器66的任意一种或几种的组合。具体来说，根据不同的需求，第一控制部件12可以采用手动阀61、调压阀62、压力传感器63、过滤器64、双向阀65、质量流量控制器66的任意一种或几种的组合；第二控制部件22同样可以采用手动阀61、调压阀62、压力传感器63、过滤器64、双向阀65、质量流量控制器66的任意一种或几种的组合。采用不同种类的控制部件，可以使得本申请实施例便于应对多种不同的需求，便于进行单一或组合使用，以完成较复杂的集成供气系统设计工作，从而大幅提高通用性及提高工作效率。

于本申请的一实施例中，如图1至图3所示，第一气路13的进气口至出气口方向依次排列有多个第一控制部件12，多个第一控制部件12依次为：手动阀61、调压阀62、压力传感器63、过滤器64、双向阀65、质量流量控制器66及双向阀65。可选地，第二气路23的进气口至出气口方向依次排列有多个第二控制部件22，多个第二控制部件22依次包括：手动阀61、调压阀62、压力传感器63、过滤器64、双向阀65、质量流量控制器66及双向阀65。

如图1至图3所示，气体从左侧的进气口分别进入第一气路13及第二气路23，再分别经过两个气路上的手动阀61，然后通过手动开关手动阀61来控制两个气路的通断，之后通过三通阀3和管路将两个气路内的气体进行混合，三通阀3可以通过0.5MPa的气体来控制通断，以此来实现两个气路内气体的混气功能。混合后气体再经过调压阀62进行压力调节，调压阀62具体也可以采用手动调节，后面的压力传感器63可以检测两个气路内的气体压力，并且可以采用数字显示及反馈信号给可编程控制器。过滤器64可以对两个气路内的气体进行过滤，以进一步提高气体洁净度。过滤后的气体经过双向阀65、质量流量控制器66及双向阀65，以此来实现气体经过质量流量控制器66的前后通断，质量流量控制器66用于监控和调节两个气路内的气体流量。通过上述描述可以发现该气路输送模块实现了完整的供气功能，使得该气路输送模块即可以单独使用，也可以组合成为集成供气系统进行使用，如14路集成供气系统，在上述功能满足的条件下，可以使用7个该气路输送模块进行配合使用，使得本申请实施例的集成供气系统可以化整为零，从而大幅提高通用性。此外，在后期维护的过程中，只需更换被污染的气路输送模块即可，其余气路输送模块不受影响，从而增加了便捷性和降低了后期维护成本。

为了进一步说明本申请实施例，以下对第一基块11及第二基块21的具体结构说明如下。结合图1至图4所示，第一基块11包括有多个依次排列的子基块111，任意两相邻的子基块111之间采用凹凸配合方式设置，并且两者通过螺栓连接。多个子基块111内均开设有第一气路13，第一控制部件12可以分别与两个子基块111内的第一气路13连接，或者与一个子基块111内的第一气路13连接。为便于理解，图4仅示出一个子基块111与手动阀61的配合的剖视示意图，子基块111的右端设置凹槽112，另外一个子基块111左端可以设置有凸块，以此类推实现任意两相邻的子基块111均采用凹凸配合方式设置。由于第二基块21与第一基块11结构相同，因此不再赘述。进一步的，图4中黑色箭头示出了气体的流动方向，气体由左端的进气接头41进入，通过子基块111垂直向上进入手动阀61，再经过手动阀61的内部通道垂直向下运输至下一个子基块111中，依次类推气体在之后的三通阀3，调压阀62，压力传感器63，过滤器64等元器件和底部的子基块111中往复的进行垂直向上和垂直向下的输送过程，直至最后从出气接头42排出。由此可见，本申请实施例的集成供气系统在空间上要明显小于传统的气体输送系统，对于体积有限制条件的半导体工艺设备较为适用。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备，包括工艺腔室以及如上述各实施例提供的半导体工艺设备的集成供气系统。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

本申请实施例通过设置多个单独设置的气路输送模块，并且在第一基块上设置有一个以上的第一控制部件，用于对气路内的气体实现控制及检测功能，从而满足半导体工艺设备的供气需求。由于多个气路输送模块单独设置，并且各气路输送模块之间可拆卸连接，使集成供气系统可以任意组合以适用于不同类型的半导体工艺设备，从而不仅大幅提高整体的通用性，避免现有技术中的集成供气系统定制化程度高的问题。此外，当某一气路输送模块被污染后只需单独更换即可，从而大幅降低应用及维护成本。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种半导体工艺设备的集成供气系统，设置于半导体工艺设备的气源及工艺腔室之间，用于向所述工艺腔室内输送气体，其特征在于，包括多个单独设置的气路输送模块，且每个所述气路输送模块之间可拆卸连接；

所述气路输送模块包括第一基块及第一控制部件，所述第一基块内开设有第一气路；至少一个所述第一控制部件设置于所述第一基块上，所述第一控制部件与所述第一气路连接；

所述第一控制部件包括：手动阀、调压阀、压力传感器、过滤器、双向阀、质量流量控制器的任意一种或几种的组合；

所述第一基块包括有多个依次排列的子基块，任意两相邻的所述子基块之间采用凹凸配合方式设置；

多个所述子基块内均开设有所述第一气路，所述第一控制部件可以分别与两个所述子基块内的所述第一气路连接，或者与一个所述子基块内的所述第一气路连接。

2.如权利要求1所述的集成供气系统，其特征在于，所述气路输送模块还包括第二基块及第二控制部件，所述第二基块与所述第一基块固定连接，所述第二基块内开设有第二气路；至少一个所述第二控制部件设置于所述第二基块上，所述第二控制部件与所述第二气路连接。

3.如权利要求2所述的集成供气系统，其特征在于，所述气路输送模块还包括有三通阀，所述三通阀设置于所述第一基块及所述第二基块之间，并且靠近所述第一气路及所述第二气路的进气口设置。

4.如权利要求3所述的集成供气系统，其特征在于，所述第一控制部件设置于所述第一基块的顶部，所述第一气路的进气口及出气口均位于所述第一基块的底部，并且靠近所述第一基块的两端设置；所述第二控制部件设置于所述第二基块的顶部，所述第二气路的进气口及出气口均位于所述第二基块的底部，并且靠近所述第二基块的两端设置。

5.如权利要求4所述的集成供气系统，其特征在于，所述气路输送模块还包括进气接头及出气接头，两个所述进气接头分别与所述第一气路及所述第二气路的进气口连接，两个所述出气接头分别与所述第一气路及所述第二气路的出气口连接。

6.如权利要求5所述的集成供气系统，其特征在于，所述气路输送模块还包括有支撑板及连接件，所述第一基块及所述第二基块通过多个所述连接件固定设置于所述支撑板上，并且所述支撑板顶面与所述第一基块及所述第二基块的底面相对且间隔设置。

7.如权利要求3所述的集成供气系统，其特征在于，所述三通阀为气动阀。

8.如权利要求2所述的集成供气系统，其特征在于，所述第二控制部件包括：手动阀、调压阀、压力传感器、过滤器、双向阀、质量流量控制器的任意一种或几种的组合。

9.如权利要求8所述的集成供气系统，其特征在于，所述第一气路的进气口至出气口方向依次排列有多个所述第一控制部件，多个所述第一控制部件依次为：手动阀、调压阀、压力传感器、过滤器、双向阀、质量流量控制器及双向阀；以及，

所述第二气路的进气口至出气口方向依次排列有多个所述第二控制部件，多个所述第二控制部件依次包括：手动阀、调压阀、压力传感器、过滤器、双向阀、质量流量控制器及双向阀。

10.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括工艺腔室以及如权利要求1至9的任一所述的集成供气系统。

Images