CN113937028A - 半导体设备和半导体设备的除氧方法 - Google Patents

半导体设备和半导体设备的除氧方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113937028A
CN113937028A CN202010603283.4A CN202010603283A CN113937028A CN 113937028 A CN113937028 A CN 113937028A CN 202010603283 A CN202010603283 A CN 202010603283A CN 113937028 A CN113937028 A CN 113937028A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pipeline
oxygen
valve
ball valve
switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010603283.4A
Other languages
English (en)
Inventor
左敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changxin Memory Technologies Inc
Original Assignee
Changxin Memory Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changxin Memory Technologies Inc filed Critical Changxin Memory Technologies Inc
Priority to CN202010603283.4A priority Critical patent/CN113937028A/zh
Priority to PCT/CN2021/095915 priority patent/WO2022001507A1/zh
Priority to US17/438,850 priority patent/US20220384215A1/en
Publication of CN113937028A publication Critical patent/CN113937028A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/08—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
    • F16K11/087—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with spherical plug
    • F16K11/0873—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with spherical plug the plug being only rotatable around one spindle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment

Abstract

该发明公开了一种半导体设备和半导体设备的除氧方法，所述半导体设备包括：制程腔体、除氧管道和氧气检测装置，氧气检测装置包括氧气检测管路、转换球阀和氧传感器，氧气检测管路包括第一管路、第二管路和第三管路，第一管路、第二管路和第三管路并联设置且分别均与除氧管道和转换球阀相连，氧传感器设在第三管路上，转换球阀被构造成：在除氧阶段，转换球阀连通第一管路和第二管路，在氧气检测阶段，转换球阀连通第一管路和第三管路。根据本发明实施例的半导体设备，能够避免残留的高氧浓度气体流向氧传感器而使得机台发出警报，也可避免高氧浓度气体流经氧传感器而加速氧传感器的老化。

Description

半导体设备和半导体设备的除氧方法
技术领域
本发明涉及半导体设备技术领域，具体涉及一种半导体设备和半导体设备的除氧方法。
背景技术
在对晶圆的高温热处理工艺中对制程腔室氧浓度有很高的要求，若腔室氧浓度不达标会在晶圆表面形成氧化物造成产品性能变差。为满足制程工艺对氧浓度的要求，一般是在高温制程之前通入大量的氮气来清除掉制程腔室的氧气，相关技术的除氧系统检测结果不准确且使得机台容易发出警报，而且氧化检测装置的氧传感器容易毁坏老化。
发明内容
如背景技术所述，现有技术中的除氧系统的氧气检测结果不准确容易导致机台发出警报且氧传感器容易毁坏老化。
发明人研究发现，现有技术中的除氧系统，在除氧初始阶段，会有部分的高浓度氧的混合气体进入到氧气检测装置的分支管路，到除氧末期，这部分混合气体难以被去除。当氧气检测功能打开后，高浓度氧的混合气体进入氧传感器，在铂的催化下，带负电的氧离子吸附在氧化锆的内外表面上，由于大气中的氧气比机台管路中的氧气多，大气相通一侧比机台管路一侧吸附更多的负离子，两侧离子的浓度差产生电动势。电信号经电脑处理反馈制程腔室的氧浓度，当氧浓度在规定时间内达到制程所需的最低浓度，制程自动进入下一步，若未达到，则机台触发警报，由此氧气检测装置的分支管路中高浓度的氧气进入氧传感器后氧浓度较高容易导致机台触发警报，而且长时间的高浓度氧气接触也会加速氧传感器的老化。
有鉴于此，本发明提出了一种半导体设备，能够防止高浓度氧气进入氧传感器而导致机体发出警报和加速氧传感器老化。
根据本发明实施例的半导体设备，其特征在于，包括：制程腔体，所述制程腔体具有除氧进口和除氧出口；除氧管道，所述除氧管道分别与所述除氧出口和排气装置相连；氧气检测装置，所述氧气检测装置包括氧气检测管路、转换球阀和氧传感器，所述氧气检测管路包括第一管路、第二管路和第三管路，所述第一管路、所述第二管路和所述第三管路并联设置且分别均与所述除氧管道和所述转换球阀相连，所述第一管路、所述第二管路和所述第三管路在所述除氧管道的气体流动方向上依次与所述除氧管道连通，所述氧传感器设在所述第三管路上，所述转换球阀被构造成：在除氧阶段，所述转换球阀连通所述第一管路和第二管路，在氧气检测阶段，所述转换球阀连通所述第一管路和第三管路。
根据本发明实施例的半导体设备，通过设置第二管路和分别与第一管路、第二管路和第三管路连接的转换球阀，通过控制转换球阀在除氧阶段和氧气检测阶段连通不同的管路，从而使得除氧阶段残留在氧气检测管路的高氧浓度气体能够排出，避免在氧气检测阶段残留的高氧浓度气体流向氧传感器而使得氧浓度检测不准确发出警报，也可避免高氧浓度气体流经氧传感器而加速氧传感器的老化。
根据本发明的一些实施例，所述氧气检测管路还包括第四管路，所述第四管路分别与所述转换球阀和除氧气体供给装置相连，所述转换球阀被构造成：在除氧阶段，所述转换球阀连通所述第三管路和第四管路，在氧气检测阶段，所述转换球阀阻挡所述第四管路。
根据本发明的一些实施例，所述转换球阀包括转换阀体和转换阀芯，所述转换阀体设有四个阀口，所述转换阀芯在第一位置和第二位置之间可转动地设在所述转换阀体内，所述第一管路、所述第二管路、所述第三管路和所述第四管路分别与所述四个阀口一一连接，所述转换阀芯位于所述第一位置时，连接所述第一管路的阀口与连接所述第二管路的阀口导通，且连接所述第三管路的阀口和连接所述第四管路的阀口导通，所述阀芯位于所述第二位置时连接所述第一管路的阀口与连接所述第三管路的阀口导通。
可选地，所述转换阀芯内设有第一通道，所述转换阀芯位于所述第二位置时，通过所述第一通道连通连接所述第一管路的阀口和连接所述第三管路的阀口。
进一步地，所述转换阀芯设有第二通道和第三通道，所述转换阀芯位于所述第一位置时，所述第二通道连通所述连接所述第一管路的阀口和所述连接所述第二管路的阀口，且所述第三通道连通所述连接所述第三管路的阀口和所述连接所述第四管路的阀口；所述转换阀芯位于所述第二位置时，位于所述第二通道侧的转换阀芯侧壁阻挡所述第二管路，位于所述第三通道侧的转换阀芯侧壁阻挡所述第四管路。
可选地，所述转换阀体的最大内径为所述氧气检测管路的最大内径的1.5-3倍。
可选地，所述转换球阀还包括阀轴和驱动装置，所述阀轴与所述转换阀芯相连，所述驱动装置驱动所述阀轴带动所述转换阀体活动。
根据本发明的一些实施例，所述转换阀芯和所述转换阀体采用耐腐蚀材料制成。
根据本发明的一些实施例，所述半导体设备还包括设在所述第一管路上的第一控制阀、设在第二管路上的第二控制阀和设在所述第四管路上的第四控制阀。
可选地，所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述第四控制阀均为止逆阀。
可选地，所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述第四控制阀均邻近所述转换球阀设置。
根据本发明的一些实施例，所述氧传感器设在所述第三管路与所述转换球阀相连的一端且邻近所述转换球阀设置。
本发明还提出了一种半导体设备的除氧方法。
根据本发明实施例的半导体设备的除氧方法，所述半导体设备包括制程腔体、除氧管道和氧气检测装置，所述氧气检测置包括氧气检测管路、转换球阀和氧传感器，所述氧气检测管路包括第一管路、第二管路和第三管路，所述第一管路、所述第二管路和所述第三管路并联设置且分别均与所述除氧管道和所述转换球阀相连，所述第一管路、所述第二管路和所述第三管路在所述除氧管道的气体流动方向上，依次与所述除氧管道连通，所述氧传感器设在所述第三管路上，所述除氧方法包括：向所述半导体设备的制程腔体内通入除氧气体；所述制程腔体内通入所述除氧气体达到第一预设时间后，调整所述转换球阀，连通所述第一管路和所述第二管路，所述氧传感器处于未打开状态，同时所述除氧气体持续通入所述制程腔体内；所述除氧气体持续通入所述制程腔体时间达到第二预设时间后，调整所述转换球阀，连通所述第一管路和第三管路，同时打开所述氧传感器。
根据本发明的一些实施例，所述氧气检测管路还包括与所述转换球阀和除氧气体供给装置连通的第四管路，所述调整所述转换球阀，连通所述第一管路和所述第二管路连通，包括：调整所述转换球阀，连通所述第一管路和所述第二管路，且连通所述第三管路和所述第四管路；所述调整所述转换球阀，连通所述第一管路和所述第三管路，包括：调整所述转换球阀，连通所述第一管路和所述第三管路且阻挡所述第二管路和所述第四管路。
根据本发明的一些实施例，所述半导体设备还包括设在所述第一管路上的第一控制阀、设在第二管路上的第二控制阀和设在所述第四管路上的第四控制阀，在所述调整所述转换球阀，连通所述第一管路和所述第二管路之后，还包括：打开所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述第四控制阀，在所述调整所述转换球阀，连通所述第一管路和所述第三管路之前，还包括：打开所述第一控制阀且关闭所述第二控制阀和所述第四控制阀。
根据本发明的一些实施例，在所述调整所述转换球阀，连通所述第一管路和所述第二管路，且连通所述第三管路和所述第四管路，同时打开所述氧传感器之前，还包括：通过所述除氧气体供给装置向所述第四管路通入除氧气体。
附图说明
图1是根据本发明实施例的半导体设备的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的半导体设备的转换阀芯位于第一位置的转换球阀的结构示意图；
图3是根据本发明一个实施例的半导体设备的转换阀芯位于第二位置的转换球阀的结构示意图；
图4是根据本发明另一个实施例的半导体设备的转换阀芯位于第一位置的转换球阀的结构示意图；
图5是根据本发明另一个实施例的半导体设备的转换阀芯位于第二位置的转换球阀的结构示意图；
图6是根据本发明实施例的半导体设备的除氧方法的流程示意图。
附图标记：
100：半导体设备；
1：制程腔体，11：制程腔，12：除氧进口，13：除氧出口；
2：除氧管道；
3：氧气检测装置，31：氧气检测管路，311：第一管路，312：第二管路，313：第三管路，314：第四管路，315：连接第一管路的阀口，316：连接第二管路的阀口，317：连接第三管路的阀口，318：连接第四管路的阀口，32：转换球阀，321：转换阀体，322：阀腔，323：转换阀芯，324：第一通道，325：第二通道，326：第三通道，33：第一控制阀，34：第二控制阀，35：第四控制阀，36：氧传感器；
4：排气装置。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种半导体设备作进一步详细说明。
本发明是发明人基于以下的认识和发现获得的：
如背景技术所述，现有技术中的除氧系统的氧气检测结果不准确容易导致机台发出警报且氧传感器容易毁坏老化。
发明人研究发现，现有技术中的除氧系统，在除氧初始阶段，会有部分的高浓度氧的混合气体进入到氧气检测装置的分支管路，到除氧末期，这部分混合气体难以被去除。当氧气检测功能打开后，高浓度氧的混合气体进入氧传感器，在铂的催化下，带负电的氧离子吸附在氧化锆的内外表面上，由于大气中的氧气比机台管路中的氧气多，大气相通一侧比机台管路一侧吸附更多的负离子，两侧离子的浓度差产生电动势。电信号经电脑处理反馈制程腔室的氧浓度，当氧浓度在规定时间内达到制程所需的最低浓度，制程自动进入下一步，若未达到，则机台触发警报，由此氧气检测装置的分支管路中高浓度的氧气进入氧传感器后氧浓度较高容易导致机台触发警报，而且长时间的高浓度氧气接触也会加速氧传感器的老化。
下面参考附图描述根据本发明实施例的半导体设备100。
如图1所示，根据本发明实施例的半导体设备100可以包括：制程腔体1、除氧管道2和氧气检测装置3。
制程腔体1具有除氧进口12和除氧出口13，如图1所示，制程腔体1内限定出制程腔11，除氧进口11和除氧出口12均与制程腔11连通。具体地，制程腔体1为用于半导体的高温热处理工艺的反应腔室，高温热处理工艺在制程腔11内进行且对于制程腔11内的氧气浓度具有很高的要求，为了满足制程工艺对氧浓度的要求，在高温制成前通入大量的除氧气体(例如氮气)来去除制程腔11内的氧气，以使得氧气浓度符合标准。其中除氧进口12可与除氧气体供给装置连通，除氧气体从除氧进口12进入，氧气与除氧气体的混合气体从除氧出口13排出。
除氧管道2分别与除氧出口13和排气装置4相连，这样，氧气与除氧气体的混合气体从除氧出口13流向除氧管道2，并流向排气装置4，在排气装置4的作用下排出。
氧气检测装置3用于对氧气浓度进行检测，例如，在除氧进行一段时间后，氧气检测装置3开始工作，制程腔11内的气体通过除氧管道2流向氧气检测装置3，氧气检测装置3检测气体的氧气浓度以判断制程腔11的氧浓度是否符合要求。
氧气检测装置3可以包括氧气检测管路31、转换球阀32和氧传感器36，氧气检测管路31包括第一管路311、第二管路312和第三管路313，第一管路311、第二管路312和第三管路313并联设置且分别均与除氧管道2和转换球阀32相连，即第一管路311、第二管路312和第三管路313之间彼此独立设置，第一管路311的两端分别与除氧管道2和转换球阀32相连，第二管路312的两端分别与除氧管道2和转换球阀32相连，第三管路313的两端分别与除氧管道2和转换球阀32相连。氧传感器36设在第三管路313上用于对制程腔11内的氧气浓度进行检测。转换球阀32分别与第一管路311、第二管路312和第三管路313相连，以用于控制第一管路311、第二管路312和第三管路313之间的通断。
在除氧管道2的气体流动方向上，第一管路311、第二管路312和第三管路313依次与除氧管道2连通，即在除氧阶段，在除氧管道2的气体流动方向上，除氧管道2与第一管路311的连接接口位于除氧管道2与第二管路312的连接接口的上游，除氧管道2与第二管路312的连接接口位于除氧管道2与第三管路313的连接接口的上游，除氧管道2内的气体依次流经除氧管道2与第一管路311的接口、除氧管道2与第二管路312的接口和除氧管道2与第二管路312的接口。
转换球阀32被构造成：在除氧阶段，转换球阀32连通第一管路311和第二管路312，转换球阀32阻挡第三管路313，使得第三管路313与第一管路311和第二管路312均不导通，第一管路311内的混合气体不流向第三管路313，除氧管道2流向第一管路311的高氧浓度的混合气体通过转换球阀32流向第二管路312；在氧气检测阶段，转换球阀32连通第一管路311和第三管路313，第二管路313与第一管路313和第三管路313均不连通，除氧管道2流向第一管路311的气体通过转换球阀32流向第三管路313。
具体地，在除氧阶段，制程腔体1内的混合气体通过除氧管道2的排出，由于第一管路311与除氧管道2连通，混合气体不可避免的流入第一管路311内，通过转换球阀32连通第一管路311和第二管路312，由此，第一管路311内进入的混合气体可经过转换球阀32流向第二管路312，并流向除氧管道2排出，从而不仅能够将第一管路311的高氧浓度的混合气体排出，而且能够防止氧气检测阶段第一管路311内的高氧浓度的混合气体流向第三管路313的氧传感器36，从而能够避免氧气检测管路31内残留的高氧浓度的混合气体流向氧传感器36而导致机台发出警报，也能够避免高氧浓度的混合气体接触氧传感器36而导致其老化，提高了氧传感器36的使用寿命。
在氧气检测阶段，此时通入一段时间的除氧气体后制程腔11内的气体氧浓度降低，通过转换球阀32连通第一管路311和第三管路313，这样制程腔11内的气体流向除氧管道2，并通过第一管路311流向第三管路313的氧传感器36，由此氧传感器36能够准确检测制程腔11内的气体的氧浓度，第三管路313与除氧管道2连通，使得气体能够流向再次流向除氧管道2排出，这样不仅能够准确检测制程腔11内的氧浓度，也能够避免由于检测氧浓度过高而导致机台发出警报。
由此，根据本发明实施例的半导体设备100，通过设置第二管路312和分别与第一管路311、第二管路312和第三管路313连接的转换球阀32，通过控制转换球阀32在除氧阶段和氧气检测阶段连通不同的管路，从而使得除氧阶段残留在氧气检测管路31的高氧浓度气体能够排出，避免在氧气检测阶段残留的高氧浓度气体流向氧传感器36而使得氧浓度检测不准确发出警报，也可避免高氧浓度气体流经氧传感器36而加速氧传感器36的老化。
在本发明的一些实施例中，氧气检测管路31还包括第四管路314，第四管路314分别与转换球阀32和除氧气体供给装置相连，转换球阀32被构造成：在除氧阶段，转换球阀32连通第三管路313和第四管路314，在氧气检测阶段，转换球阀32阻挡第四管路314，第四管路314不导通。
具体地，第四管路314一端与转换球阀32相连且另一端与除氧气体供给装置相连，除氧气体供给装置可向第四管路314提供除氧气体，在除氧阶段，第四管路314与第三管路313通过转换球阀32连通，除氧气体流向第四管路314并通过转换球阀32流向的第三管路313的氧传感器36，并通过第三管路313流向除氧管道2排出，这样通过转换球阀32不仅能够像氧传感器36通除氧气体，避免其发出警报和老化，而且通入的除氧气体也能够将第三管路313内进入的混合气体排出。
其中，如图1所示，氧传感器36可设在第三管路313与转换球阀32相连的一端且邻近转换球阀32设置，这样不仅使得结构更加紧凑，而且可减少氧气检测管路31的长度，降低成本，也可减少第三管路313内的气体残留。
在本发明的一些实施例中，转换球阀32包括转换阀体321和转换阀芯323，转换阀体321设有四个阀口，第一管路311、第二管路312、第三管路313和第四管路314分别与四个阀口一一连接；转换阀芯323在第一位置和第二位置之间可转动地设在转换阀体321内，转换阀芯323位于第一位置时，连接第一管路311的阀口315与连接第二管路312的阀口316导通，且连接第三管路313的阀口317和连接第四管路314的阀口318导通，阀芯323位于第二位置时连接第一管路311的阀口315与连接第三管路313的阀口317导通。由此，在除氧阶段，转换阀芯323转动至第一位置，使得第一管路311和第二管路312导通，第三管路313和第四管路314连通，在氧气检测阶段，转换装置转动至第二位置，使得第一管路311和第三管路313导通，此时对于第二管路312和第四管路314，第二管路312可与第四管路314连通以允许除氧气体经第四管路314和第二管路312流向除氧管道2，优选地，第二管路312和第四管路314不连通，即阀芯323可阻挡连接第二管路312的阀口316和连接第四管路314的阀口318，减少除氧气体的浪费。
具体地，结合图2-图5所示，转换阀体321内可限定出球形形状的阀腔322，转换阀芯323可转动地设在球形阀腔322内，四个阀口均匀分布在转换阀体321上，进一步地，在转换阀体321过球心的横截面上，四个阀口可沿横截面的轴向均匀间隔开分布，这样，转换阀芯323转动从而能够实现在不同阶段四个阀口的根据需要实现不同情况的导通。
可选地，结合图2和图3所示，转换阀芯323内可设有第一通道324。具体地，第一通道324形成在转换阀芯323内且沿转换阀芯323的径向方向贯穿阀芯323。图2中，转换阀芯323位于第一位置时，第一通道324被转换阀体321的侧壁遮挡住，此时相邻的阀口导通，即连接第一管路311的阀口315和连接第二管路312的阀口316导通，连接第三管路313的阀口317与连接第四管路314的阀口318导通。图3中，在转换阀芯323位于第二位置时，转换阀芯323旋转至连接第一管路311的阀口315和连接第三管路313的阀口317之间，且第一通道324的两端分别与连接第一管路311的阀口315和连接第三管路313的阀口317导通，从而实现第一管路311和第二管路312的导通，同时阀芯323能够遮挡在连接第二管路312的阀口316和连接第四管路314的阀口318，使得第二管路312和第四管路314不导通。在如图2和图3所示的示例中，转换阀芯323内可形成为双板状结构，转换阀芯323内仅形成第一通道324。
在本发明的另一些示例中，结合图4和图5所示，转换阀芯323还设有第二通道325和第三通道326。图4中，转换阀芯323位于第一位置时，第二通道325连通连接第一管路311的阀口315和连接第二管路312的阀口316，且第三通道326连通连接第三管路313的阀口317和连接第四管路314的阀口318。即转换阀芯323内可形成第一通道324、第二通道325和第三通道326，在转换阀芯323位于第一位置时，第一通道324的两端被转换阀体321的侧壁遮挡住，第二通道325连通连接第一管路311的阀口315和连接第二管路312的阀口316，第三通道326连通连接第三管路313的阀口317和连接第四管路314的阀口318。图5中，在转换阀芯323位于第二位置时，位于第二通道侧的转换阀芯323侧壁阻挡第二管路312，位于第三通道侧的转换阀芯323侧壁阻挡第四管路314，这样通过第一通道324连通连接第一管路311的阀口315和连接第三管路313的阀口317，第二通道325和第三通道326的两端均被转换阀芯323的侧壁遮挡住，同时连接第二管路312的阀口316和连接第四管路314的阀口318被转换阀芯323遮挡住而无法连通。其中，转换阀芯323可形成为与转换阀体321配合的球形，从而便于在转换阀芯323内形成第一通道324、第二通道325和第三通道326。
可选地，转换球阀32还可以包括阀轴和驱动装置，阀轴与转换阀芯323相连，驱动装置驱动阀轴带动转换阀体321活动。具体地，驱动装置设在转换阀体321外部，驱动装置通过阀轴与转换阀体321相连，这样，驱动装置通过驱动阀轴转动，从而能够带动转换阀体321活动以为转换阀体321的活动提供动力源，结构简单且可不需要手动控制。当然可以理解的是，转换球阀32也可以不设置驱动装置，通过手动转动阀轴实现转换阀体321在第一位置和第二位置之间活动。
对于转换阀体321和氧气检测管路31的内径而言，转换阀体321的最大内径可为氧气检测管路31的最大内径的1.5-3倍，优选地，转换阀体321的最大内径可以为氧气检测管路31的最大内径的2倍，由此，从而利于转换球阀32和氧气检测管路31的连接和气体的流通。进一步地，第一管路311、第二管路312、第三管路313和第四管路314的内径可以是相同的，转换阀体321形成为球形，转换阀体321的内径为氧气检测管路31的内径的1.5-3倍。
对于转换球阀32的材料而言，转换阀芯323和转换阀体321可采用耐腐蚀材料制成，从而可降低流经的气体对转换阀芯323和转换阀体321的侵蚀，延长转换球阀32的使用寿命，进而延长半导体设备100的使用寿命，减少维修成本。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，半导体设备100还包括设在第一管路311上的第一控制阀33、设在第二管路312上的第二控制阀34和设在第四管路314上的第四控制阀35。由此，通过第一控制阀33能够控制第一管路311的通断，通过第二控制阀34能够控制第二管路312的通断，通过第四控制阀35能够控制第三管路313的通断，例如，除氧阶段初期，第一控制阀33、第二控制阀34、第四控制阀35可以是关闭的，这样，除氧气体可将制程腔体1内的氧浓度高的气体以及与除氧气体的混合气体从除氧通道直接排出，效率快且能够减少除氧气体的浪费，也能够防止氧气检测管路31内的气体流向氧传感器36；在除氧阶段后期，在氧气检测阶段前，第一控制阀33、第二控制阀34和第四控制阀35可打开，这样第一管路311、第二管路312、第三管路313和第四管路314之间通过转换球阀32导通，气体可在第一管路311、第二管路312、第三管路313和第四管路314之间流通。
可选地，如图1所示，第一控制阀33、第二控制阀34、第四控制阀35均邻近转换球阀32设置。其中，第一控制阀33、第二控制阀34和第四控制阀35为止逆阀。这样可防止管路内的气体回流，例如第一管路311和第二管路312导通时，通过第一控制阀33和第二控制阀34从而只允许除氧管道2的气体从第一管路311流向第二管路312，并流向除氧管道2，以将第一管路311和第二管路312内的残存高氧浓度气体排出，避免气体沿第二管路312、第一管路311回流，而且如第四管路314上设有第四控制阀35，也可防止气体回流对除氧气体造成污染。
本发明还提出了一种半导体设备的除氧方法。
下面参考附图描述根据本发明实施例的半导体设备的除氧方法。所述除氧方法可适用于上述实施例的半导体设备100.
如图1所示，所述半导体设备可以包括制程腔体1、除氧管道2和氧气检测装置3。制程腔体1具有除氧进口12和除氧出口13，制程腔体1为用于半导体的高温热处理工艺的反应腔室，高温热处理工艺在制程腔体1内进行且对于制程腔体1内的氧气浓度具有很高的要求，为了满足制程工艺对氧浓度的要求，在高温制成前通入大量的除氧气体(例如氮气)来去除制程腔11内的氧气，以使得氧气浓度符合标准。
氧气检测装置3用于对氧气浓度进行检测，例如，在除氧进行一段时间后，氧气检测装置3开始工作，制程腔11内的气体通过除氧管道2流向氧气检测装置3，氧气检测装置3检测气体的氧气浓度以判断制程腔11的氧浓度是否符合要求。
氧气检测装置3可以包括氧气检测管路31、转换球阀32和氧传感器36，氧气检测管路31包括第一管路311、第二管路312和第三管路313，第一管路311、第二管路312和第三管路313并联设置且分别均与除氧管道2和转换球阀32相连，氧传感器36设在第三管路313上用于对氧气浓度进行检测。转换球阀32分别与第一管路311、第二管路312和第三管路313相连，以用于控制第一管路311、第二管路312和第三管路313之间的通断。
在除氧管道2的气体流动方向上，第一管路311、第二管路312和第三管路313依次与除氧管道2连通，如图1所示，除氧管道2与第一管路311的连接接口位于除氧管道2与第二管路312的连接接口的上游，除氧管道2与第二管路312的连接接口位于除氧管道2与第三管路313的连接接口的上游，除氧管道2内的气体依次流经除氧管道2与第一管路311的接口、除氧管道2与第二管路312的接口和除氧管道2与第二管路312的接口。
转换球阀32被构造成：在除氧阶段，转换球阀32连通第一管路311和第二管路312且阻挡第三管路313，在氧气检测阶段，转换球阀32连通第一管路311和第三管路313，第三管路313与除氧管道2连通，使得气体能够流向再次流向除氧管道2排出，这样不仅能够准确检测制程体1内的氧浓度，也能够避免由于检测氧浓度过高而导致机台发出警报。
如图6所示，除氧方法包括以下步骤：S1：向半导体设备100的制程腔体1内通入除氧气体；这样在进行除氧初期，向制程腔体1内通入除氧气体可将制程腔体1内的高浓度氧清除，对于除氧气体而言，除氧气体可以为氮气。
S2：制程腔体1内通入除氧气体达到第一预设时间后，调整转换球阀3，连通第一管路311和第二管路312，氧传感器36处于未打开状态，同时除氧气体持续通入制程腔体1内；S3：除氧气体持续通入制程腔体1时间达到第二预设时间后，调整转换球阀3，连通第一管路311和第三管路313，同时打开氧传感器36。
具体地，在除氧初期，向制程腔体1内通入除氧气体来清除制程腔体1内的氧气，同时可对通气时间进行计时，当向制程腔体1内通入除氧气体的时间达到第一预设时间后，此时制程腔体1内的氧气含量降低，为了满足制程工艺对氧浓度的要求，需要检测制程腔体1内的氧气浓度是否符合要求，由于在除氧初期，高浓度氧混合气体部分进入氧气检测管路31，为了保证氧气检测的准确性，需要将氧气传感器36上游的管路中的高浓度氧气排出后进行检测，由此关闭氧传感器36，持续向制程腔体1内通入除氧气体，通过调整转换球阀3连通第一管路311和第三管路313，这样，第一管路311中的高氧浓度气体通过转换球阀3、第二管路312流向除氧管道2，从而能够将第一管路311的高氧浓度气体排出，同时高氧浓度气体不流经氧传感器36，也可避免氧传感器36检测初期由于检测氧气浓度较高导致机台发出警报，且能够避免长时间的高氧浓度接触加速氧传感器36老化。
当除氧气体持续通入时间达到第二预设时间后，第一管路311内的高氧浓度气体排出，此时第一管路311内的气体与制程腔体1内的气体一致，此时调整转换球阀3连通第一管路311和第三管路313且阻挡第二管路312，这样，制程腔体1内的气体通过第一管路311流向第三管路313并流经氧传感器36，通过氧传感器36检测流经气体的氧浓度以检测制程腔体1内的氧浓度是否符合要求。需要说明的是，这里的第二预设时间可以从除氧初期通入除氧气体开始计时，也可以从调整转换球阀3连通第一管路311和第二管路312开始计时，第二预设时间的设置和计时方式可根据实际情况进行设定，对此本发明不作特殊限定。
由此，根据本发明实施例的半导体设备的除氧方法，能够提高氧气检测的准确度，避免由于氧浓度检测不准确导致机台发出警报，同时可减小长时间高氧浓度气体接触导致的设备老化问题。
可选地，氧气检测管路31还包括与转换球阀3和除氧气体供给装置连通的第四管路314，调整转换球阀323，连通第一管路311和第二管路312步骤包括：调整转换球阀323，连通第一管路311和第二管路312且连通第三管路313和第四管路314；调整转换球阀323，连通第一管路311和第三管路313步骤包括：连通第一管路311和第三管路313且阻挡第二管路312和第四管路314。这样，在除氧阶段，第一管路311的高氧浓度气体通过第二管路312排出，同时通过第四管路314向第三管路313和氧传感器36通入除氧气体，在氧气检测阶段，制程腔体1内的气体通过第一管路311流向第三管路313，氧传感器36对流经的气体进行检测以判断制程腔体1内的气体氧浓度是否符合要求，同时第二管路312和第四管路314关闭。
进一步地，半导体设备100还包括设在第一管路311上的第一控制阀33、设在第二管路312上的第二控制阀34和设在第四管路314上的第四控制阀35，在调整转换球阀323连通第一管路311和第二管路312之后，还包括以下步骤：打开第一控制阀33、第二控制阀34和第四控制阀35，在调整转换球阀323连通第一管路311和第三管路313之前，还包括以下步骤：打开第一控制阀33且关闭第二控制阀34和第四控制阀35。这样，通过控制第一控制阀33、第二控制阀34、第四控制阀35可控制第一管路311、第二管路312和第四管路314的关闭和导通，结构简单且控制方便。
进一步地，在调整转换球阀323，连通第一管路311和第二管路312且连通第三管路313和第四管路314，同时打开氧传感器36之前，还包括以下步骤：通过除氧气体供给装置向第四管路314通入除氧气体，这样，除氧气体可通过第四管路314流向第三管路313，并流经氧传感器36，从而通过通入除氧气体可进一步保护氧传感器36，同时也可将第三管路313内残留的高氧浓度气体排除。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种半导体设备，其特征在于，包括：
制程腔体，所述制程腔体具有除氧进口和除氧出口；
除氧管道，所述除氧管道分别与所述除氧出口和排气装置相连；
氧气检测装置，所述氧气检测装置包括氧气检测管路、转换球阀和氧传感器，所述氧气检测管路包括第一管路、第二管路和第三管路，所述第一管路、所述第二管路和所述第三管路并联设置且分别均与所述除氧管道和所述转换球阀相连，所述第一管路、所述第二管路和所述第三管路在所述除氧管道的气体流动方向上依次与所述除氧管道连通，所述氧传感器设在所述第三管路上；所述转换球阀被构造成：在除氧阶段，所述转换球阀连通所述第一管路和第二管路，在氧气检测阶段，所述转换球阀连通所述第一管路和第三管路。
2.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于，所述氧气检测管路还包括第四管路，所述第四管路分别与所述转换球阀和除氧气体供给装置相连；所述转换球阀被构造成：在除氧阶段，所述转换球阀连通所述第三管路和所述第四管路，在氧气检测阶段，所述转换球阀阻挡所述第四管路。
3.根据权利要求2所述的半导体设备，其特征在于，所述转换球阀包括转换阀体和转换阀芯，所述转换阀体设有四个阀口，所述转换阀芯在第一位置和第二位置之间可转动地设在所述转换阀体内，所述第一管路、所述第二管路、所述第三管路和所述第四管路分别与所述四个阀口一一连接；所述转换阀芯位于所述第一位置时，连接所述第一管路的阀口与连接所述第二管路的阀口导通，且连接所述第三管路的阀口和连接所述第四管路的阀口导通；所述阀芯位于所述第二位置时，连接所述第一管路的阀口与连接所述第三管路的阀口导通。
4.根据权利要求3所述的半导体设备，其特征在于，所述转换阀芯内设有第一通道，所述转换阀芯位于所述第二位置时，通过所述第一通道连通连接所述第一管路的阀口和连接所述第三管路的阀口。
5.根据权利要求4所述的半导体设备，其特征在于，所述转换阀芯设有第二通道和第三通道；所述转换阀芯位于所述第一位置时，所述第二通道连通所述连接所述第一管路的阀口和所述连接所述第二管路的阀口，且所述第三通道连通所述连接所述第三管路的阀口和所述连接所述第四管路的阀口；所述转换阀芯位于所述第二位置时，位于所述第二通道侧的转换阀芯侧壁阻挡所述第二管路，位于所述第三通道侧的转换阀芯侧壁阻挡所述第四管路。
6.根据权利要求3所述的半导体设备，其特征在于，所述转换阀体的最大内径为所述氧气检测管路的最大内径的1.5-3倍。
7.根据权利要求3所述的半导体设备，其特征在于，所述转换球阀还包括阀轴和驱动装置，所述阀轴与所述转换阀芯相连，所述驱动装置驱动所述阀轴带动所述转换阀体活动。
8.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于，所述转换阀芯和所述转换阀体采用耐腐蚀材料制成。
9.根据权利要求2所述的半导体设备，其特征在于，还包括设在所述第一管路上的第一控制阀、设在第二管路上的第二控制阀和设在所述第四管路上的第四控制阀。
10.根据权利要求9所述的半导体设备，其特征在于，所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述第四控制阀均为止逆阀。
11.根据权利要求9所述的半导体设备，其特征在于，所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述第四控制阀均邻近所述转换球阀设置。
12.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于，所述氧传感器设在所述第三管路与所述转换球阀相连的一端且邻近所述转换球阀设置。
13.一种半导体设备的除氧方法，其特征在于，所述半导体设备包括制程腔体、除氧管道和氧气检测装置，所述氧气检测置包括氧气检测管路、转换球阀和氧传感器，所述氧气检测管路包括第一管路、第二管路和第三管路，所述第一管路、所述第二管路和所述第三管路并联设置且分别均与所述除氧管道和所述转换球阀相连，所述第一管路、所述第二管路和所述第三管路在所述除氧管道的气体流动方向上，依次与所述除氧管道连通，所述氧传感器设在所述第三管路上，所述除氧方法包括：
向所述半导体设备的制程腔体内通入除氧气体；
所述制程腔体内通入所述除氧气体达到第一预设时间后，调整所述转换球阀，连通所述第一管路和所述第二管路，所述氧传感器处于未打开状态，同时所述除氧气体持续通入所述制程腔体内；
所述除氧气体持续通入所述制程腔体时间达到第二预设时间后，调整所述转换球阀，连通所述第一管路和第三管路，同时打开所述氧传感器。
14.根据权利要求13所述的半导体设备的除氧方法，其特征在于，所述氧气检测管路还包括与所述转换球阀和除氧气体供给装置连通的第四管路；所述调整所述转换球阀，连通所述第一管路和所述第二管路，包括：
调整所述转换球阀，连通所述第一管路和所述第二管路，且连通所述第三管路和所述第四管路；
所述调整所述转换球阀，连通所述第一管路和第三管路，包括：
调整所述转换球阀，连通所述第一管路和所述第三管路且阻挡所述第二管路和所述第四管路。
15.根据权利要求14所述的半导体设备的除氧方法，其特征在于，所述半导体设备还包括设在所述第一管路上的第一控制阀、设在第二管路上的第二控制阀和设在所述第四管路上的第四控制阀在所述调整所述转换球阀，连通所述第一管路和第二管路之后，还包括：
打开所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述第四控制阀；
在所述调整所述转换球阀，连通所述第一管路和所述第三管路之前，还包括：打开所述第一控制阀且关闭所述第二控制阀和所述第四控制阀。
16.根据权利要求14所述的半导体设备的除氧方法，其特征在于，在所述调整所述转换球阀，连通所述第一管路和所述第二管路，且连通所述第三管路和所述第四管路，同时打开所述氧传感器之前，还包括：
通过所述除氧气体供给装置向所述第四管路通入除氧气体。
CN202010603283.4A 2020-06-29 2020-06-29 半导体设备和半导体设备的除氧方法 Pending CN113937028A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010603283.4A CN113937028A (zh) 2020-06-29 2020-06-29 半导体设备和半导体设备的除氧方法
PCT/CN2021/095915 WO2022001507A1 (zh) 2020-06-29 2021-05-26 半导体设备和半导体设备的除氧方法
US17/438,850 US20220384215A1 (en) 2020-06-29 2021-05-26 Semiconductor device and oxygen removal method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010603283.4A CN113937028A (zh) 2020-06-29 2020-06-29 半导体设备和半导体设备的除氧方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113937028A true CN113937028A (zh) 2022-01-14

Family

ID=79272704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010603283.4A Pending CN113937028A (zh) 2020-06-29 2020-06-29 半导体设备和半导体设备的除氧方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220384215A1 (zh)
CN (1) CN113937028A (zh)
WO (1) WO2022001507A1 (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010058811A (ko) * 1999-12-30 2001-07-06 박종섭 반도체 웨이퍼 증착장치
CN203926909U (zh) * 2014-06-20 2014-11-05 浙江力诺流体控制科技股份有限公司 六口四通球阀
JPWO2016052200A1 (ja) * 2014-09-30 2017-08-17 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及び記録媒体
US20160341620A1 (en) * 2015-05-21 2016-11-24 Airgas, Inc. Method and system for monitoring pressure in a gas containment unit
CN109097755A (zh) * 2017-06-20 2018-12-28 华邦电子股份有限公司 工艺腔室气体检测系统及其操作方法
TWI824057B (zh) * 2018-11-07 2023-12-01 南韓商Ｋｏｍｉｃｏ有限公司 腔室監控裝置及方法
KR20200141003A (ko) * 2019-06-06 2020-12-17 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 가스 감지기를 포함하는 기상 반응기 시스템
CN110289231B (zh) * 2019-06-26 2020-06-12 英特尔半导体(大连)有限公司 用于半导体制造设备的气体管路控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20220384215A1 (en) 2022-12-01
WO2022001507A1 (zh) 2022-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104709998B (zh) 一种超临界水氧化小型反应系统及其控制方法
CA2602239A1 (en) Fuel cell heating device and method for operating said fuel cell heating device
WO2002081367A3 (en) Method an apparatus for the operation of a cell stack assembly during subfreezing temperatures
CN106449487A (zh) 一种半导体设备的处理腔室的控氧控压系统
CN113937028A (zh) 半导体设备和半导体设备的除氧方法
WO2023226929A1 (zh) 冷凝水分离装置及半导体工艺设备
CN219121825U (zh) 一种气氛多点位采样检测设备
JPS63501144A (ja) 反応容器のガス取入れ装置
KR200418146Y1 (ko) 폐가스 배기 제어시스템
CN112254898A (zh) 一种水龙头生产气密性测试装置
CN201697868U (zh) 带有切换装置的二氧化碳吸收管
CN212060104U (zh) 新型色谱进样器
CN110335838B (zh) 传输装置、传输腔室及防止机械手腐蚀的方法
CN107489886A (zh) 一种冶金工业氧气控制系统
CN211013348U (zh) 一种传感器复用的多通道负压检测系统
CN112198022A (zh) 一种水质样品前处理装置
WO2006102413B1 (en) Regenerative thermal oxidizer assembly
CN217059605U (zh) 一种煤气化炉分析仪表多流路预处理系统
CN212509028U (zh) 一种用于气动伺服系统的安全卸气装置及气动伺服系统
CN112098294A (zh) 多孔材料孔性能检测的装置及方法
CN216447917U (zh) 一种用于晶圆盒的充气系统
CN219341982U (zh) 一种污泥调理装置
CN111086029A (zh) 手套箱系统
CN111948168B (zh) 测量系统
CN201081534Y (zh) 一种可避免因抽风不畅而宕机的氧化炉

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination