CN114440336B - 一种微环境方式半导体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微环境方式半导体装置，包括外壳体、微环境腔室和上方的进风腔，所述微环境腔室均匀分布于外壳体的内部下方，且微环境腔室和进风腔之间安装有微环境过滤板，所述外壳体的外侧表面开设有进风口，且进风口位于进风腔的侧边，且进风腔的内侧在进风口的对应位置安装有过滤风机，所述进风腔和微环境过滤板之间设置有气孔层，且气孔层和微环境过滤板所在平面相互平行，所述气孔层的上表面活动贴合设置有活动气孔板。该微环境方式半导体装置，通过活动气孔板结构配合活动连杆和调节活动架的灵活调整，方便适应多个微环境腔室提供稳定均匀的垂直层流，同时便于根据不同腔室制程需求灵活调整。

Description

一种微环境方式半导体装置

技术领域

本发明涉及半导体制造相关技术领域，具体为一种微环境方式半导体装置。

背景技术

在半导体产品的制造过程中，为了减少外部污染通常需要在无尘室中进行，进一步地，在加工设备内部也设有一定要求的超洁净微环境，在该类微环境的制程腔室中进行加工，可有效隔绝外部颗粒污染等不利影响，在半导体产品集成度变、高器件尺寸变小和精度要求变高的情况下，微环境加工尤为重要。

现有设备中的微环境装置通常为顶部进风方式，其中过滤风机都是安装于微环境装置的上表面，直接对应下方独立的腔室，而多腔室结构的设备需要更多的通风结构，占用空间，不便于多制程同步加工，直接通过多风管结构接通气流，也不便于保持均匀的垂直层流，也有如中国专利公开号为CN102347259A的超洁净微环境装置，将风机设置于装置本体的侧面，通过改变侧面进风的方式，配合特殊的气孔形状及排布设计，减少顶层气流设备，适合于在双层或多层工艺腔室设备的使用同时提供稳定、均匀的垂直层流，但是该结构只是通过固定的气孔结构辅助提供多层间均匀的垂直层流，缺少一定的区域气流调整，在半导体设备的集成度越来越高，单个半导体设备所包含的制程腔室越来越多的情况下，不便于进行多腔室的灵活且均匀的气流调整。

针对上述问题，在原有半导体微环境装置的基础上进行创新设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微环境方式半导体装置，以解决上述背景技术中提出的层间腔室气流结构不适应越来越多的腔室结构，不便于多腔室气流灵活且均匀调整的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微环境方式半导体装置，包括外壳体、微环境腔室和上方的进风腔；

所述微环境腔室均匀分布于外壳体的内部下方，且微环境腔室和进风腔之间安装有微环境过滤板；

所述外壳体的外侧表面开设有进风口，且进风口位于进风腔的侧边，且进风腔的内侧在进风口的对应位置安装有过滤风机；

所述进风腔和微环境过滤板之间设置有气孔层，且气孔层和微环境过滤板所在平面相互平行；

所述气孔层的上表面活动贴合设置有活动气孔板，且活动气孔板和气孔层之间设置有贴合胶垫。

优选的，所述微环境腔室和活动气孔板均在外壳体内部呈矩形阵列等距排布，且相邻的微环境腔室之间设置有间隔结构保持独立的工作腔室结构，并且活动气孔板和微环境腔室的位置一一对应。

采用上述技术方案，方便多个微环境腔室进行多制程同步加工，同时减少相互之间的干扰。

优选的，所述活动气孔板的侧边连接有调节活动杆，且每行相邻的活动气孔板连接于同一调节活动杆；

所述调节活动杆的侧端设置有伸缩气缸，且伸缩气缸安装于外壳体侧壁处。

采用上述技术方案，便于通过调节活动杆的伸缩驱动联动调节整行活动气孔板，进行气孔的对齐调整，灵活均匀调整垂直层流。

优选的，所述活动气孔板和调节活动杆之间设置有活动连杆和调节活动架，且活动气孔板在调节活动杆的外侧构成弧形偏转结构；

所述活动气孔板的气孔和气孔层的气孔交错设置，且活动气孔板的孔径和气孔层孔径一致。

采用上述技术方案，通过调节活动杆调整活动气孔板在气孔层的交错气孔处进行位移调整，均匀调整改变孔径气流流通速率。

优选的，所述活动连杆包括活动轴、铰接端和活动端；

其中活动轴位于活动连杆的中部，且活动轴在气孔层的表面构成旋转结构。

采用上述技术方案，可通过活动连杆的转轴偏转结构构成对活动气孔板的弧形偏转，方便活动气孔板的气孔对应移动至气孔层气孔间隔处，调整灵活的同时最大化利用板面空间。

优选的，所述铰接端和活动端分别位于活动连杆的首尾两端，且铰接端和活动气孔板侧边铰链连接，并且活动端的外侧套设有连接套杆；

所述连接套杆铰接设置于调节活动架的左右两端，且连接套杆的内部开设有伸缩滑槽，并且活动端在伸缩滑槽处构成伸缩滑动结构。

采用上述技术方案，通过连接套杆和活动连杆的伸缩结构保持活动连杆和调节活动杆的联动，给活动连杆的偏转活动留出空间的同时，保持连接套杆和活动连杆的联动偏转。

优选的，所述调节活动架包括侧活动座和驱动安装座，且侧活动座位于驱动安装座的左右两端，并且侧活动座在调节活动杆的外侧构成滑动结构。

采用上述技术方案，通过单个调节活动架对应每个活动气孔板，以便于对每个微环境腔室上的通风气孔进行对应调整。

优选的，所述驱动安装座的外侧安装有驱动电机，且驱动电机的输出端设置有驱动齿轮；

所述驱动安装座的内侧活动设置有驱动环，且驱动环在驱动安装座的内侧构成旋转结构；

所述驱动环的内外两侧分别为内螺纹槽和外齿槽，且内螺纹槽和调节活动杆表面构成螺纹连接，并且外齿槽和驱动齿轮构成啮合连接。

采用上述技术方案，可通过驱动电机啮合带动驱动环进行自转，通过驱动环和调节活动杆的相对旋转进行丝杆传动，从而带动单个调节活动架在调节活动杆进行相应的灵活旋转。

优选的，所述微环境腔室的下方设置有对应的出风口，且出风口的内侧安装有气体流量传感器，并且气体流量传感器通信连接有控制器，同时控制器对伸缩气缸和驱动电机构成控制电路。

采用上述技术方案，通过气体流量传感器对每个微环境腔室的气流进行监测，以便于通过控制器对相应制程的微环境腔室进行灵活调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该微环境方式半导体装置，

1、通过侧边进风配合活动气孔板配合气孔层的层间气流调整控制结构，直接为多个微环境腔室对外来空气进行集中净化后均匀输送至各个微环境腔室的周围，在每个微环境腔室的周围形成超洁净微环境的独立空间，有效减少颗粒污染，减少风管风机设备，利用阵列式的调节气孔提供稳定、均匀的垂直层流。

2、设置有配合活动气孔板进行气流均匀调整的活动连杆结构，在装置的使用过程中，活动气孔板配合气孔层的气孔相对交错调整，可均匀灵活地调整气流流通，通过调节活动杆带动活动连杆和连接套杆的驱动偏转结构，使活动气孔板相对气孔层进行弧形偏转，充分利用层间板面空间，方便活动气孔板和气孔层的灵活交错调整；

3、设置有对应每个微环境腔室单元进行活动气孔板独立调整的调节活动架，在装置的使用过程中，气体流量传感器对每个制程微环境腔室进行实时气流监测，通过控制对应调节活动架处驱动电机对驱动环的驱动，使得调节活动架可以在调节活动杆处进行进一步调整带动对应的活动连杆和活动气孔板调整局部气流，方便多腔室气流的灵活调控。

附图说明

图1为本发明正面剖视结构示意图；

图2为本发明气孔层俯视结构示意图；

图3为本发明活动气孔板俯视结构示意图；

图4为本发明图3中a处放大结构示意图；

图5为本发明驱动齿轮和驱动环结构示意图；

图6为本发明活动气孔板闭合时俯视结构示意图；

图7为本发明气孔层和活动气孔板局部结构示意图；

图8为本发明控制器控制系统结构示意图。

图中：1、外壳体；2、微环境腔室；3、进风腔；4、微环境过滤板；5、进风口；6、过滤风机；7、气孔层；8、活动气孔板；9、贴合胶垫；10、调节活动杆；11、伸缩气缸；12、活动连杆；121、活动轴；122、铰接端；123、活动端；13、调节活动架；131、侧活动座；132、驱动安装座；14、连接套杆；15、伸缩滑槽；16、驱动电机；17、驱动齿轮；18、驱动环；181、内螺纹槽；182、外齿槽；19、出风口；20、气体流量传感器；21、控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种微环境方式半导体装置，包括外壳体1、微环境腔室2和上方的进风腔3，微环境腔室2均匀分布于外壳体1的内部下方，且微环境腔室2和进风腔3之间安装有微环境过滤板4，外壳体1的外侧表面开设有进风口5，且进风口5位于进风腔3的侧边，且进风腔3的内侧在进风口5的对应位置安装有过滤风机6；

根据图1-2和图8所示，微环境腔室2和活动气孔板8均在外壳体1内部呈矩形阵列等距排布，且相邻的微环境腔室2之间设置有间隔结构保持独立的工作腔室结构，并且活动气孔板8和微环境腔室2的位置一一对应，方便多个微环境腔室2进行多制程同步加工，同时减少相互之间的干扰，微环境腔室2的下方设置有对应的出风口19，且出风口19的内侧安装有气体流量传感器20，并且气体流量传感器20通信连接有控制器21，同时控制器21对伸缩气缸11和驱动电机16构成控制电路，通过气体流量传感器20对每个微环境腔室2的气流进行监测，以便于通过控制器21对相应制程的微环境腔室2进行灵活调整；

结合图2-3和图6-7所示，进风腔3和微环境过滤板4之间设置有气孔层7，且气孔层7和微环境过滤板4所在平面相互平行，气孔层7的上表面活动贴合设置有活动气孔板8，且活动气孔板8和气孔层7之间设置有贴合胶垫9，活动气孔板8的侧边连接有调节活动杆10，且每行相邻的活动气孔板8连接于同一调节活动杆10，调节活动杆10的侧端设置有伸缩气缸11，且伸缩气缸11安装于外壳体1侧壁处，便于通过调节活动杆10的伸缩驱动联动调节整行活动气孔板8，进行气孔的对齐调整，灵活均匀调整垂直层流，活动气孔板8和调节活动杆10之间设置有活动连杆12和调节活动架13，且活动气孔板8在调节活动杆10的外侧构成弧形偏转结构，活动气孔板8的气孔和气孔层7的气孔交错设置，且活动气孔板8的孔径和气孔层7孔径一致，通过调节活动杆10调整活动气孔板8在气孔层7的交错气孔处进行位移调整，均匀调整改变孔径气流流通速率；

结合图3和图6所示，活动连杆12包括活动轴121、铰接端122和活动端123，其中活动轴121位于活动连杆12的中部，且活动轴121在气孔层7的表面构成旋转结构，可通过活动连杆12的转轴偏转结构构成对活动气孔板8的弧形偏转，方便活动气孔板8的气孔对应移动至气孔层7气孔间隔处，调整灵活的同时最大化利用板面空间，铰接端122和活动端123分别位于活动连杆12的首尾两端，且铰接端122和活动气孔板8侧边铰链连接，并且活动端123的外侧套设有连接套杆14，连接套杆14铰接设置于调节活动架13的左右两端，且连接套杆14的内部开设有伸缩滑槽15，并且活动端123在伸缩滑槽15处构成伸缩滑动结构，通过连接套杆14和活动连杆12的伸缩结构保持活动连杆12和调节活动杆10的联动，给活动连杆12的偏转活动留出空间的同时，保持连接套杆14和活动连杆12的联动偏转。

结合图3-5所示，调节活动架13包括侧活动座131和驱动安装座132，且侧活动座131位于驱动安装座132的左右两端，并且侧活动座131在调节活动杆10的外侧构成滑动结构，通过单个调节活动架13对应每个活动气孔板8，以便于对每个微环境腔室2上的通风气孔进行对应调整，驱动安装座132的外侧安装有驱动电机16，且驱动电机16的输出端设置有驱动齿轮17，驱动安装座132的内侧活动设置有驱动环18，且驱动环18在驱动安装座132的内侧构成旋转结构，驱动环18的内外两侧分别为内螺纹槽181和外齿槽182，且内螺纹槽181和调节活动杆10表面构成螺纹连接，并且外齿槽182和驱动齿轮17构成啮合连接，可通过驱动电机16啮合带动驱动环18进行自转，通过驱动环18和调节活动杆10的相对旋转进行丝杆传动，从而带动单个调节活动架13在调节活动杆10进行相应的灵活旋转。

工作原理：在使用该微环境方式半导体装置时，可进行多制程的微环境腔室2同步使用，装置内气流依次通过进风口5、进风腔3、活动气孔板8、气孔层7、微环境腔室2和出风口19，在装置内部形成垂直层流，气流通过气孔层7和活动气孔板8均匀流通，当需要对活动气孔板8进行整体调节时，侧边伸缩气缸11带动调节活动杆10整体进行平移，带动外侧调节活动架13同步活动，调节活动架13侧边活动连杆12和连接套杆14同步伸缩且绕活动轴121发生偏转，带动活动气孔板8在气孔层7上进行弧线偏移，调整气孔层7和活动气孔板8的重合对齐改变气流流通，同时气体流量传感器20在每个微环境腔室2处监测气流，根据区域腔室需求，还可以对其气流进行单独调整，相应位置的调节活动架13整体，通过驱动电机16和驱动齿轮17进行独立驱动，带动驱动环18沿调节活动杆10转动进行螺纹传动，使得调节活动架13相对调节活动杆10进行进一步的灵活位移调整，这就是该微环境方式半导体装置的工作原理。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种微环境方式半导体装置，包括外壳体（1）、微环境腔室（2）和上方的进风腔（3），其特征在于：

所述微环境腔室（2）均匀分布于外壳体（1）的内部下方，且微环境腔室（2）和进风腔（3）之间安装有微环境过滤板（4）；

所述外壳体（1）的外侧表面开设有进风口（5），且进风口（5）位于进风腔（3）的侧边，且进风腔（3）的内侧在进风口（5）的对应位置安装有过滤风机（6）；

所述进风腔（3）和微环境过滤板（4）之间设置有气孔层（7），且气孔层（7）和微环境过滤板（4）所在平面相互平行；

所述气孔层（7）的上表面活动贴合设置有活动气孔板（8），且活动气孔板（8）和气孔层（7）之间设置有贴合胶垫（9）；所述微环境腔室（2）和活动气孔板（8）均在外壳体（1）内部呈矩形阵列等距排布，且相邻的微环境腔室（2）之间设置有间隔结构保持独立的工作腔室结构，并且活动气孔板（8）和微环境腔室（2）的位置一一对应；所述活动气孔板（8）的侧边连接有调节活动杆（10），且每行相邻的活动气孔板（8）连接于同一调节活动杆（10）；

所述调节活动杆（10）的侧端设置有伸缩气缸（11），且伸缩气缸（11）安装于外壳体（1）侧壁处；所述活动气孔板（8）和调节活动杆（10）之间设置有活动连杆（12）和调节活动架（13），且活动气孔板（8）在调节活动杆（10）的外侧构成弧形偏转结构；

所述活动气孔板（8）的气孔和气孔层（7）的气孔交错设置，且活动气孔板（8）的孔径和气孔层（7）孔径一致；所述活动连杆（12）包括活动轴（121）、铰接端（122）和活动端（123）；

其中活动轴（121）位于活动连杆（12）的中部，且活动轴（121）在气孔层（7）的表面构成旋转结构；所述铰接端（122）和活动端（123）分别位于活动连杆（12）的首尾两端，且铰接端（122）和活动气孔板（8）侧边铰链连接，并且活动端（123）的外侧套设有连接套杆（14）；

所述连接套杆（14）铰接设置于调节活动架（13）的左右两端，且连接套杆（14）的内部开设有伸缩滑槽（15），并且活动端（123）在伸缩滑槽（15）处构成伸缩滑动结构；所述调节活动架（13）包括侧活动座（131）和驱动安装座（132），且侧活动座（131）位于驱动安装座（132）的左右两端，并且侧活动座（131）在调节活动杆（10）的外侧构成滑动结构；所述驱动安装座（132）的外侧安装有驱动电机（16），且驱动电机（16）的输出端设置有驱动齿轮（17）；

所述驱动安装座（132）的内侧活动设置有驱动环（18），且驱动环（18）在驱动安装座（132）的内侧构成旋转结构；

所述驱动环（18）的内外两侧分别为内螺纹槽（181）和外齿槽（182），且内螺纹槽（181）和调节活动杆（10）表面构成螺纹连接，并且外齿槽（182）和驱动齿轮（17）构成啮合连接；

所述微环境腔室（2）的下方设置有对应的出风口（19），且出风口（19）的内侧安装有气体流量传感器（20），并且气体流量传感器（20）通信连接有控制器（21），同时控制器（21）对伸缩气缸（11）和驱动电机（16）构成控制电路。