CN117855080A - 腔室导通阀门冷却装置和半导体制造设备 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种腔室导通阀门冷却装置和半导体制造设备，涉及半导体设备技术领域，该腔室导通阀门冷却装置包括导通管路、阀门组件和冷却通路，导通管路具有导通开口，阀门组件设置在导通管路上，冷却通路嵌设在导通管路内，并环绕导通开口设置；其中，冷却通路中设置有冷却液，用于与通过导通开口的流体进行热交换。通过导通管路内嵌设有冷却通路，冷却通路环绕导通开口设置，并且冷却通路中设置有冷却液，用于与通过导通开口的流体进行热交换，从而起到降温的效果。相较于现有技术，本发明通过设置冷却通路，并灌输冷却液进行冷却，有效降低了导通管路处的温度，避免导通管路处产生微粒杂质，从而保证了反应腔室的正常使用。

Description

腔室导通阀门冷却装置和半导体制造设备

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，具体而言，涉及一种腔室导通阀门冷却装置和半导体制造设备。

背景技术

在诸如反应腔室等半导体设备领域，设备单元中的反应腔室(Chamber)间的移动通路上通常需要设置闸门阀(Gate Valve)，因为反应腔室内的反应进程的温度影响，有可能使得阀门处温度上升，而随着温度上升，有可能造成进程质膜被镀膜，从而进行连续进行镀膜，而累积到一定量后，可能会产生掉落，从而产生微粒杂质，影响反应腔室内的正常反应。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种腔室导通阀门冷却装置和半导体制造设备，其能够有效降低阀门处温度，避免产生微粒杂质。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种腔室导通阀门冷却装置，包括：

导通管路，所述导通管路具有用于连通相邻反应腔室的导通开口；

阀门组件，用于选择性地封堵所述导通开口；

冷却通路，嵌设在所述导通管路内，并环绕所述导通开口设置；

其中，所述冷却通路中设置有冷却液，用于与通过所述导通开口的流体进行热交换。

在可选的实施方式中，所述冷却通路具有一供应接口和回水接口，所述供应接口用于与外部供应管道连接，以向所述冷却通路提供所述冷却液，所述回水接口用于与外部回水管道连接，以回收换热后的所述冷却液。

在可选的实施方式中，所述导通管路上还设置有温度传感器，所述温度传感器部分伸入所述导通开口，用于检测所述导通开口内的温度，且所述供应接口处设置有冷却阀，所述冷却阀与所述温度传感器电连接，用于依据所述导通开口的温度调整开度。

在可选的实施方式中，所述冷却阀为电磁截止阀，所述电磁截止阀用于在所述导通开口的温度大于30℃时开启，并用于在所述导通开口的温度小于15℃时关闭，以使所述导通开口的温度控制在15℃-30℃之间。

在可选的实施方式中，所述冷却阀为电磁流量阀，所述电磁流量阀用于依据所述导通开口的温度来控制所述冷却通路的流量。

在可选的实施方式中，所述导通管路采用铁、铝、钛中的至少一种金属制成。

在可选的实施方式中，所述冷却液为氦气、冷却水或去离子水。

在可选的实施方式中，所述阀门组件包括阀板、驱动件和电控模组，所述驱动件设置在所述导通管路下方，并与所述电控模组连接，所述阀板与所述驱动件连接，并在所述驱动件的带动下封堵所述导通开口或打开所述导通开口。

在可选的实施方式中，所述阀门组件还包括容置壳体，所述容置壳体与所述导通管路连接，所述驱动件和所述电控模组均容置在所述容置壳体内。

第二方面，本发明提供一种半导体制造设备，包括至少两个反应腔室和如前述实施方式任一项所述的腔室导通阀门冷却装置，所述导通管路设置在相邻两个所述反应腔室之间，相邻两个所述反应腔室通过所述导通开口连通。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本发明实施例提供的腔室导通阀门冷却装置，通过导通管路上的导通开口来连通相邻的反应腔室，在导通管路上还设置有阀门组件，该阀门组件能够选择性地封堵该导通开口，同时导通管路内还嵌设有冷却通路，冷却通路环绕导通开口设置，并且冷却通路中设置有冷却液，用于与通过导通开口的流体进行热交换，从而起到降温的效果。相较于现有技术，本发明通过设置冷却通路，并灌输冷却液进行冷却，有效降低了导通管路处的温度，避免导通管路处产生微粒杂质，从而保证了反应腔室的正常使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的腔室导通阀门冷却装置在第一状态下的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的腔室导通阀门冷却装置在第二状态下的结构示意图。

图标：

100-腔室导通阀门冷却装置；110-导通管路；111-导通开口；130-阀门组件；131-阀板；133-驱动件；135-电控模组；137-容置壳体；150-冷却通路；151-供应接口；153-回水接口；155-冷却阀；170-温度传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

正如背景技术中所公开的，现有技术中通常在导通管路阀门处未设置有冷却结构，从而使得阀门处容易随着反应腔室的温度升高而升高，在反应腔室内进行反应时，例如进行蒸镀时，阀门处也可能被镀膜，而当镀膜达到一定厚度后，随着阀门的开合动作，容易造成膜层掉落，而形成微粒杂质。该微粒杂质反过来又会影响反应腔室内的正常反应。

为了解决上述问题，本发明提供另一种腔室导通阀门冷却装置，需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

具体实施例

参见图1和图2，本发明提供一种腔室导通阀门冷却装置100，通过设置冷却通路150，并灌输冷却液进行冷却，有效降低了导通管路110处的温度，避免导通管路110处产生微粒杂质，从而保证了反应腔室的正常使用。

本实施例提供的腔室导通阀门冷却装置100，包括导通管路110、阀门组件130和冷却通路150，导通管路110具有用于连通相邻反应腔室的导通开口111，阀门组件130设置在导通管路110上，用于选择性地封堵导通开口111，冷却通路150嵌设在导通管路110内，并环绕导通开口111设置；其中，冷却通路150中设置有冷却液，用于与通过导通开口111的流体进行热交换。

在本实施例中，通过导通管路110上的导通开口111来连通相邻的反应腔室，在导通管路110上还设置有阀门组件130，该阀门组件130能够选择性地封堵该导通开口111，同时导通管路110内还嵌设有冷却通路150，冷却通路150环绕导通开口111设置，并且冷却通路150中设置有冷却液，用于与通过导通开口111的流体进行热交换，从而起到降温的效果。

需要说明的是，本实施例提供的腔室导通阀门冷却装置100，设置在相邻的反应腔室之间，其中导通管路110可以是相邻反应腔室之间的连通管路。

在本实施例中，冷却通路150具有一供应接口151和回水接口153，供应接口151用于与外部供应管道连接，以向冷却通路150提供冷却液，回水接口153用于与外部回水管道连接，以回收换热后的冷却液。具体地，供应接口151可以与外部冷却箱通过管道连接，从而将冷却液送入冷却通路150，回水接口153则可以与外部回收箱通过连接，从而将换热后的冷却液进行回收。

当然，在本发明其他较佳的实施例中，也可以直接将冷却通路150的供应接口151和回水接口153与外部换热器连接，从而实现循环换热供液。

在本实施例中，导通管路110上还设置有温度传感器170，温度传感器170部分伸入导通开口111，用于检测导通开口111内的温度，且供应接口151处设置有冷却阀155，冷却阀155与温度传感器170电连接，用于依据导通开口111的温度调整开度。

具体地，冷却阀155为电控结构，温度传感器170固定在导通管路110上，并伸入到导通开口111中，从而能够实时监测导通开口111的温度，并将温度信号反馈至控制器，控制器依据温度信号来调整冷却阀155的开度，从而实现冷却通路150的导通、截止或控制流量等动作。

在本实施例中，冷却阀155为电磁截止阀，电磁截止阀用于在导通开口111的温度大于30℃时开启，并用于在导通开口111的温度小于15℃时关闭，以使导通开口111的温度控制在15℃-30℃之间。

具体地，冷却液的温度需要远小于导通开口111内的温度，从而能够实现快速冷却，在导通开口111的温度小于15℃时，说明此时温度较低，无需进行冷却，而当温度大于30℃时，说明此时有升温趋势，可以打开冷却阀155，利用冷却液进行冷却，直至温度降低至15℃以下。

当然，此处对于温度参数的设定，可以根据实际反应腔室的类型确定，并不作具体限定。

在本发明其他较佳的实施例中，冷却阀155为电磁流量阀，电磁流量阀用于依据导通开口111的温度来控制冷却通路150的流量。具体地，电磁流量阀与温度的关系可以是线性关系，即温度越高，电磁流量阀的开度越大，从而使得冷却通路150内的冷却液的流量越大，冷却速率越大。进而能够实现快速冷却，这种方式能够实时保证导通开口111内的温度始终维持在一个合适的温度，例如15℃左右，使得导通开口111内的温度控制更加精确，波动更小。

需要说明的是，此处冷却阀155的类型并不作具体限定。

在本实施例中，导通管路110采用铁、铝、钛中的至少一种金属制成。具体地，导通管路110通过采用导热性能良好的金属制成，能够使得冷却液的冷却效果更好。

在本实施例中，冷却液为氦气(液氮)、冷却水或去离子水。具体地，冷却液可以是常规的冷却水，并在外部冷却后送入到冷却通路150，从而实现快速冷却的效果。此处对于冷却液的具体组成并不作限定，但凡是能够实现冷却效果的流体均在本发明的保护范围之内。

阀门组件130包括阀板131、驱动件133和电控模组135，驱动件133设置在导通管路110下方，并与电控模组135连接，阀板131与驱动件133连接，并在驱动件133的带动下封堵导通开口111或打开导通开口111。

具体地，导通管路110上设置有相应的让位槽，以容置打开状态下的阀板131，驱动件133可以是液压缸，在液压缸的驱动下阀板131上下运动，从而封堵导通开口111或者打开导通开口111。

需要说明的是，为了避免冷却通路150对阀板131的运动造成干涉，本实施例中冷却通路150与阀板131可以错位设置，例如冷却通路150环绕在导通开口111的后半段，阀板131设置在导通开口111的前半段。

在本实施例中，阀门组件130还包括容置壳体137，容置壳体137与导通管路110连接，驱动件133和电控模组135均容置在容置壳体137内。具体地，通过设置容置壳体137，能够实现阀门组件130的内置，并且容置壳体137设置在导通管路110的底部，实现了整体化，电控模组135上设置有外接端子，在实现控制的同时与外部电源连接。

本实施例还提供了一种半导体制造设备，包括多个反应腔室和前述的腔室导通阀门冷却装置100，导通管路110设置在相邻两个反应腔室之间，相邻两个反应腔室通过导通开口111连通。

需要说明的是，反应腔室内可以设置有晶圆放置架，用于承载晶圆，并且反应腔室内可以进行诸如蒸镀、溅射等工艺，在反应腔室产生高温环境的同时，冷却通路150启动冷却，能够有效降低导通管路110处的温度，从而有效降低了导通管路110处的温度，避免导通管路110处产生微粒杂质，从而保证了反应腔室的正常使用。

综上所述，本实施例提供了一种腔室导通阀门冷却装置100和半导体制造设备，通过导通管路110上的导通开口111来连通相邻的反应腔室，在导通管路110上还设置有阀门组件130，该阀门组件130能够选择性地封堵该导通开口111，同时导通管路110内还嵌设有冷却通路150，冷却通路150环绕导通开口111设置，并且冷却通路150中设置有冷却液，用于与通过导通开口111的流体进行热交换，从而起到降温的效果。相较于现有技术，本发明通过设置冷却通路150，并灌输冷却液进行冷却，有效降低了导通管路110处的温度，避免导通管路110处产生微粒杂质，从而保证了反应腔室的正常使用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种腔室导通阀门冷却装置，其特征在于，包括：

导通管路，所述导通管路具有用于连通相邻反应腔室的导通开口；

阀门组件，设置在导通管路上，用于选择性地封堵所述导通开口；

冷却通路，嵌设在所述导通管路内，并环绕所述导通开口设置；

其中，所述冷却通路中设置有冷却液，用于与通过所述导通开口的流体进行热交换。

2.根据权利要求1所述的腔室导通阀门冷却装置，其特征在于，所述冷却通路具有一供应接口和回水接口，所述供应接口用于与外部供应管道连接，以向所述冷却通路提供所述冷却液，所述回水接口用于与外部回水管道连接，以回收换热后的所述冷却液。

3.根据权利要求2所述的腔室导通阀门冷却装置，其特征在于，所述导通管路上还设置有温度传感器，所述温度传感器部分伸入所述导通开口，用于检测所述导通开口内的温度，且所述供应接口处设置有冷却阀，所述冷却阀与所述温度传感器电连接，用于依据所述导通开口的温度调整开度。

4.根据权利要求3所述的腔室导通阀门冷却装置，其特征在于，所述冷却阀为电磁截止阀，所述电磁截止阀用于在所述导通开口的温度大于30℃时开启，并用于在所述导通开口的温度小于15℃时关闭，以使所述导通开口的温度控制在15℃-30℃之间。

5.根据权利要求3所述的腔室导通阀门冷却装置，其特征在于，所述冷却阀为电磁流量阀，所述电磁流量阀用于依据所述导通开口的温度来控制所述冷却通路的流量。

6.根据权利要求1所述的腔室导通阀门冷却装置，其特征在于，所述导通管路采用铁、铝、钛中的至少一种金属制成。

7.根据权利要求1所述的腔室导通阀门冷却装置，其特征在于，所述冷却液为氦气、冷却水或去离子水。

8.根据权利要求1所述的腔室导通阀门冷却装置，其特征在于，所述阀门组件包括阀板、驱动件和电控模组，所述驱动件设置在所述导通管路下方，并与所述电控模组连接，所述阀板与所述驱动件连接，并在所述驱动件的带动下封堵所述导通开口或打开所述导通开口。

9.根据权利要求8所述的腔室导通阀门冷却装置，其特征在于，所述阀门组件还包括容置壳体，所述容置壳体与所述导通管路连接，所述驱动件和所述电控模组均容置在所述容置壳体内。

10.一种半导体制造设备，其特征在于，包括至少两个反应腔室和如权利要求1-9任一项所述的腔室导通阀门冷却装置，所述导通管路设置在相邻两个所述反应腔室之间，相邻两个所述反应腔室通过所述导通开口连通。