CN208848862U - 半导体装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种半导体装置，该装置包括：工艺腔室，工艺腔室包括上腔室、下腔室，打开所述工艺腔室后，所述上腔室与所述下腔室沿竖直方向分离；与下腔室相通连接的真空管；与真空管连接的排气管；与排气管连接的抽气泵。本方案利用同等抽力，抽气横截面越小，空气流速越大的原理，实现废弃物的快速有效去除，提高抽气效果；另外，抽气时，上腔室以及下腔室的残留废弃物均会排出，增大了抽气范围；再者，抽气装置直接连接在真空管上，操作简单便捷，且残留废弃物可直接通过排气管排出，不需要占用很多工作区域空间；最后，可减少厂务端真空建设，有效节约工厂运行成本。

Description

半导体装置

技术领域

本实用新型涉及半导体集成电路制造技术领域，特别是涉及一种用于半导体集成电路制作过程中工艺腔体打开后的半导体装置。

背景技术

半导体集成电路的制造工艺多且复杂，通常，在半导体制造工艺中，将反应气体导入工艺腔室且在真空状态下进行预定的处理，工艺腔室例如是用于CVD(化学气相沉积)的膜形成系统、用于处理半导体晶片表面的氧化/扩散系统、或者用于薄膜的干蚀刻系统，等等，这些工艺腔室中进行的处理所用到的化学物质种类繁多，且多数具有毒性、腐蚀性、易燃性或易爆性等特质，且在处理中所用到的部分化学物质具有较低的利用效率，所以在工艺腔室中一般会设置排气系统，排气系统与工艺腔室内部保持真空状态。

由于排气系统是在工艺腔室密闭的情况下进行废气排放，所以即使排气系统对工艺腔室进行了排气，在工艺腔室的内壁还是会残留废弃物(气体或悬浮颗粒)，当打开工艺腔室后残留的废弃物弥漫整个工作区域，会导致机台故障报警以及威胁工作人员的健康。

为了消除工艺腔室中的残留废弃物，一般在工艺腔室打开后，会在下腔室的上部设置局部抽气管路道，对下腔室进行抽气，如图1及图2所示，当工艺腔室1ˋ打开后，上腔室11ˋ会旋转至下腔室12ˋ的上部外侧，然后在下腔室12ˋ的上部设置抽气装置，如图1所示的抽气装置为从天花板排气通道3ˋ连接排气管2ˋ至下腔室12ˋ的上部进行抽气，然后废弃物沿着排气管2ˋ进入天花板排气通道3ˋ被排出；如图2所示的抽气装置为从设置于工作区域的局部排气腔4ˋ连接排气管2ˋ至下腔室12ˋ的上部进行抽气，然后废弃物沿着排气管2ˋ进入局部排气腔4ˋ被排出。现有抽气装置由于设置于下腔室的上部抽气，下腔室开口较大，主排气力量不够，所以抽气效果较差；当从天花板排气时，排气管需要设置为软管进行抽气，而软管需要人工操作，造成操作不便，影响人员施工；当从设置于工作区域的局部排气腔排气时，局部排气腔不但会占据工作区域的空间，还会造成操作繁琐，同样也会影响人员施工；最后，现有抽气设备只对下腔室进行抽气，而忽略了对上腔室进行抽气。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种半导体装置，用于解决现有技术中工艺腔室打开后的抽气装置抽气效果差、抽气范围小、抽气便利性差以及抽气装置占用工作区域空间等的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种半导体装置，所述半导体装置包括：

工艺腔室，所述工艺腔室包括上腔室、下腔室，打开所述工艺腔室后，所述上腔室与所述下腔室沿竖直方向分离；

与所述下腔室相通连接的真空管；

与所述真空管连接的排气管；

与所述排气管连接的抽气泵。

可选地，所述抽气装置还包括设置在所述排气管上用于控制所述排气管通断的控制阀。

进一步地，所述控制阀包括手阀和气动阀，其中，所述气动阀的状态通过控制器控制。

进一步地，所述手阀包括球形阀。

可选地，所述抽气装置还包括设置在所述排气管上且与所述控制器连接的压力感应器，所述控制器监测所述压力感应器的压力值，并根据监测的所述压力值控制所述气动阀的状态。

进一步地，所述控制器包括控制面板、电源开关、气体管道分配器以及压力感应切换模块。

可选地，所述排气管通过转换阀与所述真空管连接。

进一步地，所述转换阀包括三通转换阀，所述三通转换阀具有第一开口、第二开口及第三开口，所述工艺腔室还包括腔室压力计，其中，所述第一开口与所述真空管密封连接，所述第二开口与所述腔室压力计密封连接，所述第三开口与所述排气管密封连接。

可选地，所述上腔室与所述下腔室沿竖直方向分离的距离介于1cm～2cm。

如上所述，本实用新型的半导体装置，具有以下有益效果：通过在打开所述工艺腔室后，使所述上腔室与所述下腔室沿竖直方向分离，且在工艺腔室本身具有的真空管上连接排气管，打开抽气泵，由于空气进入竖直分离的所述上腔室与所述下腔室中，容易使排气管及真空管中形成负压，使工艺腔室中残留的废弃物会沿着真空管及排气管排出。本方案改变现有技术的在所述下腔室的上部抽气的模式，利用同等抽力，抽气横截面越小，空气流速越大的原理，加速稀释工艺腔体内部表面的残留废弃物，实现废弃物的快速有效去除，提高抽气效果，可有效防止残留废弃物扩散导致机台报警和减少对工作人员的身体伤害；另外，由于本方案的工艺腔室在打开后形成的上腔室与下腔室是沿竖直方向分离，在进行抽气时，上腔室以及下腔室的残留废弃物均会沿着真空管及排气管的方向排出，增大了抽气范围；再者，本方案的抽气装置是直接连接在工艺腔室本身自带的真空管上，操作简单便捷，且残留废弃物可直接通过排气管排出，不需要占用很多工作区域空间，提高工作便利性；最后，本方案可减少厂务端真空建设，有效节约工厂运行成本。

附图说明

图1显示为现有技术中一实施例的半导体装置的结构示意图。

图2显示为现有技术中另一实施例的半导体装置的结构示意图。

图3显示为本实用新型的半导体装置的结构示意图。

元件标号说明

1、1ˋ 工艺腔室

11、11ˋ 上腔室

12、12ˋ 下腔室

2、2ˋ 排气管

3ˋ 天花板排气室

4ˋ 局部排气腔

13 真空管

3 抽气泵

4 控制阀

41 手阀

42 气动阀

5 控制器

6 压力感应器

7 转换阀

71 第一开口

72 第二开口

73 第三开口

8 腔室压力计

9 信号线

D 距离

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例1

如图3所示，本实施例提供一种半导体装置，所述半导体装置包括：

工艺腔室1，所述工艺腔室1包括上腔室11、下腔室12，打开所述工艺腔室1后，所述上腔室11与所述下腔室12沿竖直方向分离；且

与所述下腔室12相通连接的真空管13；

与所述真空管13连接的排气管2；

与所述排气管2连接的抽气泵3。

采用上述方案，通过在打开所述工艺腔室1后，使所述上腔室11与所述下腔室12沿竖直方向分离，且在工艺腔室1本身具有的真空管13上连接排气管2，打开抽气泵3，由于空气进入竖直分离的所述上腔室11与所述下腔室12中，容易使排气管2及真空管13中形成负压，使工艺腔室1中残留的废弃物沿着真空管13及排气管2排出。本方案改变现有技术的在所述下腔室12的上部抽气的模式，利用同等抽力，抽气横截面越小，空气流速越大的原理，加速稀释工艺腔体内部表面的残留废弃物，实现废弃物的快速有效去除，提高抽气效果，可有效防止残留废弃物扩散导致机台报警和减少对工作人员的身体伤害；另外，由于本方案的工艺腔室在打开后形成的上腔室与下腔室是沿竖直方向分离，在进行抽气时，上腔室以及下腔室的残留废弃物均会沿着真空管及排气管的方向排出，增大了抽气范围；再者，本方案的抽气装置是直接连接在工艺腔室本身自带的真空管上，操作简单便捷，且残留废弃物可直接通过排气管排出，不需要占用很多工作区域空间，提高工作便利性；最后，本方案可减少厂务端真空建设，有效节约工厂运行成本。

作为示例，所述上腔室11与所述下腔室12沿竖直方向分离的距离D介于1cm～2cm。本实施例中不严格限制所述距离的大小，即所述分离的距离D也可以是小于1cm，也可以是大于2cm，具体根据不同的工艺腔室1的大小确定该距离D值的大小。

实践中，采用本方案的半导体装置，通常抽气15分钟左右就能够对整个工艺腔体实现残留废弃物的排出，这样工作人员在工作的时候可以避免废弃物造成的困扰，机台也不会因为废弃物扩散引发EHS报警，另外，在打开工艺腔体以后，下腔体持续抽气，所以工作人员不会感觉到工艺腔体中的异味，降低对工作人员的身体伤害。

这里需要说明的是，在半导体领域内，本方案的半导体装置可应用在需要打开工艺腔体进行的任何作业，预防打开工艺腔体后残留废气物造成的报警和人员健康伤害。

由于工艺腔体中残留的废弃物种类繁多，且多具有毒性、腐蚀性、易燃性或易爆性等的特性，所以所述排气管2最好选择软管抗酸碱腐蚀性材质。

为了节省工作区域的空间，从所述工艺腔室1中抽出的废弃物气体可以直接抽至厂房建设的废物排放管道，所述抽气泵3可选择干泵抽取废弃物。

实施例2

如图3所示，本实施例提供的半导体装置与实施例1相比，区别在于所述抽气装置还包括设置在所述排气管2上用于控制所述排气管2通断的控制阀4。大多数时间内，所述工艺腔室1处于真空的工作状态，所以排气管2需要保持关闭，所述控制阀4处于常闭状态。作为优选，为了提高排气管道2的通断安全性能，所述控制阀4设置为双重通断控制，包括手阀41和气动阀42，并且，所述气动阀42的状态通过控制器5控制。较佳地，所述手阀41 可设置为球形阀，材质选择铁氟龙材质，所述气动阀42使用氮气气动阀。

作为示例，所述抽气装置还包括设置在所述排气管2上且与所述控制器5连接的压力感应器6，所述控制器5监测所述压力感应器6的压力值，并根据监测的所述压力值控制所述气动阀42的状态。作为优选，所述控制器5一般设置在控制器盒内，包括控制面板、电源开关、气体管道分配器以及压力感应切换模块。所述电源优选采用220V电压。与所述控制器5连接的信号线9优选选择具备抗拉抗干扰的材料。

较佳地，所述压力感应器6安装在所述排气管2的主排气端，当所述压力感应器6感知所述排气管2的压力偏低时，所述控制器5控制所述气动阀42断开，以有效防止气体回流。

作为示例，所述排气管2通过转换阀7与所述真空管13连接。所述工艺腔室1还包括腔室压力计8，所述腔室压力计8可以设置在腔室外部，并通过与所述转换阀7连接实现对所述工艺腔室1气压的监测。所以优选地，所述转换阀7采用三通转换阀，所述三通转换阀具有第一开口71、第二开口72及第三开口73，其中，所述第一开口71与所述真空管13密封连接，所述第二开口72与所述腔室压力计8密封连接，所述第三开口73与所述排气管2密封连接。

实施例3

本实用新型还提供一种半导体装置的抽气方法，该抽气方法利用上述半导体装置实现，所述抽气方法利用的所述半导体装置的性能、参数参见前述实施例，此处不再赘述，仅对所述抽气方法进行说明。如图3所示，所述抽气方法包括：

沿竖直方向打开工艺腔室1，使所述工艺腔室1成为具有间隔的上腔室11和下腔室12，其中，所述下腔室12相通连接真空管13；

接通与所述真空管13连接的排气管2；

打开与所述排气管2连接的抽气泵3，并通过所述真空管13及所述排气管2对所述上腔室11及所述下腔室12进行抽气。

综上所述，本实用新型的半导体装置，通过在打开所述工艺腔室后，使所述上腔室与所述下腔室沿竖直方向分离，且在工艺腔室本身具有的真空管上连接排气管，打开抽气泵，由于空气进入竖直分离的所述上腔室与所述下腔室中，容易使排气管及真空管中形成负压，使工艺腔室中残留的废弃物会沿着真空管及排气管排出。本方案改变现有技术的在所述下腔室的上部抽气的模式，利用同等抽力，抽气横截面越小，空气流速越大的原理，加速稀释工艺腔体内部表面的残留废弃物，实现废弃物的快速有效去除，提高抽气效果，可有效防止残留废弃物扩散导致机台报警和减少对工作人员的身体伤害；另外，由于本方案的工艺腔室在打开后形成的上腔室与下腔室是沿竖直方向分离，在进行抽气时，上腔室以及下腔室的残留废弃物均会沿着真空管及排气管的方向排出，增大了抽气范围；再者，本方案的抽气装置是直接连接在工艺腔室本身自带的真空管上，操作简单便捷，且残留废弃物可直接通过排气管排出，不需要占用很多工作区域空间，提高工作便利性；最后，本方案可减少厂务端真空建设，有效节约工厂运行成本。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种半导体装置，其特征在于，所述半导体装置包括：

工艺腔室，所述工艺腔室包括上腔室、下腔室，打开所述工艺腔室后，所述上腔室与所述下腔室沿竖直方向分离；

与所述下腔室相通连接的真空管；

与所述真空管连接的排气管；

与所述排气管连接的抽气泵。

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述半导体装置还包括设置在所述排气管上用于控制所述排气管通断的控制阀。

3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于：所述控制阀包括手阀和气动阀，其中，所述气动阀的状态通过控制器控制。

4.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于：所述手阀包括球形阀。

5.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于：所述半导体装置还包括设置在所述排气管上且与所述控制器连接的压力感应器，所述控制器监测所述压力感应器的压力值，并根据监测的所述压力值控制所述气动阀的状态。

6.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于：所述控制器包括控制面板、电源开关、气体管道分配器以及压力感应切换模块。

7.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述排气管通过转换阀与所述真空管连接。

8.根据权利要求7所述的半导体装置，其特征在于：所述转换阀包括三通转换阀，所述三通转换阀具有第一开口、第二开口及第三开口，所述工艺腔室还包括腔室压力计，其中，所述第一开口与所述真空管密封连接，所述第二开口与所述腔室压力计密封连接，所述第三开口与所述排气管密封连接。

9.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述上腔室与所述下腔室沿竖直方向分离的距离介于1cm～2cm。