CN213184199U - 一种压差开关、气体控制箱和半导体处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及等离子体刻蚀的技术领域，公开了一种压差开关、气体控制箱和半导体处理设备，所述压差开关包括至少两个压力探测机构和压力波动阻尼器，所述压力探测机构的其中一个用于探测第一环境中的压力，另外一个用于探测第二环境中的压力；所述压力波动阻尼器置于至少一个所述压力探测机构中，用于过滤短暂的压力波动。将压力管道中偶尔会产生的短暂的压力波动过滤掉，短暂的压力波动并不会造成安全事故，防止压差开关将短暂的压力波动也判断为压力值异常、不达标从而将设备关闭，从而防止影响生产和报废正在刻蚀的晶圆，造成损失；并且，所述压差开关的体积较小，易于集成安装于半导体处理设备中。

Description

一种压差开关、气体控制箱和半导体处理设备

技术领域

本实用新型涉及等离子体刻蚀的技术领域，具体涉及一种压差开关、气体控制箱和半导体处理设备。

背景技术

干法刻蚀工艺需要用到各种工艺气体，其中包括可燃气体和有毒有害气体，所以在干法刻蚀的装置外接一个压力管道，防止用到的各种工艺气体外泄，保护操作者的安全，然后要实时监测压力管道内的压力值，压力值也是经过计算并测试，确保即使管路上有气体外泄也不会泄露到干法刻蚀的装置外，所以这个压力值的监测非常重要，一旦压力值不达标，压差开关就会报警，需要切断工艺气体，刻蚀工艺也会因此强制停止。

然而，现有的压差开关只要压力管道内的气压有波动，就会报警。实际上短暂的气压波动并不会引起安全事故，但是却会影响工艺，甚至会报废正在刻蚀的晶圆，从而造成不必要的损失。

常用的压差开关按是否带控制系统分为两类，一种纯机械的压差开关，比如膜片式的压差开关，优点是结构简单小巧，易于安装，且价格低，缺点是对于压力波动特别敏感，极易发生不必要的误报警。另一种是带有延时过滤波动的压差开关，将控制系统和压差开关集合在一起，故此类压差开关的价格极高，并且体积大，不利于集成安装。

因此，迫切需要一种能够过滤掉短暂波动的压力波动，且体积较小，便于集成安装的压差开关。

实用新型内容

鉴于上述的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种压差开关、气体控制箱和半导体处理设备，以过滤掉短暂波动，且体积较小，便于集成安装。

为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：一种压差开关，包括至少两个压力探测机构和压力波动阻尼器，所述压力探测机构的其中一个用于探测第一环境中的压力，另外一个用于探测第二环境中的压力；所述压力波动阻尼器置于至少一个所述压力探测机构中，用于过滤短暂的压力波动。

进一步地，部分的所述压力探测机构中设置所述压力波动阻尼器。

进一步地，全部的压力探测机构中均设置所述压力波动阻尼器。

进一步地，所述压力波动阻尼器为多孔结构零件。

进一步地，所述多孔结构零件的孔隙率范围为10％至95％。

进一步地，所述多孔结构零件的材料包括泡棉或陶瓷中的至少一种。

进一步地，所述多孔结构零件的长度范围为所述压力探测机构的管径的一倍至填满整个所述压力探测机构。

进一步地，所述压差开关为膜片式的压差开关或不带有过滤波动的压差开关中的一种。

相应的，本实用新型还提供的一种气体控制箱，包括气箱和如上所述的压差管开，所述气箱其包括进气口和出气口，所述出气口与排气管道连接；所述压差开关的其中一个压力探测机构连接到所述排气管道内，另一个所述压力探测机构放置在外界大气中。

进一步地，所述排气管道为负压管道。

进一步地，所述排气管道为正压管道。

相应的，本实用新型还提供的一种半导体处理设备，包括反应腔和如上所述的气体控制箱；所述气体输送管道的一端与所述气体控制箱连接，另一端与所述反应腔连接，用于向所述反应腔内输送气体。

进一步地，所述半导体处理设备为等离子体刻蚀设备。

与现有技术相比，本实用新型技术方案具有如下有益效果：

本实用新型的技术方案中，通过压差开关对压力管道中的压力值进行实时监测，防止压力管道中的压力值不达标，保证当有可燃气体和有毒有害气体外泄时泄漏气体会被全部抽走，保护操作者的安全；然后再通过在压差开关上设置压力波动阻尼器，将压力管道中偶尔会产生的短暂的压力波动过滤掉，短暂的压力波动并不会造成安全事故，防止压差开关将短暂的压力波动也判断为压力值异常、不达标从而将设备关闭，从而防止影响生产和报废正在刻蚀的晶圆，造成损失；并且，所述压差开关的体积较小，易于集成安装于半导体处理设备中。

附图说明

所包括的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本实用新型的实施方式，并与文字描述一起来阐释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本实用新型的一实施例的半导体处理设备与排气管道连接的结构的示意图；

图2是本实用新型的一实施例的一种压差开关的结构的示意图。

其中，100、压差开关；110、压力探测机构；120、压力波动阻尼器；200、气体控制箱；210、气箱；211、进气口；212、出气口；300、半导体处理设备；310、反应腔；320、气体输送管道；330、晶圆；340、基座；400、排气管道。

具体实施方式

需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本实用新型可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，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；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

另外，“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语，是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的，仅是为了便于描述本实用新型的简化描述，而不是指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实用新型的限制。

此外，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考附图和可选的实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的一种半导体处理设备的示意图。

请参照图1，半导体处理设备300包括反应腔310、气体控制箱200和气体输送管道320，所述气体输送管道320的一端与所述气体控制箱200连接，另一端与所述反应腔310连接，用于向所述反应腔310内输送气体；反应腔310内设置有基座340，所述基座340用于承载晶圆330进行加工。加工工厂中设置有排气管道400，排气管道400为负压的管道，与气体控制箱200连通，当气体控制箱200内部有气体泄漏时，被排气管道400抽走进行处理，防止直接泄漏到大气，保护操作者的安全。

其中，半导体处理设备300可以为等离子体刻蚀设备、化学气相沉积设备或物理气相沉积设备，所述半导体处理设备300可以为各种涉及到使用可燃气体或有毒有害气体的设备，不限制于上述几种设备。

气体控制箱200包括气箱210和压差开关100，所述气箱210包括进气口211和出气口212，所述出气口212与加工工厂中的排气管道400连接，从而保证气体控制箱200内为所需的负压；所述压差开关100的其中一个压力探测机构110连接到所述排气管道400内，另一个所述压力探测机构110放置在外界大气中，所述压差开关100还与半导体处理设备300的控制系统连接。

通过两个探测机构分别监测排气管道400内的压力值和外界大气的压力值，进行比对来判断排气管道400内的压力值是否达标，由于外界大气的压力值为稳定的值，不会有波动，因此用外界大气的压力值来作为对比值使得监测的结果更加准确；当监测到排气管道400内的压力值不达标的时候，所述压差开关100发出警报，通知操作者，并控制所述控制系统关闭所述半导体处理设备300，防止所述半导体处理设备300中的可燃气体或有毒有害气体外泄。

图2是本实用新型的一种压差开关的示意图。

请参考图2，压差开关100包括两个压力探测机构110和压力波动阻尼器120，所述压力探测机构110的其中一个用于探测排气管道400中的压力，为低压点，另外一个用于探测外界大气的压力，为高压点；部分的所述压力探测机构110中设置所述压力波动阻尼器120，在本实施例中，所述压力波动阻尼器120设置于探测排气管道400的所述压力探测机构110中，即为低压点处，用于过滤短暂的压力波动。

加工工厂的排气管道400内的气压会有波动，波动会影响所述压差开关100的判断，当压力波动导致压差变小时，可能会触发压差开关100的报警，但短暂的压力波动导致的压力下降不会造成安全事故，只有长时间的压力持续降低，才有可能存在风险。

通过压差开关100对压力管道中的压差值进行实时监测，防止压力管道中的压差值不达标，如果可燃气体和有毒有害气体外泄，不能保证操作者的安全；然后再通过在压差开关100上设置压力波动阻尼器120，将压力管道中偶尔会产生的短暂的压力波动过滤掉，短暂的压力波动并不会造成安全事故，防止压差开关100将短暂的压力波动也判断为压力值异常、不达标从而将设备关闭，从而防止影响生产和报废正在刻蚀的晶圆330，造成损失。

其中，所述压力波动阻尼器120为多孔结构零件。在压差开关100的检测低压的压力探测机构110中增加带有空隙结构的零件能有效的过滤短暂的压力波动，防止不必要的误报警发生。

所述多孔结构零件的孔隙率范围为10％至95％。更换不同孔隙率的零件(孔隙率10％～95％)，会过滤不同波动时长的压力波动。假设有3种孔隙率的材料，按孔隙率的大小分别命名为A，B，C，其中A>B>C。分别测试，A能过滤的波动时长为T1，B能过滤的波动时长为T2，C能过滤的波动时长为T3。结果是T1<T2<T3。孔隙率的大小和过滤的波动时间的长短成反比。

所述多孔结构零件的长度范围为所述压力探测机构的管径的一倍至填满整个所述压力探测机构。通过调节所述多孔结构零件的长度L，也能过滤不同波动时长的压力波动，L越长过滤的压力波动时长越长。

这样可以根据需要，选用不同孔隙率的材料作为压力波动阻尼器120，也可以通过改变L来实现不同的需求。

在一实施例中，所述多孔结构零件的材料包括泡棉或陶瓷，零件结构简单，易于安装，且价格低廉，不需要改变电气和软件控制就可以实现过滤不同波动时长的压力波动，对于改进设备的需求非常便利。

所述压差开关100为纯机械的压差开关100，比如膜片式的压差开关100，优点是结构简单小巧，易于安装，且价格低，但对于压力波动特别敏感，极易发生不必要的误报警，通过在膜片式的压差开关100中设置压力多孔结构的波动阻尼器，就能克服膜片式的压差开关100的缺点，过滤掉短暂的压力波动，防止不必要的报警和半导体处理设备300的关闭，防止影响生产和使正在刻蚀的晶圆330报废。

在一实施例中，所述压力波动阻尼器120也可以设置于所述压差开关100探测外界大气的压力探测机构110中，即为高压点处，同样可以过滤掉短暂的压力波动，防止不必要的报警和半导体处理设备300的关闭，防止影响生产和使正在刻蚀的晶圆330报废。

在另一实施例中，全部的压力探测机构110中均设置所述压力波动阻尼器120，具体为所述压力波动阻尼器120同时设置于两个所述压力探测机构110中，保证短暂波动的过滤更加彻底。

当然，本实施例的压差开关100也可用于监测正压的设备中，防止正压波动带来的误报警，当设备处于正压环境中，需要监测正压的压力值是否满足要求时，也可以用这种方法。

以上内容是结合具体的可选的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种压差开关，其特征在于，包括：

至少两个压力探测机构，其中一个用于探测第一环境中的压力，另外一个用于探测第二环境中的压力；

压力波动阻尼器，置于至少一个所述压力探测机构中，用于过滤短暂的压力波动。

2.根据权利要求1所述的压差开关，其特征在于，部分的所述压力探测机构中设置所述压力波动阻尼器。

3.根据权利要求1所述的压差开关，其特征在于，全部的压力探测机构中均设置所述压力波动阻尼器。

4.根据权利要求1所述的压差开关，其特征在于，所述压力波动阻尼器为多孔结构的零件。

5.根据权利要求4所述的压差开关，其特征在于，所述多孔结构的零件的孔隙率范围为10％至95％。

6.根据权利要求4所述的压差开关，其特征在于，所述多孔结构的零件的材料包括泡棉或陶瓷中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的压差开关，其特征在于，所述多孔结构零件的长度范围为所述压力探测机构的管径的一倍至填满整个所述压力探测机构。

8.根据权利要求1所述的压差开关，其特征在于，所述压差开关为膜片式的压差开关或不带有过滤波动的压差开关中的一种。

9.一种气体控制箱，其特征在于，包括：

气箱，其包括进气口和出气口，所述出气口与排气管道连接；

如权利要求1至权利要求8任一项所述压差开关，其中一个压力探测机构连接到所述排气管道内，另一个所述压力探测机构放置在外界大气中。

10.根据权利要求9所述的一种气体控制箱，其特征在于，所述排气管道为负压管道。

11.根据权利要求9所述的一种气体控制箱，其特征在于，所述排气管道为正压管道。

12.一种半导体处理设备，其特征在于，包括：

反应腔；

如权利要求9至权利要求11任一项所述气体控制箱；

气体输送管道，其一端与所述气体控制箱连接，另一端与所述反应腔连接，用于向所述反应腔内输送气体。

13.根据权利要求12所述的一种半导体处理设备，其特征在于，所述半导体处理设备为等离子体刻蚀设备。

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