CN215262200U - 一种半导体设备的压力测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种半导体设备的压力测量装置，所述半导体设备的压力测量装置，包括：壳体，安装在所述半导体设备内，所述壳体顶部设有进气口，底部设有出气口，且所述壳体内部设置有通风腔；通风窗，设置在所述进气口处；导流座，设置在所述通风腔内，且所述导流座与所述通风腔的内壁具有间隙；测压装置，设置在所述出气口处。本实用新型能够实时监测机台内部的压力变化，减少晶圆缺陷的产生，避免产能损失。

Description

一种半导体设备的压力测量装置

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别是涉及一种半导体设备的压力测量装置。

背景技术

半导体设备内部由于存在向下流通的气流，使得每个区块都存在压差，因为压差的存在，可以将例如异常离子由内到外排出机台，保持机台内部环境的洁净，减少晶圆产品缺陷的产生，提高良品率，所以我们需要监测半导体设备内部每个区域内的压力变化。

然而，现有的工具监测机台，测量压力时，一次只能测量一个点，无法实时监测机台内部的压力，当区域压差超出气流标准时，工作人员无法第一时间发现，进而引起晶圆产品缺陷的产生，造成公司产能损失。且现有的工具监测机台，测量管路过长，传送的过程中造成压力损失，测量设备不灵敏，测量结果误差大，且每次测量压力时需要停机测量，减少了机台正常运行时间，从而浪费造成不必要的浪费。

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设备的压力测量装置，实现实时自动监测半导体设备不同区域的压力，以提升机台的正常运行时间，避免人为测量和仪器造成的测量结果误差。

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设备的压力测量装置，具体包括：

壳体，安装在所述半导体设备内，所述壳体顶部设有进气口，底部设有出气口，且所述壳体内部设置有通风腔；

通风窗，设置在所述进气口处；

导流座，设置在所述通风腔内，且所述导流座与所述通风腔的内壁具有间隙；以及

测压装置，设置在所述出气口处。

在本实用新型的一个实例中，所述半导体设备设有多个气压检测区，每个所述气压检测区内设置有所述压力测量装置。

在本实用新型的一个实例中，所述测压装置包括：

圆盘，设置在所述壳体的出气口处；以及

压力计，与所述圆盘连接。

在本实用新型的一个实例中，所述测压装置包括弹性装置，所述弹性装置的一端与所述圆盘连接，所述弹性装置的另一端与所述压力计连接。

在本实用新型的一个实例中，所述测压装置包括底座，所述压力计固定在所述底座上。

在本实用新型的一个实例中，所述压力测量装置还包括连接电机，所述通风窗通过所述连接电机与所述壳体连接。

在本实用新型的一个实例中，所述导流座包括：

第一挡流板，设置在所述通风腔内，且位于靠近所述进气口的一侧；

第二挡流板，其一侧连接所述第一挡流板；

第三挡流板，设置在所述通风腔内，且位于靠近所述出气口的一侧，并与所述第二挡流板的另一侧连接。

在本实用新型的一个实例中，所述第一挡流板和所述第三挡流板呈圆柱形设置。

在本实用新型的一个实例中，所述第三挡流板的半径小于所述第一挡流板的半径。

在本实用新型的一个实例中，所述第二挡流板垂直于所述第一挡流板和所述第三挡流板。

综上所述，本实用新型提供一种半导体设备的压力测量装置，通过本实用新型，实现了自动测量压力，且通过在不同气压检测区内分别设置压力测量装置，可以同时检测各气压检测区内的压力，增加了检测效率，实现了统一标准，避免人为测量和仪器造成的结果误差。本实用新型还能实现实时监控半导体设备内部的压力变化，当气压超出气流标准时，可根据设定发出警报，以提醒工作人员，调整区域内的压力及时发现半导体设备内部环境的变化，减少晶圆缺陷的产生，避免产能损失。

附图说明

图1为一种半导体设备内部区域结构示意图。

图2为一种压力测量工具示意图。

图3为一种半导体设备示意图。

图4为一种气压检测区域示意图。

图5为一种半导体设备的压力检测装置结构示意图。

图6为一半导体设备的压力测量装置电气连接框图。

标号说明：

100气压检测区域；110第一气压检测区；120第二气压检测区；130第三气压检测左区； 131第三气压检测中区；132第三气压检测右区；140第四气压检测区；150第五气压检测区； 160第六气压检测左区；161第六气压检测右区；171第七气压检测一区；172第七气压检测二区；173第七气压检测三区；174第七气压检测四区；175第七气压检测五区；200测量工具；301半导体设备；302测量口；400压力测量装置；410机台壁；420壳体；421通风腔； 430通风窗；440连接电机；450导流座；451第一挡流板；452第二挡流板；453第三挡流板； 461进气口；462出气口；471圆盘；472底座；473压力计；474弹性装置；480连接杆；510 第一控制器；520驱动电路；530第二控制器。

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。

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。

由于半导体设备内部存在气流，使得半导体设备内的每个区域都形成了压力，因为压差的存在，可以将异常离子由内到外排出设备机台，保持机台内部环境的清洁度，减少晶圆产品缺陷的产生，提高良品率。因此，需要保持机台内部的压差符合气流标准，所以实时监控机台内部区域的压力时非常有必要的。

请参阅图1所示的半导体设备内部区域示意图，半导体设备内部气压检测区域100包括多个气压检测区，在本实施例中，半导体设备内部气压检测区域100包括第一气压检测区110，第二气压检测区120、第三气压检测区、第四气压检测区140、第五气压检测区150、第六气压检测区以及第七气压检测区。第三气压检测区包括第三气压检测左区130、第三气压检测中区131和第三气压检测右区132。第六气压检测区包括第六气压检测左区160和第六气压检测右区161。第七气压检测区包括第七气压检测一区171、第七气压检测二区172、第七气压检测三区173、第七气压检测四区174、第七气压检测五区175。

值得说明的是，因为不同气压检测区存在的压差，为了使半导体设备进行正常工作，根据不同气压检测区维持气流的标准，例如在本实施例中，符合半导体设备要求的气压高低情况为：第六气压检测区的气压>第三气压检测区的气压>第二气压检测区120的气压>第一气压检测区110的气压，或者第六气压检测区的气压>第三气压检测区的气压>第四气压检测区140 的气压>第五气压检测区150的气压。维持此条件来进行实时的监控，使半导体设备进行正常工作。

请参阅图2至图4所示，现有的测量工具200在测量半导体设备301上的多个气压检测区时，一般通过测量管，将测量工具200和半导体设备301连接，所述测量管一端连接半导体设备301上的测量口302，另一端连接测量测量工具。但是一方面这样的测量方式，会因为测量管过长，在传输的过程中，造成压力损失，使测量工具200，测量不灵敏，导致测量结果误差比较大。另一方面测量工具200在对气压检测区域100中的多个气压检测区进行压力测量时，由于气压检测区的数量较多，现有的测量工具200一次只能测量一个气压检测区，无法实时监测半导体设备301内部的压力，当半导体设备301部分区域内的正压超出维持气流的标准时，工作人员无法第一时间发现，从而引起晶圆缺陷，直接造成经济损失。且在测量气压检测区域100的压力时，需要接机测量，即需要将半导体设备301停机测量，因此影响生产效率，且因为气压检测区数量较多，也造成的了人力浪费。

请参阅图5所示，本实用新型提供一种半导体设备的压力测量装置400，压力测量装置 400设置在半导体设备内部，且压力测量装置400包括壳体420、通风窗430、连接电机440、导流座450、测压装置以及连接杆480。其中所述测压装置包括圆盘471、底座472、压力计 473和弹性装置474。

请参阅图5所示，在本实用新型的一个具体的实施例中，壳体420设置在半导体设备内，且壳体420内部设置有通风腔421，所述半导体设备内的气流从壳体420的进气口461出流入，穿过通风腔421，从出气口462处流出。壳体420通过连接杆480固定设置在半导体设备内部的机台壁410上。

请参阅图5至图6所示，在本实用新型的一个具体的实施例中，通风窗430设置在壳体 420的进气口461处，打开通风窗430，是可以使气流可以机内壳体420内。连接电机440设置在进气口461处，且与通风窗420保持同侧。连接电机440控制通风窗430的开合，具体的连接电机440可以与控制器连接，实现对连接电机440的控制，进而实现对通风窗420开合动作的控制。所述控制器例如图6中的第一控制器510，第一控制器510可以是单片机，还可以是PLC和DSP等控制芯片。

请参阅图5所示，在本实用新型的一个具体的实施例中，导流座450设置在通风腔421 内，且导流座450与通风腔421的内壁保持一定间隔，使气流从进气口461流入通风腔421 内，由于导流座450的原因，将气流在通风腔421内，沿导流座450与通风腔421之间的间隔中穿过，最后从出气口462中流出。

请参阅图5所示，在本实用新型的一个具体的实施例中，导流座450包括第一挡流板451、第二挡流板452和第三挡流板453，且第一挡流板451、第二挡流板452和第三挡流板453一体成型。第一挡流板451设置在通风腔421内，靠近进气口461的一侧，第一挡流板451的端面为倾斜面，减少气流在通风腔421中的阻力，使气流流通更通畅。第三挡流板453设置壳体420的下方，且位于出气口462处，使出气口462的直径减少，且第三挡流板453的半径小于第一挡流板451的半径，以增大流出气流的流速。第二挡流板452连接第一挡流板451 和第三挡流板453，且分别与第一挡流板451和第三挡流板453垂直，对通风腔421内的气流进行分流，保持通风腔421内的气流流速平稳。本实用新型并不限制第一挡流板451、第二挡流板452和第三挡流板453的形状。在本实施例中，第一挡流板451、第二挡流板452 第三挡流板453呈圆柱型设置，减少气流与导流座450之间的摩擦力。此时，气流经导流座 450分流，至圆盘471时，圆盘471受到的较均匀的压力。

请参阅图5所示，当流体速度加快时，物体与流体接触的界面上的压力会减小，反之压力会增加。其中，流速与压强的关系：在水流或气流里，流体的流速越大，压强越小；流体的流速越小，压强越大。当需要测量半导体设备内部某一区域的压力时，通过连接电机440 控制通风窗430，将通风窗430打开，使气流顺着进气口461进入测量装置中，气流顺着导流座450与通风腔421之间的间隙，向出气口462流出，由于导流座450的设置，使从进气口461进入的气流流速小于流出出气口462的流速，因为伯努利效应，在导流座450的第三挡流板453与出气口462处产生负压，由于压强的作用，圆盘471将会被吸附，从而向出气口462方向移动。

请参阅图5所示，在本实用新型的一个具体的实施例中，所述测压装置包括圆盘471、底座472、压力计473和弹性装置474，且测压装置与壳体420保持一定距离，使两者之间具有间隔。底座472通过连接杆480固定设置在半导体设备内部的机台壁410上，底座472对圆盘471和压力计473起支撑作用。弹性装置474的一端与圆盘471连接，另一端与压力计473连接。压力计473固定设置在底座472上，压力计473例如可以是一个灵敏的电子压力计，且压力计473与控制器连接，控制器将压力计473获得的压力值上传至控制系统。因为伯努利效应，气流在出气口462处产生负压，使圆盘471向出气口462处移动，在气体的作用下，推动圆盘471拉动压力计473，从而压力计473会获得一个压力值。因为各部分区域里面的要求压力不同，所以在半导体设备内部不同区域分别设置一个压力测量装置400，同时将各区域内的获得的压力值进行比较判断，当气压超出气流标准时，可根据设定发出警报，以提醒工作人员，调整区域内的压力，以此实现各区域压力实时监控，使半导体设备进行正常工作。

请参阅图5至图6所示，在本实用新型一实施例中，半导体设备的压力测量装置还包括第一控制器510、驱动电路520、连接电机440、压力计473以及第二控制器530。其中，第一控制器510例如为单片机，还可以是PLC和DSP等控制芯片，第二控制器530例如为PID 运算控制器。当第一控制器510输入测量信号时，且所述输入测量信号例如为半导体设备中的内部气流，第一控制器510通过驱动电路520，控制连接电机440打开通风窗430，气流通过壳体420内导流座450的分流流出，使压力计473获得一个压力值，将压力计473的获得压力计值上传至系统，根据伯努利定律结合压强原理，通过第二控制器530，进行运算，输入量测试完成，得到半导体设备内部某一区域的压力，再传输至第一控制器510，进行实时监控，实现了对压力测量的闭环控制。由于输入的测量信号是气流，所以对半导体从设备的压力测量装置以及其内部的压力计473的要求比较严格，所以本实用新型装置设置在温度和湿度响度恒定的车间及区域。

综上所述，本实用新型提供一种半导体设备的压力测量装置，本装置在测量压力时，通过控制连接电机440打开通风窗430，使气流通过进气口461流入壳体420的通风腔421内，气流顺着导流座450向下，通过导流座450的第三挡板453向两边射出，由于伯努利效应，在第三挡流板453和出气口462处出产生负压，从而吸附圆盘471向出气口462出移动，与圆盘连接的压力计473获得压力值，以此近似获得半导体设备内部某一区域的压力。因为半导体设备中各部分区域里面的要求压力不同，所以在半导体设备内部不同区域分别设置一个所述压力测量装置400，同时将各区域内的获得的压力值进行比较判断，当气压超出气流标准时，可根据设定发出警报，以提醒工作人员，调整区域内的压力，以此实现各区域压力实时监控机台内部的压力变化，及时发现机台内部环境的变化，减少缺陷的产生，避免产能损失，且能够实现自动测量，本实用新型能够实现机台在运行的过程中，实现压力的测量，节省人力财力，且避免了人为测量造成的结果误差，实现了统一的标准。

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 (10)

1.一种半导体设备的压力测量装置，其特征在于，包括：

壳体，安装在所述半导体设备内，所述壳体顶部设有进气口，底部设有出气口，且所述壳体内部设置有通风腔；

通风窗，设置在所述进气口处；

导流座，设置在所述通风腔内，且所述导流座与所述通风腔的内壁具有间隙；以及

测压装置，设置在所述出气口处。

2.根据权利要求1所述的半导体设备的压力测量装置，其特征在于，所述半导体设备设有多个气压检测区，每个所述气压检测区内设置有所述压力测量装置。

3.根据权利要求1所述的半导体设备的压力测量装置，其特征在于，所述测压装置包括：圆盘，设置在所述壳体的出气口处；以及

压力计，与所述圆盘连接。

4.根据权利要求3所述的半导体设备的压力测量装置，其特征在于，所述测压装置包括弹性装置，所述弹性装置的一端与所述圆盘连接，所述弹性装置的另一端与所述压力计连接。

5.根据权利要求4所述的半导体设备的压力测量装置，其特征在于，所述测压装置包括底座，所述压力计固定在所述底座上。

6.根据权利要求1所述的半导体设备的压力测量装置，其特征在于，所述压力测量装置还包括连接电机，所述通风窗通过所述连接电机与所述壳体连接。

7.根据权利要求1所述半导体设备的压力测量装置，其特征在于，所述导流座包括：

第一挡流板，设置在所述通风腔内，且位于靠近所述进气口的一侧；

第二挡流板，其一侧连接所述第一挡流板；

第三挡流板，设置在所述通风腔内，且位于靠近所述出气口的一侧，并与所述第二挡流板的另一侧连接。

8.根据权利要求7所述半导体设备的压力测量装置，其特征在于，所述第一挡流板和所述第三挡流板呈圆柱形设置。

9.根据权利要求8所述半导体设备的压力测量装置，其特征在于，所述第三挡流板的半径小于所述第一挡流板的半径。

10.根据权利要求7所述半导体设备的压力测量装置，其特征在于，所述第二挡流板垂直于所述第一挡流板和所述第三挡流板。

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