CN218671634U - 一种气体传输装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气体传输装置，用于连接厂务端气源与多个半导体工艺设备以向该多个半导体工艺设备提供气体，该气体传输装置包括：主路管道与多条支路管道，该主路管道的一端与该厂务端气源相连接，另一端分为多条支路管道；以及多个电磁阀岛，该电磁阀岛连接于该支路管道的末端，每个该电磁阀岛上集成有一个或多个反应腔室的多个阀门，连接至该电磁阀岛的支路管道上设有调压阀以单独控制传输至该电磁阀岛的气体压力。

Description

一种气体传输装置

技术领域

本实用新型涉及一种为半导体工艺设备提供气体的气体传输装置。

背景技术

现有技术中，连接厂务端与各个半导体工艺设备的压缩气体传输装置上通常只设有一个总的压缩空气调压阀，并选取所有气动执行元件理论最高使用压力作为该机台的设定压力。该气体传输装置的传输腔室通常对接一个或多个反应腔室，每个反应腔室与传输腔室间由气动控制的阀门进行隔断，该些阀门开关所需要的驱动气体由安装在电磁阀岛上的阀片控制通断。

与此同时，现有技术中，控制反应腔室与传输腔室间隔断的阀门设置分布比较分散，通常不在同一个阀岛上，或者与其它气动元件集成在同一个阀岛上，无法实现针对性的单独独立的阀门通断控制。

然而，反应腔室传输通道阀门所处的环境非常容易累积颗粒物，阀门开关运动产生振动，就容易使得反应腔室因气体流场扰动而扬起的颗粒物污染晶圆，降低了半导体工艺的产品良率，也影响到阀门的使用寿命。

因此，本领域亟需一种气体传输装置，用于将压力相近的多个阀门集中集成在相同阀岛上，同时在每个阀岛前端增设调压阀等压力调节装置，实现阀岛上压缩空气的单独调压，从而在确保工艺过程的基础上针对性地降低反应腔室阀门的工作压力及振动带来的颗粒杂质扰动，提升工艺产品的良率和阀门的使用寿命。

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种气体传输装置，用于连接厂务端气源与多个半导体工艺设备以向该多个半导体工艺设备提供气体，该气体传输装置包括：主路管道与多条支路管道，该主路管道的一端与该厂务端气源相连接，另一端连接多条支路管道；以及多个电磁阀岛，该电磁阀岛连接于该支路管道的末端，每个该电磁阀岛上集成有一个或多个反应腔室的多个阀门，连接至该电磁阀岛的支路管道上设有调压阀以单独控制传输至该电磁阀岛的气体压力。

在一实施例中，优选地，在本实用新型提供的气体传输装置中，集成在同一个该电磁阀岛上的多个阀门的额定工作压力数值相差不超过10％，该电磁阀岛的工作压力不高于集成于该电磁阀岛上所有阀门的额定工作压力的最高值。

在一实施例中，优选地，在本实用新型提供的气体传输装置中，在该主路管道上设有手阀和调压阀以统一控制传输至各条支路管道中的气体压力。

在一实施例中，优选地，在本实用新型提供的气体传输装置中，该主路管道上的手阀和调压阀的工作压力不超过管路中所有阀门的额定工作压力的最高值。

在一实施例中，可选地，在本实用新型提供的气体传输装置中，单独设有调压阀的支路管道串接于该主路管道上的手阀和调压阀后方。

在一实施例中，可选地，在本实用新型提供的气体传输装置中，连接电磁阀岛且单独设有调压阀的气体管路直接与该厂务端气源相连接以与该主路管道上的手阀和调压阀构成并联连接。

在一实施例中，可选地，在本实用新型提供的气体传输装置中，连接多个电磁阀岛的多条支路管道先并联相接，再通过单独的调压阀与该主路管道串接或并接，该调压阀用于同一控制流至该多个电磁阀岛的气体压力。

本实用新型提供的气体传输装置，将压力相近的多个阀门集中集成在相同阀岛上，同时在每个阀岛前端增设调压阀等压力调节装置，实现阀岛上压缩空气的单独调压，从而在确保工艺过程的基础上针对性地降低反应腔室阀门的工作压力及振动带来的颗粒杂质扰动，提升工艺产品的良率的同时也提高了阀门的使用寿命。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是现有技术中气体传输装置的管路结构示意图；

图2是根据本实用新型的一实施例绘示的气体传输装置的管路结构示意图；

图3是根据本实用新型的一实施例绘示的电磁阀岛的装置结构示意图；以及

图4是根据本实用新型的另一实施例绘示的气体传输装置的管路结构示意图。

为清楚起见，以下给出附图标记的简要说明：

101厂务端气源

102手阀

103调压阀

104a、104b、104c半导体工艺设备

201主路管道

202a、202b、202c支路管道

203a、203b、203c电磁阀岛

204调压阀

301a、301b、301c、301d、301e阀门

302电磁阀岛

401调压阀

402a、402b、402c电磁阀岛

具体实施方式

以下由特定的具体实施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示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本实用新型的限制。

能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本实用新型一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。

图1是现有技术中气体传输装置的管路结构示意图。

请参照图1，在现有技术中连接厂务端气源101和多个半导体工艺设备104a、104b、104c的气体传输装置通常只设有一组总的手阀102及调压阀103，用于统一控制所连接的所有的半导体工艺设备104a、104b、104c上的气动阀门。

如图1所示，该气体传输装置可对接多个半导体工艺设备104a、104b、104c的多个反应腔室，每个反应腔室与传输管路之间由气动控制的阀门隔断，每个反应腔室与传输腔室间的隔断阀门数量为1-2个，每个阀门由一个阀片控制。

由于整套装置中只设有一个总的控制阀门，无法满足多个反应腔室的多个阀门的使用需求，统一的阀门气压会使得部分阀门由于振动幅度过大，导致累积的颗粒物污染晶圆，影响到工艺良率也降低了阀门的使用寿命。

针对现有技术中的该些缺陷，本实用新型提供了一种气体传输装置，通过将压力相近的多个阀门集中集成在相同阀岛上，同时在每个阀岛前端增设调压阀等压力调节装置，实现阀岛上压缩空气的单独调压，从而在确保工艺过程的基础上针对性地降低反应腔室阀门的工作压力及振动带来的颗粒杂质扰动，提升工艺产品的良率和阀门的使用寿命。

图2是根据本实用新型的一实施例绘示的气体传输装置的管路结构示意图。

请参照图2，本实用新型提供的气体传输装置，用于连接厂务端气源101与多个半导体工艺设备以向该多个半导体工艺设备提供气体，该气体传输装置包括：主路管道201与多条支路管道202a、202b、202c，该主路管道201的一端与该厂务端气源101相连接，另一端分为多条支路管道202a、202b、202c；以及多个电磁阀岛203a、203b、203c，该些电磁阀岛203a、203b、203c分别连接于该些支路管道202a、202b、202c的末端，其中，连接至电磁阀岛203c的支路管道202c上设有调压阀204以单独控制传输至该电磁阀岛203c的气体压力。

在图1所示的气体传输装置中也可以设置集成有多个阀门的电磁阀岛，不过现有技术中，该些控制反应腔室与传输腔室间隔断的阀门设置比较分散，未有将多个反应腔室的阀门集成在同一个阀岛上合并控制，又或者与其它气动元件在同一个阀岛上，无法实现气动阀门的独立控制。

而在本实用新型提供的气体传输装置中，是将多个反应腔室的阀门集中到一个电磁阀岛上进行统一的控制，具体请参见图3。

图3是根据本实用新型的一实施例绘示的电磁阀岛的装置结构示意图。如图3所示，在本实用新型提供的气体传输装置中，一个电磁阀岛302上可以集成有一个或多个反应腔室的多个阀门，例如在图3所示的实施例中，电磁阀岛302上就集成了多个阀门301a、301b、301c、301d、301e，该多个阀门均通向工艺设备的反应腔室。

本领域技术人员容易理解地，在半导体工艺设备中，反应腔室传输通道的阀门由于所处环境容易累积颗粒物，阀门开关运动导致的振动容易使得反应腔室因流场产生扰动而扬起颗粒从而污染晶圆。本实用新型提供的气体传输装置将通向反应腔室的阀门集中集成到一个阀岛上进行单独控制，一方面便于操作管理，另一方面，可以通过连接至该电磁阀岛的管路上的独立调压阀降低通往反应腔室阀门的工作压力，从而减小阀门振动，改善颗粒物污染问题的同时也可以延长阀门的使用寿命。

在一实施例中，优选地，本实用新型提供的气体传输装置所集成在同一个该电磁阀岛上的多个阀门的额定工作压力数值相差不超过10％，该电磁阀岛的工作压力不高于集成于该电磁阀岛上所有阀门的额定工作压力的最高值。容易理解地，将工作压力相近似的阀门集中在一个电磁阀岛上统一控制，改善了原本反应腔室阀门控制分散的弊端，提升管路压力管理效率的同时也确保对于通入反应腔室的阀门管路进行单独的控制管理，从而避免产生颗粒物污染晶圆降低产品良率，也提升了阀门的使用寿命。

与此同时，容易理解地，由于不同气动元件需要驱动的工作压力各有差异，多个元件同时工作时也存在着一定的压力损耗，为满足大部分气动元件可以正常使用，本实用新型提供的气体传输装置中电磁阀岛的工作压力不高于集成于该电磁阀岛上所有阀门的额定工作压力的最高值。

反应腔室中反应气体的配方差异会影响腔室内颗粒物残留的多少，而阀门的振动程度就直接影响到该些颗粒物对于正常工艺的扰动程度，阀门的振动越小，则颗粒物的扰动也就越小，为反应腔室的气动阀门选取合适的工作压力就可以改善颗粒物的扰动情况，也间接提高了产品良率和阀门的使用寿命。

例如，在图3所示的实施例中，阀门301a、301b、301c的额定工作压力为0.5～0.7MPa，阀门301d、301e的工作压力为0.4～0.7MPa，可以结合实际经验，控制支路的调压阀从而选取0.6MPa作为同为电磁阀岛302的管路气体压力，使得该电磁阀岛302上的所有阀门处在合理的工作压力下，从而降低气动阀门上的颗粒物干扰并提升阀门使用寿命。

请继续参考图2，在一实施例中，优选地，本实用新型提供的气体传输装置中，在该主路管道201上设有手阀102和调压阀103以统一控制传输至各条支路管道202a、202b、202c中的气体压力。

而通往电磁阀岛203c的管路压力由调压阀204单独控制，电磁阀岛203c上集成有多个阀门，该些阀门均通向反应腔室，管路气体压力会影响到阀门的振动程度继而影响到颗粒物的扰动，因而对于管路压力有着更加严格的控制要求。而电磁阀岛203a、203b上所集成的阀门并非通往反应腔室，而可以是半导体工艺设备中其他的气动元件，管路气体压力对该些气动元件不会产生额外的影响，因而也就无需在各自支路上再单独设置调压阀单独控制其气体压力。

在一实施例中，该主路管道201上的手阀102和调压阀103的工作压力不超过管路中所有阀门的额定工作压力的最高值。容易理解地，由于主路管道201上的手阀102和调压阀103控制了通往该气体传输装置中所有设备元件的气体压力，为了确保装置中所有气动元件的正常工作，就需保证总的压力不会超过任意元件的额定工作压力，也就是所有元件中额定工作压力的最高值。

请继续参考图2，在该实施例中，可选地，本实用新型提供的气体传输装置中单独设有调压阀204的支路管道202c串接于该主路管道201上的手阀102和调压阀103后方。也就是说，单独设有调压阀204的支路管道202c与主路管道201构成串联关系。

图4是根据本实用新型的另一实施例绘示的气体传输装置的管路结构示意图。

请参照图4，在一实施例中，本实用新型提供的气体传输装置，电磁阀岛402c上集成有多个通向反应腔室的阀门，连接电磁阀岛403c且单独设有调压阀401的气体管路直接与该厂务端气源101相连接以与该主路管道上的手阀102和调压阀103构成并联连接。也就是说，通往电磁阀岛402c的气体管路的压力可由调压阀401进行单独控制，而不再受主路管道上的气体压力的影响，实现完全独立的气压控制。

除此以外，可由继续参考图4，在本实用新型提供的气体传输装置中，也可以解读为另一种管路连接方式，具体地，如图4所示，可以将调压阀401所在的管路视作主路管道，该管道连接电磁阀岛402c，电磁阀岛402c上集成有多个通向反应腔室的阀门。

与此同时，连接多个电磁阀岛402a、402b的多条支路管道先并联相接，再通过单独的手阀102和调压阀103与该主路管道相并接，该调压阀103用于统一控制流至该多个电磁阀岛402a、402b的气体压力。

类似地，设有调压阀401的管路也可以与设有调压阀103的管路串联相接。

管路连接的具体形式可以灵活多变，不过该些实施例中相同的是，将通往多个反应腔室的阀门集中集成在电磁阀岛上以合并控制管理，并在该些通往反应腔室的电磁阀岛的支路上单独设置调压阀以单独控制传输至反应腔室的气体压力，实现阀岛上压缩空气的单独调压，从而在确保工艺过程的基础上针对性地降低反应腔室阀门的工作压力及振动带来的颗粒杂质扰动，提升工艺产品的良率和阀门的使用寿命。

提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本实用新型的保护范围应当以所附权利要求为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本实用新型的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种气体传输装置，用于连接厂务端气源与多个半导体工艺设备以向该多个半导体工艺设备提供气体，其特征在于，包括：

主路管道与多条支路管道，所述主路管道的一端与所述厂务端气源相连接，另一端连接多条支路管道；以及

多个电磁阀岛，所述电磁阀岛连接于所述支路管道的末端，每个所述电磁阀岛上集成有一个或多个反应腔室的多个阀门，连接至所述电磁阀岛的支路管道上设有调压阀以单独控制传输至该电磁阀岛的气体压力。

2.如权利要求1所述的气体传输装置，其特征在于，集成在同一个所述电磁阀岛上的多个阀门的额定工作压力数值相差不超过10％，所述电磁阀岛的工作压力不高于集成于该电磁阀岛上所有阀门的额定工作压力的最高值。

3.如权利要求1所述的气体传输装置，其特征在于，在所述主路管道上设有手阀和调压阀以统一控制传输至各条支路管道中的气体压力。

4.如权利要求3所述的气体传输装置，其特征在于，所述主路管道上的手阀和调压阀的工作压力不超过管路中所有阀门的额定工作压力的最高值。

5.如权利要求3所述的气体传输装置，其特征在于，单独设有调压阀的支路管道串接于所述主路管道上的手阀和调压阀后方。

6.如权利要求3所述的气体传输装置，其特征在于，连接电磁阀岛且单独设有调压阀的气体管路直接与所述厂务端气源相连接以与所述主路管道上的手阀和调压阀构成并联连接。

7.如权利要求1所述的气体传输装置，其特征在于，连接多个电磁阀岛的多条支路管道先并联相接，再通过单独的调压阀与所述主路管道串接或并接，该调压阀用于统一控制流至该多个电磁阀岛的气体压力。

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