CN218975400U - 一种水氧量控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水氧量控制系统，通过管路总成与箱体总成连通，水氧量控制系统用于控制箱体总成内水氧量，水氧量控制系统包括用于检测箱体总成内气压的检测总成、用于对箱体总成内供气的补气总成，以及引导箱体总成内气体排出的排气总成，检测总成、补气总成以及排气总成均与控制器电性连接，其中，控制器用于接收检测总成反馈的气压信息，并根据气压信息分别控制补气总成和排气总成对箱体总成进行补气和排气操作，解决了目前手套箱内压力的设置基本控制在与外界压力持平，吹扫频率较低。

Description

一种水氧量控制系统

技术领域

本实用新型涉及半导体加工技术领域，特别涉及一种水氧量控制系统。

背景技术

手套箱是TM腔的操作室，TM腔是MOCVD设备的传输模块，其搭载了MOCVD设备两个腔的自动传输工作，人员在TM腔的手套箱内取放衬底到石墨盘后由TM腔传输到MOCVD腔内进行气相外延生长。

目前LED外延片生长环境对于手套箱空间内水氧量的卡控是非常严格的，会直接影响到外延片表面的质量问题，因此为调节手套箱空间内的水氧量，在手套箱上设置了水氧量控制系统，其中水氧量控制系统是通过导管将手套箱内部空间与外界互通，同时在导管上依次设置单向阀和吹扫风机，用于引导手套箱内气体流动置换。

目前手套箱内压力的设置基本控制在与外界压力持平，吹扫频率较低，所以这种的置换吹扫方式是需要进行长时间的手套箱氮气吹扫，MOCVD设备也因为水氧问题在手套箱吹扫过程中需要待机，直接影响了机台的稼动率，需待其水氧量的值降到工艺范围内，才可放片生长影响产品生产效率。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的是提供一种水氧量控制系统，旨在解决现有技术中目前手套箱内压力的设置基本控制在与外界压力持平，吹扫频率较低的问题。

本实用新型提出的一种水氧量控制系统，通过管路总成与箱体总成连通，所述水氧量控制系统用于控制所述箱体总成内水氧量，所述水氧量控制系统包括用于检测所述箱体总成内气压的检测总成、用于对所述箱体总成内供气的补气总成，以及引导所述箱体总成内气体排出的排气总成，所述检测总成、所述补气总成以及所述排气总成均与控制器电性连接；

其中，所述控制器用于接收所述检测总成反馈的气压信息，并根据气压信息分别控制所述补气总成和所述排气总成对所述箱体总成进行补气和排气操作。

上述，当箱体总成在使用过程中，可通过检测总成实时对箱体总成内的环境进行检测并将检测数据实时反馈至控制器中，当箱体总成内压力低时，控制器则控制唤醒补气总成对箱体总成内进行补气，接着当箱体总成内压力高时，控制器则控制唤醒排气总成引导箱体总成内气体排出，达到泄压的目的，在不影响箱体总成内空气环境的情况下使箱体总成内空气流动，达到降低其内部水氧量的目的，根据箱体总成内气压进行对应抽排气操作，解决了，目前手套箱内压力的设置基本控制在与外界压力持平，吹扫频率较低的问题。

另外，根据本实用新型提出的水氧量控制系统，还可以具有如下的附加技术特征：

进一步的，所述管路总成包括设置在所述检测总成上用于连通所述箱体总成的第一导管、设置在所述补气总成上用于连通所述箱体总成的第二导管以及设置在所述排气总成上用于连通所述箱体总成的第三导管。

进一步的，所述检测总成包括设置在所述第一导管中部的压差计，所述压差计将所述第一导管分成上导管和下导管。

进一步的，所述上导管与所述箱体总成连通，所述下导管与外环境连通，并通过所述压差计分别测出所述箱体总成与所述外环境的压差。

进一步的，所述补气总成包括设置在所述第二导管上靠近所述箱体总成的流量计、设置在所述第二导管远离所述箱体总成一端的储气罐，以及设置在所述第二导管上且位于所述流量计与所述储气罐之间的第一阀门。

进一步的，所述排气总成包括设置在所述第三导管上靠近所述箱体总成的水氧分析仪、嵌设在所述第三导管中部的节流孔板、设置在所述第三导管上且位于所述水氧分析仪与所述节流孔板之间的单向阀、设置在所述第三导管上远离所述箱体总成一端的泵浦，以及设置在所述第三导管上且位于所述泵浦与所述节流孔板之间的第二阀门。

进一步的，所述压差计、所述第一阀门以及所述第二阀门均与所述控制器电性连接，通过所述压差计将所述箱体总成内气压反馈至所述控制器，通过所述控制器控制所述第一阀门或所述第二阀门开关。

进一步的，所述压差计和所述流量计为电性连接，所述压差计用于收集沿管路总成进入所述箱体总成内的气压信息并反馈至所述控制器。

进一步的，所述流量计用于收集沿管路总成进入所述箱体总成内的气体流量并反馈至所述控制器。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提出的一种水氧量控制系统的系统示意图；

图2为本实用新型实施例中提出的一种水氧量控制系统中检测总成的系统示意图；

图3为本实用新型实施例中提出的一种水氧量控制系统中补气总成的系统示意图；

图4为本实用新型实施例中提出的一种水氧量控制系统中排气总成的系统示意图。

主要元件符号说明：

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图4，所示为本实用新型实施例中提出的水氧量控制系统，通过管路总成与箱体总成1连通，水氧量控制系统用于控制箱体总成1内水氧量，水氧量控制系统包括用于检测箱体总成1内气压的检测总成2、用于对箱体总成1内供气的补气总成3，以及引导箱体总成1内气体排出的排气总成4，检测总成2、补气总成3以及排气总成4均与控制器5电性连接，其中，控制器5用于接收检测总成2反馈的气压信息，并根据气压信息分别控制补气总成3和排气总成4对箱体总成1进行补气和排气操作，另外，在一些可选实施例当中，控制器5可以是设置在箱体总成1外任何便于使用者使用处，且控制器5可以是MCU(Microcontroller Unit；微控制单元)芯片，以通过MCU芯片分别与检测总成2、补气总成3和排气总成4电性连接，需要说明的是，与控制器5电性连接的装置及总成，均可以是无线连接和有限连接，其中，无线连接方式包括但不限于蓝牙连接、WiFi、IF射频、zigbee，有线连接方式包括但不限于USB连接以及在箱体总成1外铺设线路连接。

其中，箱体总成1(手套箱)，是将高纯惰性气体充入箱体内，并循环过滤掉其中的活性物质的实验室设备，也称真空手套箱、惰性气体保护箱等，主要功能在于对O2，H2O，有机气体的清除，广泛应用于无水、无氧、无尘的超纯环境，如:锂离子电池及材料、半导体、超级电容、特种灯、激光焊接、钎焊、材料合成、OLED、MOCVD等，而本申请中的手套箱主要用于半导体加工领域，对半导体中的衬底创造有利的加工条件。

进一步的，管路总成包括设置在检测总成2上用于连通箱体总成1的第一导管21、设置在补气总成3上用于连通箱体总成1的第二导管31以及设置在排气总成4上用于连通箱体总成1的第三导管41，检测总成2包括第一导管21以及设置在第一导管21中部的压差计22，压差计22将第一导管21分成上导管和下导管，上导管与箱体总成1连通，下导管与外环境连通，具体的，压差计22为物理仪器，用来测量两点之间的压力差，在本实施例中，通过压差计22分别测出箱体总成1与箱体总成1外环境的压差。

补气总成3包括第二导管31、设置在第二导管31上靠近箱体总成1的流量计32、设置在第二导管31远离箱体总成1一端的储气罐34，以及设置在第二导管31上且位于流量计32与储气罐34之间的第一阀门33，其中在一些可选实施例当中，流量计32可以是气体流量计，储气罐34可以是内部承载有氮气的罐体。

排气总成4包括第三导管41、设置在第三导管41上靠近箱体总成1的水氧分析仪42、嵌设在第三导管41中部的节流孔板44、设置在第三导管41上且位于水氧分析仪42与节流孔板44之间的单向阀43、设置在第三导管41上远离箱体总成1一端的泵浦46，以及设置在第三导管41上且位于泵浦46与节流孔板44之间的第二阀门45，其中，水氧分析仪42，是用于测量箱体总成1内部环境中水氧含量的仪器，并直接通过仪器上设置的数字屏进行显示便于工作人员对数值的参考，在一些可选实施例当中，水氧分析仪42还可以是结合现有的湿度计及测氧仪，用于实时反馈箱体总成1内环境条件。

压差计22、第一阀门33以及第二阀门45均与控制器5电性连接，通过压差计22将箱体总成1内气压反馈至控制器5，通过控制器5控制第一阀门33或第二阀门45开关，压差计22和流量计32为电性连接，用于收集沿管路总成进入箱体总成1内的气体流量和箱体总成内气压信息反馈至控制器5，在一些可选实施例当中，第一阀门33和第二阀门45均可以是电磁阀或气动阀，且均与控制器5电性连接。

在具体实施时，当箱体总成1在使用过程中，可通过压差计22实时对箱体总成1内的环境进行检测并将检测数据实时反馈至控制器5中，当箱体总成1内压力低时，控制器5则控制唤醒第一阀门33，使得引导储气罐34内氮气沿第二导管31经过流量计32至箱体总成1内，对箱体总成1内进行氮气吹扫，在本实用新型一些可选实施例当中，还可以是控制器5定时唤醒第一阀门33引导氮气进入箱体总成1内进行氮气吹扫，接着当箱体总成1内压力高时，控制器5则控制唤醒第二阀门45使得箱体总成1内的环境与外接互通，由于受箱体总成1内与外界环境压强差影响，使得箱体总成1内的气体直接沿第三导管41向外排导，达到泄压的目的，并通过第二阀门45下方设置的泵浦46可以辅助加速对箱体总成1内的气体进行排导，在不影响箱体总成1内空气环境的情况下使箱体总成1内空气流动，达到降低其内部水氧量的目的，与此同时，通过第三导管3处设置的单向阀43及节流孔板44，可分别控制排出气体的流向及气体抽出的流量，达到实时对箱体总成1内气体进行置换的效果，另外，在本实用新型一些可选实施例当中，为避免箱体总成1内气体置换过程中MOCVD设备也因为水氧问题在手套箱吹扫过程中需要待机的情况，工作人员可以根据水氧分析仪42显示的箱体总成1内水氧量，通过手动对控制器5进行控制同时开启第一阀门33、第二阀门45及泵浦46，在泵浦46的抽排下将箱体总成1内的气体排出，与此同时在抽排过程中产生的“吸力”可直接将储气罐34内的氮气抽入箱体总成1内，以避免压强差造成储气罐34内氮气无法进入箱体总成1内的情况，达到对箱体总成1内气体高效置换的目的，解决了，目前手套箱内压力的设置基本控制在与外界压力持平，吹扫频率较低，所以这种的置换吹扫方式是需要进行长时间的手套箱氮气吹扫，MOCVD设备也因为水氧问题在手套箱吹扫过程中需要待机，直接影响了机台的稼动率，需待其水氧量的值降到工艺范围内，才可放片生长影响产品生产效率的问题。

综上，当箱体总成1在使用过程中，可通过检测总成2实时对箱体总成1内的环境进行检测并将检测数据实时反馈至控制器5中，当箱体总成1内压力低时，控制器5则控制唤醒补气总成3对箱体总成1内进行补气，接着当箱体总成1内压力高时，控制器5则控制唤醒排气总成4引导箱体总成1内气体排出，达到泄压的目的，在不影响箱体总成1内空气环境的情况下使箱体总成1内空气流动，达到降低其内部水氧量的目的，同时为避免箱体总成1内气体置换过程中MOCVD设备也因为水氧问题在手套箱吹扫过程中需要待机的情况，工作人员同时开启补气总成3和排气总成4，在保证箱体总成1内气压不变、MOCVD设备正常工作的情况下，达到对箱体总成1内气体置换的吹扫目的，解决了目前手套箱内压力的设置基本控制在与外界压力持平，吹扫频率较低的问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种水氧量控制系统，通过管路总成与箱体总成连通，所述水氧量控制系统用于控制所述箱体总成内水氧量，其特征在于，所述水氧量控制系统包括用于检测所述箱体总成内气压的检测总成、用于对所述箱体总成内供气的补气总成，以及引导所述箱体总成内气体排出的排气总成，所述检测总成、所述补气总成以及所述排气总成均与控制器电性连接；

其中，所述控制器用于接收所述检测总成反馈的气压信息，并根据气压信息分别控制所述补气总成和所述排气总成对所述箱体总成进行补气和排气操作。

2.根据权利要求1所述的水氧量控制系统，其特征在于，所述管路总成包括设置在所述检测总成上用于连通所述箱体总成的第一导管、设置在所述补气总成上用于连通所述箱体总成的第二导管以及设置在所述排气总成上用于连通所述箱体总成的第三导管。

3.根据权利要求2所述的水氧量控制系统，其特征在于，所述检测总成包括设置在所述第一导管中部的压差计，所述压差计将所述第一导管分成上导管和下导管。

4.根据权利要求3所述的水氧量控制系统，其特征在于，所述上导管与所述箱体总成连通，所述下导管与外环境连通，并通过所述压差计分别测出所述箱体总成与所述外环境的压差。

5.根据权利要求4所述的水氧量控制系统，其特征在于，所述补气总成包括设置在所述第二导管上靠近所述箱体总成的流量计、设置在所述第二导管远离所述箱体总成一端的储气罐，以及设置在所述第二导管上且位于所述流量计与所述储气罐之间的第一阀门。

6.根据权利要求5所述的水氧量控制系统，其特征在于，所述排气总成包括设置在所述第三导管上靠近所述箱体总成的水氧分析仪、嵌设在所述第三导管中部的节流孔板、设置在所述第三导管上且位于所述水氧分析仪与所述节流孔板之间的单向阀、设置在所述第三导管上远离所述箱体总成一端的泵浦，以及设置在所述第三导管上且位于所述泵浦与所述节流孔板之间的第二阀门。

7.根据权利要求6所述的水氧量控制系统，其特征在于，所述压差计、所述第一阀门以及所述第二阀门均与所述控制器电性连接，通过所述压差计将所述箱体总成内气压反馈至所述控制器，通过所述控制器控制所述第一阀门或所述第二阀门开关。

8.根据权利要求7所述的水氧量控制系统，其特征在于，所述压差计和所述流量计为电性连接，所述压差计用于收集沿管路总成进入所述箱体总成内的气压信息并反馈至所述控制器。

9.根据权利要求8所述的水氧量控制系统，其特征在于，所述流量计用于收集沿管路总成进入所述箱体总成内的气体流量并反馈至所述控制器。

Images