CN220116661U - 一种质量流量计、气箱以及半导体薄膜沉积设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种质量流量计、气箱以及半导体薄膜沉积设备。所述质量流量计设于所述半导体薄膜沉积设备的气箱。所述质量流量计的阀体外部设有至少一个半导体制冷片，用于对所述阀体进行恒温控制。通过采用上述配置，所述质量流量计的阀体在气箱工作时的工作温度与气箱闲置时的闲置温度能够保持恒定，从而减少了工艺复制时环境温度因素产生的不良影响，以提升工艺复制重复性，并适应不同地区洁净室温度及厂务排风抽速的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种质量流量计、一种气箱，以及一种半导体薄膜沉积设备。
背景技术
半导体薄膜沉积的厚膜工艺需要长时间通入较多气体，其气体流量会对成膜厚度产生较大的影响，因而厚膜工艺对不同洁净室内温度及气箱内温度和排风大小有较高重复性需求。然而，现有的半导体薄膜沉积设备的气箱中普遍采用热式质量流量计(Mass FlowMeter，MFC)，其热式传感器受温度因素影响较大，容易在温度变化时产生的温度漂移，因而会对质量流量计的测量结果产生不良影响，从而影响对成膜厚度的精确控制。
为了解决这一问题，现有技术普遍通过向质量流量计(MFC)发送温补开始信号，或检测质量流量计(MFC)的温补状态信号和流量信号，并根据该温补状态信号和流量信号进行运行状态判断和精度测算，以进行温度补偿。然而，这种通过做温度补偿运算来消除温度漂移的方法，一方面存在运算复杂、控制实时性低的缺陷，另一方面涉及模型结构误差、测量误差、计算误差等多维度的误差，存在温度补偿精度差、可靠性低的缺陷。
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种气体流量的量测技术，通过对质量流量计进行恒温控制，使其阀体在气箱工作时的工作温度与气箱闲置时的闲置温度保持恒定，从而减少工艺复制时环境温度因素产生的不良影响，以提升工艺复制重复性，并适应不同地区洁净室温度及厂务排风抽速的需求。
实用新型内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供一种质量流量计、一种气箱，以及一种半导体薄膜沉积设备，通过在质量流量计外部设置半导体制冷片和/或冷媒热管来进行恒温控制，使其阀体在气箱工作时的工作温度与气箱闲置时的闲置温度保持恒定，从而减少工艺复制时环境温度因素产生的不良影响，以提升工艺复制重复性，并适应不同地区洁净室温度及厂务排风抽速的需求。
具体来说，根据本实用新型的第一方面提供的质量流量计设于半导体薄膜沉积设备的气箱。所述质量流量计的阀体外部设有至少一个半导体制冷片，用于对所述阀体进行恒温控制。
进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述阀体外部还设有至少一根冷媒热管，其中通有冷媒，用于对所述阀体进行恒温控制。
进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述冷媒选自酒精或液氨。
进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述至少一根冷媒热管连接液泵，用于驱动所述冷媒在所述冷媒热管中流动。
进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述阀体外部的至少一个采集点还设有至少一个温度传感器。所述温度传感器连接控制器，用于将对应采集点的温度传输到所述控制器，以供所述控制器确定对应位置的半导体制冷片和/或液泵的控制指令。
进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述质量流量计的入口连接所述气箱中的反应气源，而其出口连接所述半导体薄膜沉积设备的反应腔室。
进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述质量流量计的入口连接所述气箱中的载气源，而其出口连接所述半导体薄膜沉积设备的反应腔室。
进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述质量流量计的入口连接所述气箱中的载气源，而其出口连接所述半导体薄膜沉积设备的气路扫吹口。
此外，根据本实用新型的第二方面提供的气箱，设于半导体薄膜沉积设备。包括如本实用新型的第一方面提供的任一项所述的质量流量计。
此外，根据本实用新型的第三方面提供的半导体薄膜沉积设备。包括如本实用新型的第二方面提供的所述的气箱。
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示出了根据本实用新型的一些实施例提供的质量流量计的安装示意图。
图2示出了根据本实用新型的一些实施例提供的质量流量计的结构示意图。
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。
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供一种质量流量计、一种气箱，以及一种半导体薄膜沉积设备，通过在质量流量计外部设置半导体制冷片和/或冷媒热管来进行恒温控制，使其阀体在气箱工作时的工作温度与气箱闲置时的闲置温度保持恒定，从而减少工艺复制时环境温度因素产生的不良影响，以提升工艺复制重复性，并适应不同地区洁净室温度及厂务排风抽速的需求。
在一些非限制性的实施例中，本实用新型的第一方面提供的上述质量流量计，可以配置于本实用新型的第三方面提供的上述半导体薄膜沉积设备中使用。具体来说，该薄膜沉积设备中配置有本实用新型的第二方面提供的上述气箱，其中设有用于传输反应气体和/或载气的至少一条气体管道。该质量流量计串接于该气箱中的至少一条气体管道，用于检测对应气体管道中的气体流量。
请结合参考图1及图2。图1示出了根据本实用新型的一些实施例提供的质量流量计的安装示意图。图2示出了根据本实用新型的一些实施例提供的质量流量计的结构示意图。
如图1所示，本实用新型的第一方面提供的上述质量流量计10可以固定安装于半导体薄膜沉积设备的气箱中的一根气体管道20上。
在一些实施例中，该气体管道20可以为反应气体的传输管道，其第一端连接气箱中的反应气源，而其第二端连接半导体薄膜沉积设备的反应腔室。对应地，该质量流量计的阀体可以串接于该气体管道20中，其入口可以经由该气体管道20的第一端连接气箱中的反应气源，而其出口可以经由该气体管道20的第二端连接半导体薄膜沉积设备的反应腔室。如此，该质量流量计10即可在半导体薄膜沉积工艺中测量反应气体的质量流量。
可选地，在另一些实施例中，该气体管道20可以为载气的传输管道，其第一端连接气箱中的载气源，而其第二端连接半导体薄膜沉积设备的反应腔室。对应地，该质量流量计10的阀体可以串接于该气体管道20中，其入口可以经由该气体管道20的第一端连接气箱中的载气源，而其出口可以经由该气体管道20的第二端连接半导体薄膜沉积设备的反应腔室。如此，该质量流量计10即可在半导体薄膜沉积工艺中测量载气的质量流量。
可选地，在另一些实施例中，该气体管道20可以为吹扫气体的传输管道，其第一端连接气箱中的载气源，而其第二端连接半导体薄膜沉积设备的气路扫吹口。对应地，该质量流量计10的阀体可以串接于该气体管道20中，其入口可以经由该气体管道20的第一端连接气箱中的载气源，而其出口可以经由该气体管道20的第二端连接半导体薄膜沉积设备的气路扫吹口。如此，该质量流量计10即可在半导体薄膜沉积工艺中测量吹扫气体的质量流量。
进一步地，如图1及图2所示，上述质量流量计10的阀体外部可以设有至少一个半导体制冷片11，用于对阀体进行恒温控制，以使其阀体在气箱工作时的工作温度与气箱闲置时的闲置温度保持恒定。
更进一步地，该阀体外部还可优选地设有至少一根冷媒热管，其内部通有酒精或液氨等冷媒。该冷媒热管可以连接液泵(未绘示)，经由该液泵驱动冷媒在冷媒热管中流动，以利用热管汽化潜热的原理对质量流量计10进行冷却或加热，从而对阀体进行恒温控制，以使其温度保持在15℃～40℃之间的任意目标温度。
更进一步地，如图2所示，阀体外部的入口、出口等至少一个采集点上还可以优选地设有至少一个温度传感器12。该温度传感器12通信连接半导体薄膜沉积设备的控制器(未绘示)，用于将对应采集点的温度传输到控制器，以供控制器确定对应位置的半导体制冷片11和/或液泵的控制指令。
在一些实施例中，半导体制冷片11可以根据控制器制定的控制指令，进行对应传热方向和/或对应功率的温度控制，加热或冷却质量流量计10的阀体，以使其温度保持在15℃～40℃之间的任意目标温度。
此外，在一些实施例中，液泵可以根据控制器制定的控制指令，从多个具有不同温度和/或通有不同种类冷媒的液源，获取对应温度、种类和/或比例的冷媒，并驱动其流经阀体外部的至少一根冷媒热管，以加热或冷却质量流量计10的阀体，并使其温度保持在15℃～40℃之间的任意目标温度。
如此，本实用新型提供的上述质量流量计、气箱以及半导体薄膜沉积设备，即可通过在质量流量计10外部设置半导体制冷片11和/或冷媒热管来进行恒温控制，使其阀体在气箱工作时的工作温度与气箱闲置时的闲置温度保持恒定，从而减少工艺复制时环境温度因素产生的不良影响，以提升工艺复制重复性，并适应不同地区洁净室温度及厂务排风抽速的需求。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
Claims (5)
1.一种质量流量计，设于半导体薄膜沉积设备的气箱，其特征在于，
所述质量流量计的阀体外部设有至少一个半导体制冷片，以及至少一根冷媒热管，用于对所述阀体进行恒温控制；
所述至少一根冷媒热管通有冷媒并连接液泵，用于驱动所述冷媒在所述冷媒热管中流动；
所述阀体外部的至少一个采集点还设有至少一个温度传感器，其中，所述温度传感器连接控制器，用于将对应采集点的温度传输到所述控制器，以供所述控制器确定对应位置的半导体制冷片和/或液泵的控制指令。
2.如权利要求1所述的质量流量计，其特征在于，所述冷媒选自酒精或液氨。
3.如权利要求1所述的质量流量计，其特征在于，所述质量流量计的入口连接所述气箱中的反应气源，而其出口连接所述半导体薄膜沉积设备的反应腔室，和/或
所述质量流量计的入口连接所述气箱中的载气源，而其出口连接所述半导体薄膜沉积设备的反应腔室，和/或
所述质量流量计的入口连接所述气箱中的载气源，而其出口连接所述半导体薄膜沉积设备的气路扫吹口。
4.一种气箱，设于半导体薄膜沉积设备，其特征在于，包括如权利要求1～3中任一项所述的质量流量计。
5.一种半导体薄膜沉积设备，其特征在于，包括如权利要求4所述的气箱。
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