CN209981180U - 气体自动控制节能***和半导体处理设备 - Google Patents
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Abstract
一种气体自动控制节能***和半导体处理设备，所述气体自动控制节能***包括：储气罐，所述储气罐一端用于连通至反应腔室；分流装置，所述分流装置包括第一端口、第二端口以及第三端口，所述第一端口通过管路连通至所述储气罐，所述第二端口通过管路连通至一反应装置，所述第三端口通过管路连通至气体产生装置；反应装置，包括第四端口和第五端口，所述第四端口通过管路连通至所述分流装置，用于使所述分流装置输入至所述反应装置内的气体进行反应，产生产物气体，所述第五端口用于输出所述产物气体；气体产生装置，与所述第三端口连接，用于产生气体并输出至所述反应装置内。上述气体自动控制节能***能够降低功耗，节约成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体设备领域，尤其涉及一种气体自动控制节能***和半导体处理设备。
背景技术
在一些半导体工艺制程中会用到O3作为反应气体，由于O3的毒性和强氧化性，在实际应用中，O3是由O2和N2不间断在反应器内反应生成相应浓度的O3，再通入反应腔室内。在半导体处理机台闲置时，反应器内还是不间断的大功率的产生O3，由于O3无需在通入反应腔室内，此时将O3与MnO2反应排入厂务，造成大量的电、O2和N2的浪费。
因此，需要现有技术的基础上，进一步降低损耗，节约成本。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种气体自动控制节能***及半导体处理设备，能够降低损耗，节约成本。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种气体自动控制节能***，包括：储气罐，所述储气罐一端用于连通至反应腔室；分流装置，所述分流装置包括第一端口、第二端口以及第三端口，所述第一端口通过管路连通至所述储气罐，所述第二端口通过管路连通至一反应装置，所述第三端口通过管路连通至气体产生装置；反应装置，包括第四端口和第五端口，所述第四端口通过管路连通至所述分流装置，用于使所述分流装置输入至所述反应装置内的气体进行反应，产生产物气体，所述第五端口用于输出所述产物气体；气体产生装置，与所述第三端口连接，用于产生气体并输出至所述反应装置内。
可选的，所述第五端口用于连通至尾气处理装置。
可选的，所述气体产生装置用于产生O3。
可选的，还包括：控制模块，与所述气体产生装置连接，用于控制所述气体产生装置输出的气体浓度。
可选的，所述反应装置内具有MnO2，用于与O3反应，产生产物气体O2。
可选的，所述分流装置为三通阀。
可选的，所述分流装置包括分流储气罐，所述第一端口、第二端口以及第三端口均设置于所述分流储气罐上。
可选的，还包括：第一检测装置和第二检测装置；所述第一检测装置连接至所述储气罐，用于检测所述储气罐内的气体浓度；所述第二检测装置连接至所述分流装置，用于检测所述分流装置内的气体浓度。
可选的，所述储气罐与所述反应腔室之间设置第一阀门，所述分流装置与所述储气罐之间设置有第二阀门，所述分流装置与所述反应装置之间设置有第三阀门。
本实用新型的具体实施方式还提供一种半导体处理设备，包括：气体自动控制节能***；反应腔室；所述气体自动控制节能***的储气罐一端连通至所述反应腔室。
本实用新型的气体自动控制节能***包括一储气罐，在无需向反应腔室内通入气体时，还能够储存气体；还包括一反应装置，将气体产生装置产生的气体进行反应，再利用，从而降低功耗，节约成本。
进一步，所述气体自动控制节能***还包括控制模块，在无需向反应腔室内通入气体时降低所述气体产生装置的功率，从而降低功耗。
附图说明
图1为本实用新型一具体实施方式的半导体处理设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型提供的气体自动控制节能***和半导体处理设备的具体实施方式做详细说明。
请参考图1，为本实用新型一具体实施方式的半导体处理设备的结构示意图。
所述半导体处理设备包括气体自动控制节能***，所述气体自动控制节能***包括：储气罐201、分流装置202、反应装置203以及气体产生装置204。
所述半导体处理设备还包括一反应腔室100，用于对晶圆进行半导体处理。所述反应腔室100连接至一泵102，用于抽出所述反应腔室100在进行半导体处理工艺时的尾气，排放至厂务端。
该具体实施方式中，所述半导体处理设备用于进行化学气相沉积工艺，特别是高深宽比化学气相沉积工艺(HARP CVD)；在其他具体实施方式中，所述半导体处理设备还可以为紫外固化设备。在所述半导体处理设备进行半导体处理工艺时，所述气体自动控制节能***用于向所述反应腔室100内提供O3。
在其他具体实施方式中，所述半导体处理设备也可以为进行其他半导体处理工艺的设备，相应的，所述气体自动控制节能***用于向所述半导体处理设备的反应腔室内提供所需的对应气体。
所述储气罐201一端通过管路连通至所述反应腔室100，用于在所述反应腔室100内进行化学半导体处理过程中，向所述反应腔室100内通入气体。所述储气罐201内用于存储设定浓度的气体，以满足反应腔室100内半导体处理工艺的要求。该具体实施方式中，所述储气罐201与所述反应腔室100之间的管路上设置有第一阀门501，用于控制所述储气罐201与所述反应腔室100之间的通断状态。在需要向所述反应腔室100内通入气体时，所述第一阀门501打开；当无需向所述反应腔室100内通入气体时，所述第一阀门501关闭。
所述分流装置202包括第一端口、第二端口以及第三端口，所述第一端口通过管路连通至所述储气罐201，用于向所述储气罐201内通入气体；所述第二端口通过管路连通至所述反应装置203，用于向所述反应装置203内通入气体，以进行化学反应；所述第三端口通过管路连通至气体产生装置204，所述气体产生装置204用于产生所述半导体设备进行半导体工艺时所需的气体，并通过所述的第三端口向所述分流装置202通入气体。该具体实施方式中，为了控制所述分流装置202与所述储气罐201之间、所述分流装置202与所述反应装置203之间的通断状态，所述分流装置202与所述储气罐201之间的管路上行设置有第二阀门502，所述分流装置202与所述反应装置203之间的管路上设置有第三阀门503。该具体实施方式中，所述分流装置202包括一分流储气罐，所述第一端口、第二端口以及第三端口均设置于所述分流储气罐上，所述分流储气罐能够用于储存部分气体，以缓冲所述气体自动控制节能***内气体浓度的变化。在其他具体实施方式中，所述分流装置202也可以为具有三个端口的三通阀。
通过控制所述第二阀门502和第三阀门503，使得所述分流装置202将所述气体产生装置204通入的气体根据设备状态，分流至所述储气罐201和/或反应装置203。
所述反应装置203包括第四端口和第五端口，所述第四端口通过管路连通至所述分流装置202，用于使所述分流装置202输入至所述反应装置203内的气体进行反应，产生产物气体，所述第五端口用于输出所述产物气体。
所述反应装置203的第五端口用于连接至所述半导体处理设备的尾气处理装置401，所述尾气处理装置401通常通过燃烧反应，对所述半导体处理工艺中排出的尾气进行处理，再排放至厂务端。所述反应装置203将产物气体通入所述尾气处理装置401内，所述产物气体能够提高所述尾气处理装置401对尾气的处理效率。
该具体实施方式中，所述气体自动节能***还包括一控制模块601，所述控制模块601与所述气体产生装置204连接，用于控制所述气体产生装置204输出的气体浓度。当需要向所述反应腔室100通入气体时，所述控制模块601提高所述气体产生装置204的气体产生功率，提高生产气体浓度，以产生满足所述反应腔室100要求的气体浓度。当无需向所述反应腔室100内通入气体时，所述控制模块601降低气体产生装置204的气体产生功率，使得产生的气体浓度降低，以降低功耗。
所述气体自动节能***还包括：第一检测装置301和第二检测装置302；所述第一检测装置301连接至所述储气罐201，用于检测所述储气罐201内的气体浓度；所述第二检测装置302连接至所述分流装置202，用于检测所述分流装置202内的气体浓度。
该具体实施方式中，所述气体产生装置204用于通过O2和N2反应产生O3。在需要向反应腔室100内通入气体时，开启第一阀门501，将所述储气罐201内存储的设定浓度的气体通入所述反应腔室100内，此时所述第二阀门502关闭。同时，所述控制模块601通过控制所述气体产生装置204的反应功率以及反应气体浓度等，控制所述气体产生装置204产生设定浓度的O3。该具体实施方式中，所述设定浓度为12.5％。当所述第二检测装置302检测到所述分流装置202内气体浓度达到设定浓度12.5％时，开启所述第二阀门502，关闭第三阀门503，气体产生装置204产生的气体通过分流装置202，再经由所述储气罐201通入所述反应腔室100内。所述第二检测装置302可以实时监测流经所述分流装置202的气体浓度，以确保进入所述储气罐201内的气体浓度达到设定浓度12.5％。所述第二检测装置302还可以与所述控制模块601连接，所述控制模块601可以根据所述第二检测装置302的检测结果，调整所述气体产生装置204的气体产生功率等参数，以调整所述气体产生装置204产生的气体浓度。
所述第一检测装置301和/或第二检测装置302均可以连接至所述第一阀门501、第二阀门502、第三阀门503中的一个或多个阀门，所述第一阀门501、第二阀门502、第三阀门503可以为电子阀门，根据所述第一检测装置301、第二检测装置302检测到的气体浓度，切换开启和关闭状态。在一个具体实施方式中，所述第二检测装置302分别连接至所述第二阀门502、第三阀门503，当所述第二检测装置302检测到气体浓度为设定浓度12.5％时，控制所述第二阀门502开启、第三阀门503关闭。
当反应腔室100内的半导体处理工艺完成时，关闭第一阀门501，储气罐201内气体不再进入所述反应腔室100内，此时继续保持所述第二阀门502开启，第三阀门503关闭，所述储气罐201进行浓度为12.5％的O3的存储。所述第一检测装置301还用于检测所述储气罐201内的气体压力，当所述气体压力达到设定值，此时储气罐201内气体已储满，关闭所述第二阀门502。
在所述第二阀门502关闭后，所述气体产生装置204依旧产生气体，此时，所述控制模块601可以降低所述气体产生装置204的气体产生功率，以及反应气体浓度等，以降低产生的气体浓度，从而功耗，节约成本。例如可以控制所述气体产生装置204产生5％的O3。所述第二阀门502关闭后，开启所述第三阀门503，浓度5％的O3流入所述反应装置203内。所述反应装置203内具有MnO2，用于与O3反应，产生产物气体O2。产物气体O2通入尾气处理装置401内，提高所述尾气处理装置401对尾气进行燃烧时的燃烧效率，并且节约了O2消耗。
由于气体产生装置204内产生气体的浓度变化需要一定的时间，且获得浓度及流量稳定的时间也需要一定的缓冲时间，所以，需要合理设置所述储气罐201的体积，以便所述储气罐201能够储存足量设定浓度的气体，以便在需要向反应腔室100内通入气体，而气体产生装置204产生的气体在达到设定浓度并且形成稳定流量之前，所述储气罐201依旧能够向所述反应腔室100内通入符合浓度要求的气体。
上述具体实施方式中，在无需向反应腔室100内通入气体时，降低气体产生装置204产生的气体浓度，以降低功耗，节约成本；并且，进一步利用所述气体产生装置204产生的气体，提高尾气处理装置401的尾气处理效率，减少了气体浪费。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种气体自动控制节能***，其特征在于，包括：
储气罐，所述储气罐一端用于连通至反应腔室；
分流装置，所述分流装置包括第一端口、第二端口以及第三端口，所述第一端口通过管路连通至所述储气罐，所述第二端口通过管路连通至一反应装置，所述第三端口通过管路连通至气体产生装置；
反应装置，包括第四端口和第五端口，所述第四端口通过管路连通至所述分流装置，用于使所述分流装置输入至所述反应装置内的气体进行反应，产生产物气体，所述第五端口用于输出所述产物气体；
气体产生装置，与所述第三端口连接，用于产生气体并输出至所述反应装置内。
2.根据权利要求1所述的气体自动控制节能***，其特征在于，所述第五端口用于连通至尾气处理装置。
3.根据权利要求1所述的气体自动控制节能***，其特征在于，所述气体产生装置用于产生O3。
4.根据权利要求1所述的气体自动控制节能***，其特征在于，还包括：控制模块，与所述气体产生装置连接，用于控制所述气体产生装置输出的气体浓度。
5.根据权利要求1所述的气体自动控制节能***，其特征在于，所述反应装置内具有MnO2，用于与O3反应，产生产物气体O2。
6.根据权利要求1所述的气体自动控制节能***，其特征在于，所述分流装置为三通阀。
7.根据权利要求1所述的气体自动控制节能***，其特征在于，所述分流装置包括分流储气罐，所述第一端口、第二端口以及第三端口均设置于所述分流储气罐上。
8.根据权利要求1所述的气体自动控制节能***，其特征在于，还包括：第一检测装置和第二检测装置；所述第一检测装置连接至所述储气罐，用于检测所述储气罐内的气体浓度；所述第二检测装置连接至所述分流装置，用于检测所述分流装置内的气体浓度。
9.根据权利要求1所述的气体自动控制节能***，其特征在于，所述储气罐与所述反应腔室之间设置第一阀门，所述分流装置与所述储气罐之间设置有第二阀门，所述分流装置与所述反应装置之间设置有第三阀门。
10.一种半导体处理设备，其特征在于，包括：
如权利要求1至9中任一项所述的气体自动控制节能***；
反应腔室；
所述气体自动控制节能***的储气罐一端连通至所述反应腔室。
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