一种用于半导体制造的供气系统及供气方法与流程

气体或液体的贮存或分配装置的制造及其应用技术1.本发明属于半导体技术领域，特别涉及一种用于半导体制造的供气系统及供气方法。背景技术：2.半导体工艺中，通常使用气体对晶圆进行处理，供气系统主要利用储藏柜(cabinet)和阀门箱(valve manifold box，vmb)实现气体的正常供应，具体来说，供气系统通常包括大宗供气系统(bulk specialty gas system，bsgs)、气体储藏柜(gas cabinet)、阀门箱和气体混合系统(gas mixer system)。某些特殊的供气系统还具有气体安全装置、用于防止错误操作的联锁、报警机能、防爆技能、上位感应、支援通信、生产和供应连续混合气体机能等。3.供气系统在使用过程中，由于不同厂家生产的主气源使用的标准接口不尽相同，主气源瓶口的接口方式也不尽相同，因此，主气源通常需要通过压缩气体配件(compress gas association，cga)与其他管路连接。值得注意的是，更换主气源时，需要更换相应的压缩气体配件，在更换过程中，压缩气体配件中会流入大气成分，流入的大气成分会污染供气系统，在供气系统正常供气前，需要对压缩气体配件进行加压或减压的反复活动来去除大气成分的污染并确认是否存在泄漏问题。4.但是，现有的供气系统无法对其是否处于被污染状态进行检测，导致供气系统供应的气体质量存在不确定性，从而造成晶圆在制造过程中产生不良。技术实现要素：5.鉴于以上分析，本发明旨在提供一种用于半导体制造的供气系统及供气方法，用以解决现有技术中供气系统无法对其是否处于被污染状态进行检测的问题。6.本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：7.本发明提供了一种用于半导体制造的供气系统，包括主气源、压缩气体配件和气体纯度分析仪，主气源通过压缩气体配件与晶圆处理设备(例如，刻蚀设备)的进气口连接，气体纯度分析仪设于压缩气体配件与晶圆处理设备的连接管路上。8.进一步地，上述气体纯度分析仪包括设于连接管路侧壁的激光发光部和激光受光部以及与激光发光部和激光受光部连接的分析控制器，激光发光部和激光受光部的位置相对应，激光发光部发射的激光穿过连接管路，激光受光部接收激光并将激光信号传送至分析控制器，分析控制器根据激光信号分析得到气体的纯度。9.进一步地，上述连接管路上还包括与分析控制器连接的自动切断阀，当分析控制器测得的气体的纯度低于阈值时，分析控制器控制自动切断阀关闭。10.进一步地，上述用于半导体制造的供气系统还包括与分析控制器连接的报警器。11.进一步地，上述用于半导体制造的供气系统还包括设于连接管路上的调压阀。12.进一步地，上述用于半导体制造的供气系统还包括供气压力表和调压压力表，沿气体的流动方向，供气压力表、调压阀和调压压力表依次设置。13.进一步地，上述连接管路上设有处理开关阀，通过处理开关阀控制连接管路的连通和断开。14.进一步地，上述用于半导体制造的供气系统还包括设于连接管路上的氮气支路以及与氮气管路连接的氮主气源，氮气支路的一端与连接支路连接，氮气支路的另一端与单主气源连接。15.进一步地，上述氮气支路上设有氮气开关阀，通过氮气开关阀控制氮气支路的连通和断开。16.进一步地，上述氮气支路上设有氮气逆流阀(即氮气单向阀)，氮气逆流阀的气流方向为从氮主气源至连接管路。17.进一步地，上述用于半导体制造的供气系统还包括设于连接管路上的放气支路。18.进一步地，上述放气支路上设有放气开关阀，通过放气开关阀控制放气支路的连通和断开。19.进一步地，上述放气支路上设有放气逆流阀(即放气单向阀)，放气逆流阀的气流方向为从连接支路至大气环境。20.进一步地，主气源的出气口依次连接压缩气体配件、自动切断阀、气体纯度分析仪、供气压力表、调压阀、调压压力表、处理开关阀和晶圆处理设备，其中，压缩气体配件和自动切断阀之间的管路上设有氮气支路，调压压力表和处理开关阀之间的管路上设有放气支路。21.进一步地，上述供气系统还包括辅助气源，辅助气源依次通过压缩气体配件和连接管路与晶圆处理设备的进气口连接，辅助气源内的气体纯度高于主气源内的气体纯度。22.本发明还提供了一种用于半导体制造的供气方法，包括如下步骤：23.更换主气源和压缩气体配件后开启主气源或者在主气源供气过程中，开启气体纯度分析仪，检测主气源供气的气体纯度。24.进一步地，气体纯度分析仪包括激光发光部、激光受光部和分析控制器，上述检测主气源供气的气体纯度包括如下步骤：25.激光受光部接收激光发光部发射的激光，并将激光信号传送至分析控制器，分析控制器根据激光信号分析得到气体的纯度。26.进一步地，在检测主气源供气的气体纯度之后还包括如下步骤：27.判断气体的纯度是否未处于阈值范围内；28.气体的纯度未处于阈值范围内，则关闭主气源；29.向主气源与晶圆处理设备之间的连接管路中充入氮气，对连接管路进行清洗后排出连接管路。30.进一步地，上述用于半导体制造的供气方法中，判断气体的纯度是否未处于阈值范围内；气体的纯度未处于阈值范围内之后还包括如下步骤：31.分析控制器将报警信号发送至报警器，报警器接受分析控制器发送的报警信号，并发出报警，使得操作者能够了解主气源供气出现气体被污染的问题。32.进一步地，在主气源供气过程中，气体的纯度未处于阈值范围内，则调低主气源的供气压力，开启辅助气源；33.辅助气源内的气体对主气源的供气气体的纯度调节至阈值范围内；34.关闭辅助气源，调高主气源供气压力。35.与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：36.a)本发明提供的用于半导体制造的供气系统，在压缩气体配件的后续连接管路上设置气体纯度分析仪，通过气体纯度分析仪能够检测主气源供应的气体的纯度，从而判断主气源供应的气体的质量，为后续是否正常供应气体提供参考，进而能够大大提高晶圆在制造过程中的良率。37.b)本发明提供的用于半导体制造的供气系统，在主气源正常供气过程中，也可以开启气体纯度分析仪，对主气源供应的气体进行实时的检测，从而能够保证晶圆在制造过程中的气体质量。38.c)本发明提供的用于半导体制造的供气系统，当气体的纯度未处于阈值范围内，分析控制器将报警信号发送至报警器，报警器接受分析控制器发送的报警信号，并发出报警，使得操作者能够了解主气源供气出现气体被污染的问题。39.d)本发明提供的用于半导体制造的供气系统，在更换主气源和压缩气体配件后或者主气源供气过程中出现气体污染的情况下，可以开启氮气支路，氮主气源内的高纯氮气能够通过氮气支路通入连接管路，对连接管路进行冲洗，从而提高上述供气系统的供气质量。40.e)本发明提供的用于半导体制造的供气系统，当气体的纯度未处于阈值范围内，调低主气源的供气压力，开启辅助气源，辅助气源内的高纯气体能够对主气源的供气质量进行有效调节，将主气源的供气气体的纯度调节至阈值范围内，从而能够在不关闭主气源的前提下对晶圆制造的供气进行调节，大大提高晶圆制造的良率。41.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明42.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。43.图1为本发明实施例一提供的用于半导体制造的供气系统的结构示意图；44.图2为本发明实施例一提供的用于半导体制造的供气系统中气体纯度分析仪的结构示意图。45.附图标记：46.1-主气源；2-压缩气体配件；3-气体纯度分析仪；31-激光发光部；32-激光受光部；33-分析控制器；4-晶圆处理设备；5-连接管路；6-自动切断阀；7-调压阀；8-供气压力表；9-调压压力表；10-处理开关阀；11-氮气气源；12-氮气开关阀；13-氮气逆流阀；14-放气开关阀；15-放气逆流阀；16-辅助气源。具体实施方式47.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。48.实施例一49.本实施例提供了一种用于半导体制造的供气系统，参见图1至图2，包括主气源1、压缩气体配件2和气体纯度分析仪3，主气源1通过压缩气体配件2与晶圆处理设备4(例如，刻蚀设备)的进气口连接，气体纯度分析仪3设于压缩气体配件2与晶圆处理设备4的连接管路5上。50.实施时，更换主气源1和压缩气体配件2后，主气源1正常供气之前，依次开启气体纯度分析仪3和主气源1，气体纯度分析仪3能够对主气源1供应的气体进行纯度的检测，气体纯度分析仪3利用光谱分析技术，通过不同气体的吸收光谱来分析物质含量，判断主气源1供应的气体的质量，一旦发生气体污染的问题，可以进一步进行加压和减压的过程，进一步提高气体的纯度，保证供入晶圆处理设备4的气体质量。51.在实际应用中，在主气源1供气过程中，也可以开启气体纯度分析仪3对通过连接管路5的气体的纯度进行实时检测。52.与现有技术相比，本实施例提供的用于半导体制造的供气系统，在压缩气体配件2的后续连接管路5上设置气体纯度分析仪3，通过气体纯度分析仪3能够检测主气源1供应的气体的纯度，从而判断主气源1供应的气体的质量，为后续是否正常供应气体提供参考，进而能够大大提高晶圆在制造过程中的良率。53.同时，在主气源1正常供气过程中，也可以开启气体纯度分析仪3，对主气源1供应的气体进行实时的检测，从而能够保证晶圆在制造过程中的气体质量。54.示例性地，上述气体纯度分析仪3包括设于连接管路5侧壁的激光发光部31和激光受光部32以及与激光发光部31和激光受光部32连接的分析控制器33，激光发光部31和激光受光部32的位置相对应，激光发光部31发射的激光穿过连接管路5，激光受光部32接收激光并将激光信号传送至分析控制器33，分析控制器33根据激光信号分析得到气体的纯度。需要说明的是，不同气体具有不同的吸收光谱，通过分析受光部接收的激光，并分析激光的吸收光谱，便能够得到通过连接管路5的对应气体的纯度。55.值得注意的是，当检测发现通过连接管路5的气体发生污染的问题，上述需要及时关闭连接管路5，因此，上述连接管路5上还包括与分析控制器33连接的自动切断阀6，当分析控制器33测得的气体的纯度低于阈值时，分析控制器33控制自动切断阀6关闭，从而使得主气源1与晶圆处理设备4之间的连接管路5切断，保证被污染的气体不会流入晶圆处理设备4。56.当气体的纯度未处于阈值范围内，为了能够使操作者能够了解主气源1供气出现气体被污染的问题，上述用于半导体制造的供气系统还包括与分析控制器33连接的报警器(图中未示出)。这样，当气体的纯度未处于阈值范围内，分析控制器33将报警信号发送至报警器，报警器接受分析控制器33发送的报警信号，并发出报警，使得操作者能够了解主气源1供气出现气体被污染的问题。57.值得注意的是，在晶圆制造过程中，有时需要对气压进行调节和稳压，因此，上述用于半导体制造的供气系统还包括设于连接管路5上的调压阀7，通过调压阀7实现气压的调节和稳压。58.为了实时了解主气源1供气的压力和调压后的压力，上述用于半导体制造的供气系统还包括供气压力表8和调压压力表9，沿气体的流动方向，供气压力表8、调压阀7和调压压力表9依次设置，其中，供气压力表8用于测量调压阀7之前的气体压力，即主气源1的供气压力，调压压力表9用于测量调压阀7之后的气体压力，即稳压后的供气压力。59.为了实现主气源1供气的可控性，上述连接管路5上设有处理开关阀10，通过处理开关阀10控制连接管路5的连通和断开，从而能够实现主气源1供气的可控性。60.可以理解的是，为了实现对连接管路5的清洗，提高供气质量，上述用于半导体制造的供气系统还包括设于连接管路5上的氮气支路以及与氮气管路连接的氮气气源11，氮气支路的一端与连接支路连接，氮气支路的另一端与氮气气源11连接。在更换主气源1和压缩气体配件2后或者主气源1供气过程中出现气体污染的情况下，可以开启氮气支路，氮气气源11内的高纯氮气能够通过氮气支路通入连接管路5，对连接管路5进行冲洗，从而提高上述供气系统的供气质量。61.为了实现氮气气源11供气的可控性，示例性地，上述氮气支路上设有氮气开关阀12，通过氮气开关阀12控制氮气支路的连通和断开，从而能够实现氮气气源11供气的可控性。62.考虑到氮气供应存在一定的不稳定性，为了避免氮气支路出现逆流现象，上述氮气支路上设有氮气逆流阀13(即氮气单向阀)，氮气逆流阀13的气流方向为从氮气气源11至连接管路5。63.同样地，可以理解的是，为了实现连接管路5的加压和减压，便于充入的氮气排放，上述用于半导体制造的供气系统还包括设于连接管路5上的放气支路，开启氮气支路后，需要将相应的氮气排出连接管路5，开启放气支路，便于氮气排放。64.为了实现氮气气源11供气的可控性，示例性地，上述放气支路上设有放气开关阀14，通过放气开关阀14控制放气支路的连通和断开，从而能够实现放气的可控性。65.考虑到氮气在放气支路内的流动同样存在一定的不稳定性，为了避免放气支路出现逆流现象，上述放气支路上设有放气逆流阀15(即放气单向阀)，放气逆流阀15的气流方向为从连接支路至大气环境。66.示例性地，对于上述用于半导体制造的供气系统的整体连接关系，主气源1的出气口依次连接压缩气体配件2、自动切断阀6、气体纯度分析仪3、供气压力表8、调压阀7、调压压力表9、处理开关阀10和晶圆处理设备4，其中，压缩气体配件2和自动切断阀6之间的管路上设有氮气支路，调压压力表9和处理开关阀10之间的管路上设有放气支路。67.考虑到气体的纯度未处于阈值范围内，需要关闭主气源1，但是，在晶圆制造过程中，关闭主气源1会对晶圆制造造成不利影响，因此，上述供气系统还包括辅助气源16，辅助气源16依次通过压缩气体配件2和连接管路5与晶圆处理设备4的进气口连接，辅助气源16内的气体纯度高于主气源1内的气体纯度。这样，当气体的纯度未处于阈值范围内，调低主气源1的供气压力，开启辅助气源16，辅助气源16内的高纯气体能够对主气源1的供气质量进行有效调节，将主气源1的供气气体的纯度调节至阈值范围内，从而能够在不关闭主气源1的前提下对晶圆制造的供气进行调节，大大提高晶圆制造的良率。68.实施例二69.本实施例提供了一种用于半导体制造的供气方法，包括如下步骤：70.更换主气源和压缩气体配件后开启主气源或者在主气源供气过程中，开启气体纯度分析仪，检测主气源供气的气体纯度。71.与现有技术相比，本实施例提供的用于半导体制造的供气方法与实施例一提供的用于半导体制造的供气系统的有益效果基本相同，在此不一一赘述。72.具体来说，气体纯度分析仪包括激光发光部、激光受光部和分析控制器，上述检测主气源供气的气体纯度包括如下步骤：73.激光受光部接收激光发光部发射的激光，并将激光信号传送至分析控制器，分析控制器根据激光信号分析得到气体的纯度。74.示例性地，在更换主气源和压缩气体配件后或者在主气源供气过程中，为了避免被污染的气体影响晶圆制造的良率，在检测主气源供气的气体纯度之后还包括如下步骤：75.判断气体的纯度是否未处于阈值范围内；76.气体的纯度未处于阈值范围内，则关闭主气源；77.向主气源与晶圆处理设备之间的连接管路中充入氮气，对连接管路进行清洗后排出连接管路。78.当气体的纯度未处于阈值范围内，为了能够使操作者能够了解主气源供气出现气体被污染的问题，上述用于半导体制造的供气方法中，判断气体的纯度是否未处于阈值范围内；气体的纯度未处于阈值范围内之后还包括如下步骤：79.分析控制器将报警信号发送至报警器，报警器接受分析控制器发送的报警信号，并发出报警，使得操作者能够了解主气源供气出现气体被污染的问题。80.实施例三81.本实施例提供了一种用于半导体制造的供气方法，其步骤与实施例二提供的用于半导体制造的供气方法基本相同，区别在于：82.在主气源供气过程中，气体的纯度未处于阈值范围内，则调低主气源的供气压力，开启辅助气源；83.辅助气源内的气体对主气源的供气气体的纯度调节至阈值范围内；84.关闭辅助气源，调高主气源供气压力。85.采用主气源和辅助气源共同供气的方法，能够在不关闭主气源的前提下对晶圆制造的供气进行调节，大大提高晶圆制造的良率。86.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。









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