一种晶圆加工用气路压力监测装置及监测方法专利检索-用于测量流动介质的稳定或准稳定压力的仪表的零部件或附件就这些零部件或附件而论不是特殊形式的压力计所专用的专利检索查询-专利查询网

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一种晶圆加工用气路压力监测装置及监测方法
申请号	CN202310387828.6	申请日	2023-04-12	公开(公告)号	CN116387201B	公开(公告)日	2023-10-17
申请人	无锡宇邦半导体科技有限公司;			发明人	翁林; 吴立; 王吉奎;
摘要	本发明涉及晶圆加工设备相关技术领域，具体为一种晶圆加工用气路压力监测装置及监测方法，晶圆加工用气路压力监测装置包括压力监测组件、外壳体和底座；通过将压力检测机构设置成由内座体、外座体、后位封口板和前位封口板组合构成，并在内座体上开设一级活塞腔，并在外座体上开设二级活塞腔，并在一级活塞腔、二级活塞腔之中设置由活塞、支撑弹簧和支撑底板组合构成的受力单元，并在内座体、外座体之上安装一级导电片和二级导电片，并在内座体、外座体之间注入水银，从而通过压力的变化引起水银液位的变化，从而让一级导电片、二级导电片之间的有效导电面积发生改变，从而引起电流计电流的变化，从而达到对气压进行检测的目的。
权利要求	1.一种晶圆加工用气路压力监测装置，其特征在于：所述晶圆加工用气路压力监测装置包括：压力监测组件，所述压力监测组件由第一压力检测机构(3)、第二压力检测机构(4)和第三压力检测机构(5)组合构成，且第二压力检测机构(4)的前后端分别与第一压力检测机构(3)、第三压力检测机构(5)相连接；外壳体(1)，所述外壳体(1)包覆设置在压力监测组件的外侧；底座(2)，所述底座(2)上开设有螺丝孔，且外壳体(1)固定在底座(2)上；所述第一压力检测机构(3)、第二压力检测机构(4)、第三压力检测机构(5)的结构相同，且第一压力检测机构(3)、第二压力检测机构(4)、第三压力检测机构(5)均由内座体(6)、外座体(7)、后位封口板(8)和前位封口板(9)组合构成，所述后位封口板(8)的外侧端一体成型有排气端口(10)，所述前位封口板(9)的外侧端一体成型有进气端口(11)；所述内座体(6)、外座体(7)均为环形座体结构，且内座体(6)、外座体(7)的两侧均分别与后位封口板(8)、前位封口板(9)固定胶接，且内座体(6)、外座体(7)、后位封口板(8)、前位封口板(9)均由玻璃铸成，且内座体(6)、外座体(7)之间为同轴线设置；所述内座体(6)的外侧面上开设有一级安装槽(12)，所述一级安装槽(12)的槽底开设有一级走线槽(13)，且内座体(6)的正下方贯穿开设有一级活塞腔(14)，所述外座体(7)的内侧面开设有二级安装槽(15)，所述二级安装槽(15)的槽底开设有二级走线槽(16)，且外座体(7)的正下方开设有二级活塞腔(17)，所述二级活塞腔(17)并未贯穿外座体(7)，且二级活塞腔(17)与一级活塞腔(14)之间为相对应设置，且二级活塞腔(17)的侧壁上开设有溢流槽(18)，所述溢流槽(18)为截面呈半圆形的槽口结构，且溢流槽(18)均匀设置有一圈，所述后位封口板(8)上开设有三级走线槽(19)和四级走线槽(20)，所述三级走线槽(19)与一级走线槽(13)相对应设置，所述四级走线槽(20)与二级走线槽(16)相对应设置；所述一级安装槽(12)、二级安装槽(15)之中分别固定胶接有一级导电片(21)和二级导电片(22)，所述一级导电片(21)、二级导电片(22)的尺寸分别与一级安装槽(12)、二级安装槽(15)相吻合，且内座体(6)、外座体(7)之间留有储液槽(25)，所述储液槽(25)为环形槽口，且储液槽(25)之中注入有水银；所述一级导电片(21)、二级导电片(22)均为铁片，且一级导电片(21)、二级导电片(22)上分别连接有一级导线(23)和二级导线(24)，所述一级导线(23)穿过一级走线槽(13)、三级走线槽(19)，所述二级导线(24)穿过二级走线槽(16)、四级走线槽(20)，且一级导线(23)、二级导线(24)均与电流计电连接；所述一级活塞腔(14)、二级活塞腔(17)之中设置有受力单元，所述受力单元由活塞(26)、支撑弹簧(27)和支撑底板(28)组合构成，所述活塞(26)活动设置在一级活塞腔(14)和二级活塞腔(17)之中，所述活塞(26)的底部开设有弹簧槽，所述支撑底板(28)通过支撑弹簧(27)与弹簧槽的槽底相连接，所述活塞(26)通过限位件(29)进行限位，所述一级活塞腔(14)的端口位置开设有内螺纹结构(32)，所述限位件(29)由螺纹杆(30)和螺帽(31)组合构成，且限位件(29)上贯穿开设有气孔，且限位件(29)螺接在一级活塞腔(14)的端口处。 2.根据权利要求1所述的一种晶圆加工用气路压力监测装置，其特征在于：所述支撑弹簧(27)处于复位状态时，其活塞(26)运动至一级活塞腔(14)的最上端，且此时，储液槽(25)之中的水银液位为储液槽(25)总液位高度值的四分之一，所述活塞(26)运动至二级活塞腔(17)的最下侧时，其储液槽(25)之中的水银液位为储液槽(25)总液位高度值的四分之三，且第一压力检测机构(3)、第二压力检测机构(4)、第三压力检测机构(5)之间的电路均为独立连接。 3.根据权利要求2所述的一种晶圆加工用气路压力监测装置，其特征在于：所述外座体(7)的内侧壁上开设有定位槽(38)，所述内座体(6)的外侧壁上一体成型有定位柱(39)，所述定位槽(38)对称设置有一组，且定位柱(39)与定位槽(38)相对应设置，且定位柱(39)直径值与定位槽(38)的宽度值相吻合，且定位柱(39)活动设置在定位槽(38)之中。 4.根据权利要求3所述的一种晶圆加工用气路压力监测装置，其特征在于：所述外壳体(1)的侧壁由外层保温层(33)、中层导热层(34)和内层导热层(35)组合构成，所述外层保温层(33)、中层导热层(34)之间形成气腔，且中层导热层(34)、内层导热层(35)之间形成蓄水腔，所述蓄水腔之中注入有水，所述气腔的两端分别连接有进气管(36)和排气管(37)，所述进气管(36)与空调系统相连接，且蓄水腔设置有温度传感器，且温度传感器、空调系统均与装置上的PLC控制模块电信号连接。 5.一种晶圆加工用气路压力监测方法，其特征在于：所述晶圆加工用气路压力监测方法通过上述权利要求1‑4的任意一种所述晶圆加工用气路压力监测装置进行实现，且晶圆加工用气路压力监测方法包括：步骤一：温度调控过程，通过空调系统向气腔之中送气，从而让外壳体(1)内部的温度可以始终维持在一个较为稳定的范围之中；步骤二：气体的流通过程，所述气体的流通过程中，当气体从第一压力检测机构(3)、第二压力检测机构(4)、第三压力检测机构(5)上内座体(6)的内腔之中流过时，其气体的压力会对活塞(26)形成推动作用，从而让活塞(26)下移，从而让一级活塞腔(14)、二级活塞腔(17)之中的水银推出，以让储液槽(25)之中的水银液位增高，从而让一级导电片(21)、二级导电片(22)之间的有效导电面积发生改变，从而引起电流计电流的变化，从而达到对气压进行检测的目的。
说明书全文	一种晶圆加工用气路压力监测装置及监测方法技术领域 [0001] 本发明涉及晶圆加工设备相关技术领域，具体为一种晶圆加工用气路压力监测装置及监测方法。背景技术 [0002] 圆晶是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片，由于其形状为圆形，故称为圆晶。圆晶是生产集成电路所用的载体，一般意义晶圆多指单晶硅圆片。单晶硅圆片由普通硅砂拉制提炼，经过溶解、提纯、蒸馏一系列措施制成单晶硅棒，单晶硅棒经过抛光、切片之后，就成为了圆晶； [0003] 目前国外最先进的晶圆抛光头采用气压方式加载,具有分区压力、真空吸附、浮动保持环及自适应等功能，而气压的控制精度便影响到最终的加工精度，所以在圆晶加工过程中需要对加工设备的气路压力进行准确监测，为此，本发明提出一种晶圆加工用气路压力监测装置及监测方法用以解决上述问题。发明内容 [0004] 本发明的目的在于提供一种晶圆加工用气路压力监测装置及监测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种晶圆加工用气路压力监测装置，所述晶圆加工用气路压力监测装置包括： [0006] 压力监测组件，所述压力监测组件由第一压力检测机构、第二压力检测机构和第三压力检测机构组合构成，且第二压力检测机构的前后端分别与第一压力检测机构、第三压力检测机构相连接； [0007] 外壳体，所述外壳体包覆设置在压力监测组件的外侧； [0008] 底座，所述底座上开设有螺丝孔，且外壳体固定在底座上； [0009] 所述第一压力检测机构、第二压力检测机构、第三压力检测机构的结构相同，且第一压力检测机构、第二压力检测机构、第三压力检测机构均由内座体、外座体、后位封口板和前位封口板组合构成，所述后位封口板的外侧端一体成型有排气端口，所述前位封口板的外侧端一体成型有进气端口。 [0010] 优选的，所述内座体、外座体均为环形座体结构，且内座体、外座体的两侧均分别与后位封口板、前位封口板固定胶接，且内座体、外座体、后位封口板、前位封口板均由玻璃铸成，且内座体、外座体之间为同轴线设置。 [0011] 优选的，所述内座体的外侧面上开设有一级安装槽，所述一级安装槽的槽底开设有一级走线槽，且内座体的正下方贯穿开设有一级活塞腔，所述外座体的内侧面开设有二级安装槽，所述二级安装槽的槽底开设有二级走线槽，且外座体的正下方开设有二级活塞腔，所述二级活塞腔并未贯穿外座体，且二级活塞腔与一级活塞腔之间为相对应设置，且二级活塞腔的侧壁上开设有溢流槽，所述溢流槽为截面呈半圆形的槽口结构，且溢流槽均匀设置有一圈，所述后位封口板上开设有三级走线槽和四级走线槽，所述三级走线槽与一级走线槽相对应设置，所述四级走线槽与二级走线槽相对应设置。 [0012] 优选的，所述一级安装槽、二级安装槽之中分别固定胶接有一级导电片和二级导电片，所述一级导电片、二级导电片的尺寸分别与一级安装槽、二级安装槽相吻合，且内座体、外座体之间留有储液槽，所述储液槽为环形槽口，且储液槽之中注入有水银。 [0013] 优选的，所述一级导电片、二级导电片均为铁片，且一级导电片、二级导电片上分别连接有一级导线和二级导线，所述一级导线穿过一级走线槽、三级走线槽，所述二级导线穿过二级走线槽、四级走线槽，且一级导线、二级导线均与电流计电连接。 [0014] 优选的，所述一级活塞腔、二级活塞腔之中设置有受力单元，所述受力单元由活塞、支撑弹簧和支撑底板组合构成，所述活塞活动设置在一级活塞腔和二级活塞腔之中，所述活塞的底部开设有弹簧槽，所述支撑底板通过支撑弹簧与弹簧槽的槽底相连接，所述活塞通过限位件进行限位，所述一级活塞腔的端口位置开设有内螺纹结构，所述限位件由螺纹杆和螺帽组合构成，且限位件上贯穿开设有气孔，且限位件螺接在一级活塞腔的端口处。 [0015] 优选的，所述支撑弹簧处于复位状态时，其活塞运动至一级活塞腔的最上端，且此时，储液槽之中的水银液位为储液槽总液位高度值的四分之一，所述活塞运动至二级活塞腔的最下侧时，其储液槽之中的水银液位为储液槽总液位高度值的四分之三，且第一压力检测机构、第二压力检测机构、第三压力检测机构之间的电路均为独立连接。 [0016] 优选的，所述外座体的内侧壁上开设有定位槽，所述内座体的外侧壁上一体成型有定位柱，所述定位槽对称设置有一组，且定位柱与定位槽相对应设置，且定位柱直径值与定位槽的宽度值相吻合，且定位柱活动设置在定位槽之中。 [0017] 优选的，所述外壳体的侧壁由外层保温层、中层导热层和内层导热层组合构成，所述外层保温层、中层导热层之间形成气腔，且中层导热层、内层导热层之间形成蓄水腔，所述蓄水腔之中注入有水，所述气腔的两端分别连接有进气管和排气管，所述进气管与空调系统相连接，且蓄水腔设置有温度传感器，且温度传感器、空调系统均与装置上的PLC控制模块电信号连接。 [0018] 一种晶圆加工用气路压力监测方法，所述晶圆加工用气路压力监测方法通过上述晶圆加工用气路压力监测装置进行实现，且晶圆加工用气路压力监测方法包括： [0019] 步骤一：温度调控过程，通过空调系统向气腔之中送气，从而让外壳体内部的温度可以始终维持在一个较为稳定的范围之中； [0020] 步骤二：气体的流通过程，所述气体的流通过程中，当气体从第一压力检测机构、第二压力检测机构、第三压力检测机构上内座体的内腔之中流过时，其气体的压力会对活塞形成推动作用，从而让活塞下移，从而让一级活塞腔、二级活塞腔之中的水银推出，以让储液槽之中的水银液位增高，从而让一级导电片、二级导电片之间的有效导电面积发生改变，从而引起电流计电流的变化，从而达到对气压进行检测的目的。 [0021] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0022] 1.通过设置由压力监测组件、外壳体和底座组合构成的晶圆加工用气路压力监测装置，并通过将压力监测组件中第一压力检测机构、第二压力检测机构、第三压力检测机构均设置成由内座体、外座体、后位封口板和前位封口板组合构成，并在内座体上开设一级活塞腔，并在外座体上开设二级活塞腔，并在一级活塞腔、二级活塞腔之中设置由活塞、支撑弹簧和支撑底板组合构成的受力单元，并在内座体、外座体之上安装一级导电片和二级导电片，并在内座体、外座体之间注入水银，从而通过压力的变化引起水银液位的变化，从而让一级导电片、二级导电片之间的有效导电面积发生改变，从而引起电流计电流的变化，从而达到对气压进行检测的目的； [0023] 2.通过将外壳体的侧壁设置成由外层保温层、中层导热层和内层导热层组合构成，并让外层保温层、中层导热层之间形成气腔，从而便于通过空调系统维持外壳体内部温度，从而避免温度影响结构整体的检测精确度。附图说明 [0024] 图1为本发明结构示意图； [0025] 图2为本发明半剖视图； [0026] 图3为本发明第一压力检测机构半剖视图； [0027] 图4为本发明内座体、外座体位置分布示意图； [0028] 图5为本发明内座体半剖视图； [0029] 图6为本发明外座体半剖视图； [0030] 图7为本发明限位件结构示意图。 [0031] 图中：外壳体1、底座2、第一压力检测机构3、第二压力检测机构4、第三压力检测机构5、内座体6、外座体7、后位封口板8、前位封口板9、排气端口10、进气端口11、一级安装槽12、一级走线槽13、一级活塞腔14、二级安装槽15、二级走线槽16、二级活塞腔17、溢流槽18、三级走线槽19、四级走线槽20、一级导电片21、二级导电片22、一级导线23、二级导线24、储液槽25、活塞26、支撑弹簧27、支撑底板28、限位件29、螺纹杆30、螺帽31、内螺纹结构32、外层保温层33、中层导热层34、内层导热层35、进气管36、排气管37、定位槽38、定位柱39。具体实施方式 [0032] 为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0033] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0034] 在本发明的描述中，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发明中的具体含义。 [0035] 出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。 [0036] 请参阅图1‑7，本发明提供以下五种优选方案的实施例： [0037] 实施例一 [0038] 一种晶圆加工用气路压力监测装置，晶圆加工用气路压力监测装置包括压力监测组件、外壳体1和底座2，压力监测组件由第一压力检测机构3、第二压力检测机构4和第三压力检测机构5组合构成，且第二压力检测机构4的前后端分别与第一压力检测机构3、第三压力检测机构5相连接，外壳体1包覆设置在压力监测组件的外侧，底座2上开设有螺丝孔，且外壳体1固定在底座2上，第一压力检测机构3、第二压力检测机构4、第三压力检测机构5的结构相同，且第一压力检测机构3、第二压力检测机构4、第三压力检测机构5均由内座体6、外座体7、后位封口板8和前位封口板9组合构成，后位封口板8的外侧端一体成型有排气端口10，前位封口板9的外侧端一体成型有进气端口11。 [0039] 内座体6、外座体7均为环形座体结构，且内座体6、外座体7的两侧均分别与后位封口板8、前位封口板9固定胶接，且内座体6、外座体7、后位封口板8、前位封口板9均由玻璃铸成，且内座体6、外座体7之间为同轴线设置。 [0040] 内座体6的外侧面上开设有一级安装槽12，一级安装槽12的槽底开设有一级走线槽13，且内座体6的正下方贯穿开设有一级活塞腔14，外座体7的内侧面开设有二级安装槽 15，二级安装槽15的槽底开设有二级走线槽16，且外座体7的正下方开设有二级活塞腔17，二级活塞腔17并未贯穿外座体7，且二级活塞腔17与一级活塞腔14之间为相对应设置，且二级活塞腔17的侧壁上开设有溢流槽18，溢流槽18为截面呈半圆形的槽口结构，且溢流槽18均匀设置有一圈，后位封口板8上开设有三级走线槽19和四级走线槽20，三级走线槽19与一级走线槽13相对应设置，四级走线槽20与二级走线槽16相对应设置。 [0041] 一级安装槽12、二级安装槽15之中分别固定胶接有一级导电片21和二级导电片22，一级导电片21、二级导电片22的尺寸分别与一级安装槽12、二级安装槽15相吻合，且内座体6、外座体7之间留有储液槽25，储液槽25为环形槽口，且储液槽25之中注入有水银。 [0042] 一级导电片21、二级导电片22均为铁片，且一级导电片21、二级导电片22上分别连接有一级导线23和二级导线24，一级导线23穿过一级走线槽13、三级走线槽19，二级导线24穿过二级走线槽16、四级走线槽20，且一级导线23、二级导线24均与电流计电连接。 [0043] 一级活塞腔14、二级活塞腔17之中设置有受力单元，受力单元由活塞26、支撑弹簧27和支撑底板28组合构成，活塞26活动设置在一级活塞腔14和二级活塞腔17之中，活塞26的底部开设有弹簧槽，支撑底板28通过支撑弹簧27与弹簧槽的槽底相连接，活塞26通过限位件29进行限位，一级活塞腔14的端口位置开设有内螺纹结构32，限位件29由螺纹杆30和螺帽31组合构成，且限位件29上贯穿开设有气孔，且限位件29螺接在一级活塞腔14的端口处，通过设置由压力监测组件、外壳体1和底座2组合构成的晶圆加工用气路压力监测装置，并通过将压力监测组件中第一压力检测机构3、第二压力检测机构4、第三压力检测机构5均设置成由内座体6、外座体7、后位封口板8和前位封口板9组合构成，并在内座体6上开设一级活塞腔14，并在外座体7上开设二级活塞腔17，并在一级活塞腔14、二级活塞腔17之中设置由活塞26、支撑弹簧27和支撑底板28组合构成的受力单元，并在内座体6、外座体7之上安装一级导电片21和二级导电片22，并在内座体6、外座体7之间注入水银，从而通过压力的变化引起水银液位的变化，从而让一级导电片21、二级导电片22之间的有效导电面积发生改变，从而引起电流计电流的变化，从而达到对气压进行检测的目的。 [0044] 实施例二 [0045] 在实施例一的基础上，支撑弹簧27处于复位状态时，其活塞26运动至一级活塞腔14的最上端，且此时，储液槽25之中的水银液位为储液槽25总液位高度值的四分之一，活塞 26运动至二级活塞腔17的最下侧时，其储液槽25之中的水银液位为储液槽25总液位高度值的四分之三，且第一压力检测机构3、第二压力检测机构4、第三压力检测机构5之间的电路均为独立连接，多组独立检测机构的设置，可以保证机构整体检测的准确性。 [0046] 实施例三 [0047] 在实施例二的基础上，外座体7的内侧壁上开设有定位槽38，内座体6的外侧壁上一体成型有定位柱39，定位槽38对称设置有一组，且定位柱39与定位槽38相对应设置，且定位柱39直径值与定位槽38的宽度值相吻合，且定位柱39活动设置在定位槽38之中，便于外座体7与内座体6进行对位。 [0048] 实施例四 [0049] 在实施例三的基础上，外壳体1的侧壁由外层保温层33、中层导热层34和内层导热层35组合构成，外层保温层33、中层导热层34之间形成气腔，且中层导热层34、内层导热层35之间形成蓄水腔，蓄水腔之中注入有水，气腔的两端分别连接有进气管36和排气管37，进气管36与空调系统相连接，且蓄水腔设置有温度传感器，且温度传感器、空调系统均与装置上的PLC控制模块电信号连接，通过将外壳体1的侧壁设置成由外层保温层33、中层导热层 34和内层导热层35组合构成，并让外层保温层33、中层导热层34之间形成气腔，从而便于通过空调系统维持外壳体1内部温度，从而避免温度影响结构整体的检测精确度，并且蓄水腔的设置，可以让其结构整体温度更为稳定。 [0050] 实施例五 [0051] 在实施例四的基础上，一种晶圆加工用气路压力监测方法，晶圆加工用气路压力监测方法通过上述晶圆加工用气路压力监测装置进行实现，且晶圆加工用气路压力监测方法包括： [0052] 步骤一：温度调控过程，通过空调系统向气腔之中送气，从而让外壳体1内部的温度可以始终维持在一个较为稳定的范围之中； [0053] 步骤二：气体的流通过程，气体的流通过程中，当气体从第一压力检测机构3、第二压力检测机构4、第三压力检测机构5上内座体6的内腔之中流过时，其气体的压力会对活塞26形成推动作用，从而让活塞26下移，从而让一级活塞腔14、二级活塞腔17之中的水银推出，以让储液槽25之中的水银液位增高，从而让一级导电片21、二级导电片22之间的有效导电面积发生改变，从而引起电流计电流的变化，从而达到对气压进行检测的目的。 [0054] 尽管上面对本申请说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本申请，但是本申请不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本申请精神和范围内，一切利用本申请构思的申请创造均在保护之列。