半导体制程用的气体温度调节装置的制作方法

本实用新型与一种气体温度调节装置有关，特别是指一种半导体制程用的气体温度调节装置。

背景技术：

按，用于制造半导体的某些工艺可能需要复杂的工艺以使外延层生长来创建多层半导体结构以用于制造高性能装置；在该工艺中，外延层是透过被称之为化学气相沉积(CVD)的一般工艺而生长的。一种类型的CVD工艺被称之为金属有机化学气相沉积(MOCVD)。在MOCVD中，将反应气体导入使反应气体沉积在衬底(通常被称之为芯片)上以生长薄外延层的受控环境内的密封的反应室中。

又，用于这种制造设备的当前的产品线的实例包括MOCVD系统的家族以及电力GaN MOCVD系统，全部都是由位于纽约普莱恩维尤(Plainview)的威科精密仪器公司(Veeco Instruments Inc.)所制造的。

然而，在外延层生长期间，控制若干个工艺参数，如温度、压力和气体流量，从而在外延层中实现所需的质量。又，以氮化镓系化合物半导体为例，其经常用作发光二极管及/或激光二极管等的组件；而该氮化镓系化合物半导体的制造步骤(氮化镓系化合物半导体制程)通常通过下述方式进行：利用MOCVD法在蓝宝石等基板上使氮化镓系化合物气相生长；并作为该制造步骤中使用的原料气体，例如除了使用三甲基镓、三甲基铟、三甲基铝作为第III族的金属源之外，还使用氨作为第V族的氮源；另外，除了这些原料气体之外，还使用氢以及氮作为载体气体。

再者，现今半导体系统设备中，以MOCVD系统设备为例，于MOCVD系统设备内的气体控制系统(Gas handling&mixing system)中，具有针对载体气体进行调控温度的设备，其主要透过压缩机来运作，但是由于压缩机的设置会形成一组大型的设备，且不但能够安静的运作，从而整体设备体积大，且未有效地能于半导体制程中控制在测试要求的温度。

是以，本案创作人在观察到上述缺失后，而遂有本实用新型的产生。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是在提供一种半导体制程用的气体温度调节装置，其透过至少一致冷芯片的设置，以对半导体制程用的载体气体进行降温动作，俾达效能佳、温控佳、作业便利、大幅降低成本以及能有调地控制温度的目的。

本实用新型的次要目的是在提供一种半导体制程用的气体温度调节装置，其能透过中央处理模块依据默认的温度范围，以有效地调控致冷芯片的降温程度，并搭配散热结构的设置，俾使致冷芯片的副效应面与主效应面的温度差保持在较佳的范围值内，进而有效提升致冷芯片的使用寿命。

本实用新型的又一目的是在提供一种半导体制程用的气体温度调节装置，相对先前技术的调控温度的设备，本实用新型不必装设压缩机，从而达到简化设备体积及成本，并具有体积小、散热效率高及提高良率的目的。

为达上述目的，本实用新型所提供的半导体制程用的气体温度调节装置，其包含有：一机壳，其外侧具有至少一输入口及至少一输出口，且所述机壳内具有一容置空间；一温控模块，其设于所述容置空间，所述温控模块具有至少一致冷单元，所述致冷单元一侧设有一散热结构，而所述致冷单元的另一侧组设有一降温结构，所述降温结构内具有至少一流道，所述流道连通所述输入口及所述输出口；及一中央处理模块，其电性连接所述温控模块，并用于控制所述温控模块的作动。

较佳地，其中所述机壳外侧还开设有至少一组接口，所述组接口设置有一风扇单元，所述风扇单元电性连接所述中央处理模块。

较佳地，其中所述温控模块包含有多个致冷单元。

较佳地，其中所述致冷单元为致冷芯片。

较佳地，其中所述散热结构由多个散热鳍片所组成。

较佳地，其中所述降温结构具有一降温块，所述降温块的一侧连接所述致冷单元，所述降温块内穿设有所述流道，所述流道的两端分别连接所述输入口及所述输出口。

较佳地，其中所述降温块由金属材质所构成。

较佳地，其中所述降温块由铝材质所构成。

较佳地，还包含有一侦测模块，所述侦测模块设于所述机壳内并电性连接所述中央处理模块及所述温控模块，且所述侦测模块具有一警报单元、一气体流量侦测单元及一感测单元。

较佳地，所述气体温度调节装置装设于一半导体系统设备中，而所述载体气体为氮气。

本实用新型所提供的半导体制程用的气体温度调节装置，其主要应用于一半导体系统设备中，并针对载体气体(即，氮气)进行降温，又，本实用新型于运作状态时，所述流道供一载体气体流通，而所述中央处理模块控制所述温控模块的作动，以供驱使所述致冷单元对所述降温结构的流道内的载体气体进行降温，又，所述致冷单元将运作的热能透过所述散热结构进行散热。以此，本实用新型透过所述温控模块的设置，以对半导体制程用的载体气体进行降温动作，俾达效能佳、温控佳、作业便利、大幅降低成本以及能有调地控制温度的优点。

附图说明

图1为本实用新型一较佳实施例的方块示意图。

图2为本实用新型一较佳实施例的架构示意图。

图3为本实用新型一较佳实施例的立体图。

图4为本实用新型一较佳实施例的装设于半导体系统设备的示意图。

图5为本实用新型一较佳实施例的使用示意图。

附图标记说明：

100-气体温度调节装置；10-机壳；11-输入口；12-输出口；13-容置空间；14-组接口；15-风扇单元；20-温控模块；21-致冷单元；22-散热结构；221-散热鳍片；23-降温结构；231-降温块；232-流道；30-中央处理模块；40-侦测模块；41-警报单元；42-气体流量侦测单元；43-感测单元；A-载体气体；200-半导体系统设备。

具体实施方式

请参阅图1及图2，并配合图3及图4所示，为本实用新型一较佳实施例的方块示意图、架构示意图、立体图及装设于半导体系统设备200的示意图，其揭露有一种半导体制程用的气体温度调节装置100，所述气体温度调节装置100装设于一半导体系统设备200中，又，所述半导体制程用的气体温度调节装置100包含有：

一机壳10，其外侧具有至少一输入口11及至少一输出口12，且所述机壳10内具有一容置空间13；于本实施例中，机壳10外侧还开设有至少一组接口14，所述组接口14设置有一风扇单元15。

一温控模块20，其设于所述容置空间13，所述温控模块20具有至少一致冷单元21，所述致冷单元21一侧设有一散热结构22，而所述致冷单元21的另一侧组设有一降温结构23，所述降温结构23内具有至少一流道232，所述流道232连通所述输入口11及所述输出口12，而所述流道232供一载体气体A流通，且所述载体气体A为氮气；于本实施例中，所述温控模块20包含有多个致冷单元21，且这些致冷单元21为致冷芯片，另，所述散热结构22由多个散热鳍片221所组成。

又，如图2所示，所述降温结构23具有一降温块231，所述降温块231的一侧连接所述致冷单元21，又，所述降温块231内穿设有所述流道232，所述流道232的两端分别连接所述输入口11及所述输出口12，而所述降温块231由铝材质所构成。

一中央处理模块30，其电性连接所述温控模块20及所述风扇单元15，并用于控制所述温控模块20的作动。

一侦测模块40，所述侦测模块40设于所述机壳10内并电性连接所述中央处理模块30及所述温控模块20，且所述侦测模块40具有一警报单元41、一气体流量侦测单元42及一感测单元43。

于本实施例中，所述中央处理模块30以一温控主机为例，且所述中央处理模块30能透过所述气体流量侦测单元42及所述感测单元43量测所述流道232内的载体气体A流量及温度，从而利用所述温控模块20对所述流道232进行温度控制的程序。

为供进一步了解本实用新型构造特征、运用技术手段及所预期达成的功效，兹将本实用新型使用方式加以叙述，相信当可由此而对本实用新型有更深入且具体的了解，如下所述：

请再参阅图1及图4，并配合图5所示，为本实用新型一较佳实施例的方块示意图、装设于半导体系统设备200的示意图及使用示意图。其主要应用于一半导体系统设备200(例如，有机金属化学气相沉积系统设备)中，并针对载体气体A(即，氮气)进行降温；又，本实用新型于运作状态时，所述流道232供一载体气体A流通，而所述中央处理模块30依据所述气体流量侦测单元42及所述感测单元43量测所述流道232内的载体气体A流量及温度，进一步控制所述温控模块20的作动，以供驱使所述致冷单元21对所述降温结构23的流道232内的载体气体A进行降温，又，这些致冷单元21将运作的热能透过所述散热结构22与所述风扇单元15运作，以对这些致冷单元21进行散热。

以此，本实用新型透过中央处理模块30依据默认的温度范围，以有效地调控这些致冷单元21的降温程度，并搭配散热结构22的设置，俾使致冷单元21的副效应面与所述主效应面的温度差保持在较佳的范围值内，进而有效提升致冷单元21的使用寿命，重要的是，利用这些致冷单元21的设置，以对半导体制程用的载体气体A进行降温动作，俾达效能佳、温控佳、作业便利、大幅降低成本以及能有调地控制温度的效用。

值得一提的是，本实用新型降温结构23能设置多个流道232，以供对大量载体气体A进行降温动作。

值得再提的是，由于所述侦测模块40设置有所述警报单元41，因此当所述气体温度调节装置100发生紧急状况时，能透过所述警报单元41发出警示信息至所述半导体系统设备200(例如，有机金属化学气相沉积系统设备)的中央处理器，亦或是将紧急信息传送至一外部的监控装置，亦或是发出警报声响，以供制程用户快速进行维护程序。

兹，再将本实用新型的特征及其可达成的预期功效陈述如下：

本实用新型的半导体制程用的气体温度调节装置100，所述流道232供一载体气体A流通，而所述中央处理模块30控制所述温控模块20的作动，以供驱使所述致冷单元21对所述降温结构23的流道232内的载体气体A进行降温，又，所述致冷单元21将运作的热能透过所述散热结构22进行散热。

以此，本实用新型具有以下实施功效及技术功效：

其一，本实用新型透过多个致冷单元21的设置，以对半导体制程用的载体气体A进行降温动作，俾达效能佳、温控佳、作业便利、大幅降低成本以及能有调地控制温度的功效。

其二，本实用新型利用所述中央处理模块30依据默认的温度范围，以有效地调控致冷单元21的降温程度，并搭配散热结构22的设置，俾使致冷单元21的副效应面与所述主效应面的温度差保持在较佳的范围值内，进而有效提升致冷单元21的使用寿命。

其三，本实用新型相对先前技术的调控温度的设备，本实用新型不必装设压缩机，从而达到简化设备体积及成本，并具有体积小、散热效率高及提高良率的功效。

综上所述，本实用新型在同类产品中实有其极佳的进步实用性，同时遍查国内外关于此类结构的技术数据，文献中也未发现有相同的构造存在在先，是以，本实用新型实已具备新型专利要件，爰依法提出申请。

惟，以上所述者，仅为本实用新型的较佳可行实施例而已，故举凡应用本实用新型说明书及权利要求所为的等效结构变化，理应包含在本实用新型的专利范围内。