具有显示监测功能的气体温度调节装置的制作方法

本实用新型与一种用于半导体制程的温度调节装置有关，特别是指一种具有显示监测功能的气体温度调节装置。

背景技术：

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。

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/或雷射二极管等的组件；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系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。

因此，乃有业者针对上述缺失，进一步开发出一用于MOCVD系统设备的温度调节装置，但是，由于所述温度调节装置并无设置相关警示装置或功能，假若于制程中气体温度调节装置发生系统异常的情形时，例如，温度、流量未在设定值内，其将造成晶圆制造时的不稳定。此外，由于运作时的温度、流量不稳定的情形往往无法预先得知，有时会在产品已制造完成后才发现此问题，但对产品的良率已然造成一定影响，并使得晶圆公司的生产成本增加。

是以，本案申请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具有显示监测功能的气体温度调节装置，其通过显示监测机制，以供半导体制程中或系统测试中让工作人员可以降低设定或保养时的人为疏失，以及工作人员能够依据显示的数值而快速诊断，并辨别出异常问题点，从而达到实时察觉异常问题，并尽早排除异常情况；另外，本实用新型更搭配致冷芯片的设置，以对半导体制程用的载体气体进行降温动作，能达到效能佳、温控佳、作业便利、大幅降低成本以及能有效地控制温度的目的。

为达上述目的，本实用新型所提供的具有显示监测功能的气体温度调节装置，其包含有：一机壳，其外侧设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；一散热模块，其设于所述容置空间；一致冷模块，其具有一发热部及一致冷部，所述致冷模块具有多个致冷芯片，而所述发热部组接有所述散热模块；一降温结构，其组设所述致冷部，且所述降温结构具有至少一流道，所述流道供一载体气体流通，而所述流道分别连通所述输入口及所述输出口；及一运算处理模块，其电性连接所述散热模块及所述致冷模块，所述运算处理模块存有至少一监测范围值；一侦测模块，其设于所述机壳内并电性连接所述运算处理模块及所述致冷模块，且所述侦测模块用以对所述流道内的流量及温度进行感测，并产生至少一感测信息，并传输至所述运算处理模块；及一显示设置模块，其组设于所述机壳的外侧，并电性连接所述运算处理模块及所述侦测模块。

较佳地，其中所述显示设置模块具有至少一显示屏幕及多个设定键。

较佳地，其中所述散热模块具有多个散热鳍片及至少一风扇单元，且所述多个散热鳍片呈间隔设置，并组设于所述发热部，所述风扇单元组设于所述机壳。

较佳地，其中所述机壳外侧还穿设有二通孔，所述散热模块包含有一水冷头、多个输液管及一泵浦，所述水冷头具有一流动腔室，且所述水冷头组设于所述发热部，所述水冷头外侧设有至少二连接端，所述至少二连接端与所述流动腔室相连通，而所述多个输液管穿过所述二通孔并连接所述至少二连接端，所述泵浦连接于其中一输液管，而所述水冷头、所述多个输液管及所述泵浦构成一液体散热路径。

较佳地，其中所述散热模块还包括一储液桶，所述储液桶与所述输液管连通，且所述储液桶存有一水液。

较佳地，其中所述降温结构为一降温块，所述降温块的一侧连接所述多个致冷芯片，而另一侧连接所述机壳，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，其中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。

较佳地，其中还包括有一声光警示模块，所述声光警示模块其电性连接所述运算处理模块，所述声光警示模块接收所述运作监测信息或所述异常监测信息，并具有至少一处理单元、至少一发声单元及至少一发光单元，所述处理单元依据所述运作监测信息或所述异常监测信息控制所述发声单元及所述发光单元的运作。

本实用新型所提供的具有显示监测功能的气体温度调节装置，其主要通过所述运算处理模块能控制所述致冷模块的作动，以及能将所述感测信息与所述监测范围值进行比对运算处理，并产生至少一运作监测信息或至少一异常监测信息，而所述显示设置模块显示所述运作监测信息或所述异常监测信息；更详细地说，本实用新型通过显示监测机制，以供半导体制程中或系统测试中让工作人员可以降低设定或保养时的人为疏失，以及工作人员能够依据显示的数值而快速诊断，并辨别出异常问题点，从而达到实时察觉异常问题，并尽早排除异常情况。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的装置方块示意图。

图2为本实用新型第一实施例的另一装置方块示意图。

图3为本实用新型第一实施例的装设于机金属化学气相沉积(MOCVD,Metal-organic Chemical Vapor Deposition)系统设备的示意图。

图4为本实用新型第一实施例的装置立体图。

图5为本实用新型第一实施例的结构示意图。

图6为本实用新型第一实施例的运作状态示意图。

图7为本实用新型第二实施例的装置立体图。

图8为本实用新型第二实施例的结构示意图。

图9为本实用新型第二实施例的运作状态示意图。

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-通孔；20-散热模块；21-散热鳍片；22-风扇单元；23-水冷头；231-流动腔室；232-连接端；24-输液管；25-泵浦；26-储液桶；30-致冷模块；31-发热部；32-致冷部；33-致冷芯片；40-降温结构；41-降温块；42-流道；50-运算处理模块；60-侦测模块；70-显示设置模块；71-显示屏幕；72-设定键；80-声光警示模块；81-处理单元；82-发声单元；83-发光单元；A-载体气体；B-水液；200-半导体系统设备。

具体实施方式

请参阅图1及图2，并搭配图3、图4及图5所示，为本实用新型第一实施例的装置方块示意图、另一装置方块示意图、装设于机金属化学气相沉积系统设备的示意图、装置立体图及结构示意图，其揭露有一种具有显示监测功能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(MOCVD,Metal-organic Chemical Vapor Deposition)中，所述气体温度调节装置100包含有：

一机壳10，其外侧设有至少一输入口11及至少一输出口12，且所述机壳10内具有一容置空间13。

一散热模块20，如图4及图5所示，其设于所述容置空间13，而所述散热模块20具有多个散热鳍片21及至少一风扇单元22，且所述多个散热鳍片21呈间隔设置，并组设于所述发热部31，所述风扇单元22组设于所述机壳10，所述风扇单元22使外部空气与所述机壳10内部。

一致冷模块30，其具有一发热部31及一致冷部32，所述致冷模块30具有多个致冷芯片33，而所述发热部31组接有所述散热模块20。

一降温结构40，其组设所述致冷部32，且所述降温结构40具有至少一流道42，所述流道42供一载体气体A流通，而所述流道42分别连通所述输入口11及所述输出口12；在本实施例中，所述降温结构40为一降温块41，所述降温块41的一侧连接所述多个致冷芯片33，而另一侧连接所述机壳10，所述降温块41内穿设有所述流道42，所述流道42的两端分别连接所述输入口11及所述输出口12；所述降温块41由金属材质所构成，而本实用新型的降温块41以铝材质所构成为例。

一运算处理模块50，其电性连接所述散热模块20及所述致冷模块30，所述运算处理模块50存有至少一监测范围值。

一侦测模块60，其设于所述机壳10内并电性连接所述运算处理模块50及所述致冷模块30，且所述侦测模块60用以对所述流道42内的流量及温度进行感测，并产生至少一感测信息，并传输至所述运算处理模块50；在本实施例中，所述侦测模块60具有多个感测单元(图未示)或侦测单元(图未示)。

一显示设置模块70，其组设于所述机壳10的外侧，并电性连接所述运算处理模块50及所述侦测模块60；在本实施例中，所述显示设置模块70具有至少一显示屏幕71及多个设定键72，所述设定键72信号连接所述运算处理模块50。

在本实施例中，所述运算处理模块50以一温控主机(图未示)为例，且所述运算处理模块50能透过所述侦测模块60量测所述流道42内的气体流量及温度，从而利用所述致冷模块30对所述流道42的载体气体A进行温度控制的程序。

另外，请再参阅图2及图4所示，本实用新型还包括有一声光警示模块80，其电性连接所述运算处理模块50；在本实施例中，所述声光警示模块80具有至少一处理单元81、至少一发声单元82及至少一发光单元83，所述处理单元81电性连接所述运算处理模块50，并用以控制发声单元82产生至少一警示声响，以及控制所述发光单元83产生至少一闪烁光源。

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：

请继续参阅图1及图2，并配合图4及图6所示，为本实用新型第一实施例的装置方块示意图、另一装置方块示意图、装置立体图及运作示意图。本实用新型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；本实用新型在运作状态时，所述流道42供所述载体气体A流通，而所述运算处理模块50控制所述致冷模块30的作动，以供驱使所述致冷模块对所述降温结构40的流道42内的载体气体A进行降温，而所述致冷模块30将运作的热能经由所述散热模块20进行散热，也就是，热能透过所述多个散热鳍片21与所述风扇单元22的运作，从而对所述多个致冷芯片33进行散热。

重要的是，其主要通过所述运算处理模块50能控制所述致冷模块30的作动，以及能将所述感测信息与所述监测范围值进行比对运算处理，并产生至少一运作监测信息或至少一异常监测信息，而所述显示设置模块70显示所述运作监测信息或所述异常监测信息，同时，所述多个设定键72能设定及控制所述气体温度调节装置100的运作。

更详细地说，本实用新型通过所述显示设置模块70的显示监测及设定的机制，以供于半导体制程中或系统测试中让工作人员可以降低设定或保养时的人为疏失，以及工作人员能够依据显示的数值而快速诊断，并辨别出异常问题点，从而达到实时察觉异常问题，并尽早排除异常情况；另外，本实用新型更搭配所述多个致冷芯片33的设置，以对半导体制程用的载体气体A进行降温动作，能达到效能佳、温控佳、作业便利、大幅降低成本以及能有效地控制温度的功效。

请继续参阅图7及图8，并配合图9所示，为本实用新型第二实施例的装置立体图结构示意图、及运作示意图；本实施例与第一实施例相较，其不同之处在于所述机壳10外侧更穿设有二通孔14，所述散热模块20包含有一水冷头23、多个输液管24及一泵浦25，所述水冷头23具有一流动腔室231，且所述水冷头23组设于所述发热部31，所述水冷头23外侧设有至少二连接端232，所述至少二连接端232与所述流动腔室231相连通，而所述多个输液管24穿过所述二通孔14并连接所述至少二连接端232，所述泵浦25连接于其中一输液管24，而所述水冷头23、所述多个输液管24及所述泵浦25构成一液体散热路径，所述散热模块20还包括一储液桶26，所述储液桶26与所述输液管24连通，且所述储液桶26存有一水液B。

需进一步说明的是，本实施例在运作状态时，本实用新型透过水冷式散热方式，由于其水液B能采用工作流体，从而于散热时具有较高的导热效能，且本实用新型将具有工作流体流通的水冷头23直接贴附于所述散热模块20的发热部31上，使所述工作流体直接及快速的与发热部31产生热交换作用，之后已吸足热源的工作流体，如此不断的工作流体循环之下，以进行散热作用，从而使所述多个致冷芯片33的两侧面的温度差保持在较佳的范围值内，进而有效提升致冷模块的使用寿命。

另外，本实施例与第一实施例同样通过所述显示设置模块70的显示监测及设定的机制，以供半导体制程中或系统测试中让工作人员可以降低设定或保养时的人为疏失，以及工作人员能够依据显示的数值而快速诊断，并辨别出异常问题点，从而达到实时察觉异常问题，并尽早排除异常情况。更详细地说，本实施例同样能够达到如第一实施例的实施功效。

值得一提的是，本实用新型的声光警示模块80，其能在半导体制程中或系统测试中发生异常的情况时发出声响，还可以在发生上述况时，以灯光闪烁的方式对操作人员发出警告，以避免现场吵杂而使操作人员没注意到警示声音的状况。

值得再提的是，本实用新型降温结构40能设置多个流道42，以供对大量载体气体A进行降温动作。

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：

本实用新型的具有显示监测功能的气体温度调节装置100，其主要通过所述运算处理模块50能控制所述致冷模块30的作动，以及能将所述感测信息与所述监测范围值进行比对运算处理，并产生至少一运作监测信息或至少一异常监测信息，而所述显示设置模块70显示所述运作监测信息或所述异常监测信息。

另外，本实用新型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，所述致冷模块30将运作的热能经由所述散热模块20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，本实用新型通过显示设置模块70的显示监测及设定的机制，以供于半导体制程中或系统测试中让工作人员可以降低设定或保养时的人为疏失，以及工作人员能够依据显示的数值而快速诊断，并辨别出异常问题点，从而达到实时察觉异常问题，并尽早排除异常情况。

其二，本实用新型利用所述多个致冷芯片33的设置，以对半导体制程用的载体气体A进行降温动作，能达到效能佳、温控佳、作业便利、大幅降低成本以及能有效地控制温度。

其三，本实用新型透过运算处理模块50依据默认的温度范围，以有效地调控致冷芯片33的降温程度，并搭配散热结构的设置，能使致冷芯片33地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33的使用寿命。

其四，本实用新型以气冷散热或水冷散热的方式对所述多个致冷芯片33进行散热，进而有效提升本实用新型的气体温度调节装置100使用寿命，且利用多个致冷芯片33调控液体温度的设置，能达到简化本实用新型设备体积及成本，并具有体积小、散热效率高及提高良率的目的，重要的是，所述多个致冷芯片33具有易于更换，并能大幅降低整体的维护成本以及维护时间，同时，更能提供设置本实用新型的半导体制程设备的产品良率保持一定水平以上。

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。