CN102903655A - 一种真空控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种真空控制系统，应用于半导体器件制造。其中，储能腔室与第一隔离阀并联连接于工作腔室与真空泵之间；第二隔离阀连接于储能腔室与工作腔室之间；第三隔离阀连接于储能腔室与真空泵之间；控制单元与第一隔离阀，第二隔离阀以及第三隔离阀相连，控制第一隔离阀，第二隔离阀以及第三隔离阀的开闭状态。本发明通过储能腔室降低工作腔室抽真空时的初始压力，从而满足较小一级真空泵的抽速要求，解决了现有技术中采用较大真空泵占用空间大其能耗浪费的问题。

Description

一种真空控制系统
技术领域
本发明涉及半导体集成电路领域，特别涉及一种应用于半导体器件制造的真空控制系统。
背景技术
随着信息科技日新月异，集成电路在日常生活中扮演重要的角色，其需求相对也大幅提升，人们对集成电路的集成度要求越来越高，这就要求企业对半导体器件的加工能力也不断提高。通常来说，半导体器件的加工工艺必需应用到真空系统，随着对于半导体产品质量需求的增加，相对的在产品制造过程中对于真空度的要求也越来越高，因此，真空系统的结构与设计已经成为半导体器件制造的重要因素。
目前，真空系统一般由工作腔室、真空泵以及连通管道组成。工作腔室抽真空时，对真空抽速的要求较高，由于真空泵处于高压区，当工作腔室的压力较高时，真空泵的抽速也较慢，因此往往需要选用较大一级抽速的真空泵才能满足抽速需求。然而，工作腔室除了在真空状态下工作外，也需在常压状态下进行例如装卸硅片等工作。因此，工作腔室在常压状态和真空状态下交替工作，真空泵也就交替工作于空载和满载状态。若采用较大一级抽速的真空泵，虽然能够满足抽速要求，但其工作间隙却容易造成能耗的浪费。因此，如何实现一种高效率的真空系统，避免因真空泵切换工作状态而产生能量消耗，已经成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种高效节能的真空控制系统。
为达成上述目的，本发明提供一种真空控制系统，应用于半导体器件制造，其包括工作腔室，真空泵以及第一隔离阀，所述第一隔离阀连接于所述工作腔室与所述真空泵之间，其特征在于，所述真空控制系统还包括：
储能腔室，与所述第一隔离阀并联连接于所述工作腔室与所述真空泵之间；
第二隔离阀，连接于所述储能腔室与所述工作腔室之间；
第三隔离阀，连接于所述储能腔室与所述真空泵之间；以及
控制单元，与所述第一隔离阀，第二隔离阀以及第三隔离阀相连，控制所述第一隔离阀，第二隔离阀以及第三隔离阀的开闭状态。
进一步的，所述真空控制系统还包括检测单元，连接所述工作腔室以及所述控制单元，用于检测所述工作腔室的真空状态并产生检测信号，所述控制单元依据所述检测信号控制所述第一隔离阀，第二隔离阀以及第三隔离阀的开闭状态。
进一步的，所述检测单元连接所述储能腔室，用于检测所述工作腔室与所述储能腔室的真空状态并产生所述检测信号。
进一步的，所述控制单元包括时间延迟单元，并通过所述时间延迟单元控制所述第一隔离阀，第二隔离阀以及第三隔离阀的开闭状态。
进一步的，所述第一隔离阀、第二隔离阀及第三隔离阀为气动阀。
进一步的，所述真空控制系统还包括工作腔室气动阀，连接所述工作腔室与所述控制单元，所述控制单元控制所述工作腔室气动阀打开以对所述工作腔室充气。
进一步的，所述工作腔室、真空泵及储能腔室之间均通过导通管连通。
本发明的优点在于通过储能腔室来降低工作腔室抽真空时的初始压力，从而满足较小一级真空泵的抽速要求，降低能耗；此外储能腔室被隔离后并未增加工作腔室的体积，因此也不会增加真空泵的负载，能进一步提高真空泵的抽吸效率，解决了现有技术中采用较大真空泵占用空间大其能耗浪费的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例真空控制系统的结构示意图。
图2为本发明另一实施例真空控制系统的结构示意图。
图3为本发明另一实施例真空控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
图1所示为在本发明一实施例的真空控制系统的示意图，真空控制系统包括工作腔室1，真空泵2以及储能腔室3，彼此均通过导通管连通。第一隔离阀4连接于工作腔室1与真空泵2之间；第二隔离阀5连接于储能腔室3与工作腔室1之间；第三隔离阀6连接于储能腔室3与真空泵2之间。真空控制系统还包括控制单元8，连接于第一隔离阀4，第二隔离阀5及第三隔离阀6，用于在真空控制系统工作于常态或真空状态时，控制各隔离阀的开闭状态。此外，真空控制系统也可包括工作腔室气动阀7，其连接于工作腔室1，用于对工作腔室1充气。当然控制单元8同样也可连接工作腔室气动阀7，以控制其开闭状态。
请继续参考图1，以下将详细说明本发明的真空控制系统的工作方式。首先，当进行例如是硅片装卸动作时，要求真空控制系统的工作腔室1处于常压工作状态。此时，工作腔室1被充气，其中的压力保持为大气压，较佳的，可通过控制单元8将工作腔室气动阀7打开，以对工作腔室1充气。控制单元8关闭第一隔离阀4和第二隔离阀5，使得工作腔室1与真空泵2、储能腔室3相隔离。同时，控制单元8打开第三隔离阀6，真空泵2与储能腔室3之间连通，真空泵2对储能腔室3抽真空，使储能腔室3内的压力小于大气压，积蓄真空压力。
当需进行硅片加工动作时，要求工作腔室1工作于真空状态，此时可通过控制单元8关闭气动阀7，使工作腔室1不再被充气，当然通过其他方式对工作腔室1停止充气也是可行的。同时，控制单元8重新打开第二隔离阀5，使得工作腔室1与储能腔室3相连通，由于储能腔室3中已经积蓄有真空压力，连通后工作腔室1内的压力会迅速下降。当工作腔室1的压力下降到达到预定程度时，控制单元8再关闭第二隔离阀5及第三隔离阀6，且同时打开第一隔离阀4。此时工作腔室1与真空泵2之间连通，真空泵2可对工作腔室1抽真空。由于工作腔室1中已经具有一定的真空度，真空泵2的抽速增大，因此采用较小一级的真空泵2就可以满足抽速要求。此外，第二隔离阀5及第三隔离阀6关闭，使得储能腔室3与工作腔室1，真空泵2隔开。因此真空泵2仅对工作腔室1抽气，其负载较小，进一步提高了抽吸效率。在本发明的一优选实施例中，上述预定程度为工作腔室1内的压力与储能腔室3的压力相同时，但也可为工作腔室1内的压力达到一阈值时，本发明并不限于此。
为了更准确地判断工作腔室1的真空度是否达到预定程度以进行后续操作，真空控制系统还包括检测单元9，检测单元9连接工作腔室1以及控制单元8，用以检测工作腔室1内的压力。当其检测到工作腔室1内的压力下降到预定程度时，会发出一检测信号至控制单元8，而控制单元8就依据这一检测信号关闭第二隔离阀5及第三隔离阀6同时打开第一隔离阀4。在本发明的另一实施例中，请参考图2，检测单元9还可同时连接于储能腔室3，其用于分别检测工作腔室1和储能腔室3的压力，当检测到工作腔室1内的压力与储能腔室3内的压力相同时，检测单元9发出检测信号至控制单元8。
当然，本发明的控制单元8也可通过时间延迟来判断工作腔室1的真空度，如图3所示，在本发明的另一实施例中，控制单元8包括时间延迟单元81，当需对工作腔室1进行抽真空动作时，控制单元8开启第二隔离阀5，同时触发时间延迟单元81，在经过一定时间延迟后，则视为工作腔室1中的常压已经下降至预定程度，此时控制单元8再关闭第二隔离阀5及第三隔离阀6同时打开第一隔离阀4。
综上所述，本发明所提出的真空控制系统，通过储能腔室来降低工作腔室抽真空时的初始压力，从而采用较小一级真空泵即可以满足抽速要求，具有占用面积小，能耗低的优点；此外抽真空时储能腔室被隔离，并未增加工作腔室的体积，因此也不会增加真空泵的负载，从而进一步提高真空泵的抽吸效率。因此，本发明的真空控制系统在常压及真空状态交替工作时，能有效节省能耗，提高工作效率。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (7)

1.一种真空控制系统，应用于半导体器件制造，其包括工作腔室，真空泵以及第一隔离阀，所述第一隔离阀连接于所述工作腔室与所述真空泵之间，其特征在于，所述真空控制系统还包括：
储能腔室，与所述第一隔离阀并联连接于所述工作腔室与所述真空泵之间；
第二隔离阀，连接于所述储能腔室与所述工作腔室之间；
第三隔离阀，连接于所述储能腔室与所述真空泵之间；以及
控制单元，与所述第一隔离阀，第二隔离阀以及第三隔离阀相连，控制所述第一隔离阀，第二隔离阀以及第三隔离阀的开闭状态。
2.根据权利要求1所述的真空控制系统，其特征在于，所述真空控制系统还包括检测单元，连接所述工作腔室以及所述控制单元，用于检测所述工作腔室的真空状态并产生检测信号，所述控制单元依据所述检测信号控制所述第一隔离阀，第二隔离阀以及第三隔离阀的开闭状态。
3.根据权利要求2所述的真空控制系统，其特征在于，所述检测单元连接所述储能腔室，用于检测所述工作腔室与所述储能腔室的真空状态并产生所述检测信号。
4.根据权利要求1所述的真空控制系统，其特征在于，所述控制单元包括时间延迟单元，并通过所述时间延迟单元控制所述第一隔离阀，第二隔离阀以及第三隔离阀的开闭状态。
5.根据权利要求1所述的真空控制系统，其特征在于，所述第一隔离阀、第二隔离阀及第三隔离阀为气动阀。
6.根据权利要求1所述的真空控制系统，其特征在于，还包括工作腔室气动阀，连接所述工作腔室与所述控制单元，所述控制单元控制所述工作腔室气动阀打开以对所述工作腔室充气。
7.根据权利要求1所述的真空控制系统，其特征在于，所述工作腔室、真空泵及储能腔室之间均通过导通管连通。
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