CN105097600B - 一种真空锁定腔室 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种真空锁定腔室，包括扩散器和充气阀，扩散器包括过滤器，过滤器位于真空锁定腔室内，且过滤器与充气阀相连，气体依次经由充气阀和过滤器输送至真空锁定腔室内，以实现对真空锁定腔室充气，过滤器设置在真空锁定腔室的中心区域，且为沿真空锁定腔室的周向设置的环形结构，以使气体在真空锁定腔室内均匀地扩散。本发明提供的真空锁定腔室，可以提高测量真空锁定腔室压力的准确性，因而可以提高充气过程中控制精度，从而可以避免过充现象的发生。

Description

一种真空锁定腔室

技术领域

本发明属于半导体加工技术领域，具体涉及一种真空锁定腔室。

背景技术

半导体加工设备用于对基片等被加工工件完成刻蚀、溅射沉积等工艺，主要包括工艺系统和传输系统，工艺系统一般为真空环境，用于完成刻蚀等工艺过程；传输系统用于实现基片在位于大气环境中的片盒和真空环境的工艺系统之间的传输；为实现基片在真空环境和大气环境的传输，半导体加工设备包括真空锁定腔室，当将待加工基片传输至工艺系统中时，先将待加工基片传输至大气环境的真空锁定腔室内，之后对真空锁定腔室抽真空，之后再将待加工基片传输至工艺系统；当将已加工基片自工艺系统传输至片盒中时，将已加工基片传输至真空环境的真空锁定腔室内，之后对真空锁定腔室充气，之后再将已加工基片传输至片盒内。

图1为现有的真空锁定腔室的结构示意图。图2为图1中所示扩散器的结构示意图。请一并参阅图1和图2，该真空锁定腔室10由上盖101和腔体102形成，且真空锁定腔室包括观察窗107、扩散器103、抽气孔104、抽气阀105和压力计106，其中，观察窗107设置在上盖101上，用以透过该观察窗107可观察真空锁定腔室10内；压力计106用于测量真空锁定腔室10内的压力；扩散器103设置在上盖上，用以向真空锁定腔室10内充气（例如，氮气），如图2所示，扩散器103由电抛光的不锈钢管a、焊接式接头b以及孔径为0.012μm高纯度的柱状过滤器c组成，扩散器103的A端接充气阀（图中未示出），在对真空锁定腔室10充气时，抽气阀105关闭以及充气阀打开，所充气体自充气阀进入柱形过滤器c再扩散至真空锁定腔室10内，并根据压力计106测量的当前腔室压力，判断是否与第一预设压力相等，若是，停止充气，若否，继续充气；抽气孔104的一端真空锁定腔室10相连通，另一端与抽气阀105的一端连接，在对真空锁定腔室10抽气时，充气阀关闭以及抽气阀105打开，抽气阀105的另一端与干泵连接，借助干泵将真空锁定腔室10内的气体依次自抽气孔104和抽气阀105排出，并根据压力计106测量的当前腔室压力，判断是否与第二预设压力相等，若是，停止抽气，若否，继续抽气。

然而，采用上述真空锁定腔室10在实际应用中往往会存在以下问题：

由于扩散器103设置在上盖101的边缘区域，且其过滤器c为柱形结构，而压力计106的测量位置位于真空锁定腔10内的远离扩散器103一端，如图1所示，并且在充气过程中气流在腔室内需要进行扩散过程，因此，在充气的一段时间内靠近扩散器103的气体浓度大于靠近压力计103的气体浓度，即，造成真空锁定腔室10气流不均匀，这使得压力计106在测量位置处测量到的压力小于腔室内其他位置处的压力，因而会导致压力计106测量会延迟，从而造成压力计106测量腔室10内整体压力的精确度低，进而会产生过充现象，造成由于真空锁定腔室10的内外压差使得真空锁定腔室10的门阀无法正常打开。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种真空锁定腔室，其可以提高测量真空锁定腔室压力的准确性，因而可以提高充气过程中控制精度，从而可以避免过充现象的发生。

为解决上述问题，本发明提供了一种真空锁定腔室，包括扩散器和充气阀，所述扩散器包括过滤器，所述过滤器位于所述真空锁定腔室内，且所述过滤器与所述充气阀相连，气体依次经由所述充气阀和过滤器输送至所述真空锁定腔室内，以实现对所述真空锁定腔室充气，所述过滤器设置在所述真空锁定腔室的中心区域，且为沿所述真空锁定腔室的周向设置的环形结构，以使气体在所述真空锁定腔室内均匀地扩散。

其中，所述过滤器上设置有多个排气孔，且多个所述排气孔均匀分布，气体在所述过滤器内经由该多个排气孔输送至所述真空锁定腔室内。

其中，还包括固定件，所述固定件用于将环形结构的所述过滤器固定在所述真空锁定腔室的顶壁上。

其中，所述固定件的数量为多个，多个所述固定件沿环形结构的所述过滤器的周向间隔设置。

其中，多个所述固定件沿环形结构的所述过滤器的周向间隔且均匀设置。

其中，在环形结构的所述过滤器的与每个所述固定件对应位置处，所述过滤器卡设在每个所述固定件上，借助每个所述固定件与所述真空锁定腔室的顶壁固定，实现将所述过滤器固定。

其中，每个所述固定件与所述真空锁定腔室的顶壁采用螺纹连接方式固定。

其中，还包括压力测量器，所述压力测量器用于测量所述真空锁定腔室内的压力，根据测量到的所述真空锁定腔室内的压力判断是否等于第一预设压力，若是，停止向所述真空锁定腔室内充气；若否，继续向所述真空锁定腔室内充气。

其中，还包括抽气孔和抽气阀，所述抽气孔的一端与所述真空锁定腔室相连通，所述抽气孔的另一端与所述抽气阀的一端相连，所述抽气阀的另一端与抽气装置相连接，借助所述抽气装置将所述真空锁定腔室中的气体依次自所述抽气孔和抽气阀排出，以实现对所述真空锁定腔室抽气。

其中，所述环形结构包括圆环形结构或者椭圆环形结构。

本发明具有下述有益效果：

本发明提供的真空锁定腔室，其借助过滤器设置在真空锁定腔室的中心区域，且为沿真空锁定腔室的周向设置的环形结构，可以使气体在真空锁定腔室内均匀地扩散，这与现有技术中过滤器为柱形结构且设置在真空锁定腔室的边缘区域相比，可以使得压力计在测量位置测量的压力与在其他位置的压力之间的压力差很小，这就可以快速地实现真空锁定腔室内压力达到稳定，即，减小真空锁定腔室内压力稳定的时间，因而可以提高测量真空锁定腔室压力的准确性，从而可以提高充气过程中控制精度，进而可以避免过充现象的发生。

附图说明

图1为现有的真空锁定腔室的结构示意图；

图2为图1中所示扩散器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的真空锁定腔室的结构示意图；

图4为图3中所示的扩散器的结构示意图；

图5为图3中所示的上盖的结构示意图；

图6为图5中所示的固定件的一种结构示意图；以及

图7为图5中所示的固定件的另一种结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的真空锁定腔室进行详细描述。

图3为本发明实施例提供的真空锁定腔室的结构示意图。图4为图3中所示的扩散器的结构示意图。图5为图3中所示的上盖的结构示意图。图6为图5中所示的固定件的一种结构示意图。请一并参阅图3、图4、图5和图6，本实施例提供的真空锁定腔室20包括扩散器201、充气阀202、压力测量器203、抽气孔204和抽气阀205。其中，如图1所示，真空锁定腔室20由上盖30和腔体40形成，上盖30采用翻转的方式打开或关闭该真空锁定腔室20，扩散器201包括过滤器2011，过滤器2011设置在上盖30的下表面上，以使上盖30将真空锁定腔室20关闭后，过滤器2011位于真空锁定腔室20内，且过滤器2011与充气阀202相连，气体依次经由充气阀202和过滤器2011输送至真空锁定腔室20内，以实现对真空锁定腔室20充气；并且，过滤器2011设置在真空锁定腔室20的中心区域，且为沿真空锁定腔室20的周向设置的环形结构，具体地，如图4所示，扩散器201还包括由电抛光的不锈钢管2012以及焊接式接头2013，且过滤器2011为圆环形结构，过滤器2011为气流通道的直径为0.012μm高纯度的过滤器；由于过滤器2011设置在真空锁定腔室20的中心区域，且为沿真空锁定腔室20的周向设置的环形结构，这相对于现有技术中过滤器为柱形结构且设置在真空锁定腔室的边缘区域相比，可以使气体在真空锁定腔室20内均匀地扩散，使得在测量位置测量的压力与在其他位置的压力之间的压力差很小，这就可以快速地使真空锁定腔室20内压力达到稳定，即，减小真空锁定腔室20内压力稳定的时间，因而可以提高测量真空锁定腔室20压力的准确性，从而可以提高充气过程中控制精度，进而可以避免过充现象的发生。

在本实施例中，过滤器2011上设置有多个排气孔（图中未示出），所充气体（例如，氮气）在过滤器2011内经由该多个排气孔输送至真空锁定腔室20内，优选地，多个排气孔均匀分布，这可以使得气体在真空锁定腔室20内更均匀地扩散，从而可以进一步提高测量真空锁定腔室20压力的准确性，从而可以进一步提高充气过程中控制精度，进而可以进一步避免过充现象的发生。

为实现将过滤器2011固定，该真空锁定腔室20还包括固定件206，固定件206用于将环形结构的过滤器2011固定在真空锁定腔室20的顶壁上（即，上盖30的下表面上）。在本实施例中，固定件206的数量为多个，多个固定件206沿环形结构的过滤器2011的周向间隔设置；并且，在环形结构的过滤器2011与每个固定件206对应位置处，过滤器2011卡设在每个固定件206上，借助每个固定件206与真空锁定腔室20的顶壁固定，实现将过滤器2011固定，优选地，每个固定件206与真空锁定腔室20的顶壁采用螺纹连接方式固定。具体地，固定件206采用如图6所示的固定卡扣，且在使用时倒置使用，其位置1处设置有螺纹孔，在位置1处采用与该螺纹孔配合使用的螺栓固定在上盖30上，位置2和位置3之间的间距H不仅需要能够满足防止位于区域4的过滤器2011自间距H形成的间隙掉落，而且需要满足在外加力的作用下过滤器2011能够经由该间距H形成的间隙卡设在每个固定件的区域4。固定件采用不锈钢材料制成。

优选地，多个固定件206沿环形结构的过滤器2011的周向间隔且均匀设置，这可以使得每个固定件206的受力较均匀，从而可以实现将过滤器2011稳定地固定。

在实际应用中，每个固定件206也可以采用其他固定结构，只要能够实现将过滤器2011固定即可；并且，多个固定件2011采用的固定方式可相同或不同。例如，图7为图5中所示的固定件的另一种结构示意图，如图7所示，在位置5和6处设置有螺纹孔（图中未示出），在使用时，在过滤器2011与每个固定件206对应位置处，先将过滤器2011卡设在每个固定件206的区域7处，再在位置5和6处采用与螺纹孔配合使用的螺栓固定在上盖30上，从而实现间接地将过滤器2011固定在真空腔室20的顶壁上，容易理解，在这种情况下，位置5和6之间间距H形成的间隙仅需要能够满足滤器2011能够经由该间距H形成的间隙卡设在每个固定件的区域7即可。当然，在实际应用中，为实现将过滤器2011固定，也可以采用其他固定方式，在此不一一列举。

压力测量器203用于测量真空锁定腔室20内的压力，根据测量到的真空锁定腔室20内的压力判断是否等于预设压力，若是，停止向真空锁定腔室20内充气，并将真空锁定腔室20与大气环境之间的门阀50打开，将已加工的基片自真空锁定腔室20传输至大气环境中的片盒中；若否，继续向真空锁定腔室20内充气；其中，所谓预设压力指预设的可以使真空锁定腔室20与大气环境之间的门阀50正常打开的压力；具体地，压力测量器203包括压力计。容易理解，在本实施例中，由于过滤器2011设置在真空锁定腔室20的中心区域，且为沿真空锁定腔室20的周向设置的环形结构，可以使得真空锁定腔室20内的气压快速地稳定，因此，压力测量器203测量真空锁定腔室20的任意位置处的气压均可实现准确地测量，从而可以对压力测量器203灵活设置，进而可以提高真空锁定腔室20的灵活性。

抽气孔204的一端与真空锁定腔室20相连通，抽气孔204的另一端与抽气阀205的一端相连，抽气阀205的另一端与抽气装置（图中未示出）相连接，借助抽气装置（例如，干泵）将真空锁定腔室20中的气体依次自抽气孔204和抽气阀205排出，以实现对真空锁定腔室20抽气；具体地，抽气孔204为贯穿腔体40底部的通孔，如图3所示；在这种情况下，可以根据测量到的真空锁定腔室20内的压力判断是否等于预设第一压力，若是，停止对真空锁定腔室20抽气，并将真空锁定腔室20与真空环境之间的门阀60打开，将待加工的基片自真空锁定腔室20传输至真空环境的工艺系统中；若否，继续对真空锁定腔室20抽气；所谓预设第一压力指预设的可以使真空锁定腔室20与真空环境之间的门阀60正常打开的压力。

另外，在本实施例中，在上盖30上还设置有观察窗207，用于透过观察窗207观察真空锁定腔室20内；并且，由于观察窗207设置在真空锁定腔室20的中心区域，因此，过滤器2011设置在靠近观察窗207的边缘区域的上盖30的下表面上。

需要说明的是，在本实施例中，真空锁定腔室20为如图3所示的不规则结构，过滤器2011为圆环形结构。但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，过滤器2011也可以为由折线、曲线、折线与曲线串联形成的任意闭合的环形结构。

还需要说明的是，在实际应用中，可以根据真空锁定腔室20的具体结构，设置与该结构形状相类似的过滤器2011的环形结构的形状，例如，对应本实施例中不规则结构的真空锁定腔室20，过滤器2011的环形结构的形状可以为由折线组成的闭合形状；又如，当真空锁定腔室20的结构形状为椭圆形，则过滤器2011的环形结构的形状可以设置椭圆形。容易理解，借助过滤器2011的环形结构的形状与真空锁定腔室20的结构形状相类似，可以更进一步使得气流在真空锁定腔室20内均匀地扩散，从而可以更进一步提高测量真空锁定腔室20压力的准确性，从而可以更进一步提高充气过程中控制精度，进而可以更进一步避免过充现象的发生。

另外需要说明的是，在本实施例中，真空锁定腔室20由上盖30和腔体40形成，且上盖采用翻转的方式打开或关闭该真空锁定腔室20。但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，上盖30也可以采用其他方式打开或者关闭该真空锁定腔室20，另外，真空锁定腔室20也可以采用其他方式形成。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种真空锁定腔室，包括扩散器和充气阀，所述扩散器包括过滤器，所述过滤器位于所述真空锁定腔室内，且所述过滤器与所述充气阀相连，气体依次经由所述充气阀和过滤器输送至所述真空锁定腔室内，以实现对所述真空锁定腔室充气，其特征在于，所述过滤器设置在所述真空锁定腔室的中心区域，且为沿所述真空锁定腔室的周向设置的环形结构，以使气体在所述真空锁定腔室内均匀地扩散；并且，所述过滤器暴露在所述真空锁定腔内的表面为自所述真空锁定腔室的顶壁凸出的环形圆弧面，且在所述环形圆弧面上均匀分布有多个排气孔，多个所述排气孔被划分为多组，每组包括多个所述排气孔，同一组排气孔位于同一个圆周上，不同组的排气孔位于不同的圆周上，气体在所述过滤器内经由多个所述排气孔输送至所述真空锁定腔室内。

2.根据权利要求1所述的真空锁定腔室，其特征在于，还包括固定件，所述固定件用于将环形结构的所述过滤器固定在所述真空锁定腔室的顶壁上。

3.根据权利要求2所述的真空锁定腔室，其特征在于，所述固定件的数量为多个，多个所述固定件沿环形结构的所述过滤器的周向间隔设置。

4.根据权利要求3所述的真空锁定腔室，其特征在于，多个所述固定件沿环形结构的所述过滤器的周向间隔且均匀设置。

5.根据权利要求3所述的真空锁定腔室，其特征在于，在环形结构的所述过滤器的与每个所述固定件对应位置处，所述过滤器卡设在每个所述固定件上，借助每个所述固定件与所述真空锁定腔室的顶壁固定，实现将所述过滤器固定。

6.根据权利要求5所述的真空锁定腔室，其特征在于，每个所述固定件与所述真空锁定腔室的顶壁采用螺纹连接方式固定。

7.根据权利要求1所述的真空锁定腔室，其特征在于，还包括压力测量器，所述压力测量器用于测量所述真空锁定腔室内的压力，根据测量到的所述真空锁定腔室内的压力判断是否等于预设压力，若是，停止向所述真空锁定腔室内充气；若否，继续向所述真空锁定腔室内充气。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的真空锁定腔室，其特征在于，还包括抽气孔和抽气阀，所述抽气孔的一端与所述真空锁定腔室相连通，所述抽气孔的另一端与所述抽气阀的一端相连，所述抽气阀的另一端与抽气装置相连接，借助所述抽气装置将所述真空锁定腔室中的气体依次自所述抽气孔和抽气阀排出，以实现对所述真空锁定腔室抽气。

9.根据权利要求1所述的真空锁定腔室，其特征在于，所述环形结构包括圆环形结构或者椭圆环形结构。