CN107023694A - 三向阀及其用法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三向阀，包含作为双向端口的样本端口、一侦测端口以及一吹除端口。当湿蚀刻腔是待机状态并且所述侦测端口不在使用时，吹除端口可选择性的提供一吹除气体到所述样本端口。

Description

三向阀及其用法
技术领域
本发明涉及一种三向阀及其用法，特别是涉及一种三向阀，能够吹除可能存在于与所述三向阀直接连接的排料管中的液体，而不干扰到所述三向阀的侦测端口的功能。
背景技术
半导体制造过程中，通常会在蚀刻腔中对晶圆片进行湿蚀刻工艺。湿蚀刻工艺会产生废料，因此一般会利用排放线路，例如排料管，排除这些废料。湿蚀刻工艺进行时，排料管中排放压力是被连续监控的。但是，排料管中经常会有一些液体存在。
排料管中一旦累积过多液体，传感器在侦测排料管中压力时，会以为测到异常，因此启动安全系统的警示，进入异常处理流程，增加当时被暂时留在蚀刻腔中的晶圆片被报废的风险。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种三向阀及一种使用三向阀的用法，可以降低晶圆片因为上述异常侦测而被暂留在蚀刻腔中因此被报废的风险。本发明的三向阀可以降低过去液体累积在排料管中的情况，降低安全系统由于异常侦测而被启动导致晶圆片被报废的机率。
本发明一方面提供一种三向阀，包含一阀连接部、一样本端口、一侦测端口以及一吹除端口。所述样本端口直接与所述阀连接部连接，并且作为一种双向端口。所述侦测端口直接与所述阀连接部连接。所述吹除端口直接与所述阀连接部连接，并且当所述侦测端口不在使用时，所述吹除端口可选择性的提供一吹除气体到所述样本端口。
根据本发明一实施例，所述三向阀是一种电磁阀。
根据本发明另一实施例，所述样本端口与一包含湿蚀刻剂的排料管连接。
根据本发明另一实施例，所述侦测端口与一压力传感器连接。
根据本发明另一实施例，当所述压力传感器是使用中时，所述样本端口是所述三向阀的进入口。
根据本发明另一实施例，当所述吹除端口提供所述吹除气体时，所述样本端口是所述三向阀的排出口。
根据本发明另一实施例，所述吹除端口是所述三向阀的进入口，可提供所述吹除气体到所述排料管中，用来吹除所述排料管中的湿蚀刻剂。
根据本发明另一实施例，所述三向阀是由一电连接到所述压力传感器的自动控制系统所控制。
根据本发明另一实施例，所述三向阀是手动控制。
根据本发明另一实施例，当所述吹除端口提供所述吹除气体到所述样本端口时，所述侦测端口是断接的。
本发明第二方面提供一种三向阀的用法。首先，提供一三向阀。所述三向阀包含一阀连接部、一样本端口、一侦测端口以及一吹除端口。所述样本端口是一种双向端口，并且直接与所述阀连接部连接。所述侦测端口直接与所述阀连接部连接。所述吹除端口直接与所述阀连接部连接，并且当所述侦测端口是不在使用时，所述吹除端口可选择性的提供所述吹除气体到所述样本端口。接着，连通所述样本端口与所述侦测端口，并使所述吹除端口断接。然后，连通所述样本端口与所述吹除端口并使所述侦测端口断接，以使所述吹除端口提供所述吹除气体到所述样本端口。
根据本发明另一实施例，所述样本端口与一包含一湿蚀刻剂的排料管连接。
根据本发明另一实施例，所述侦测端口与一压力传感器连接。当所述样本端口与所述侦测端口连通时，所述压力传感器可对所述排料管进行侦测。
根据本发明另一实施例，所述样本端口是作为所述三向阀的进入口。
根据本发明另一实施例，当所述吹除端口提供所述吹除气体时，所述样本端口是作为所述吹除气体的排出口。
根据本发明另一实施例，所述吹除端口是所述三向阀的进入口，提供用来吹除所述排料管中的湿蚀刻剂的吹除气体。
根据本发明另一实施例，所述三向阀是由一与所述压力传感器电连接的自动控制系统所控制。
根据本发明另一实施例，所述三向阀是手动控制。
毋庸置疑的，所述领域的技术人士读完接下来本发明优选实施例的详细描述与附图后，均可了解本发明的目的。
附图说明
图1说明根据本发明第一个实施例的三向阀。
图2说明根据本发明第二个实施例的三向阀。
图3说明根据本发明一实施例，三向阀进一步与一排料管连接的情况。
图4说明根据本发明一实施例，三向阀进一步与一自动控制系统连接的情况。
图5说明根据本发明一实施例，三向阀进一步与一吹除气源连接的情况。
图6说明根据本发明一实施例，连通样本端口与侦测端口，并且断接吹除端口，以侦测排料管中的压力。
图7说明根据本发明一实施例，连通样本端口与吹除端口。
图8说明根据本发明一实施例，压力传感器触发自动控制系统而断接侦测端口。
图9说明在连续的13个月中，导入三向阀之前与导入之后的排料警示次数。
其中，附图标记说明如下：
101 三向阀
110 阀连接部
120 样本端口
121 排料管
122 液体
123 蚀刻腔
130 侦测端口
131 压力传感器
132 自动控制系统
140 吹除端口
141 吹除气源
具体实施方式
本发明第一方面提供一种三向阀。图1说明根据本发明第一个实施例的三向阀。请参考图1，三向阀101包含一阀连接部110、一样本端口120、一侦测端口130以及一吹除端口140。三向阀101可以通过自动控制或手动控制。例如，三向阀101可以是一种自动控制或手动控制的电磁阀，其操作电压范围介于DC12～24V之间。根据本发明一实施例，三向阀101可与直径1/4英吋、承压范围介于0.1到2千帕(kPa)之间的聚对苯二甲酸(polybutyleneterephthalate,PBT)管线相容。
三向阀101具有三个端口，分别是样本端口120、侦测端口130以及吹除端口140，另外还具有一阀连接部110。阀连接部110往三个方向延伸，因此上述每个端口能分别的直接与阀连接部110连接，构成一个特定的形状，例如T型或Y型，但不限于此。阀连接部110可用来切换样本端口120、侦测端口130以及吹除端口140之间的连通。图1说明根据本发明第一实施例的Y型三向阀。图2说明根据本发明第二实施例的T型三向阀。
图3说明根据本发明一实施例的三向阀进一步与一排料管连接的情况。如图3所示，样本端口120的一端直接与阀连接部110连接，另一端则是直接与排料管121连接。样本端口120可以是一种双向端口，换句话说，样本端口120可根据需要，选择性的作为三向阀101的进入口或排出口。
排料管121是用来排出湿蚀刻腔123的废弃的排料管路。排出的废气可包含湿蚀刻工艺中产生的废气。例如，氢氟酸(HF)、氨(NH3)、异丙醇(isopropanol)、磷酸(H3PO4)、过氧化氢(H2O2)、硫酸(H2SO4)、氧化物缓冲蚀刻剂(BOE(Buffer Oxide etch,BOE)或其组合。上述化合物容易在排料管121中，特别在靠近样本端口120的位置，形成液体122。湿蚀刻腔123可以例如是LAMDV-P的湿蚀刻腔。
侦测端口130一端直接与阀连接部110连接，另一端则是直接与压力传感器131连接。压力传感器131的操作电压可以是介于DC12～24V之间，最大额定电流是16毫安培(mA)，并且可与直径1/4英吋、承压范围介于0.1到5千帕(kPa)之间的聚对苯二甲酸(polybutylene terephthalate,PBT)管线相容，用来侦测排料管121内的压力。根据本发明一实施例，如图4所示，当三向阀101通过自动控制系统132来控制时，自动控制系统132是与压力传感器131电连接。图3中的液体122可能会造成压力传感器131侦测异常。
请参考图5。吹除端口140的一端直接与阀连接部110连接，另一端则是直接与吹除气源141连接。因此，当侦测端口不在使用状态时，吹除端口140可选择性的提供吹除气体120到样本端口。
吹除气源141可以是，例如，压缩干燥空气(compressed dry air,CDA)，或是氮气气源，但并不限于此。请参考图6，当样本端口120通过阀连接部110与侦测端口130连通时，吹除端口是暂时断接的。在如图6的模式下，样本端口120是作为排料管121中的废气的进入口，以使在使用中的压力传感器131可侦测到废气的压力。
请参考图7，当压力传感器131侦测到湿蚀刻腔123是待机状态时(没有晶圆片正在其中进行湿蚀刻工艺)，压力传感器131会触发自动控制系统132，将侦测端口130断接，并将样本端口120与吹除端口140连通。在如图7的模式下，侦测端口130是暂时断接的，吹除端口140是作为吹除气体142的进入口，而样本端口120是作为吹除气体142的排出口，因此吹除气体142可以经由三向阀110到达样本端口120，进一步吹除可能形成在样本端口120附近或排料管121内的湿蚀刻剂的液体122。通过上述方法，可避免可能的液体122形成而导致压力传感器131侦测异常。压力传感器131可以准确的侦测排料管121中的废气压力，避免不必要的侦测异常导致蚀刻系统停机而影响到蚀刻系统的上线时间(uptime)。此外，通过自动控制的方法，可将所涉及的人力减到最小。例如，吹除端口140可以提供压力约0.83百帕(hPa)的吹除气体142到样本端口120持续一分钟。
本发明第二方面提供上述三向阀101的用法。首先，提供一如前文以及图1到图5所示的三向阀101。接着，如图6所示，连通样本端口120与侦测端口130以侦测排料管121中的压力，并将吹除端口140断接。
然后，如图8所示，压力传感器131可以侦测到湿蚀刻腔123是待机状态的。当湿蚀刻腔123是待机状态且侦测端口130是不在使用时，压力传感器131于是触发自动控制系统132，将三向阀110的侦测端口130断接，并且将样本端口120与吹除端口140连通，形成如图7所示的模式。当样本端口120与吹除端口140连通时，吹除端口140可以提供吹除气体142到样本端口。在如图7的模式下，侦测端口130是暂时断接的，吹除端口140是作为吹除气体142的进入口，而样本端口120是作为吹除气体142的排出口，因此吹除气体142可以经由三向阀110到达样本端口120，进一步吹除可能形成在样本端口120附近或排料管121内的湿蚀刻剂的液体122。通过上述方法，可避免可能的液体122形成而导致压力传感器131侦测异常，协助压力传感器131维持在正常侦测的状态。压力传感器131可以准确的侦测排料管121中的废气压力，避免不必要的侦测异常导致蚀刻系统停机而影响到蚀刻系统的上线时间。此外，通过自动控制的方法，可协助将所涉及的人力减到最小。根据本发明另一实施例，也可人为手动切换样本端口120、侦测端口130和吹除端口140之间的连接，或手动控制吹除气体142的提供。图9说明在连续的13个月中，导入三向阀之前与之后的排料警示次数。三向阀是在第6个月时导入的。从图9可清楚得知，排料警示次数自从导入三向阀后，即明显的降低。使用本发明的三向阀对于降低晶圆片由于被暂留在蚀刻腔中导致报废的机率，具有明显的功效。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种三向阀，其特征在于，包含:
一阀连接部；
一样本端口，作为一双向端口，直接与所述阀连接部连接；
一侦测端口，直接与所述阀连接部连接；以及
一吹除端口，直接与所述阀连接部连接，其中所述吹除端口可在所述侦测端口断接时，选择性的提供一吹除气体到所述样本端口。
2.根据权利要求1所述的三向阀，其特征在于，所述三向阀是一电磁阀。
3.根据权利要求1所述的三向阀，其特征在于，所述样本端口与一包含一湿蚀刻剂的排料管连接。
4.根据权利要求1所述的三向阀，其特征在于，所述侦测端口与一压力传感器连接。
5.根据权利要求4所述的三向阀，其特征在于，当所述压力传感器在使用中时，所述样本端口是作为所述三向阀的进入口。
6.根据权利要求1所述的三向阀，其特征在于，当所述吹除端口提供所述吹除气体时，所述样本端口是作为所述三向阀的排出口。
7.根据权利要求3所述的三向阀，其特征在于，所述吹除端口是作为所述三向阀的进入口，可提供所述吹除气体吹除所述排料管中的湿蚀刻剂。
8.根据权利要求4所述的三向阀，其特征在于，所述三向阀是由一与所述压力传感器电连接的自动控制系统所控制。
9.根据权利要求1所述的三向阀，其特征在于，所述三向阀是手动控制。
10.根据权利要求1所述的三向阀，其特征在于，当所述吹除端口提供所述吹除气体到所述样本端口时，所述侦测端口是断接的。
11.一种三向阀的用法，其特征在于，包含:
提供根据权利要求1所述的三向阀；
连通所述样本端口与所述侦测端口，并断接所述吹除端口；以及
连通所述样本端口与所述吹除端口，并断接所述侦测端口，以使所述吹除端口可提供所述吹除气体到所述样本端口。
12.根据权利要求11所述的三向阀的用法，其特征在于，所述样本端口与一包含一湿蚀刻剂的排料管连接。
13.根据权利要求12所述的三向阀的用法，其特征在于，所述侦测端口与一压力传感器连接，其中当样本端口与所述侦测端口连通时，所述压力传感器可对所述排料管进行侦测。
14.根据权利要求13所述的三向阀的用法，其特征在于，所述样本端口是作为所述三向阀的进入口。
15.根据权利要求11所述的三向阀的用法，其特征在于，所述吹除端口提供所述吹除气体到所述样本端口时，所述样本端口是作为所述三向阀的排出口。
16.根据权利要求12所述的三向阀的用法，其特征在于，所述吹除端口是作为所述三向阀的进入口，可提供吹除气体吹除所述排料管中的湿蚀刻剂。
17.根据权利要求13所述的三向阀的用法，其特征在于，所述三向阀是由一与所述压力传感器电连接的自动控制系统控制。
18.根据权利要求11所述的三向阀的用法，其特征在于，所述三向阀是手动控制。
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