TW202043531A - 用於單處理及多處理腔室流動串流共享的真空泵 - Google Patents

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Abstract

在此描述用於處置多個流出物串流的排放系統。一些實施例包括壓降以防止來自一個流出物源的干擾影響第二個流出物源。一些實施例結合了排放組件，該排放組件具有多個入口及泵以及單一出口。該排放組件包括共享的輔助元件，例如淨化及冷卻系統。

Description

用於單處理及多處理腔室流動串流共享的真空泵
本揭示內容大體係關於具有多個排放串流的處理系統。更具體而言，本揭示內容的實施例針對具有以共享泵送的多個排放流動串流的處理系統。
當前的處理工具具有多個泵送/排放系統，以防止不相容的氣體混合。這些泵送/排放系統可能非常大，需要多個腔室的龐大佔地面積。合併排放串流可減少處理系統的佔地面積。然而，在共享排放系統上的一個腔室承受高負載的同時會在另一個腔室中出現壓力尖峰的問題。
從而，在本領域中需要排放多個氣流串流並同時減少排放系統所需佔地面積的設備及方法。
本揭示內容的一或更多個實施例涉及到排放系統，包括：至少一個第一腔室連接管線；第一腔室壓降，該第一腔室壓降在該至少一個第一腔室連接管線的每一者的下游處並與其流體連通；至少一個第二腔室連接管線；第二腔室壓降，該第二腔室壓降在該至少一個第二腔室連接管線的每一者的下游處並與其流體連通；及排放泵，該排放泵與該第一腔室壓降及該第二腔室壓降流體連通，並且在該第一腔室壓降及該第二腔室壓降的下游處。
額外的實施例涉及排放系統，包括：至少一個第一腔室連接管線；至少一個第二腔室連接管線；及排放泵組件，該排放泵組件包括第一入口、第二入口、與該第一入口流體連通的第一泵、與該第二入口流體連通的第二泵、與該第一泵流體連通且在該第一泵下游處的第一出口管線、與該第二泵流體連通且在該第二泵下游處的第二出口管線、與該第一出口管線及該第二出口管線流體連通且在該第一出口管線及該第二出口管線下游處的排放泵組件出口管線，使得流過該第一出口管線及該第二出口管線的流體共同流過該排放泵組件出口管線並流過排放泵組件中的出口。
本揭示內容的其他實施例針對包括指令的非暫態電腦可讀媒體，其中當該等指令由排放系統的控制器執行時，使得排放系統進行選自以下的一或更多個操作：利用一或更多個壓力監測器以測量流出物串流內的壓力的配置；控制一或更多個閥的配置；基於來自壓力監測器的壓力測量結果來評估閥控制參數的配置；控制泵及/或泵組件的配置；及/或控制水流流入進水管線或控制淨化氣體進入淨化管線的配置。
在描述本揭示內容的多個示例性實施例之前，應理解到本揭示內容不受限於以下描述中所闡述的結構或流程步驟的細節。本揭示內容能夠達成其他實施例並且能夠以各種方式來施行或實現本揭示內容。
如本說明書及所附請求項中所使用地，術語「前驅物」、「反應物」、「反應性氣體」等可互換用來代表可與基板表面反應的任何氣態物質。
本領域技術人員將理解到，使用諸如「第一」及「第二」等序數來描述處理區域並不意味著處理腔室內的特定位置或處理腔室內的暴露順序。
本揭示內容的實施例提供了一種單一積體真空泵模組，以管理來自單一腔室的一或更多個氣體流出物串流或來自多個腔室的多個串流，其通常用於低壓化學處理相關設備，該低壓化學處理例如原子層沉積(ALD)或化學蒸汽沉積(CVD)。
本揭示內容的一些實施例提供一種泵堆疊模組，該泵堆疊模組具有兩個或更多個分離的低壓氣體輸入及高壓輸出，該高壓輸出可以單一出口來合併氣流，或者透過專用的出口以使通過泵的氣流保持分離。如果將氣流合併，則將存在壓降級或擋板，可減少所有在泵模組內的合併串流之間的尖峰。
本揭示內容的一些實施例有利地提供了一種設備以將來自多個來源的流出物流串合併到單一泵模組中。一些實施例有利地提供了排放設備，相較於目前所進行地使每個流出物流串具有一個泵，該排放設備具有減少的佔地面積。一些實施例有利地提供了在共享串流之間具有減少的壓力尖峰的排放設備。一些實施例有利地提供了整合模組，以允許泵組件的垂直堆疊，以及在需要時減緩壓力尖峰。一些實施例有利地藉由結合冷卻水、電力及淨化氣體以及相關的設施來降低成本及復雜性。
圖1繪示設備的第一實施例，其中多個腔室或流體串流通過單一排放泵被排出。所繪示的設備包括具有兩個第一排放管線120a及兩個第二排放管線120b的兩個處理腔室110a、110b。來自第一處理腔室110a的第一排放管線120a及第二排放管線120b的每一者在第一壓降130a上游的接合點121a處連接。來自第二處理腔室110b的第一排放管線120a及第二排放管線120b的每一者在第二壓降130b上游的接合點121b處連接。
壓降130a、130b是能夠限制壓力尖峰從一個腔室到達另一個腔室的任何元件。換言之，壓降可防止壓力擾動。在一些實施例中，壓降包括擋板或泵中的一或更多者。合適的擋板包括但不受限於迷宮式擋板(labyrinthine baffle)。合適的泵包括但不受限於渦輪泵及羅茨鼓風機(roots blower)。在第一壓降130a及第二壓降130b的下游處，流出物串流合併並流入單一排放泵140。
所繪示的實施例包括可選的壓力監測器122a、122b、126a、126b。每個壓力監測器均獨立地選自壓力計或流量感測器。所繪示的系統包括壓力監測器122a、122b，該等壓力監測器位於排放管線120a、120b的下游且在接合點121a、121b的上游。
所繪示的實施例還包括分別連接到第一排放管線120a及第二排放管線120b的可選的壓力控制閥124a、124b。一些實施例的壓力控制閥124a、124b經配置以控制通過排放管線120a、120b離開處理腔室110a、110b的壓力或流量。
所繪示的實施例還包括可選的閥125a、125b、132a、132b。可選的元件可放置在任何合適的位置。在所繪示的實施例中，閥125a位於接合點121a的下游，且閥125b位於接合點121b的下游。一些實施例的閥125a在壓力監測器126a的上游，且閥125b在壓力監測器126b的上游，使得壓力監測器126a、126b分別在閥125a、125b及壓降130a、130b之間。一些實施例的閥125a、125b分別位於壓力監測器126a、126b的下游，使得閥125a、125b在相應的壓力監測器126a、126b與壓降130a、130b之間。
在一些實施例中，從壓力監測器122a、122b收集數據，並用於決定壓力控制閥124a、124b或閥125a、125b、132a、132b中的一或更多者的閥控制參數。一些實施例的系統包括控制器190，該控制器連接至壓降130a、130b、排放泵140或壓力控制閥124a、124b或閥125a、125b、132a、132b中的一或更多者。在一些實施例中，控制器190經配置以回應於由系統內的一或更多個感測器(例如，壓力監測器122a、122b、126a、126b)所收集到的數據來開啟及關閉閥125a、125b。
在一些實施例中，每個接合點121a、121b在接合點的下游處分別具有閥125a、125b，並且在閥的下游處分別具有壓力監測器126a、126b。在這種類型的一些實施例中，由控制器190基於壓力監測器126a、126b所提供或收集的數據來控制閥125a、125b，使得能夠控制從排放系統分別進入壓降130a、130b的壓力及氣流。在一些實施例中，閥132a、132b分別在壓降130a、130b的下游，並且在泵140的上游。在一些實施例中，壓力監測器(未示出)位於壓降130a、130b與泵140之間。
在一些實施例中，一個接合點121a或121b在其下游處分別具有閥125a或125b，且另一個接合點在該接合點與壓力監測器之間不具有閥。在這類型的一些實施例中，基於來自壓力監測器針對兩個排放串流進入泵140的壓力測量值來控制該閥，使得通過每個排放管線的流量由一個閥控制。
圖2繪示第二實施例，其中排放泵組件160處理來自每個處理腔室110a、110b的流出物。一些實施例的排放泵組件160具有相同數量的泵164a、164b作為流出物串流。在一些實施例中，泵少於流出物串流。例如，所繪示的實施例具有兩個流出物串流從兩個處理腔室流入兩個泵。而圖1的實施例具有兩個流出物串流從兩個處理腔室流入一個泵。在一些實施例中，系統包括分別在壓降130a、130b上游處的壓力監測器126a、126b，其中閥132a、132b在壓降130a、130b下游處且在泵前接合點133上游處。
圖2的實施例的排放泵組件160具有用於每個流出物串流的入口。在所繪示的實施例中，第一流出物串流通過第一入口162a進入組件160，且第二流出物串流通過第二入口162b進入組件160。第一入口162a與第一泵164a流體連通，且第二入口162b與第二泵164b流體連通。離開第一泵164a及第二泵164b的流出物在接合點處合併且流過單一出口166。
排放泵組件160可包括一或更多個共享資源以減少元件所需的空間。例如，共享水管線(即，冷卻劑管線)或共享淨化管線。此舉允許在組件160內具有分流的單一水入口/水出口對及單一淨化入口/淨化出口對。因此，舉例而言，可使用單一水源來冷卻組件160內的多個泵，該組件具有用於水的單一出口。
一些實施例將圖1的壓降130和圖2的泵組件160結合，使得組件中的泵少於進行排放的腔室。
本揭示內容的一些實施例包括至少一個控制器190，該控制器耦合至泵140、壓力控制閥124a、124b、閥125a、125b、132a、132b、壓力監測器122a、122b、126a、126b或排放泵組件160的其中一或更多者。在一些實施例中，有多於一個的控制器190連接到獨立的閥、測量元件或泵，且主控制處理器耦合到每個分離的控制器來控制系統100、200。控制器190可為通用電腦處理器、微控制器、微處理器等任何形式的其中一種，其可在工業環境中用於控制各種腔室及子處理器。
一些實施例的至少一個控制器的190具有處理器192、耦合到處理器192的記憶體194、耦合到處理器192的輸入/輸出裝置196及支援電路198，以便在不同電子元件之間的進行通訊。一些實施例的記憶體194包括一或更多個暫態記憶體(例如，隨機存取記憶體)或非暫態記憶體(例如，儲存器)。
在一些實施例中的處理器的記憶體194或電腦可讀媒體包括一或更多個容易獲得的記憶體，例如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、軟碟、硬碟，或任何其他形式的區域或遠端數位儲存器。一些實施例的記憶體194經配置以保留指令集，該指令集可由處理器192操作以控制系統100、200的參數及元件。一些實施例的支援電路198耦合到處理器192，用於以習知方式支援處理器192。電路198包括例如快取記憶體、電源、時脈電路、輸入/輸出電路、子系統等。
處理可大體作為軟體常式儲存在記憶體中，當該軟體常式由處理器執行時，使得系統執行本揭示內容的處理。該軟體常式也可由第二處理器(未示出)儲存及/或執行，該第二處理器位於遠離該處理器所控制的硬體處。本揭示內容的一些或全部方法亦可在硬體中執行。如此，該等處理可實現於軟體中並且利用硬體(例如，專用積體電路或其他類型的硬體實現)中的電腦系統執行，或者以軟體及硬體的組合來執行。當由處理器執行時，軟體常式將通用電腦轉換成專用電腦(控制器)，該專用電腦控制腔室操作以執行處理。
在一些實施例中，控制器190具有一或更多種配置以執行獨立的處理或子處理來執行方法或操作系統。控制器190可經連接且配置以操作中介元件以執行方法的功能。例如，一些實施例的控制器190經連接且配置以控制氣體閥、致動器、馬達、狹縫閥、真空控制器等的其中一或更多者。
一些實施例的控制器190具有選自以下的一種或多種配置：使用一或更多個壓力監測器來測量流出物串流內的壓力的配置；控制一或更多個閥的配置；基於來自壓力監測器的壓力測量來評估閥控制參數的配置；控制泵及/或泵組件的配置；及/或控制水流進入進水管線或控制淨化氣體進入淨化管線的配置。
在整個說明書中，對「一個實施例」、「某些實施例」、「一或更多個實施例」或「一實施例」的引用是指結合該實施例描述的特定特徵、結構、材料或特性被包含在本揭示內容的至少一個實施例中。因此，在整個說明書中各個地方出現的用詞例如「在一或更多個實施例中」、「在某些實施例中」、「在一個實施例中」或「在一實施例中」不一定是指本揭示內容的相同實施例。此外，在一或更多個實施例中的特定特徵、結構、材料或特性可以任何合適的方式來組合。
儘管已經參考特定實施例描述了本揭示內容，但應理解到，該等實施例僅說明本揭示內容的原理及應用。本領域技術人員將可明顯地對本揭示內容的方法及設備進行各種修改及變化而不脫離本揭示內容的精神及範圍。因此，本揭示內容有意包括落在所附請求項之範圍內的修改及變化及其等同物。
100:系統 110a:第一處理腔室 110b:第二處理腔室 120a:第一排放管線 120b:第二排放管線 121a:接合點 121b:接合點 122a:壓力監測器 122b:壓力監測器 124a:壓力控制閥 124b:壓力控制閥 125a:閥 125b:閥 126a:壓力監測器 126b:壓力監測器 130a:第一壓降 130b:第二壓降 132a:閥 132b:閥 133:泵前接合點 140:泵 160:排放泵組件 162a:第一入口 162b:第二入口 164a:泵 164b:泵 166:出口 190:控制器 192:處理器 194:記憶體 196:輸入/輸出裝置 198:支援電路 200:系統
為了能夠詳細地理解本揭示內容的上述特徵，可參考實施例更具體描述在上方簡要概述的本揭示內容，其中某些實施例繪示於附圖中。然而應注意到，附圖僅繪示本揭示內容的典型實施例，並且因此不應被認為是對本揭示內容範圍的限制，因為本揭示內容可承認其他等效的實施例。
圖1根據本揭示內容的一些實施例描繪具有壓降的排放系統的示意圖；及
圖2根據本揭示內容的一些實施例描繪具有排放組件的排放系統的示意圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:系統
110a:第一處理腔室
110b:第二處理腔室
120a:第一排放管線
120b:第二排放管線
121a:接合點
121b:接合點
122a:壓力監測器
122b:壓力監測器
124a:壓力控制閥
124b:壓力控制閥
125a:閥
125b:閥
126a:壓力監測器
126b:壓力監測器
130a:第一壓降
130b:第二壓降
132a:閥
132b:閥
133:泵前接合點
140:泵
190:控制器
192:處理器
194:記憶體
196:輸入/輸出裝置
198:支援電路

Claims (20)

  1. 一種排放系統，包括： 至少一個第一腔室連接管線； 一第一腔室壓降，該第一腔室壓降在該至少一個第一腔室連接管線的每一者的下游處並與其流體連通； 至少一個第二腔室連接管線； 一第二腔室壓降，該第二腔室壓降在該至少一個第二腔室連接管線的每一者的下游處並與其流體連通；及 一排放泵，該排放泵與該第一腔室壓降及該第二腔室壓降流體連通，並且該排放泵在該第一腔室壓降及該第二腔室壓降的下游處。
  2. 如請求項1所述之排放系統，其中該第一腔室壓降及該第二腔室壓降包括一或更多個擋板或泵。
  3. 如請求項1所述之排放系統，其中該排放泵包括一渦輪泵或一羅茨鼓風機的其中一或更多者。
  4. 如請求項1所述之排放系統，進一步包括壓力控制閥，該等壓力控制閥與在該等各別壓降上游處的該至少一個第一腔室連接管線及該至少一個第二腔室連接管線的其中至少一者流體連通。
  5. 如請求項4所述之排放系統，進一步包括至少一個壓力監測器，該至少一個壓力監測器在該等壓降的其中至少一者的上游處。
  6. 如請求項5所述之排放系統，其中在該等壓降的每一者的上游處具有至少一個壓力監測器。
  7. 如請求項6所述之排放系統，進一步包括一控制器，該控制器連接到該等壓力監測器或該等壓力控制閥的至少其中一者。
  8. 如請求項7所述之排放系統，其中該控制器經配置以回應於來自該壓力監測器的訊號而開啟或關閉該等壓力控制閥。
  9. 如請求項4所述之排放系統，進一步包括在該壓降的上游處的一壓力監測器，及在該壓降下游處且在一泵前接合點上游處的一閥。
  10. 一種排放系統，包括： 至少一個第一腔室連接管線； 至少一個第二腔室連接管線；及 一排放泵組件，該排放泵組件包括一第一入口、一第二入口、與該第一入口流體連通的一第一泵、與該第二入口流體連通的一第二泵、與該第一泵流體連通且在該第一泵下游處的一第一出口管線、與該第二泵流體連通且在該第二泵下游處的一第二出口管線、與該第一出口管線及該第二出口管線流體連通且在該第一出口管線及該第二出口管線下游處的一排放泵組件出口管線，使得流過該第一出口管線及該第二出口管線的一流體共同流過該排放泵組件出口管線並流過該排放泵組件中的一出口。
  11. 如請求項10所述之排放系統，其中該排放泵組件包括一水管線入口或一淨化管線入口的其中一或更多者，該水管線入口與該第一泵及該第二泵之每一者流體連通，該淨化管線入口與該第一泵及該第二泵之每一者流體連通，該排放泵組件還包括一水管線出口或一淨化管線出口的其中一或更多者，該水管線出口與該第一泵及該第二泵流體連通，該淨化管線出口與該第一泵及該第二泵流體連通。
  12. 如請求項11所述之排放系統，其中有三個入口及三個泵及一個出口連接到該三個泵的每一者。
  13. 如請求項11所述之排放系統，其中有四個入口及四個泵及一個出口連接到該四個泵的每一者。
  14. 如請求項11所述之排放系統，其中該等泵包括羅茨鼓風機(roots blower)。
  15. 如請求項11所述之排放系統，進一步包括一閥，該閥與在該排放泵組件的上游處的該至少一個第一腔室連接管線及該至少一個第二腔室連接管線流體連通。
  16. 如請求項15所述之排放系統，進一步包括一壓力監測器，該壓力監測器在該閥的下游處且在該排放泵組件的上游處。
  17. 如請求項16所述之排放系統，進一步包括一控制器，該控制器連接到該排放泵組件、該等壓力監測器或該等壓力控制閥的其中至少一者。
  18. 如請求項17所述之排放系統，其中該控制器經配置以回應於來自該等壓力監測器的訊號而開啟或關閉該等閥。
  19. 如請求項18所述之排放系統，其中該控制器經配置以控制一水流流入進水管線或控制淨化氣體進入淨化管線。
  20. 一種非暫態電腦可讀媒體，其包括指令，當該等指令由一排氣系統的一控制器執行時，造成該排氣系統進行選自以下的一或更多個操作：使用一或更多個壓力監測器來測量一流出物串流內的壓力的一配置；控制一或更多個閥的一配置；基於來自該壓力監測器的壓力測量來評估閥控制參數的一配置；控制泵及/或泵組件的一配置；及/或控制一水流流入進水管線或控制淨化氣體進入淨化管線的一配置。
TW109104501A 2019-02-13 2020-02-13 用於單處理及多處理腔室流動串流共享的真空泵 TWI846819B (zh)

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