TWM583618U - 量測真空腔室壓力之組件及基板處理設備 - Google Patents

Abstract

本創作關於一種量測真空腔室壓力之組件，包括真空壓力計、隔離閥、及手動閥。真空壓力計係經由一管路而流體連通至真空腔室，以量測真空腔室中之壓力。隔離閥係設置於真空壓力計與真空腔室之間，並且經由管路而流體連通至真空壓力計及真空腔室。手動閥係設置於隔離閥與真空腔室之間，並且經由管路而流體連通至隔離閥及真空腔室。

Description

量測真空腔室壓力之組件及基板處理設備

本創作關於基板處理設備；具體而言，本創作關於用於量測真空腔室壓力之組件。

在積體電路（IC）之製造期間，需要利用各種真空處理設備進行半導體基板之處理。在真空處理設備中，通常會設置真空壓力計與真空處理設備中之真空腔室連接，以在基板處理期間監測真空腔室中之壓力。但若真空壓力計故障或損壞而需要更換時，必須先使真空腔室破真空並且回復到約1大氣壓，然後才能更換真空壓力計。然而，破真空之後，通常必須執行真空處理設備之預防保養（preventive maintenance），以更換真空腔室中之零件及消耗品、並且清潔真空腔室。接著，再將真空腔室抽真空至所需的真空壓力，並且執行設備測試，若測試結果正常，才能繼續進行基板處理。如此一來，會增加機台設備之停機時間及人力消耗，亦即，增加了IC製造之成本。

當需要更換真空壓力計時，若能使真空腔室維持於真空條件下而不需要破真空的話，就可以大大地減少停機時間。在此背景下，本創作產生。

本創作藉由提供用於量測真空腔室壓力之組件以及包括其之基板處理設備，以解決上述問題。

本創作關於一種量測真空腔室壓力之組件，包括真空壓力計、隔離閥、及手動閥。真空壓力計係經由一管路而流體連通至真空腔室，以量測真空腔室中之壓力。隔離閥係設置於真空壓力計與真空腔室之間，並且經由管路而流體連通至真空壓力計及真空腔室。手動閥係設置於隔離閥與真空腔室之間，並且經由管路而流體連通至隔離閥及真空腔室。

本創作亦關於一種基板處理設備，包括真空腔室、基板支撐件、氣體源、真空泵、量測真空腔室壓力之組件、及控制器。在基板處理期間，真空腔室係維持在真空環境下，用以處理一基板。基板支撐件用以將基板支撐在真空腔室中以進行處理。氣體源係流體連通至真空腔室，以供應至少一氣體至真空腔室中。真空泵係流體連通至真空腔室，以維持真空腔室於期望的壓力（真空）條件下。量測真空腔室壓力之組件係用以量測真空腔室中之壓力。控制器係用以控制基板處理設備中之操作。

在一實施例中，手動閥係球閥。球閥包括閥桿、球體及閥體，在閥桿與閥體之間設置至少二圓形墊圈（O-ring），該至少二圓形墊圈係彼此接觸。在另一實施例中，閥桿包括二凸緣，該至少二圓形墊圈係夾設於該二凸緣之間。在又一實施例中，管路包括陶瓷襯管，手動閥係藉由陶瓷襯管而直接連接至真空腔室之外壁。

以下將參考圖式以進一步說明這些及其它態樣。

本創作之目的、優點和特色由以下數個實施例之詳細說明及伴隨的圖式當可更加明白。

為了更清楚地了解本創作之實施方式，在以下的敘述中，將提出許多特定細節。然而，即使缺乏該等細節之一部分或全部，所揭示的實施例亦可實施。在某些情況下，則不詳細說明習知的結構及操作方式，以避免不必要地模糊了所揭示的實施例。應當了解，圖中所示之各種實施例是示意性的，且不一定按照比例繪製。

根據本創作之一實施例，圖1顯示基板處理設備100之示意圖。基板處理設備100包括真空腔室102、基板支撐件104、氣體源106、真空泵108、量測真空壓力之組件110、及控制器112。在進行基板處理時，真空腔室102係維持在真空環境下，以進行各種基板處理，例如沉積、蝕刻等處理。基板支撐件104位於真空腔室102中，用以支撐基板W（例如200 mm或300 mm晶圓）以進行處理。氣體源106與真空腔室102為流體連通，以供應至少一氣體至真空腔室102中。真空泵108與真空腔室102亦為流體連通，使氣體或處理所產生之副產物排出真空腔室102，以使真空腔室維持於一期望壓力。量測真空壓力之組件110與真空腔室102為流體連通，以監測真空腔室中之壓力。控制器112用以控制基板處理設備100中之操作。例如，控制器112可接收量測真空壓力之組件110所測得之腔室壓力，以控制真空泵108之抽氣效率、或在真空腔室102與真空泵之間之閥（未顯示）之閥開度，以將真空腔室內控制在一期望壓力或真空度。

量測真空壓力之組件110包括真空壓力計114，真空壓力計經由管路116而流體連通至真空腔室102，以量測真空腔室中之壓力。在圖1之示例性實施例中，僅繪示一真空壓力計。但應了解，在其它實施例中，可包括二或更多真空壓力計。例如，可包括用於量測粗略至中度真空範圍之第一真空壓力計、及用於量測高真空及超高真空範圍之第二真空壓力計。

量測真空壓力之組件110更包括隔離閥（ISO valve）118。隔離閥118設置於真空壓力計114與真空腔室102之間，並且經由管路116而流體連通至真空壓力計及真空腔室。

在基板處理期間，會在真空腔室102中產生副產物，例如聚合物（polymer）。聚合物可能穿過管路116而沉積在隔離閥118之閥門附近，因此造成隔離閥無法完全氣密地關緊。

因此，在本創作中，量測真空壓力之組件110包括手動閥120。手動閥120設置於隔離閥118與真空腔室102之間，並且經由管路116而流體連通至隔離閥及真空腔室。若真空壓力計114發生故障或損壞而必須加以更換時，可以將手動閥120關閉。可選擇真空密閉性良好的手動閥，俾使在更換真空壓力計之期間，真空腔室依然能大致維持於原有的真空度。

在一範例中，手動閥可為球閥。圖2A及2B顯示根據本創作之一實施例之球閥200之剖面示意圖，其中圖2A係球閥處於開啟狀態，圖2B係球閥處於關閉狀態。球閥200包括閥桿202、球體204、及閥體206，其中球體204具有貫通孔208。當貫通孔208與管路210之通道對準時，可容許流體通過，此時球閥200為開啟狀態（如圖2A所示）；當利用閥桿202使球體204旋轉90度時，可使貫通孔208與管路210之通道為大致垂直，此時球閥200為關閉狀態（如圖2B所示）。當基板在真空腔室（例如，圖1中之真空腔室102）中進行處理時，球閥200係處於開啟狀態，因此聚合物可能累積在球體204之貫通孔208內。但在需要更換真空壓力計時，可將球閥200關閉，此時球體204之貫通孔208與管路210之通道大致為垂直，所以先前沉積在貫通孔208內之聚合物不會影響真空密閉性。

為了提高手動閥之真空密閉性，可加強手動閥中之密封件。舉例來說，在球閥200中，可設置一組圓形墊圈（O-ring）212及214在閥桿202與閥體206之間並且環繞著閥桿202，以增加球閥200之真空密閉性。在此範例中，具有彼此接觸之二圓形墊圈212及214；但應了解，可設置更多的圓形墊圈在閥桿與閥體之間。此外，在圖2A及2B所示之實施例中，圓形墊圈212及214係設置於靠近球體204之位置處，但亦可根據需要而設置於其它位置處。閥桿202包括二凸緣216及218，凸緣在閥桿之徑向上朝外延伸，並且不與周圍的閥體206接觸。圓形墊圈212及214係夾設於二凸緣之間，使得圓形墊圈無法在閥桿202之長度方向上移動。

應當了解，雖然以上之說明是以球閥做為例子，但亦可使用其它類型的閥做為手動閥，只要其可以提供良好的真空密閉性即可。

藉由本創作之量測真空壓力之組件，當手動閥關閉時，可以使真空腔室依然維持於真空條件下。如此一來，在更換真空壓力計時，便不需要使真空腔室破真空，因此可省下破真空後進行預防保養之成本及時間，並且減少停機時間，及增加機台設備之產量。

圖3顯示根據本創作之一實施例之量測真空壓力之組件300之分解示意圖，量測真空壓力之組件300係安裝至真空腔室312之外壁。在此示例性實施例中，量測真空壓力之組件300包括二真空壓力計302及304，其中一者用於量測粗略至中度真空範圍，另一者用於量測高真空及超高真空範圍。真空壓力計302及304流體連通至隔離閥306（例如氣動式隔離閥），隔離閥306流體連通至手動閥308（例如球閥）。手動閥308藉由管件310流體連通至真空腔室312，管件310例如為陶瓷襯管。

為了提高手動閥之真空密閉性，可加強其中之密封件。在一範例中，手動閥為球閥，藉由增加閥桿及閥體間之圓形墊圈之數目，可使閥之真空密閉性更佳。例如，可使用二或更多圓形墊圈在閥桿與閥體之間。

由以上說明可知，由於本創作具有真空密閉性良好的手動閥，可在更換真空壓力計時，使真空腔室依然維持於真空環境，因此可省下破真空後進行預防保養之成本及時間。另一方面，在真空腔室進行例行性預防保養時，空氣亦可能經由管路而與隔離閥及真空壓力計接觸。在根據本創作之真空腔室壓力量測組件中，可以在真空腔室破真空之前，將手動閥關閉，便能使隔離閥及真空壓力計維持於真空或氮氣環境下，使得沉積在其中之聚合物不會受到空氣中之水氣之影響。

儘管上述實施例已為了清楚理解之目的而詳細地加以描述，但顯然地，在所附申請專利範圍之範疇中，可實行某些變更及修改。應當注意，有許多替代的方式可實施本案實施例之設備。因此，本案實施例應被視為是用於說明的而不是限制性的，且本案實施例不應被限制於本文中所提出之特定細節。

100‧‧‧基板處理設備
102‧‧‧真空腔室
104‧‧‧基板支撐件
106‧‧‧氣體源
108‧‧‧真空泵
110‧‧‧量測真空壓力之組件
112‧‧‧控制器
114‧‧‧真空壓力計
116‧‧‧管路
118‧‧‧隔離閥
120‧‧‧手動閥
200‧‧‧球閥
202‧‧‧閥桿
204‧‧‧球體
206‧‧‧閥體
208‧‧‧貫通孔
210‧‧‧管路
212, 214‧‧‧圓形墊圈（O-ring）
216, 218‧‧‧凸緣
300‧‧‧量測真空壓力之組件
302, 304‧‧‧真空壓力計
306‧‧‧隔離閥
308‧‧‧手動閥
310‧‧‧管件
312‧‧‧真空腔室
W‧‧‧基板

圖1顯示根據本創作之一實施例之基板處理設備之示意圖。

圖2A及2B顯示根據本創作之一實施例之球閥之剖面示意圖。

圖3顯示根據本創作之一實施例之真空壓力量測組件之分解示意圖。

Claims (10)

1. 一種量測真空腔室壓力之組件，包括：
   至少一真空壓力計，經由一管路而流體連通至一真空腔室，以量測該真空腔室中之壓力；
   一隔離閥，設置於該至少一真空壓力計與該真空腔室之間，該隔離閥經由該管路而流體連通至該至少一真空壓力計及該真空腔室；及
   一手動閥，設置於該隔離閥與該真空腔室之間，該手動閥經由該管路而流體連通至該隔離閥及該真空腔室。
2. 如申請專利範圍第1項之量測真空腔室壓力之組件，其中該手動閥係一球閥。
3. 如申請專利範圍第2項之量測真空腔室壓力之組件，其中該球閥包括一閥桿、一球體及一閥體，在該閥桿與該閥體之間設置至少二圓形墊圈（O-ring），該至少二圓形墊圈係彼此接觸。
4. 如申請專利範圍第3項之量測真空腔室壓力之組件，其中該閥桿包括二凸緣，該至少二圓形墊圈係夾設於該二凸緣之間。
5. 如申請專利範圍第1至4項其中任一項之量測真空腔室壓力之組件，其中該管路包括一陶瓷襯管，該手動閥係藉由該陶瓷襯管而直接連接至該真空腔室之外壁。
6. 一種基板處理設備，包括：
   一真空腔室，用以在真空環境中處理一基板；
   一基板支撐件，用以支撐該基板在該真空腔室中；
   至少一氣體源，流體連通至該真空腔室，以供應至少一氣體至該真空腔室中；
   一真空泵，流體連通至該真空腔室，以維持該真空腔室於一期望壓力；
   如申請專利範圍第1項之量測真空腔室壓力之組件，用以量測該真空腔室中之壓力；及
   一控制器，用以控制該基板處理設備中之操作。
7. 如申請專利範圍第6項之基板處理設備，其中該手動閥係一球閥。
8. 如申請專利範圍第7項之基板處理設備，其中該球閥包括一閥桿、一球體及一閥體，在該閥桿與該閥體之間設置至少二圓形墊圈，該至少二圓形墊圈係彼此接觸。
9. 如申請專利範圍第8項之基板處理設備，其中該閥桿包括二凸緣，該至少二圓形墊圈係夾設於該二凸緣之間。
10. 如申請專利範圍第6至9項其中任一項之基板處理設備，其中該管路包括一陶瓷襯管，該手動閥係藉由該陶瓷襯管而直接連接至該真空腔室之外壁。