可移除式隔离阀屏蔽插入组件

摘要

提供种改进的隔离阀,以及用于隔离阀的可移除式屏蔽插入组件。在个实施方式中,提供用于隔离阀的屏蔽插入组件,屏蔽插入组件包含形状为平环的石墨第屏蔽插入件。第屏蔽插入件具有圆形外径。形成穿过第屏蔽插入件的长孔。形成穿过第屏蔽插入件的至少两个紧固件孔,紧固件孔配置为将第屏蔽插入件耦接至第屏蔽支撑件。

权利要求

1.一种用于隔离阀的屏蔽插入组件，所述屏蔽插入组件包含：石墨第一屏蔽插入件，所述石墨第一屏蔽插入件的形状为平环，所述第一屏蔽插入件包含：圆形外径；

长孔，所述长孔形成为穿过所述第一屏蔽插入件；以及至少两个紧固件孔，所述至少两个紧固件孔形成为穿过所述第一屏蔽插入件，并且所述至少两个紧固件孔配置为将所述第一屏蔽插入件耦接至第一屏蔽支撑件。

2.如权利要求1所述的屏蔽插入组件，所述屏蔽插入组件包含：第一屏蔽支撑件，所述第一屏蔽支撑件具有槽口，所述槽口配置为配合所述第一屏蔽插入件的所述圆形外径。

3.如权利要求2所述的屏蔽插入组件，其中由石墨或铝制成所述第一屏蔽支撑件。

4.如权利要求2所述的屏蔽插入组件，其中所述第一屏蔽支撑件的所述槽口与所述第一屏蔽插入件形成搭接。

5.如权利要求2所述的屏蔽插入组件，其中所述第一屏蔽支撑件的厚度等于所述第一屏蔽插入件的厚度。

6.如权利要求1所述的屏蔽插入组件，所述屏蔽插入组件进一步包含：第一屏蔽支撑件，所述第一屏蔽支撑件具有孔，所述孔配置为接收并配合所述第一屏蔽插入件的所述圆形外径；

第二屏蔽插入件，所述第二屏蔽插入件具有长孔；以及第二屏蔽支撑件，所述第二屏蔽支撑件具有配置为配合所述第二屏蔽插入件的孔，所述第二屏蔽插入件的尺寸被设定为适合穿过所述第一屏蔽支撑件的所述孔。

7.如权利要求6所述的屏蔽插入组件，其中由石墨制成所述第二屏蔽插入件。

8.如权利要求6所述的屏蔽插入组件，其中所述第二屏蔽插入件为椭圆形。

9.如权利要求6所述的屏蔽插入组件，其中所述第二屏蔽插入件进一步包含：厚度，所述厚度朝着所述第二屏蔽插入件的所述长孔逐渐变薄。

10.如权利要求6所述的屏蔽插入组件，其中所述第二屏蔽插入件进一步包含：外壁，所述外壁大于所述第二屏蔽支撑件的所述孔。

11.一种隔离阀，包含：

阀外壳，所述外壳具有孔与封闭构件，所述封闭构件可移动地设置于所述外壳中；

第一屏蔽插入组件，所述第一屏蔽插入组件耦接至所述外壳的第一侧，所述第一屏蔽插入组件具有第一屏蔽支撑件与第一屏蔽插入件，所述第一屏蔽支撑件耦接至所述外壳，而所述第一屏蔽插入件可移除地耦接至所述第一屏蔽支撑件的孔，所述第一屏蔽插入件具有长孔；

第二屏蔽插入组件，所述第二屏蔽插入组件耦接至所述外壳的第二侧，所述第二屏蔽插入组件具有第二屏蔽支撑件与第二屏蔽插入件，所述第二屏蔽支撑件耦接至所述外壳，而所述第二屏蔽插入件可移除地耦接至所述第二屏蔽支撑件的孔，所述第二屏蔽插入件具有与所述第一屏蔽插入件的所述长孔对齐的长孔，所述第二屏蔽插入件的尺寸被设定为适合穿过所述第一屏蔽支撑件的所述孔；以及其中所述封闭构件在使所述多个长孔开启及关闭的位置之间是可移动的。

12.如权利要求11所述的隔离阀，其中由石墨制成所述第一屏蔽插入件与所述第二屏蔽插入件。

13.如权利要求11所述的隔离阀，其中由石墨或铝制成所述第一屏蔽支撑件与所述第二屏蔽支撑件。

14.如权利要求11所述的隔离阀，其中可从所述外壳的所述第一侧，存取将所述第二屏蔽支撑件耦接至所述第二屏蔽插入件的紧固件。

15.如权利要求14所述的隔离阀，其中可从所述外壳的所述第一侧，存取将所述第一屏蔽支撑件耦接至所述第一屏蔽插入件的紧固件。

16.如权利要求11所述的隔离阀，其中所述第一屏蔽支撑件与所述第一屏蔽插入件形成搭接。

17.如权利要求16所述的隔离阀，其中所述第一屏蔽支撑件的厚度等于所述第一屏蔽插入件的厚度。

18.如权利要求11所述的隔离阀，其中所述第二屏蔽插入件为椭圆形。

19.如权利要求11所述的隔离阀，其中所述第二屏蔽插入件进一步包含：厚度，所述厚度朝着所述第二屏蔽插入件的所述长孔逐渐变薄。

20.如权利要求11所述的隔离阀，其中所述第二屏蔽支撑件从所述外壳的所述第二侧耦接至所述外壳。

说明书

可移除式隔离阀屏蔽插入组件

技术领域

[0001] 本文所说明的实施方式关于半导体制造装置与方法。确切地说，本文所说明的实施方式关于用于处理腔室的隔离阀，且更确切地说，关于用于隔离阀的可移除式屏蔽插入件。现有技术

[0002] 在许多传统处理腔室中，不移除隔离阀，就无法进出隔离阀背侧与源腔室出口之间的区域。处理基板可能涂布这个区域，造成污染物与设备误动作。然而，因为难以进出，清洁与保养这个区域是非常困难的。因此，保养与清洁阀部件，需要大量的维护时间来拆解阀。

[0003] 因此，隔离阀需要被改良。

发明内容

[0004] 提供改进的隔离阀，以及用于隔离阀的可移除式屏蔽插入组件。在一个实施方式中，提供用于隔离阀的屏蔽插入组件。在一个实施方式中，提供用于隔离阀的屏蔽插入组件，屏蔽插入组件包含形状为平环(flat ring)的石墨第一屏蔽插入件。第一屏蔽插入件具有圆形外径(outer diameter)。形成穿过第一屏蔽插入件的长孔。形成穿过第一屏蔽插入件的至少两个紧固件孔，紧固件孔配置为将第一屏蔽插入件耦接至第一屏蔽支撑件。

[0005] 在另一实施方式中，提供一种隔离阀。隔离阀包含阀外壳、耦接至外壳第一侧的第一屏蔽插入组件、耦接至外壳第二侧的第二屏蔽插入组件、以及设置在外壳中的封闭构件。阀外壳具有孔。第一屏蔽插入组件具有第一屏蔽支撑件与第一屏蔽插入件，所述第一屏蔽支撑件耦接至所述外壳，而所述第一屏蔽插入件可移除地耦接至所述第一屏蔽支撑件的孔。第一屏蔽插入件具有长孔。第一屏蔽插入组件耦接至外壳第二侧。第二屏蔽插入组件具有第二屏蔽支撑件与第二屏蔽插入件，所述第二屏蔽支撑件耦接至所述外壳，而所述第二屏蔽插入件可移除地耦接至所述第二屏蔽支撑件的孔。第二屏蔽插入件具有与第一屏蔽插入件的长孔对齐的长孔。封闭构件可在使长孔开启及关闭的位置之间移动。第二屏蔽插入件的尺寸被设定为适合穿过第一屏蔽支撑件的孔。

附图说明

[0006] 通过参考实施方式(一些实施方式在附图中说明)，可获得在上文中简要总结的本公开内容的更具体的说明，而能详细了解上述的本公开内容的特征。然而应注意，附图仅说明本公开内容的典型实施方式，因而不应将这些附图视为限制本公开内容的范围，因为本公开内容可容许其它等效实施方式。

[0007] 图1图示说明隔离阀的分解正交视图，隔离阀具有用以保护阀屏蔽的可移除式插入件。

[0008] 图2A至图2C为位于两个腔室之间的隔离阀的剖视图。

[0009] 图3为隔离阀的前正交视图，其中可移除式插入件被固定至隔离阀。

[0010] 图4为隔离阀的后正交视图，其中可移除式插入件被固定至隔离阀。

[0011] 为了助于理解，已尽可能使用相同的附图标记指定各图共有的相同元件。应考虑一个实施方式所公开的元件可有利地用于其它实施方式而无需进一步说明。

具体实施方式

[0012] 在降低半导体生产成本并提升工具性能的持续需求中，制造设施的管理者时常寻找方式以降低生产工具耗材与部件的成本。但存在易犯的错误。

[0013] 仅聚焦在成本上的策略，可能没有考虑许多内部设计与制造利益关系者的不同的优先考虑：设计团队想要尽可能高的工具性能以减少缺陷，然而制造团体的要务是以尽可能低的成本操作成本以获得可靠地生产以及高产量，而购买团队想要的是尽可能低的价格。

[0014] 在一些情况中，工具的原始设备制造商(OEM)可提供替代方案，包含具有成本效益并帮助提升性能的清洁或修复方案。在其他情况中，最佳的行动过程是重新设计耗材或部件，以提升工具在特定应用中的生产力与性能，从而提升良率且同时降低工具的总拥有成本。但是，这些努力的成功与否，取决于重新设计零件的公司对于设备的知识的深度。

[0015] 本文提供特定应用耗材与部件，它们可通过更有效地达成制造者的特定要求来降低总工具操作成本。更确切地说，在此说明适合用于现存隔离阀的插入屏蔽，例如用在由瓦里安半导体设备(Varian Semiconductor Equipment)及其他制造者所制造的离子注入机上的插入屏蔽。插入屏蔽组件也可经配置以用在制造者所提供的隔离阀上。插入屏蔽组件也适合用于其他类型的隔离阀。累积形成于隔离阀屏蔽上的薄片，若未被清洁，则可导致工艺问题。清洁现存的传统屏蔽，需要移除隔离阀以及冗长的预防性维护(preventive maintenance；PM)例行程序。本公开内容的隔离阀插入屏蔽组件，可在无需移除隔离阀的情况下被移除。这大大降低了PM时间，贡献了较佳的工艺性能。

[0016] 图1与图2A至图2C图示说明隔离阀100的分解正交视图与剖视图，隔离阀100具有可移除式屏蔽插入组件130、132。可移除式屏蔽插入组件130、132用于保护隔离阀100的封闭构件124，并消除了对于耗成本又耗时地移除与清洁隔离阀100的需要。

[0017] 隔离阀100包含主体组件120，主体组件120装设在第一腔室102与第二腔室104之间。在其中隔离阀100可被用于离子注入系统中的实施方式中，第一腔室102可为束产生器(beam generator)，而第二腔室104可为分辨腔室(resolving chamber)。在其他应用中，隔离阀100可适于用在配置为用于其他半导体处理类型的腔室102、104之间。

[0018] 主体组件120包含外壳122，外壳122具有孔114，孔114提供腔室102、104之间的连接。封闭构件124被设置在外壳122中并被耦接至致动器126。致动器126被用于移动封闭构件124，以开启和关闭穿过隔离阀100、在腔室102、104之间的通道138。致动器126被耦接至控制器128以控制致动器126的运行，且因此控制封闭构件124在外壳122内的位置。

[0019] 可移除式屏蔽插入组件130、132被耦接至外壳122在孔114上的相对侧。第一屏蔽插入组件130包含第一屏蔽支撑件160与第一屏蔽插入件162。在一个例子中，第一屏蔽支撑件160的厚度，约相等于第一屏蔽插入件162的厚度，而使得第一屏蔽支撑件160与第一屏蔽插入件162的两侧在被组合时对齐。

[0020] 第一屏蔽支撑件160被耦接至外壳122的第一侧116(例如利用紧固件(未图示))。第一屏蔽支撑件160的形状大体为平环。第一屏蔽支撑件160具有内壁166，内壁166界定形成为穿过第一屏蔽支撑件160的孔190。第一屏蔽插入件162被耦接在第一屏蔽支撑件160的孔190上。第一屏蔽插入件162包含形成为穿过第一屏蔽插入件162的孔134，孔134位于第一屏蔽支撑件160的孔190内，孔134提供穿过第一屏蔽插入组件130的通道。

[0021] 第一屏蔽支撑件160与第一屏蔽插入件162接合，接合的方式允许无需将第一屏蔽支撑件160从外壳122移除，即可将第一屏蔽插入件162从第一屏蔽支撑件160移除。在一个例子中，第一屏蔽支撑件160可包含配合特征结构180，配合特征结构180与第一屏蔽插入件162的互补配合特征结构182接合。第一屏蔽支撑件160的配合特征结构180可为槽口(notch)184，槽口184形成在第一屏蔽支撑件160背向第二屏蔽插入组件132(亦即，朝向第一腔室102)的一侧中。配合特征结构180与互补配合特征结构182可配置为使第一屏蔽支撑件160与第一屏蔽插入件162指向预先界定的方向。或者，可用定位销以将第一屏蔽支撑件
160与第一屏蔽插入件162固定于预先界定的方向。第一屏蔽插入件162的互补配合特征结构182可为唇部186，唇部186界定第一屏蔽插入件162的外围。唇部186可具有圆形外径113。
唇部186可接合槽口184，以相对于第一屏蔽插入件162定位第一屏蔽支撑件160，且在一个例子中，在第一屏蔽支撑件160与第一屏蔽插入件162之间形成搭接(lap joint)。

[0022] 可用紧固件164将第一屏蔽支撑件160固定至第一屏蔽插入件162。可从外壳122的第一侧116存取紧固件164，使得可通过从第一腔室102的内部存取第一屏蔽插入组件130(例如，穿过第一腔室102的盖106)，以将第一屏蔽插入件162从第一屏蔽支撑件160移除。例如，紧固件164可延伸穿过形成于第一屏蔽插入件162中的紧固件通孔，并与形成于第一屏蔽支撑件160中的紧固件螺孔接合，使得紧固件164可被从外壳122的第一侧116移除。

[0023] 可用密封环150覆盖外壳122与第一屏蔽支撑件160之间的接口。可由铝或其他适合的材料制造密封环150。在密封环150与外壳122之间设置密封件154，以防止密封环150与外壳122之间的泄漏。可在密封环150上设置密封环盖152，以保护密封环150不受到可能的伤害，例如来自在第一腔室102中朝向隔离阀100行进的离子的伤害。可由石墨或其他适合的材料制造密封环盖152。

[0024] 第二屏蔽插入组件132包含第二屏蔽支撑件170与第二屏蔽插入件172。在一个例子中，第二屏蔽支撑件170的厚度小于第二屏蔽插入件172的厚度。

[0025] 第二屏蔽支撑件170的形状大体为平环。第二屏蔽支撑件170与第二屏蔽插入件172接合，接合的方式允许无需将第二屏蔽支撑件170从外壳122移除，即可将第二屏蔽插入件172从第二屏蔽支撑件170移除。第二屏蔽支撑件170与第二屏蔽插入件172之间的接口也配置为允许在第一屏蔽插入件162已被移除(且未移除第一屏蔽支撑件160)之后，从外壳
122的第一侧116将第二屏蔽插入件172从第二屏蔽支撑件170移除。在一个例子中，第二屏蔽支撑件170可包含配合特征结构173，配合特征结构173与第二屏蔽插入件172的互补配合特征结构174接合。第二屏蔽支撑件170的配合特征结构173，可为由第二屏蔽支撑件170的孔136界定的唇部176。配合特征结构173与互补配合特征结构174可配置为使第二屏蔽支撑件170与第二屏蔽插入件172指向预先界定的方向。或者，可用定位销以将第二屏蔽支撑件
170与第二屏蔽插入件172固定于预先界定的方向。第二屏蔽插入件172的互补配合特征结构174可为唇部175，唇部175从第二屏蔽插入件172的外边缘179延伸。唇部175的外边缘界定第二屏蔽插入件172的外壁177。第二屏蔽插入件172的唇部175与外边缘179形成槽口
181，槽口181接受唇部176。外壁177可具有实质上椭圆形(oval)的外围。外壁177可包含在第二屏蔽插入件172的相对侧上的平部(flats)。唇部175可与槽口181接合，以相对于第二屏蔽插入件172定位第二屏蔽支撑件170。在一个例子中，第二屏蔽插入件172的唇部175可与第二屏蔽支撑件170重迭。

[0026] 第二屏蔽支撑件170的孔121由内壁107界定。内壁107可包含一或更多个平部103、105。在图1与图2A至图2C的实施方式中，平部103、105被平行地设置在孔121的相对侧上。平部103、105配置为与形成在外边缘179上的对应平行平部111接合，这保持第二屏蔽支撑件
170与第二屏蔽插入件172在预先界定的方向上。

[0027] 可用紧固件178将第二屏蔽支撑件170固定至第二屏蔽插入件172。可从外壳122的第一侧116存取紧固件178(例如在第一屏蔽插入组件130的第一屏蔽插入件162已被从外壳122移除之后)，使得可通过从第一腔室102的内部存取第二屏蔽插入组件172(例如，穿过第一腔室102的盖106)，以将第二屏蔽插入件172从第二屏蔽支撑件170移除。例如，紧固件178可延伸穿过形成于第二屏蔽插入件172中的紧固件通孔，并与形成于第二屏蔽支撑件170中的紧固件螺孔接合，使得紧固件178可被穿过形成于第一屏蔽支撑件160中的孔190存取，并可被从外壳122的第一侧116移除。

[0028] 第二屏蔽插入件172的尺寸被设定为允许穿过孔190来移除第二屏蔽插入件172，孔190由第一屏蔽支撑件160的内壁166界定。在一个例子中，第二屏蔽插入件172的外壁177界定的高度192，小于孔190的高度。

[0029] 第二屏蔽插入件172也包含孔136，孔136与形成于第二屏蔽插入件162中的孔134对齐。孔134、136对齐，以形成穿过隔离阀100的通道138。在致动器126将封闭构件124移动至离开孔134、136的位置时，通道138被开启，允许形成在腔室102、104之间穿过阀组件100的通道。相反地，致动器126可将封闭构件124位移至一位置以关闭通道138。

[0030] 在一个例子中，封闭构件124被简单地用以防止离子束的视线(line-of-sight)通路穿过隔离阀100，且因此，不需要真空密封。在这种实施方式中，孔134的开口面积可小于孔136的开口面积，从而降低离子打击第二屏蔽插入件172的面向第一屏蔽插入组件130和第一腔室102的侧面的概率。

[0031] 在另一例子中，封闭构件124可包含一或更多个密封表面144、146，密封表面144、146可设置为与屏蔽插入件162、172接触，以提供真空密封。例如，封闭构件124可配置为扩张为与通道138对齐，因此促使封闭构件124的密封表面144、146紧靠(against)屏蔽插入件
162、172的内部表面140、142。

[0032] 可由以碳为基础(carbon-based)的材料(诸如石墨)或其他适合的材料形成屏蔽插入件162、172。类似的，可由以碳为基础的材料(诸如石墨)或其他适合的材料(例如铝)形成屏蔽支撑件160、170。

[0033] 图3与图4为隔离阀100的前正交视图与后正交视图，图示说明耦接至外壳122的可移除式屏蔽插入件162、172的外部表面340、342。外部表面340、342被分别设置为与屏蔽插入件162、172的内部表面140、142(图示于图2A至图2C中)相对，且因此朝向腔室102、104。如前述，屏蔽插入组件130的第一屏蔽插入件162具有形成为穿过第一屏蔽插入件162的孔134。孔134的形状大体为长矩形(elongated rectangular)。例如，孔134的宽度302可实质上大于高度304(例如大于至少四倍)。在另一例子中，宽度302的尺寸可被设定为相似于设置在第二腔室104中的基板。例如，宽度302可为至少200mm、至少300mm、至少450mm、或为另一宽度。

[0034] 如图3图示，第一屏蔽插入件162的厚度在第一屏蔽插入件162的外部侧340上逐渐减少。例如，楔形部(taper)306可完全外接于孔134，使得第一屏蔽插入件162的厚度越靠近孔134就越薄。

[0035] 类似地，第二屏蔽插入组件132的第二屏蔽插入件172具有穿过第二屏蔽插入件172的孔136。孔136的形状大体上也为长矩形。例如，孔136的宽度402可实质上大于高度404(例如大于至少四倍)。在另一例子中，宽度402的尺寸可被设定为相似于设置在第二腔室
104中的基板。例如，宽度402可为至少200mm、至少300mm、至少450mm、或为另一宽度。在一个例子中，宽度402实质上相同于(亦即等于)第一屏蔽插入件162的宽度302。

[0036] 孔136的高度404可相同于(或大于)孔134的高度304。较小的高度304，帮助降低打击第二屏蔽插入件172的内部表面142的射束量，这帮助延长第二屏蔽插入件172的保养周期(service interval)。

[0037] 如图4图示，第二屏蔽插入件172的厚度在第二屏蔽插入件172的外部侧342上逐渐减少。例如，楔形部406可完全外接于孔136。

[0038] 在将屏蔽插入件162、172紧固至屏蔽支撑件160、170时，屏蔽插入件162、172可指向为使得宽度302、402在相同的方向对齐。在一个例子中，宽度302可稍微小于宽度402。较小的宽度302帮助降低打击第二屏蔽插入件172的内部侧142的射束。

[0039] 类似地，屏蔽插入件162、172的高度304、404也可在相同的方向对齐。在一些实施方式中，第一屏蔽插入件162的高度304可小于屏蔽插入件172的高度404。这样的配置帮助保护屏蔽插入件172不受射束打击的伤害，这增加了屏蔽插入组件130、132的保养周期。

[0040] 上文参考特定的实施方式说明了本发明，并阐述了许多特定的细节，以提供对本发明更详尽的理解。然而，本领域技术人员将理解，可进行各种修改与改变，而不脱离本发明的宽广精神与范围。因此，前述说明与附图应当被视为是说明性的而非限制性的。