流体控制组件及其使用方法转让专利
申请号 : CN201811021011.2
文献号 : CN110873191B
文献日 : 2021-08-20
发明人 : 谢文杰
申请人 : 台湾积体电路制造股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种流体控制元件,包括:一第一固定座;
一第二固定座;以及
一阀座,设置于该第一固定座与该第二固定座之间;
一阀体,设置于该阀座内并配置用以改变通过该阀座的气体的流量;
其中,该第一固定座包括一横向限位件,该横向限位件与该阀座沿一横轴方向排列且抵靠该阀座;
其中,该阀座可移动于垂直该横轴方向的一纵轴方向,且该横向限位件限制该阀座在该横轴方向上的位移。
2.如权利要求1所述的流体控制元件,其中该阀座包括一横向限位平面,该横向限位平面在该横轴方向上直接接触该横向限位件。
3.如权利要求2所述的流体控制元件,其中该阀座还包括一轴向限位平面,该轴向限位平面位于该横向限位平面的一侧,并直接接触该横向限位件的一端面;
其中,该轴向限位平面限制该阀座在一长轴方向上的位移,该长轴方向垂直该横轴方向与该纵轴方向。
4.如权利要求2所述的流体控制元件,其中该第一固定座包括一轴向限位件,该轴向限位件连结该横向限位件面向该横向限位平面的一侧;并且该阀座包括一滑槽,该滑槽形成于该横向限位平面之上,并沿该纵轴方向延伸;
其中,该轴向限位件设置于该滑槽内,且该滑槽限制该阀座在一长轴方向上的位移,该长轴方向垂直该横轴方向与该纵轴方向。
5.如权利要求2所述的流体控制元件,其中该横向限位平面相对该横向限位件倾斜。
6.如权利要求1所述的流体控制元件,其中该第一固定座与该第二固定座至少其中一者包括一纵向限位件,该纵向限位件与该阀座沿该纵轴方向排列且抵靠该阀座,以限制该阀座在该纵轴方向上的位移。
7.如权利要求1所述的流体控制元件,还包括:一锁附螺栓;
一抵靠螺栓;以及
一壳体,连结该阀座并覆盖该第一固定座或该第二固定座的一外表面,其中该壳体被一外锁附螺孔与一虚设螺孔所贯穿,并且一内锁附螺孔对齐该外锁附螺孔并形成于该外表面;
当该阀座固定在该第一固定座与该第二固定座之间时,该锁附螺栓设置于该外锁附螺孔及该内锁附螺孔内;并且
当该阀座自该第一固定座与该第二固定座分离时,该锁附螺栓自该内锁附螺孔分离,且该抵靠螺栓设置于该虚设螺孔中,并抵靠该外表面。
8.一种使用流体控制元件的方法,包括:固定一第一固定座于一上游气体管道;
固定一第二固定座于一下游气体管道;以及移动一阀座进入位于该第一固定座与该第二固定座之间的一固定位置;
其中,该第一固定座包括一横向限位件,该横向限位件与该阀座沿一横轴方向排列且抵靠该阀座,在该阀座移动进入位于该第一固定座与该第二固定座之间的该固定位置的过程中,该横向限位件限制该阀座在该横轴方向上的位移。
9.如权利要求8项所述使用流体控制元件的方法,其中该阀座包括一横向限位平面,该横向限位平面在该横轴方向上直接接触该横向限位件且相对于该横向限位件倾斜;
其中,在该阀座移动进入位于该第一固定座与该第二固定座之间的该固定位置的过程中,逐渐增加该横向限位件与该横向限位平面间的阻力。
10.如权利要求8项所述使用流体控制元件的方法,还包括:在一连结该阀座的一虚设螺孔中设置一抵靠螺栓,该虚设螺孔面向该第一固定座或该第二固定座的一外表面;以及
旋转该抵靠螺栓,使该抵靠螺栓抵靠该第一固定座或该第二固定座的该外表面,并推动该阀座离开位于该第一固定座与该第二固定座之间的该固定位置。
说明书 :
流体控制组件及其使用方法
技术领域
背景技术
层材料以及半导体层材料,并通过包括光刻(lithography)制程及微影制程等程序将各种
材料层图案化,以形成电路组件和零件于此半导体基板之上。通常数十个或数百个集成电
路是在一个半导体晶圆上进行制造。
(Sputtering)制程、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition)制程、微影
(Photolithography)制程、或蚀刻制程、化学电镀(ECP)制程、化学机械研磨(CMP)制程等,
需不同反应室或反应槽。上述部分反应室或反应槽內,在晶圆進行加工時,需要過流體控制
元件供應或是排除在反应室或反应槽內的氣體。。
发明内容
控制元件也包括一阀体。阀体设置于阀座内并配置用以改变通过阀座的气体的流量。第一
固定座包括一横向限位件。横向限位件与阀座沿一横轴方向排列且抵靠阀座。另外,阀座可
移动于垂直横轴方向的一纵轴方向,且横向限位件限制阀座在横轴方向上的位移。
法也包括移动一阀座进入位于第一固定座与第二固定座之间的一固定位置。第一固定座包
括一横向限位件。横向限位件与阀座沿一横轴方向排列且抵靠阀座。在阀座移动进入位于
第一固定座与第二固定座之间的固定位置的过程中,横向限位件限制阀座在横轴方向上的
位移。
附图说明
具体实施方式
然,这些特定的范例并非用以限定本发明。例如,若是本说明书以下的公开内容叙述了将一
第一特征形成于一第二特征之上或上方,即表示其包含了所形成的上述第一特征与上述第
二特征是直接接触的实施例,亦包含了尚可将附加的特征形成于上述第一特征与上述第二
特征之间,而使上述第一特征与上述第二特征可能未直接接触的实施例。另外,本发明的说
明中不同范例可能使用重复的参考符号及/或用字。这些重复符号或用字为了简化与清晰
的目的,并非用以限定各个实施例及/或所述外观结构之间的关系。
语等。可以理解的是,除了附图所示出的的方位之外,空间相关用语涵盖使用或操作中的装
置的不同方位。所述装置也可被另外定位(例如,旋转90度或者位于其他方位),并对应地解
读所使用的空间相关用语的描述。可以理解的是,在所述方法之前、期间及之后,可提供额
外的操作步骤,且在某些方法实施例中,所述的某些操作步骤可被替代或省略。
达实施例的各个样态时可能将其从附图中省略。再者,此处所讨论的方法实施例可能以特
定的进行顺序来讨论,然而在其他方法实施例中,可以以任何合理的顺序进行。
体处理设备80。应当理解的是,加工设备50a、50b、50c的数量可以根据不同的加工程序进行
调整,并不以此实施例为限。
施例,晶圆由复合半导体所制成,如碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、砷化铟(InAs)或磷化铟
(InP)。根据部分实施例,晶圆由合金半导体所制成,如硅锗(SiGe)、硅锗碳(SiGeC)、磷砷化
镓(GaAsP)或磷化铟镓(GaInP)。根据部分实施例,晶圆包括一晶膜层。举例来说,晶圆具有
一晶膜层覆盖于大型半导体(bulk semiconductor)上。根据部分实施例,晶圆可为硅绝缘
体(silicon‑on‑insulator;SOI)或锗绝缘体(germanium‑on‑insulator;GOI)基板。
transistors(MOSFET))、互补式金氧半导体晶体管(complementary metal oxide
semiconductor(CMOS)transistors)、双载子接面晶体管(bipolar junction transistors
(BJT))、高电压晶体管、高频晶体管、P型场效晶体管(p‑channel and/or n‑channel
field‑effect transistors(PFET))或者P型场效晶体管(n‑channel field‑effect
transistors(NFET)等,以及或者其他元件。晶圆上的多个装置元件可经过多个加工制程,
例如沉积、蚀刻、离子植入、光刻、退火、以及或者其他制程。晶圆上涂布有对高能量放射光
束敏感的光致抗蚀剂层,例如本实施例中的极紫外光线。
块200、一前端模块300、一或多个装载端400、及一或多个晶圆传输模块500。应当理解的是,
以下关于加工设备50a的说明中,加工设备50a的部分特征在另一些实施例中可以进行取代
或删减。
(physical vapor deposition(PVD))、化学气相沉积(chemical vapor deposition
(CVD))、等离子体增强化学气相沉积(plasma‑enhanced chemical vapor deposition
(PECVD))、以及/或者其他沉积制程。在部分实施例中,加工模块100用于执行的加工程序包
括蚀刻制程,例如湿蚀刻、干蚀刻或离子束铣削(ion beam milling)。在部分实施例中,加
工模块100用于执行的加工程序包括光刻曝光制程、离子植入制程、热处理制程、清洁制程、
测试制程或其他关于晶圆10的加工程序、以及/或者上述加工程序的结合。
锁定模块200内后,负载锁定模块200进行密封。负载锁定模块200根据晶圆所欲传送的位
置,产生与加工模块100或前端模块300相同的气压环境。负载锁定模块200内气压环境的调
整可以通过合适的手段,例如泵,利用加入气体或是制造真空的方式改变负载锁定模块200
内的气体含量。当负载锁定模块200内气压环境达到期望的压力时,晶圆10即可自负载锁定
模块200抓取至加工模块100或前端模块300。
施例中,装载端400相邻前端模块300设置。在部分实施例中,一吊车输运系统(overhead
hoist transport,OHT,图未示)可设置于加工设备50a、50b、50c上方。吊车输运系统是配置
用于传输装载晶圆10的托架20,例如标准化机械式接口(standard mechanical
interface,SMIF)或者前开式晶圆传送盒(front opening unified pod,FOUP)至加工设备
50a的装载端400上。当托架20位于装载端400上时,在托架20内的晶圆10通过晶圆传输模块
500传送至前端模块300当中。
输模块500之另一者位于加工模块100内。
500传送于托架20与负载锁定模块200之间。或者,晶圆10可通过晶圆传输模块500传送于负
载锁定模块200与加工模块100的一或多个加工腔体内部。
63。区域管道63流体连结于主管道61,并且来自每一区域管道63的气体经由主管道61流向
气体处理设备80。在部分实施例中,主管道61以及区域管道63位于放置加工设备50a、50b、
50c的楼地板40(图2)的下方。
图2所示,气体流水线65a连结于加工设备50a的加工模块100以及区域管道63之间。在部分
实施例中,如图1所示,气体流水线65a、65b、65c位于流道组件60的上游端。
加工设备可连结一或多个气体流水线,以及部分加工设备可以不连结气体流水线。
以利快速移除、更换或者增添加工设备50a、50b、50c。
件71是配置用于产生一排除气流于区域管道63以及气体流水线65a、65b、65c当中,如图1箭
头所示。
(blower)或者一泵。流体驱动元件71制造一排除气流,以将加工设备50a、50b、50c内的气体
自加工设备50a、50b、50c经由气体流水线65a、65b、65c、区域管道63、主管道61排除至气体
处理设备80。
件的设置角度,自加工设备50a、50b、50c流出的排放气流可以进行调整。
652连结区域管道65,以排除气体至区域管道63。在一实施例中,下游段部652a与上游段部
651a分离。下游段部652a通过流体控制元件73a连结至上游段部651a。来自加工设备50a的
气体,按序经由上游段部651a、流体控制元件73a、下游段部652a后排放至区域管道63。气体
流水线65b、65c同样具有相似的上游段部651b、651c以及下游段部652b、652c,并通过对应
的流体控制元件73b、73c进行连结。
扇组件、一用于过滤气体的过滤组件、或者一用于冷却气体的气体冷却组件。
60排放至气体处理设备80并进一步进行处理。如此一来,晶圆10在加工设备50a、50b、50c中
受有毒气体污染的情况可以获得避免。于是,加工系统1的加工良率可以获得提升。另一方
面,由于加工设备50a、50b、50c中含有具有毒性的气体在排放至外部环境之前已通过气体
处理设备80进行处理,故可保障厂区人员免于危害。
X、纵轴方向Y及长轴方向Z相互垂直。
于流体控制元件73a的说明中,流体控制元件73a的部分特征在另一些实施例中可以进行取
代或删减。
个限位结构79。两个限位结构79紧邻上表面762并沿一横轴方向X排列(图4仅显示一个紧邻
上表面762的限位结构79)。另外两个限位结构79紧邻下表面764并沿横轴方向X排列(图4仅
显示一个紧邻下表面764的限位结构79)。
轴方向X,横向限位平面791在朝向纵轴方向Y上逐渐外扩。关于此特征所产生的技术效果将
于图6的说明中详述。横向限位平面791与横轴方向X的夹角θ可介于约89度至约87度之间。
在另一些实施例中,限位结构79未设置有横向限位平面791。在垂直长轴方向Z的平面上,阀
座76具有矩形或圆形的剖面。
在长轴方向Z上,轴向限位平面792与上表面762或下表面764相隔高度h1,并平行于上表面
762或下表面764。在另一些实施例中,限位结构79未设置有横向限位平面791。
791在纵轴方向Y的宽度。沟槽793的下侧内壁面可以与轴向限位平面792位于相同平面。在
另一些实施例中,限位结构79未设置有沟槽793。
以改变来自上游段部651a(图2)且通过阀座76并流向下游段部652a(图2)的气流流量。
位件,以简化阀座放置进入第一固定座74与第二固定座75之间的固定位置的步骤,并增加
对位精准度。
座体741之上,并在轴向方向Z上贯穿座体741的上、下表面。定位孔7413用于锁附元件(例
如:螺栓,图未示)通过,以固定第一固定座74于上游段部651a(图2)的末端。另外,朝纵轴方
向Y观察,一内锁附螺孔7414形成座体741的前侧,以供固定阀座76的锁附螺栓F1设置其中。
并且,两个通孔7415形成于座体741的左右二侧,用于供喷嘴746通过。喷嘴746可用于供清
洗液体进入至阀座76内部,在不分解阀座76的情况下,对阀座76内部进行清洗,以延长构件
的使用寿命。在一实施例中,未设置阀座76的情况与使用喷嘴746对阀座76进行清洗的情况
相比,前者只能使用约一周的时间就须进行清洗,而后者可延长至一个月或更久才需进行
清洗。
邻座体741的外缘设置。每一横向限位件743自座体741朝第二固定座75延伸,并终结于一端
面7431。在阀座76设置有轴向限位平面792的实施例中,横向限位件743在长轴方向Z上的高
度相同于,轴向限位平面792与上表面762相隔的高度h1。
逐渐外扩。另外,两个横向限位件743远离座体741中心的一侧为曲面。上述曲面的曲率相同
于座体741径向方向上的外侧面的曲率。
延伸,此特征可在图5中更加清楚显示。两个轴向限位件745在纵轴方向Y上的长度可以大于
或等于两个横向限位件743在纵轴方向Y上的长度。两个轴向限位件745在纵轴方向Y上的长
度可相同于沟槽793在纵轴方向Y的延伸距离。在部分实施例中,两个轴向限位件745省略设
置。在部分实施例中,朝横轴方向X观察,纵向限位件747设置于座体741的左侧。在部分实施
例中,纵向限位件747紧邻座体741的外缘设置,并自座体741朝第二固定座75延伸。
并在轴向方向Z上贯穿座体751的上、下表面。定位孔7513用于锁附元件(例如:螺栓)通过,
以固定第二固定座75于下游段部652a(图2)的开口。另外,朝纵轴方向Y观察,一内锁附螺孔
7514形成座体751前侧的外表面,以供固定阀座76的锁附螺栓F1设置其中。
邻座体751的外缘设置,并自座体751朝第一固定座74延伸,并终结于一端面7531。在阀座76
设置有轴向限位平面792的实施例中,横向限位件753在长轴方向Z上的高度相同于轴向限
位平面792与下表面764相隔的高度。
逐渐外扩。另外,两个横向限位件753远离座体751中心的一侧为曲面。上述曲面的曲率相同
于座体751径向方向上的外侧面的曲率。
延伸。两个轴向限位件755在纵轴方向Y上的长度可以大于或等于两个横向限位件753在纵
轴方向Y上的长度。两个轴向限位件755在纵轴方向Y上的长度可相同于沟槽793在纵轴方向
Y的延伸距离。在部分实施例中,两个轴向限位件755省略设置。在部分实施例中,朝横轴方
向X观察,纵向限位件757设置于座体751的左侧。在部分实施例中,纵向限位件757紧邻座体
751的外缘设置,并自座体751朝第一固定座74延伸。
别紧邻上表面762与下表面764设置。上述两个限位结构79可以位于阀座76的同一侧或者相
异侧。在其余实施例中,阀座76仅包括一个限位结构。上述限位结构79紧邻上表面762或下
表面764设置。
于相邻阀座76的上表面762的限位结构的数量,并对应相邻阀座76的上表面762的限位结构
79设置。并且,第二固定座75的横向限位件753的数量相等于相邻阀座76的下表面764的限
位结构79的数量,并对应相邻阀座76的下表面764的限位结构设置。
中,朝纵轴方向Y观察,壳体781连结于阀座76的前侧。壳体781在长轴方向Z的高度大于阀座
76在长轴方向Z的高度。详而言之,壳体781包括一中央部782、一顶部783及一底部784。中央
部782连结阀座76的外表面,且在长轴方向Z上与阀座76具有相同高度。顶部783设置于中央
部782之上,且在纵轴方向Y上未与阀座76重叠。底部784设置于中央部782之下,且在纵轴方
向Y上未与阀座76重叠。
螺孔786相邻内锁附螺孔7514设置并面向第一固定座74与第二固定座75的座体741、754在
径向上(垂直长轴方向Z)的外表面。在底部784上,外锁附螺孔785对齐第二固定座75的内锁
附螺孔7514设置,且虚设螺孔786相邻内锁附螺孔7514设置。
或是消去。
体流水线65a的上游段部651a,如图7所示。在第一固定座74固定于气体流水线65a的上游段
部651a后,第一固定座74的两个横向限位件743沿横轴方向X排列,且第一固定座74的纵向
限位件747在纵轴方向Y的后侧,如图3所示。
气体流水线65a的下游段部652a,如图7所示。在第二固定座75固定于气体流水线65a的下游
段部652a后,第二固定座75的两个横向限位件753沿横轴方向X排列,且第二固定座75的纵
向限位件757在纵轴方向Y的后侧。
固定气体流水线65a后,第一固定座74与第二固定座75间并未连结。第一固定座74与第二固
定座75间的间距相等或略大于阀座76的高度。
调整,使限位结构79对齐第一固定座74的两个横向限位件743与第二固定座75的两个横向
限位件753。详而言之,在图7所显示的实施例中,阀座76的转向是根据第一固定座74的两个
横向限位件743与第二固定座75的两个横向限位件753的位置决定。在阀座76的转向调整完
成后,阀座76的通道761是平行长轴方向Z延伸,另外阀座76的四个限位结构79对齐第一固
定座74与第二固定座75的四个横向限位件743、753。另外,在执行操作603之前,两个密封元
件767(例如:O‑ring)可设置于阀座76的上、下表面761、762,以在阀座76结合第一固定座74
与第二固定座75之后,增加气密性。
时,阀座76将受第一固定座74的横向限位件743与第二固定座75的横向限位件753所抵靠。
于是,阀座76在横轴方向X上的位移即受到第一固定座74的横向限位件743与第二固定座75
的横向限位件753所限制。
阀座76在横轴方向X上的位移。在部分实施例中,由于横向限位平面791并非与对应的横向
限位件753/743的表面平行而相对横向限位件753/743的表面倾斜,因此当阀座76持续朝纵
轴方向Y前进时,横向限位平面791与横向限位件753间的摩擦力渐增。安装人员在感受到此
阻力后,可得知阀座76即将到达定位,进而微调阀座76位置。
792,以限制阀座76在长轴方向Z上的位移。再者,在阀座76的限位结构79具有沟槽793且第
一固定座74与第二固定座75包括轴向限位件745、755的实施例中,阀座76移动于第一固定
座74与第二固定座75之间时,轴向限位件745、755是滑动于沟槽793内,以限制阀座76在横
轴方向X以及长轴方向Z的位移。
纵向限位件757与阀座76沿纵轴方向Y排列且抵靠阀座76,以限制阀座76在纵轴方向Y上的
位移。在第一固定座74与第二固定座75未设置有纵向限位件747、757的实施例中,操作603
可以在阀座76的外表面与第一固定座74与第二固定座75的外表面齐平时停止。
一固定座74与第二固定座75之上。在部分实施例中,两个锁附元件F1是设置于壳体78的外
锁附螺孔785与第一固定座74与第二固定座75的内锁附螺孔7414、7514(图3)内,以固定阀
座76于第一固定座74与第二固定座75之上。另外,两个抵靠螺栓F2设置于壳体78的两个虚
设螺孔786。
动。当两个抵靠螺栓F2抵靠第一固定座74与第二固定座75的外表面时,一反作用力将推动
阀座76离开位于第一固定座74与第二固定座75之间的该固定位置。接着,作业人员可将阀
座76自第一固定座74与第二固定座75之间的固定位置抽离。通过抵靠螺栓F2所产生的反作
用力,阀座76可以在不过度施加外力的情况下自第一固定座74与第二固定座75卸除,进而
避免第一固定座74与第二固定座75的限位件受外力压迫而变形,并增加流体控制元件73a
的使用寿命。
此不加以重复。
定座之上。由于流体控制元件的组装效率获得了简化,故可减少加工系统停机进行维护的
时间,进而降低生产成本。另一方面,由于流体控制元件可以轻易进行组装,故可避免作业
人员因长时间在危险环境作业而造成公安意外的情形发生。
控制元件也包括一阀体。阀体设置于阀座内并配置用以改变通过阀座的气体的流量。第一
固定座包括一横向限位件。横向限位件与阀座沿一横轴方向排列且抵靠阀座。另外,阀座可
移动于垂直横轴方向的一纵轴方向,且横向限位件限制阀座在横轴方向上的位移。
位移。上述长轴方向是垂直横轴方向与纵轴方向。
方向延伸。轴向限位件设置于滑槽内。于是,滑槽限制阀座在一长轴方向上的位移。上述长
轴方向垂直横轴方向与纵轴方向。
移。
所贯穿。并且,一内锁附螺孔对齐外锁附螺孔并形成于外表面。当阀座固定在第一固定座与
第二固定座之间时,锁附螺栓设置于外锁附螺孔及内锁附螺孔内。当阀座自第一固定座与
第二固定座分离时,锁附元件自内锁附螺孔分离,且抵靠螺栓设置于虚设螺孔中,并抵靠外
表面。
法也包括移动一阀座进入位于第一固定座与第二固定座之间的一固定位置。第一固定座包
括一横向限位件。横向限位件与阀座沿一横轴方向排列且抵靠阀座。在阀座移动进入位于
第一固定座与第二固定座之间的固定位置的过程中,横向限位件限制阀座在横轴方向上的
位移。
间的固定位置的过程中,逐渐增加横向限位件与横向限位平面间的阻力。
栓,使抵靠螺栓抵靠第一固定座或第二固定座的外表面,并推动阀座离开位于第一固定座
与第二固定座之间的固定位置。
易作为其它结构或制程的变更或设计基础,以进行相同于本发明实施例的目的及/或获得
相同的优点。任何所属技术领域中技术人员也可理解与上述等同的结构或制程并未脱离本
发明之构思和保护范围内,且可在不脱离本发明的构思和范围内,当可作变动、替代与润
饰。