[發明專利]活動閥門、活動屏蔽門及真空處理系統

在審

• 申請號: 201310365442.1
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN104421437A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 倪圖強;吳狄
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）有限公司
• 主分類號: F16K1/18
• 分類號: F16K1/18;F16K31/06;H01J37/32
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

技術領域

本發明涉及半導體加工設備，更具體地說，涉及活動閥門、活動屏蔽門及真空處理系統。

背景技術

現有技術中一真空處理系統如圖1所示，其包括一真空傳輸室TM，4個真空處理腔室PM1、PM2、PM3、PM4,以及一設于真空傳輸室TM中的機械手VR、一真空過渡裝載鎖LL和一緩沖腔室BS，其中，真空處理腔室PM1、PM2、PM3、PM4分別與真空傳輸室TM連接，晶圓從大氣環境被放入真空過渡裝載鎖LL中，以在不損失真空環境的前提下在大氣環境和真空傳輸室TM之間傳輸晶圓，位于真空傳輸室TM中的機械手VR對真空過渡裝載鎖LL中的晶圓進行抓取，可分別放入真空處理腔室PM1、PM2、PM3、PM4中進行等離子體加工處理，也可放入緩沖腔室BS中暫時存放，或從緩沖腔室BS中抓取晶圓送往真空處理腔室PM1、PM2、PM3、PM4。

通常，各真空處理腔室PM1、PM2、PM3、PM4與真空傳輸室TM之間均以一活動閥門隔離，活動閥門通常由氣動結構控制其開合狀態，活動閥門打開時，機械手VR可在真空處理腔室PM1、PM2、PM3、PM4與真空傳輸室TM之間傳輸晶圓，活動閥門閉合時，在真空處理腔室PM1、PM2、PM3、PM4中對晶圓進行等離子體處理工藝。

上述由氣動結構控制的活動閥門，動作原理復雜，還需額外設置氣體管路及密封氣囊或氣缸，使得活動閥門及真空處理系統結構復雜、造價昂貴。

另一方面，在一些以腐蝕性氣體作為制程氣體的等離子體刻蝕工藝中，可在真空處理腔室內部設一內罩(liner)，并將晶圓箱放置于內罩中、在內罩內部對晶圓進行等離子體處理工藝，內罩可防止制程氣體對保護外部腔室的腐蝕。而為傳輸晶圓，內罩或設置為可移除結構，或在內罩側壁設一朝向真空傳輸室的開口。可移除的內罩在需要裝卸晶圓時被從真空處理腔室中移除，其需要復雜的機械設計；而內罩上設有開口的方式，將對等離子體處理工藝的均一性帶來不利影響。

本領域技術人員理解，真空處理腔室的形狀及對稱性對等離子體處理工藝均一性影響重大。為使工藝制備出的晶圓滿足均一性的要求，真空處理腔室應具有對稱的內部結構，而位于真空處理腔室側部的活動閥門以及內罩上的開口，都會為真空處理腔室結構帶來了不對稱的因素，從而給工藝均一性帶來了不可忽略的不利影響。為此，可設有一屏蔽門將活動閥門區域與晶圓處理區域隔離或補償內罩開口給晶圓處理區域帶來的不對稱因素，從而提高等離子體處理工藝的均一性。現有技術中屏蔽門通常以氣動原理進行開合動作，需額外設置氣體管路及密封氣囊或氣缸，因而結構復雜、造價昂貴。

因此，使活動閥門以及活動屏蔽門脫離氣動的動作模式，從而簡化真空處理系統的結構，是本發明需要解決的技術問題。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種隔離真空處理腔室與真空傳輸室的活動閥門，其以電磁力控制開合狀態，結構簡單。

為實現上述目的，本發明一技術方案如下：

一種用于真空處理系統的活動閥門，設于真空處理腔室與真空傳輸室的連接通道中并與連接通道密合，用于隔離真空處理腔室與真空傳輸室，真空處理腔室中設有一晶圓箱，用于放置晶圓，真空傳輸室中設有一機械臂，用于通過連接通道傳輸晶圓，活動閥門包括：一常閉門體，設于連接通道中并與其密合，門體至少包括一受磁部件，受磁部件設置于門體一活動端部；一電磁轉換單元，固接于連接通道上遠離受磁部件的一面，其通電后產生磁吸力作用于受磁部件而帶動門體打開。

可選地，門體還包括一垂直門體與一水平門體，水平門體固接于垂直門體上臨近于連接通道頂面的一端；受磁部件固設于水平門體上遠離垂直門體的端部，電磁轉換單元固接于連接通道底面，并與受磁部件上下正對；活動閥門還包括一彈性部件，其一端固接于水平門體底面，另一端固接于連接通道底面；其中，電磁轉換單元通電時產生磁吸力作用于受磁部件，受磁部件帶動門體向下運動并施壓于彈性部件，以打開門體；電磁轉換單元斷電時，彈性部件以彈力帶動門體向上運動，以使門體與連接通道密合。

可選地，門體還包括一樞軸，樞軸固接于連接通道底面；受磁部件固設于門體上靠近連接通道頂面的活動端部，電磁轉換單元固接于連接通道底面，并與樞軸以一大體等于門體高度的間距分離設置；活動閥門還包括一彈性鉸鏈，其一端固接于門體上朝向電磁轉換單元的一面，其另一端固接于連接通道底面；其中，電磁轉換單元通電時產生磁吸力作用于受磁部件，受磁部件帶動門體繞樞軸轉動并施壓于彈性鉸鏈，以打開門體；電磁轉換單元斷電時，彈性鉸鏈以彈力帶動門體繞樞軸逆向轉動，以使門體與連接通道密合。