止逆阀及防止气体回冲的系统的制作方法

本发明涉及一种阀及半导体制作工艺系统，且特别是涉及一种止逆阀及防止气体回冲的系统。

背景技术：

在半导体的制作工艺设备里，真空系统(vacuum system)的应用非常地广泛，从薄膜沉积(thin film deposition)、干蚀刻(dry etching)、离子注入(ion implantation)及光刻(lithography)等主要的制作工艺设备，到扫描式电子显微镜(scanning electron microscope)和二次离子质量分析仪(secondary ion mass spectroscope)等半导体表面分析仪器，都需要真空系统来维持上述机台于适合的压力下操作。

然而，当真空系统异常时，真空系统的管路中的气体会产生回冲，而将管路中的微粒及粉尘回灌至反应室中，而对反应室造成污染，进而使得产品损坏。

在目前业界使用的真空制作工艺反应室设计中，虽然会在各个反应室交界处装设由真空计控制的切断阀，然而一旦真空系统发生异常时，会因真空丧失而引发逆气流，且往往因为真空计反应稍缓或是切断阀关闭不及，而造成逆气流夹带大量粉尘回灌至反应室，导致产品出现无法修补的损坏而需报废。

此外，部分真空系统的设计考虑到空间限制，甚至会省略设置切断阀装置。当然，可要求原厂变更真空制作工艺反应室的设计，而使得有足够空间来装设切断阀装置，然而此种方式不仅缓不济急，且客制化的价格十分高昂。

技术实现要素：

本发明提供一种止逆阀，其可有效且即时地阻断逆气流与其夹带的粉尘。

本发明提供一种防止气体回冲的系统，在真空系统异常时，可避免因逆 气流回冲而夹带的粉尘回灌至反应室而造成的污染问题。

本发明提供一种止逆阀，其包括阀体、多个旋启式栅门及多个挡块。阀体具有多个开口。旋启式栅门设置于阀体上。在旋启式栅门关闭时，旋启式栅门封住开口。挡块设置于阀体上。在旋启式栅门开启时，挡块挡住旋启式栅门，以限制旋启式栅门的开启角度。

依照本发明的一实施例所述，在上述的止逆阀中，旋启式栅门包括轴及栅门。轴设置于阀体上。栅门连接于轴。

依照本发明的一实施例所述，在上述的止逆阀中，开启角度例如是30度至45度。

依照本发明的一实施例所述，在上述的止逆阀中，还包括多个密封件。密封件设置于阀体上并环绕开口，且位于阀体与旋启式栅门之间。

依照本发明的一实施例所述，在上述的止逆阀中，密封件例如是O型环。

依照本发明的一实施例所述，在上述的止逆阀中，还包括多个顶针结构。各个顶针结构包括弹簧结构及顶针。弹簧结构设置于阀体上。顶针连接于弹簧结构。在旋启式栅门关闭时，顶针与旋启式栅门相接触。

依照本发明的一实施例所述，在上述的止逆阀中，弹簧结构包括壳体及弹簧。弹簧位于壳体中。

本发明提供一种防止气体回冲的系统，其包括反应室、真空系统、管路及上述止逆阀。管路设置将反应室与真空系统进行连通。止逆阀设置于管路系统中。

依照本发明的一实施例所述，在上述的防止气体回冲的系统中，止逆阀中的旋启式栅门可位于阀体邻近于真空系统的一侧。

依照本发明的一实施例所述，在上述的防止气体回冲的系统中，管路系统至少在设置有止逆阀的部分可垂直于地面。

基于上述，在本发明所提出的止逆阀中，通过多个旋启式栅门形成栅栏式结构，可分散截断逆气流所需的大面积，所以能大幅缩短止逆阀完成关闭行程所需时间，进而可有效且即时地阻断逆气流与其夹带的大量粉尘物质。此外，通过旋启式栅门的设计，可以缩减安装此止逆阀所需的纵身(高度)，即使在反应室与真空系统间有狭隘空间限制的机台也可以轻易地进行安装，无需进行任何改造。另外，通过旋启式栅门的架构，一旦逆气流发生便会顺势关闭，无需加装用于侦测真空状态的真空计与额外的气动装置。

另一方面，在本发明所提出的防止气体回冲的系统中，由于具有上述止逆阀，所以可避免因逆气流回冲而使得夹带的粉尘回灌至反应室所造成的污染问题，进而可防止产品受到损坏。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的止逆阀的上视图；

图2为图1中的止逆阀在开启时沿着I-I’剖面线的剖视图；

图3为图1中的止逆阀在关闭时沿着I-I’剖面线的剖视图；

图4为本发明一实施例的防止气体回冲的系统的示意图。

符号说明

10：止逆阀

20：防止气体回冲的系统

100：阀体

102：旋启式栅门

104：挡块

106：开口

108：轴

110：栅门

112：密封件

114：顶针结构

116：弹簧结构

118：顶针

120：壳体

122：弹簧

200：反应室

300：真空系统

400：管路

402：法兰

404：螺丝

θ：开启角度

具体实施方式

图1为本发明一实施例的止逆阀的上视图。图2为图1中的止逆阀在开启时沿着I-I’剖面线的剖视图。图3为图1中的止逆阀在关闭时沿着I-I’剖面线的剖视图。

请同时参照图1及图2。止逆阀10包括阀体100、多个旋启式栅门102及多个挡块104。阀体100具有多个开口106。阀体100的厚度例如是2mm～5mm。当阀体100的厚度小于2mm时，则阀体100无法承受真空压力。当阀体100的厚度大于5mm时，则会增加纵身高度且制作难度提高。阀体100的材料例如是耐高温且抗腐蚀性金属，如不锈钢材(例如，304不锈钢或316不锈钢)或其他合金钢材。开口106的形状例如是长条形。在本实施例中，虽然开口106的形状是以长条形为例进行说明，但并不用以限制本发明，于此技术具有通常知识者可依据实际的产品设计需求来调整开口106的形状。

旋启式栅门102设置于阀体100上。在旋启式栅门102关闭时，旋启式栅门102封住开口106，此时止逆阀10呈关闭状态。详言之，当真空系统故障而产生逆气流时，通过逆气流推挤旋启式栅门102，旋启式栅门102可有效且即时地封住开口106。旋启式栅门102可设置于靠近真空系统的一侧。旋启式栅门102可包括轴108及栅门110。轴108设置于阀体100上，栅门110连接于轴108。栅门110的材料例如是铁或铝合金等耐高温且抗腐蚀性金属材料。栅门110的形状例如是长条形。栅门110的厚度例如是2mm～5mm。栅门110的长度与宽度可视真空系统的管径取适当尺寸。在本实施例中，虽然栅门108的形状是以长条形为例进行说明，但并不用以限制本发明，于此技术具有通常知识者可依据实际的产品设计需求来调整栅门108的形状。

挡块104设置于阀体100上。在旋启式栅门102开启时，挡块104挡住旋启式栅门102，以限制旋启式栅门102的开启角度θ。开启角度θ例如是30度至45度。在将开启角度θ控制在30度至45度之间的情况下，当真空系统失效产生逆气流时，栅门110可快速地封住开口106以即时阻断逆气流与其夹带的粉尘；当真空系统正常运作时，此开启角度θ也可让气流顺利且稳定地通过开口106。

此外，止逆阀10还可包括多个密封件112。密封件112设置于阀体100上并环绕开口106，且位于阀体100与旋启式栅门102之间。密封件112例如是O型环。O型环的材料例如是一般O型环或是含氟成分的O型环。

在止逆阀10具有密封件112的情况下，当旋启式栅门102关闭时，旋启式栅门102会加压于密封件112，而使得旋启式栅门102与密封件112紧密地结合，进而提升旋启式栅门102对于开口106的密封能力。

另外，在栅门110上沾染具粘性的制作工艺物质的情况下，当旋启式栅门102关闭时，可能会使得栅门110粘在阀体100或密封件112上而难以复归。因此，止逆阀10还可包括多个顶针结构114，可用以确保逆气流停止后，止逆阀10能立即自动开启。各个顶针结构114可包括弹簧结构116及顶针118。弹簧结构116设置于阀体100上。弹簧结构116可包括壳体120及弹簧122。弹簧122位于壳体120中。顶针118连接于弹簧结构116。在旋启式栅门102关闭时，顶针118与旋启式栅门102相接触。

详言之，在止逆阀10具有顶针结构114的情况下，当真空系统故障时，旋启式栅门102会因逆气流的推挤而顺势关闭，此时旋启式栅门102会接触顶针118，进而压缩连接在顶针118的弹簧122(如图3所示)。如此一来，当真空系统恢复而逆气流停止时，压缩弹簧122的力消失，此时弹簧122会驱动顶针118，而通过顶针118将旋启式栅门102推开，而完成旋启式栅门102的自动复归(如图2所示)。

基于上述实施例可知，多个旋启式栅门102形成栅栏式结构，可分散截断逆气流所需的大面积，所以能大幅缩短止逆阀10完成关闭行程所需时间，进而可有效且即时地阻断逆气流与其夹带的大量粉尘物质。此外，通过旋启式栅门102的设计，可以缩减安装此止逆阀10所需的纵身(高度)，即使在反应室与真空系统间有狭隘空间限制的机台也可以轻易的直接安装，无须进行任何改造。另外，通过旋启式栅门102的架构，一旦逆气流发生便会顺势关闭，无需加装用于侦测真空状态的真空计与额外的气动装置。

图4为本发明一实施例的防止气体回冲的系统的示意图。

请同时参照图1至图4，防止气体回冲的系统20包括反应室200、真空系统300、管路系统400及止逆阀10。防止气体回冲的系统20可应用在各种半导体机台的真空制作工艺反应室。举例来说，反应室200可为批次型离子注入机台(batch type ion implanter)的真空制作工艺反应室或单一晶片反 应室型(single wafer chamber type)机台的真空制作工艺反应室。真空系统300包括泵，可用以对反应室200进行抽真空。管路系统400将反应室200与真空系统300进行连通。

止逆阀10设置于管路系统400中。举例来说，止逆阀10可通过法兰402与螺丝404等连接构件而固定于管路系统400中，然而本发明并不以此为限。止逆阀10中的旋启式栅门102可位于阀体100邻近于真空系统300的一侧。止逆阀10的各构件的设置方式、材料及功效已于上述实施例中进行详尽地描述，故于此不再赘述。

此外，在防止气体回冲的系统20中，管路系统400至少在设置有止逆阀10的部分可垂直于地面方向，而使得止逆阀10中的旋启式栅门110可通过重力自动开启。在此实施例中，是以管路系统400整体均垂直于地面为例来进行说明，但本发明并不以此为限。在另一实施例中，管路系统400在未设置有止逆阀10的部分可平行于地面、垂直于地面或依据实际的产品设计需求作各种设计，只要管路系统400具有止逆阀10的部分垂直于地面即属于本发明所保护的范围。

基于上述实施例可知，在防止气体回冲的系统20中，由于在连通反应室200与真空系统300的管路系统400中设置有止逆阀10，且止逆阀10能够阻挡回冲的逆气流，因此可防止逆气流所夹带的粉尘等污染物对反应室200造成污染，进而可避免产品受到损坏。

综上所述，上述实施例至少具有下列特点。上述实施例所提出的止逆阀可有效且即时地阻断逆气流与其夹带的大量粉尘物质。此外，上述实施例所提出的止逆阀即使在反应室与真空系统间有狭隘空间限制的机台也可以轻易地进行安装，无需进行任何改造，进而可节省机台改造成本。另外，上述实施例所提出的止逆阀在逆气流发生时便会顺势关闭，无需加装用于侦测真空状态的真空计与额外的气动装置。另一方面，上述实施例的防止气体回冲的系统可避免因逆气流回冲而使得夹带的粉尘回灌至反应室所造成的污染问题，进而可防止产品受到损坏。

虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。