专利名称：减压组件及真空装置的制作方法
技术领域：
本实用新型与半导体制造装置相关，尤其是利用适量气体流势所发生的文氏管效应的减压组件和半导体制造用真空装置，可减轻真空容器的负荷，降低所耗电力。
背景技术：
半导体制作工艺一般可大体分为前工艺和后工艺。前工艺是在各种反应室中的晶片上镀薄膜，并反复蚀刻所镀薄膜，从而加工出特定模组，由此，前工艺可以称为晶片工艺； 而后工艺则是将前工艺中所造半导体晶片在逐一筛选后，与焊接框结合，从而组装出成品的过程。在上述晶片上镀薄膜或在进行蚀刻所镀薄膜的晶片工艺时，通过封闭样品载入槽将大气常压状态下的晶片移至反应室内，此时的封闭样品载入槽是利用真空容器的泵将大气压抽至真空状态。之后，工艺如结束，利用氮气或氩气还原至大气压状态，从而将晶片以大气压状态输送。此时，封闭样品载入槽和真空容器之间所安装的开关阀将真空容器和封闭样品载入槽切断隔离，真空容器进入空转状态。因此，半导体生产线必须安装有封闭样品载入槽和真空容器，实际上，真空容器为使封闭样品载入槽成为真空状态，而所需正常运转抽气时间一般仅在50%以下，剩余的大部分时间为真空容器空转时间。考虑到上述真空容器空转时间一般为50%以上，因此，通过减少真空容器空转时排气口的负荷，降低所耗电力，从而开发出本实用新型。图1表示现有半导体制造用真空装置。如图1所示，半导体制造用真空装置10可与反应室和封闭样品载入槽(未示出)相连，使反应室内部成为真空或减压状态，主体内的真空容器20装有由马达22回转驱动的多重旋翼Rl、R2、R3、R4、R5，以及与上述真空容器 20排气口通过管线25串联仅容许向外将气体排出的止回阀28，以及与止回阀观并联的辅管30，用于减少真空容器20排气口压力。依照上述元件，封闭样品载入槽和真空容器20之间的开关阀(未标示)打开后， 上述辅管30不运转，从而使真空容器20将封闭样品载入槽抽气为真空状态。但是，在封闭样品载入槽和真空容器20之间，开关阀切断隔离后，真空容器20在空转时，辅管30启动，从而减少真空容器20排气口压力，同时也降低真空容器20的负荷。 尤其是其位于多段式真空容器20吸气口 23反方向排气口一侧，因此可达到最大的压缩比， 从而降低在电力消耗中占据最大比重的排气口旋翼R5所受负荷，大幅减少真空容器20消耗的所有电量。然而，现有技术所采用的辅管30，在减少真空容器20排气口压力的过程中，由于使用辅管30，会不可避免地发生各种问题。如，安装辅管30会导致费用增加。此外，辅管 30不能与现有排气管轻松连接，需另外安装管线26，因此在安装过程中，比较复杂，会遇到安装上的难题。此外，与真空容器20相比，辅管30容量虽小，但由于需要另外运转辅管30，由此消耗的电量也会造成一定的负担。
实用新型内容本实用新型的一目的，在于提供一种减压组件，该组件利用适量气体流势所发生的文氏管效应，和提供一种利用上述减压组件的半导体制造用真空装置，可减轻真空容器的负荷，降低所耗电力。为了达成上述目的，本实用新型提供一种减压组件，包含一第一歧管，以串联方式与一真空容器的一排气口相连；一止回阀，安装于该第一歧管上，仅容许从该真空容器向外将该真空容器中的气体排出；一第二歧管，与该第一歧管并联，具有一排气侧段及一大气侧段，该排气侧段与该真空容器的排气口连接；及一真空生成器，安装于该第二歧管上，将从外部进入的气体在向外排出的过程中产生减小压力的效果。本实用新型还提供一种真空装置，包含一真空容器，具有入气口和排气口 ；及上述减压组件，与该真空容器的排气口连接，将该真空容器内部减压且保持在减压状态。相较于现有技术，本实用新型的减压组件至少具有以下功效利用气体流势而设计的减压组件及半导体制造用真空装置，根据文氏管效应所产生的气体流势，无需其他动力，即可减小真空容器排气口的压力，从而可减少真空容器空转时所消耗电力的50%以上。另外，本实用新型可减少高达一半以上的真空容器空转时所产生的负荷，因此可以延长真空容器的使用寿命。最后，本实用新型的减压组件可轻松与真空容器管线边缘结合后即可启用。
[0016]图1表示现有半导体制造用真空装置。[0017]图2为本实用新型的半导体制造用真空装置使用状态图。[0018]图3为说明本实用新型的半导体制造用真空装置的示意图。[0019]图4为本实用新型的减压组件的轴测图。[0020]图5为说明本实用新型的减压组件的真空生成器的详图。[0021]图6a及图6b表示本实用新型的减压组件的启动和作用。[0022]图7为安装本实用新型的减压组件时，真空容器所耗电力减少比率的比较图。[0023]主要元件符号说明[0024]10真空装置20真空容器[0025]22马达23吸气口[0026]25管线26管线[0027]观止回阀30辅管[0028]110反应室120封闭样品载入槽[0029]130真空容器131主体[0030]132马达133吸入口[0031]140开关阀151管线[0032]153排气管线200减压组件[0033]210真空生成器211流入段[0034]212排出段213歧管段[0035]220止回阀231合气管[0036]231a边缘232a第一歧管[0037]232b第一歧管233a第二歧管[0038]233b第二歧管234合气管[0039]234a边缘235气体输送供给[0040]235a边缘240套管[0041]Rl R5旋翼
具体实施方式
有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。图2为半导体制造用真空装置使用状态图，适用于利用本实用新型的减压组件。 如图2所示，依据本实用新型而制造的半导体制造用真空装置包含多段式真空容器130， 与反应室110和封闭样品载入槽120相连，从而减少封闭样品载入槽120的压力；减压组件 200，用于减少真空容器130排气口压力；以及连接上述元件的各种管线151、153及开关阀 140。因此，本实用新型的半导体制造用真空装置仅将减压组件简单连接现有的多段式真空容器130，即可取得卓越的效果。因此，本实用新型的减压组件200可由边缘安装轻松置于上述真空容器130排气管线153，与现有的辅管不同，无需其他动力，即可有效减少真空容器130排气口压力，降低真空容器130所受负荷，从而大幅降低所耗电力。以下以减压组件为中心，就本实用新型的半导体制造用真空装置的构成详细说明如下。图3为说明本实用新型的半导体制造用真空装置的示意图。图4为本实用新型减压组件的轴测图。图5为说明本实用新型减压组件的真空生成器的详图。如图3所示，本实用新型的半导体制造用真空装置主要由真空容器130和减压组件200构成。其中，减压组件包括真空生成器210、止回阀220、将以上部件并联的第一歧管 232a,232b和第二歧管233a、23!3b等部件，利用上述真空生成器210所输送气体流势，根据文氏管效应，减少真空容器130排气口压力。以下将以减压组件200各构成部件为中心，对本实用新型各构成部件加以说明。上述真空生成器210接收所输送气体，在气体向大气侧输送过程中，根据其流势， 利用其产生的压力减少效果，从而减少上述真空容器130排气口压力。为此，上述真空生成器210依照第二歧管233a、233b与上述真空容器130串联，与置于第一歧管23h、232b的止回阀220并联。上述真空生成器210包含一文氏管，具有在直线区间相互连通的流入段211和排出段212、以及在上述流入段211和排出段212中间支点分开的歧管段213 ；上述真空生成器210的流入段211与外部供给气体输送的气体输送供给管235相连接，接受从外部进入的输送气体；上述排出段212与上述第二歧管233a、23!3b大气侧管线23 相连接，排出输送气体；上述歧管段213与上述第二歧管233a、233b的排气侧管线233a相连接，通过从该
5流入段211向该排出段212输送气体的流速变化从而形成减少压力的效果。在此，上述真空生成器210包括流入段211和排出段212，以及其中间支点内部横截面呈骤减状的文氏管，该文氏管的流入段211及排出段212之间的直线区间的中间点的横截面比该流入段及该排出段小。由此，从上述流入段211流入的输送气体经过在歧管段分开位于支点的中间支点时，依照所减横截面积，流速骤增，从而产生使歧管段213—侧压力减少的文氏管效应。据此从而产生压力减少效果，通过连接于上述歧管段213的第二歧管233a、233b的排气口管线233a和排气口侧合气管231进行转送，从而减小真空容器130 排气口压力。上述止回阀220安装于第一歧管23加、23沘中部，在真空容器130运转时，从上述真空容器130所排出的气体流势仅容许向大气外部排出。由此，在观察安装于上述第一歧管23h、232b的止回阀220连接关系时，可发现其与真空容器130串联，而与真空生成器 210并联。第一歧管23h、232b和第二歧管233a、233b分别设有上述止回阀220和真空生成器210，在排气口侧以一个合气管231开始，相互分离后，在大气侧又以一个合气管234进行合并。由此，上述第一歧管23h、232b和第二歧管233a、23!3b在排气口侧和大气侧以一个管线合并时，根据边缘231a、234a，以管线对管线方式可将本实用新型减压组件在上述真空容器130的排气管线153中部简单连接安装。元件符号23 为安装于气体输送供给管 235末端的边缘23 ，主要从外部输送气体，连接供给气体输送的供给管时使用。如前所述，上述减压组件200主要由真空生成器210、止回阀220，以及连接上述部件的管线231、23h、232b、233a、233b、234、235组成；并设有箱状套管，以容纳上述组件，也是其特点之一。由此，上述套管240设为箱状，在套管240外仅留设有边缘231a、234a、23fe 的三个管线231、234、235露出管外，外型美观，便于整理。如上所述，本实用新型的减压组件200启动和作用将以图6a和图6b配合前几图加以详细说明。图6a为减压组件连接将样品载入槽抽为真空所用的真空容器正常运转图。请同时参考图3与图6a。此时，打开在样品载入槽120和真空容器130安装的开关阀140时，真空容器130开始运转，此时不供给输送气体。请同时参考图2与图3，根据马达132和旋翼R1、R2、R3、R4、R5旋转，以真空容器的泵从样品载入槽120排出的气体通过吸入口 133，吸入主体131内部后，由连接于排出口的排出管排出气体。之后，排出的气体由减压组件200排气侧的合气管231和第一歧管23加、 232b排气侧管线23 通过止回阀220后，通过第一歧管23h、232b的大气侧管线232b和大气侧合气管234最终从大气侧排出。由此，将样品载入槽120抽为真空所用的真空容器130正常运行时，必须将样品载入槽120内压力精密维持于一定水准。因此，在真空容器130排气口侧压力减小时，稍不注意即会导致样品载入槽120内部压力紊乱，在工艺中造成损失，因此，不需要利用真空生成器210减少排气侧的压力。此外，图6b为解除样品载入槽120真空状态时，真空容器130空转时的情况。此时，载入槽120和真空容器130将由安装于其间的开关阀140对其加以切断隔离，真空容器 130将持续空转。
6[0059]此时，减压组件200启动，从而减小真空容器130排气口侧压力。首先，通过气体输送供给管235接收所输送气体，供给真空生成器210的流入段211，因此，通过上述流入段 211，所流入的输送气体将经过真空生成器210内部，从排出段212排出。之后，再经过第二歧管233a，233b大气侧管线23北，通过大气侧合气管234最终排出。在此过程中，输送气体经过内部横截面积急剧减少的真空生成器210中间支点， 从而流速骤增。而且，越是增加，真空生成器210歧管段213—侧减少压力的效果越强。由此，歧管段213的压力减少的效果马上通过第二歧管233a、23!3b排气口侧管线233a和排气口侧合气管231转入真空容器130排气口侧，将大气压从1013mbar减至IOOmbar以下的较低水准。因此，将会减小位于真空容器130排气口侧，担负最大压缩比的最后端旋翼R5以及其他旋翼Rl、R2、R3、R4的负荷。在多段式真空容器130，作用于旋翼的负荷从吸入口至排气口侧呈渐进趋势，因此对位于最后端的旋翼所消耗电力有很大的影响。因此，将本实用新型的减压组件200安装于真空容器130排气口侧，将会减少空转时所耗电量的50%以上。图7为安装本实用新型的减压组件时，真空容器所耗电力减少比率比较图。如图 7所示，如未安装本实用新型的减压组件200，所耗电量平均为；安装本实用新型的减压组件200，所耗电量平均为766W，以未安装本实用新型的减压组件200的耗电量1629W为 100%时，安装本实用新型的减压组件200的耗电量平均为766W是减至47%，因此大约可减少53%的电量。即便单纯以减少所耗电力的观点来看，与现有安装能够减少所耗电量约42%的辅管(耗电量平均为947W)相比，也能节约11%的电量。尤其是，本实用新型的减压组件200 自身几乎不另外消耗电力，因此可以节约更多的电量。以上所测结果，是在样品载入槽120的体积为71L、泵是制造商Acatel出品的型号为A100L、真空容器130型号为EPX180NE、真空容器130无负荷时所耗电力为1. 7kw、真空容器最低压力为7. 5X 10_5Τοπ·、减压组件200中气体供给压力为^gf/cm2的条件下所做实验得出的数值。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非用以限定本实用新型的专利保护范围，其他运用本实用新型专利精神的等效变化，均应俱属本实用新型的专利范围。
权利要求1.一种减压组件，其特征在于，包含一第一歧管，以串联方式与一真空容器的一排气口相连；一止回阀，安装于该第一歧管上，仅容许从该真空容器向外将该真空容器中的气体排出；一第二歧管，与该第一歧管并联，具有一排气侧段及一大气侧段，该排气侧段与该真空容器的排气口连接；及一真空生成器，安装于该第二歧管上。
2.如权利要求1所述的减压组件，其特征在于，该真空生成器包含一文氏管，具有一流入段，接受从外部进入的输送气体；及一排出段，与该流入段形成直线区间，并与该第二歧管的大气侧段相连，排出输送气体；及一歧管段，在该文氏管的流入段及排出段之间的直线区间的中间点分开，且与该第二歧管的排气侧段相连。
3.如权利要求2所述的减压组件，其特征在于，该文氏管的流入段及排出段之间的直线区间的中间点的横截面比该流入段及该排出段小。
4.一种真空装置，其特征在于，包含一真空容器，具有入气口和排气口 ；及权利要求1 所述的减压组件，与该真空容器的排气口连接。
专利摘要本实用新型有关一种减压组件，包含第一歧管，以串联方式与一真空容器的一排气口相连；止回阀，安装于该第一歧管上，仅容许从该真空容器向外将该真空容器中的气体排出；第二歧管，与该第一歧管并联，具有一排气侧段及一大气侧段，该排气侧段与该真空容器的排气口连接；及真空生成器，安装于该第二歧管上，将从外部进入的气体在向外排出的过程中产生减小压力的效果。本实用新型还有关一种包含上述减压组件的真空装置。本实用新型的减压组件根据文氏管效应所产生的气体流势，无需其他动力，即可减小真空容器排气口的压力，从而可减少真空容器空转时所消耗电力的50％以上。
文档编号H01L21/67GK202196761SQ20112031007
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者庄锦源 申请人:力技科技工程股份有限公司