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用于真空的前级管道预调节

阅读:590发布:2020-05-11

专利汇可以提供用于真空的前级管道预调节专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 是一种用于对若干包含不相容气体的 真空 处理室 进行抽真空的装置和方法。气体被引导至包含预调节装置的低于 大气压 的消减室。在消减室中处理气体以使它们相容。然后,通过前级 泵 将相容的气体作为单个气流而从消减室中抽走。,下面是用于真空的前级管道预调节专利的具体信息内容。

1.一种用于对包含不相似气体的至少两个处理真空室(330、331)进行 排气的真空排气装置(300),包括:
低于大气压的消减室(310),具有至少两个入口(340、341)和一个出口(360), 所述至少两个入口从所述至少两个处理真空室中接纳气体;
前级(370),连接至所述低于大气压的室的所述出口,用于在所述室内保 持真空;
所述低于大气压的消减室包含至少一个预调节器(350),用于对从所述处理 真空室的接纳气体中的至少一种以不同于所述气体中的另一种的方式进行调节, 由此将所述气体变成相容的以用于混合。
2.如权利要求1所述的真空排气装置,其特征在于,所述至少一个预调 节器(350)是选自下列装置的一消减装置:等离子化装置、化学燃烧装置、化学 中和装置和过滤器
3.如权利要求1所述的真空排气装置,其特征在于,所述低于大气压的 消减室(310)包括多个消减装置(350、351),各用于调节来自于相应处理室的 气体。
4.如权利要求1所述的真空排气装置,其特征在于,还包括连接至处理 室(110)的排气端口的涡轮分子泵(111);所述涡轮分子泵的排气装置连接至所 述低于大气压的消减室的入口。
5.如权利要求4所述的真空排气装置,其特征在于,所述涡轮分子泵能 够排气到超过1torr的压
6.如权利要求4所述的真空排气装置,其特征在于,所述涡轮分子泵能 够排气到超过5torr的压力。
7.如权利要求4所述的真空排气装置,其特征在于,还包括连接至所述 涡轮分子泵的排气侧的节流(112)。
8.如权利要求1所述的真空排气装置,其特征在于,所述低于大气压的 室邻近所述处理室。
9.如权利要求1所述的真空排气装置,其特征在于,所述低于大气压的 室远离所述处理室。
10.如权利要求1所述的真空排气装置,其特征在于,所述低于大气压的 室(310)的内部容积减小了所述处理室中的一个中的压力变化对另一所述处理室 中的压力的影响。
11.如权利要求1所述的真空排气装置,其特征在于,所述前级泵邻近所 述低于大气压的消减室。
12.如权利要求1所述的真空排气装置,其特征在于,还包括连接至所述 前级泵的排气侧的大气压消减装置(150)。
13.如权利要求12所述的真空排气装置,其特征在于,所述大气压消减装 置(150)选自下列装置:湿式洗涤器、干式洗涤器以及组合式干/湿洗涤器。
14.如权利要求1所述的真空排气装置,其特征在于,为了对四个处理真 空室进行排气,所述低于大气压的消减装置具有四个入口。
15.一种用于从多个处理真空室(330、331)中排气的方法,来自于所述 处理真空室中的至少两个的所述排气彼此不相容,所述方法包括以下步骤:
在低于大气压的消减室(310)中从各所述处理真空室中接纳所述排气;
在所述低于大气压的消减室内,对来自于具有不相容气体的所述至少两个处 理真空室中的至少一个的所述排气进行预调节,由此将所述不相容气体变成相容 的;以及
通过单个通道从所述低于大气压的消减室将所述相容的排气抽吸至前级真空 泵(370),由此将所述低于大气压的消减室保持在低于大气压的压力下。如权利 要求15所述的方法,还包括用涡轮分子泵(111)将所述排气从所述处理真空室 中的至少一个转移至所述低于大气压的消减室的步骤。
16.如权利要求15所述的方法,其特征在于,从所述低于大气压的消减室 抽吸所述排气的所述步骤还包括:在所述消减室中将所述低于大气压的压力保持 在5-10torr之间。
17.如权利要求15所述的方法,其特征在于,预调节所述排气的所述步骤 包括使所述排气经受选自下列处理中的至少一种处理:等离子化、化学燃烧、化 学中和以及过滤。

说明书全文

技术领域

发明一般地涉及真空领域,更具体地说,涉及一种用于给多个具有不相 容排气成分的室提供高真空的方法和装置。

背景技术

一些研究和制造处理需要使用具有高真空的处理室。由于若干原因而需要真 空。在一些情况下,必须去除在处理过程中会引起化学反应或物理损坏的大气成 分(例如,在对诸如之类的活性金属进行真空熔炼过程中)。在其它情况下,真 空用来干扰在通常室内条件下存在的平衡条件,诸如从大量材料中去除挥发性液 体、吸留气体或不溶解气体(例如,对石油进行脱气、冷冻干燥),或者从表面上 脱附气体(例如,在制造过程微波管的清洗)。真空也用在必须延伸颗粒要在彼 此碰撞之前行进的距离的处理中,从而使颗粒能在源极和靶之间遵循无碰撞过程 (例如在真空膜、颗粒加速、电视机显像管中)。最后,利用真空,通过减小每 秒碰撞的分子的数量来制备清洁的表面。这减小了污染的几率(例如,在清洁表 面研究中和在纯净薄膜的制备中)。
半导体晶圆的加工中,真空用在薄膜沉积和蚀刻操作中,主要用来减少污 染。尽管本发明的真空系统在这里描述成主要与半导体晶圆制造操作联系在一起, 但是也可用在需要使用真空的上述任何处理和研究活动中。
真空泵设计的现状是,还没有建造出一种能在从一个大气压到10-6torr或更低 的压范围内工作、并具有足够的抽气速度以满足一些用途的要求的真空泵。相 反的是,为了实现用来涂镀薄膜和其它真空用途的足够高的真空,使用了包括初 级油封泵或干式泵以及次级高真空分子泵的抽气系统。旋转式油封泵或干式初级 泵(或前级泵或预抽泵)将处理室“粗抽”至约0.1torr的“低真空”,此后次级 高真空分子泵和旋转式泵串联在一起使用,从而将处理室抽至加工所需的高真空 量级。
在抽高真空的系统中使用两个泵机构的一个原因是,在抽真空中要考虑两个 物理状态。在下至约10-1-10-2torr的低真空范围内,空气分子相互作用。在这种情 况下,空气具有粘性并且像流体一样流动,因此可使用油封泵或干式旋转泵来抽 真空。
在高真空压力下,分子彼此独立,导致“分子流动”。泵必须作用在每个分子 上。在这种情况下,“抽真空”实际上在具有随意分子移动的特征的系统中提供了 止回(或小概率返回)点。分子泵提供了这种止回点。
油封泵和干式旋转泵都在抽真空系统中用作前级泵。通常,这两种类型的泵 依靠将一定体积的气体限制在抽真空室中,在泵的高压侧上排气之前减小气体的 体积。多种几何形状的构造用在旋转式真空泵中,包括旋转叶片泵和在平行轴上 旋转的互成度配置的形状。
油封旋转叶片泵包括单个轴,该轴驱动具有滑动叶片的转子;转子和叶片在 偏心定子内转动。泵可具有单级,或可具有串联的两级,且较大的第一级排气进 入较小的第二级。整个机构浸在用于润滑、密封和冷却的油中。
干式泵的已知的构造包括钩爪、舌槽和螺钉几何形状、以及罗茨泵等。在干 式泵机构中没有油;相反地,密封是通过紧密运行的间隙来实现的。尽管干式泵 通常制造起来更加困难,并且因此成本更高,但是它们在半导体制造行业中较佳 的,因为它们将很少的污染物引入系统中,并且因为油封泵中的油有吸收腐蚀性 处理气体进而使泵退化的趋势。
已经发展了若干技术以用于在分子级别上抽气。这些技术包括使用蒸汽喷嘴 来给予动量从而将真空室中的分子移向排气装置的扩散泵。气体捕获泵通过离子 俘获、冷冻(低温泵)或者通过将气体掩埋在通常沉积的金属膜下来去除分子。
涡轮泵(或涡轮分子泵)利用涡轮状的转子,该转子沿排气方向加速分子, 这增大了分子将朝向前级泵而被移出室的几率。该技术已经用在清洁度要求很严 格的应用中,因为用在抽真空系统中的任何材料的回流都没有问题,即抽真空机 构是干式的。
没有一个分子泵(扩散、气体捕获或涡轮)能够在大气压下有效工作。为此, 如上所述,真空室首先使用低真空泵来抽至约1torr-10-2torr的粗压力,然后由高 真空分子泵进一步抽气。分子泵因此在其整个工作周期中通常具有约1torr-10-2torr 的排气压力,尽管在现有技术中已知有能对更大压力进行排气的泵。
消减装置必须用在许多应用中以调节排气,从而控制将危险气体释放入大气 中,并且再次捕获用在制造过程中的材料。消减装置的一个例子是洗涤器,它通 过将液体或气体注射入中来从废水中移除材料。可利用的洗涤器包括湿式洗 涤器和干式洗涤器。
在湿式洗涤器中,强制处理废气进入喷雾室中,在这里微小的水颗粒溶解气 体,并且输送灰尘和颗粒,而将它们从气流中去除。然后,处理装载灰尘和溶质 的水以去除捕获的材料。水可以循环利用。
在干式洗涤器中,可以将气体注入废气中从而化学地改变废气流中的危险气 体。干式洗涤器可以使用多种技术来去除不想要的气体,包括具有或不具有附加 燃料化剂的热氧化、吸附(热的或冷的)、以及催化和等离子处理。还已知洗 涤器包括供给至湿级的干级。
收集器也用来简单地收集灰尘。这些收集器可以是大气压的或低压的。它们 可使用过滤器或旋器。
在用于制造半导体晶圆或用于其它反应性气体处理的典型真空系统中,单个 涡轮分子泵和单个前级泵设置成串联的,以服务于单个处理真空室,涡轮分子泵 离真空室最近。四个真空处理室通常设置在单个制造工具上。一个或多个消减装 置可用来从排气中去除多余的处理气体。假如消减装置处于涡轮泵和前级泵之间, 则通常每个室需要一个消减单元。假如消减装置在大气中,即在前级泵的下游, 假设未被消减装置处理的气体是相容的,或者假设消减装置足以作用在气流上以 使气体在混合之前相容,则几个室可共用一个消减装置。不管室的构造如何,通 常每个室都需要一个前级泵,从而避免一个室中的压力波动干扰其它室中的压力。
多种系统可用来调节真空室内的压力。在2002年7月16日提交的Rousseau 等发明的美国专利第6,419,455号中描述的一种这样的系统中,同时控制涡轮分子 泵和前级泵的转速,以在室中实现预定的压力分布。
在2000年6月28日公布的欧洲专利申请第EP 1014427A2号中描述的另一 系统使用多个入口的次级(低真空)泵以对多个处理室抽真空。次级泵入口可以 连接至高真空泵。
1999年2月23日提交的、Park等发明的美国专利第5,873,942号显示了一种 抽真空系统,其中,若干高真空泵由单个低真空泵来支持。闸设置于高真空泵 和低真空泵之间。反应性气体的消减处理和不相容性未被提及。
在1999年8月30日提交的、Beyer等发明的美国专利第5,944,049号中描述 的系统采用了设置在高真空泵的排气侧上的控制阀。该控制阀用来调节处理室内 的真空。
通常的半导体晶圆处理系统具有若干真空室,这些真空室具有独立的抽真空 系统以用于在室中产生和保持真空。在真空室内的处理周期是独立运行的,且根 据需要以不同压力来接纳反应性气体。
安装这种系统的初始成本很高,部分地因为许多重复部件,诸如消减装置和 前级泵。由于类似的原因,这种系统的维护成本很高,且系统占据了大量空间。
半导体晶圆处理系统通常具有若干连续步骤,其中,衬底接连暴露于一系列 反应性气体中。这些步骤发生在单独的处理真空室中,且涉及不同的和通常不相 容的反应性气体。在这些情况下,在单个半导体制造工具上的四个或多个真空室 可放出在抽真空系统中未被无条件地混合的排气。
用于处理多种杂质的收集器是可获得的。例如,在1988年11月15日提交的、 Kitayama等发明的美国专利第4,784,837号中描述的系统采用用于从半导体处理 气体中去除多种材料的吸附剂和工艺。类似地,1999年5月18日提交的、Hayashi 等发明的美国专利第5,904,757号揭示了一种用于从单个半导体处理室的排气中去 除若干反应性副产物的收集器。
因此,目前需要提供一种使用单个低真空泵用来支持对若干处理室抽真空的 若干高真空泵的真空排气装置和方法。尤其,该装置和方法应该适于与两个或多 个处理室一起使用,这些处理室在其排气中具有不相容的处理材料。据发明人所 知,目前还没有这种技术。

发明内容

本发明通过提供一种用于对多个处理真空室进行排气而无需每个室都有完整 的真空系统、同时容纳来自于诸室的不相容的废气成分的装置和方法来解决上述 的需要。在一个实施例中,提供了一种从包含不相似气体的至少两个处理真空室 中排气的真空排气装置。该装置包括具有至少两个入口和一个出口的低于大气压 的消减室。至少两个入口从至少两个处理真空室中接纳气体。该装置还包括连接 至低于大气压的室的出口的前级泵,用于保持该室内的真空。低于大气压的消减 室包含至少一个预调节器,用于对从处理真空室接纳的气体的至少一种以不同于 其它气体的方式进行调节。以此方式,将气体变成相容的以用于混合。
在该真空排气装置中,至少一个预调节器可以是消减装置。具体地说,它可 以是等离子化装置、化学燃烧装置、化学中和装置或过滤器。低于大气压的消减 室可以包括多个消减装置,各用于调节来自于相应处理室的气体。
真空排气装置还可包括连接至处理室的排气端口的涡轮分子泵;其中,所述 涡轮分子泵的排气装置连接至所述低于大气压的消减室的入口。涡轮分子泵可以 能够排气到超过1torr的压力,或者可以能够排气到超过5torr的压力。装置可以 具有连接至涡轮分子泵的排气侧的节流阀
低于大气压的室可以邻近处理室,或者远离处理室。低于大气压的室的内部 容积可以减小处理室中的一个中的压力变化对另外的处理室中的压力的影响。
前级泵可以邻近低于大气压的消减室。
该装置还包括连接至前级泵的排气侧的大气压消减装置。大气压消减装置选 自下列装置:湿式洗涤器、干式洗涤器以及干式/湿式洗涤器的组合。
该装置可以用于对四个处理真空室进行排气,其中,该低于大气压的消减装 置具有四个入口。
在本发明的另一实施例中,提供了一种半导体制造系统。该系统包括多个半 导体真空处理室、以及被连接以从各所述真空处理室中接纳废气的单个低于大气 压的消减室。以此方式,所有的真空处理室排气进入单个低于大气压的消减室。 该系统还包括在低于大气压的消减室中的消减装置,用于调节低于大气压的消减 室中的废气。消减装置设置成对来自于至少一个处理室的废气以与另一处理室不 同的方式进行处理,由此将废气变成彼此相容的。单个前级泵连接至低于大气压 的消减室,用于在低于大气压的消减室中保持低于大气压的压力。
系统可包括连接至前级泵的排气装置的大气压消减室。
系统可包括多个压力控制单元,各单元连接至一个处理室用于对该室进行抽 真空,并且还连接至低于大气压的消减室的入口。各压力控制单元可包括被连接 以用于对处理室进行抽真空的涡轮泵、以及连接至涡轮泵的排气侧的节流阀。多 个压力控制单元的各控制单元可直接连接至低于大气压的消减室,或者可间接连 接至低于大气压的消减室。
在低于大气压的消减室中的消减装置可选自下列装置:等离子化装置、化学 燃烧装置、化学中和装置和过滤器。
各真空处理室可以位于清洁的房间内,低于大气压的消减室可以位于清洁的 房间外。低于大气压的室的内部容积减小了处理室中的一个中的压力变化对另外 的处理室中的压力的影响。
在本发明的另一实施例中,提供了一种用于从多个处理真空室中排气的方法, 其中,来自于处理真空室中的至少两个的废气彼此不相容。来自于各处理真空室 的废气接纳于低于大气压的消减室中。在低于大气压的消减室内,预调节具有不 相容气体的、来自于至少两个处理真空室中的至少一个的废气,由此不相容的气 体变成相容的。通过单个通道将相容的废气从低于大气压的消减室中抽吸到前级 泵,由此低于大气压的消减室保持在低于大气压的压力下。
该方法还可包括用涡轮分子泵将废气从处理真空室中的至少一个转移至低于 大气压的消减室的步骤。
从低于大气压的消减室抽吸废气的步骤还可包括:在消减室中将低于大气压 的压力保持在5-10torr之间。
预调节废气的步骤包括使废气经受至少一种下列的处理:等离子化、化学燃 烧、化学中和以及过滤。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实施例的真空排气装置的功能部件的示意图。
图2是示出根据本发明的一个实施例的方法的框图
图3是示出根据本发明的一个实施例的低于大气压的消减室功能部件的示意 图。
图4是示出根据本发明的一个实施例的方法的框图。

具体实施方式

本发明是一种用于对多个处理室抽真空并且用于控制这些室的压力的系统和 方法。与现有技术相比,该系统减小了投资费用、维护和空间需求。
本发明将参照一个实施例来描述,其中,四个半导体处理室被抽真空并且保 持在处理真空压力下。本领域技术人员应该意识到,该系统可用于其它需要高真 空的应用中,并且可以用于对多于或少于四个室进行抽真空。
在图1中示出了根据本发明的系统。系统包括:用于四个处理室A-D(110、 115、120、125)中的每一个的包括涡轮分子高真空泵111、116、121、126的压 力控制单元113、118、123、128,以及诸如设置成使涡轮分子泵的废气节流的节 流阀112、117、122、127之类的用于控制废气反压的装置。
在这里所示的示例性实施例中,高真空泵是涡轮分子泵。如上所述,也可替 换地使用诸如扩散或气体捕获之类的其它高真空泵技术,本发明因此并不限于将 涡轮分子泵用作为高真空泵。用于现在所述的系统中的高真空泵不能对大气压进 行排气,但是必须能够对高于通常的涡轮分子泵所需的排气压力进行排气。尽管 通常的涡轮分子泵对于上至约1torr进行排气,但是本发明的系统要求泵能够对于 上至5-10torr进行排气。这种涡轮分子泵在已知技术的范围内,因此这里将不再 详细描述。
压力控制单元113、118、123、128设置成独立于前级泵140的操作来控制室 A-D中的压力。压力控制单元113、118、123、128较佳地位于制造工具设备上。 在现在所述的实施例中,单元安装在多室半导体制造工具上,且每个压力控制单 元安装在相应的室上或邻近相应的室。在通常的应用中,工具容纳于清洁的房间 中以减少污染。压力控制单元113、118、123、128也容纳于清洁的房间内。
各压力控制单元113、118、123、128排气进入单个多入口的低于大气压的室 130。低于大气压的室对于每个排气装置都具有一个入口。在本发明的一个实施例 中,室130位于远离压力控制单元113、118、123、128,且由排气管道114、119、 124、129来连接。在这种情况下,低于大气压的室130可位于清洁房间的外面, 并且可因此更容易维护。低于大气压的室离处理室越近,系统的成本就越低,但 是从维护角度来考虑,低于大气压的室会要求位于清洁房间的外侧。
涡轮分子泵和压力控制单元113、118、123、128的节流阀的存在在排气管道 114、119、124、129和处理室110、115、120、125之间提供了一定的隔离度, 从而使来自于工具上的所有处理室(在本例中为四个)的排气装置能连接至单个 室130。然而,这些装置只具有有限的响应度,因此不能完全与室隔离。低于大 气压的室的内部容积提供了附加的缓冲,这减少了在一个室中的压力变化影响其 它室中的压力的作用。
在本发明的较佳实施例中,消减装置131设置在低于大气压的室130内。在 消减装置内,废气,具体地说是PFC,通过等离子或其它方式而被引起反应,从 而将废气转化成可与水反应的或水溶性的气体。副产物被排气至前级真空泵。等 离子消减装置是在本领域内已知的,因此这里将不再附加地描述。本领域技术人 员应该意识到,可以在本发明的范围内在现在描述的系统中使用其它可获得的消 减技术。
除了将气体从处理废气中移除的功能之外,消减装置131还可用来在处理室 110、115、120、125之间提供附加的压力隔离。此外,消减装置131保护下游硬 件不受来自于诸室的交叉反应的影响。
低于大气压的室130由前级泵140来抽真空并保持在前级压力下。前级泵较 佳地为行业中经常使用的干式运行的真空泵,并且必须与来自于消减装置的排气 副产物相容。
前级泵必须被适当地定尺寸,以用于所需的压力和流量。前级泵140的尺寸 取决于系统的流量要求和室压要求。前级泵的尺寸也是压力控制单元110、115、 120、125和低于大气压的室130之间的距离的函数;即,泵的尺寸随距离增大而 增大。泵可以设置成邻近或远离低于大气压的室130。
前级泵的尺寸也是前级压力的函数。真空系统中的前级管道压力越大,前级 泵就可以越小。因为在本系统中使用了比通常更高的涡轮泵排气压力,所以前级 管道压力更大,且可使用更小的前级泵,从而节省投资成本和能量成本、以及保 存空间。
根据本发明,单个前级泵140用来给多个涡轮分子泵提供真空排气压力,但 是处理室压力是独立控制的。这可通过在前级泵140和涡轮分子泵之间设置节流 阀112、117、122、127和低于大气压的室130来实现。低于大气压的室和节流阀 都用来吸收压力波动,否则至少局部的隔离压力会在各处理室之间变化。假如使 用消减装置131的话,通过消减装置还能增强该作用。
前级泵140排气进入大气压洗涤器150,该大气压洗涤器150可以是湿式洗 涤器或干式洗涤器,但较佳地是两者的组合。假如PFC已在低于大气压的消减装 置131中被处理了,则最节省成本的技术可能是湿式洗涤器,但是其它技术也可 能是合适的。
上述的组合提供了对于现有技术的若干优点。例如,节流阀不是必须在涡轮 泵的入口处。通过将节流阀移动至涡轮泵的排气装置,由节流阀产生或捕获的颗 粒几乎没有可能回到处理室以及回到晶圆表面。此外,假如节流阀在涡轮泵的排 气侧,则大大减少了对于维护的需要,从通常的18个月周期减少到了1个月周期。 此外,在更高压力下工作的阀可以更小、更便宜、以及更不易泄漏和较少需要维 护。
此外,在现在所述的布局中,前级泵的尺寸和位置不受处理室压力控制的约 束。这是对一些目前实施的将前级泵控制成为处理室压力控制的一部分的解决方 案的改进。在那些系统中,前级泵的尺寸和位置对于系统性能来说是很苛刻的。
现在所述的系统采用了单个低于大气压的室、前级泵和消减装置,以用于对 于四个或多个处理室排气。这种布局显然具有低原始投资成本、较少维护和低空 间要求的优点。
本发明的另一实施例是一种用于从多个处理真空室中排气以达到处理真空压 力的过程200。如图2所示,过程开始(步骤210)于对处理真空室和低于大气压 的消减室抽真空(步骤220)。这些室被抽至大于处理真空压力的中间真空压力。 使用连接至消减室出口的前级泵来对各室抽真空。中间真空压力可以在5-10torr 之间。
该方法还包括对各处理真空室独立地抽真空至处理真空压力的步骤(步骤 230)。使用多个高真空泵来对各处理真空室抽真空,每个室一个高真空泵。各高 真空泵直接或间接地排气进入低于大气压的消减室的入口。
最后,该方法包括使用消减装置来调节来自于低于大气压的消减室的废气(步 骤240)。
该方法还包括使用在各高真空泵的排气侧的相应节流阀来独立地控制各处理 真空室中的压力(步骤250)。低于大气压的消减室和节流阀提供了各处理室的充 分隔离,以允许这种独立控制。
用在半导体制造中的许多试剂以及一些处理副产物是高度反应性的。来自于 各处理室的废气因此经常是不相容的,所以非常不希望将未经过处理的来自于许 多组合室的废气混合在一起。
另一方面,在晶圆制造过程中顺序使用的且产生不相容废气的真空室通常位 于共同的工具上,并且贡献了采用如上所述的共同的低于大气压的消减室和前级 泵的想法。发明人已经发现了一种装置和技术,能允许对于不相容的废气使用共 同的低于大气压的消减室。
在图3中示出了包括根据本发明的低于大气压的消减室310的前级管道调节 系统300。三个处理室330、331、332产生了三种不同的废气。在所示的例子中, 来自于处理室330和处理室331的废气是彼此高反应性的,且与来自于处理室332 的废气也呈高反应性。
各处理室330、331、332可包括涡轮分子泵或其它高真空泵(未示出)。各室 通过管道340、341、342排气进入低于大气压的消减室310。
低于大气压的消减室310包括若干预调节消减装置350、351。这些装置可以 例如是等离子化装置、化学燃烧装置、化学中和装置、过滤装置以及其它在技术 领域内已知的装置,或者是这些装置的任意组合。
预调节装置350通过输入真空管道340从处理室330中接纳废气。预调节装 置可以直接(如图所示)排气进入低于大气压的消减室310的内部,在这里可相 容的气体混合并通过管道360排出。可替换地,诸预调节装置中的某些的出口可 以在排气进入低于大气压的室之前与其它预调节装置的出口结合在一起。
来自于处理室332的管道342直接进入低于大气压的消减室,而不通过预调 节装置。这种布局可以有选择地使用在本发明的系统中,其中,来自于处理室的 废气与来自于其它处理室的已经预调节的气体是相容的。
低于大气压的室310由前级泵370来排气通过管道360。前级泵将低于大气 压的室保持在低于大气压的压力下。前级泵也将包含于低于大气压的室中的各预 调节装置350、351保持在低于大气压的压力下。
尽管本发明的系统描述成具有预调节装置,以用于处理三个进入低于大气压 的室的管道中的两个,但是本领域技术人员会意识到,可使用任何数量的其它构 造来处理进入低于大气压的消减室的管道的其它组合。具体的构造将在很大程度 上取决于在进入室的特定管道中所输送的废气的反应性和相容性。
因为预调节装置排气进入单个低于大气压的消减室,使用如上所述的单个消 减室的优点仍旧有利于系统。例如,消减室的容积作为压力缓冲器,而防止在一 个输入管道中的压力上升不利地影响其它管道中的压力。
此外,如上所述,使用单个消减室和前级泵来服务多个处理室具有明显的经 济、维护和可靠性方面的益处。通过根据气体的相容性来预调节输入管道,本发 明获得了使用单个前级泵和消减室来服务多个处理室和涡轮泵的经济益处。处理 室的废气的预调节使本发明的系统能用于排气的顺序处理室,否则其中废气不会 相容。
根据本发明的一个实施例的方法400由图4的流程图来示出。在过程开始于 步骤410之后,来自于各处理真空室的废气被接纳于低于大气压的消减室中(步 骤420)。在较佳的实施例中,从涡轮分子泵的排气端口接纳来自于一些处理室的 气体。
在低于大气压的消减室内,预调节来自于至少两个具有不相容气体的处理真 空室中的至少一个(步骤430)。从而将不相容的气体变成相容的。然后,通过单 个通道将相容的废气从低于大气压的消减室抽吸到前级泵(步骤440)。
前级真空泵将低于大气压的消减室保持在低于大气压的压力下。在一个实施 例中,消减室保持在约5-10torr的压力下。
前面的具体实施方式应该被理解成在所有方面都是说明性和示例性的,而不 是限制性的,且在这里揭示的本发明的范围并不由该具体实施方式来确定,而是 由根据专利法所允许的整个幅度来解释的权利要求书来确定。例如,尽管该系统 被描述成连同在低于大气压的室中的若干示例性预调节技术一起使用,包括等离 子化、化学燃烧、化学中和以及过滤,但是也可使用其它预调节技术。应该理解, 在这里所显示和描述的实施例仅仅用来说明本发明的原理,在不脱离本发明的范 围和精神的前提下,本领域技术人员可以实施多种修改
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本申请是2003年12月31日提交的、名称为“Apparatus and Method for Control, Pumping and Abatement for Vacuum Process Chambers”的、共同待审查的美国专利 申请系列号第10/750,309号的部分续展申请,其全文结合于此作为参照。
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