专利名称：摆阀及控制反应腔室压力的方法
技术领域：
本发明涉及一种阀门及通过该阀门控制压力的技术，尤其涉及一种可调节开启大小的阀门，及通过调节阀门的开启大小控制腔室压力的方法。
背景技术：
摆阀是一种可以根据设定气压来调节开启大小的阀门装置。在半导体制造的刻蚀制程中，反应腔室内压力的稳定对刻蚀的均匀性和稳定性至关重要，而对压力稳定性的控制主要是靠摆阀来实现的，摆阀设置于反应腔室的抽气口处，通过调节摆阀的开启大小，可控制反应腔室内的压力。因此，摆阀性能对刻蚀结果有着关键的影响。但是目前摆阀控压能力存在一定的缺陷，尤其是在高压状态，控压能力比较差。
现有技术中的摆阀的结构及其控压的方式如图1a、图1b所示，图1a是摆阀关闭状态，图1b是摆阀半开状态。摆阀是一圆形摆阀，封堵在抽气口处。该圆形摆阀可以绕一个轴向一个方向旋转，摆阀与抽气口相对运动的方式是平移运动的方式。
当设定一个压力值后，向反应腔室通入一定流量的气体，然后摆阀可以根据反应腔室内通入气体的流量和设定压力值来旋转，平移开抽气口，通过控制摆阀的开启大小，控制反应腔室内的压力达到设定的压力值。
如图2所示，将摆阀由完全关闭到完全开启，划分为1000步，向反应腔室通入流量为50sccm的工艺气体，利用上述的摆阀控制反应腔室内的压力，得到摆阀开启步数和压力的对应关系图，详细参数变化如表1所示， 表1摆阀开启步数和压力的关系表。
可以看出，随着压力的升高，压力每变化10毫托，摆阀的步数的变化量减少，尤其是在高压的时候，例如在80毫托的时候，摆阀的步数是96步，而压力增加10毫托到90毫托的时候，摆阀的步数仅减少1步，这1步的差异相对于摆阀从全闭到全开1000步来说，非常小，而摆阀单靠平移的方式控压，控压能力比较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种控压能力强的摆阀及通过该摆阀控制反应腔室压力的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的 本发明的摆阀，安装于反应腔室的抽气口处，用于控制反应腔室的压力，所述摆阀通过轴与反应腔室铰接， 所述摆阀可绕轴作横向旋转，使摆阀相对抽气口做平移运动； 所述摆阀可绕轴作纵向旋转，使摆阀相对抽气口做旋转运动； 所述平移运动与旋转运动可同时进行，也可以单独进行。
所述的摆阀与控制装置电连接，所述控制装置自动控制摆阀的平移运动和/或旋转运动。
本发明的控制反应腔室压力的方法，通过控制上述摆阀对抽气口的开启大小控制反应腔室压力，所述摆阀对抽气口的开启大小通过摆阀相对抽气口的平移运动和/或旋转运动实现。
所述摆阀的平移运动和/或旋转运动由控制装置根据设定的压力值自动控制。
所述控制装置还根据向反应腔室供入的气体流量控制摆阀的平移运动和/或旋转运动。
当向反应腔室供入的气体流量为50sccm，且设定的压力小于等于50mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动控制反应腔室的压力； 当向反应腔室供入的气体流量为50sccm，且设定的压力大于50mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动及旋转运动控制反应腔室的压力。
当向反应腔室供入的气体流量为75sccm，且设定的压力小于等于45mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动控制反应腔室的压力； 当向反应腔室供入的气体流量为75sccm，且设定的压力大于45mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动及旋转运动控制反应腔室的压力。
当向反应腔室供入的气体流量为100sccm，且设定的压力小于等于40mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动控制反应腔室的压力； 当向反应腔室供入的气体流量为100sccm，且设定的压力大于40mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动及旋转运动控制反应腔室的压力。
当向反应腔室供入的气体流量为150sccm，且设定的压力小于等于35mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动控制反应腔室的压力； 当向反应腔室供入的气体流量为150sccm，且设定的压力大于35mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动及旋转运动控制反应腔室的压力。
当向反应腔室供入的气体流量为200sccm，且设定的压力小于等于30mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动控制反应腔室的压力； 当向反应腔室供入的气体流量为200sccm，且设定的压力大于30mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动及旋转运动控制反应腔室的压力。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的摆阀及控制反应腔室压力的方法，由于摆阀可绕轴作横向旋转，使摆阀相对抽气口做平移运动；还可绕轴作纵向旋转，使摆阀相对抽气口做旋转运动；平移运动与旋转运动可同时进行，也可以单独进行。可以同时或单独控制摆阀的平移运动及旋转运动，用以控制摆阀对抽气口的开启大小，进而控制反应腔室压力。控压能力强。
主要适用于半导体刻蚀设备的反应腔室，也适用于其它类似的腔室。
图1a为现有技术中摆阀关闭的状态示意图； 图1b为现有技术中摆阀开启控压的状态示意图； 图2为现有技术中向反应腔室通入流量为50sccm的工艺气体时，摆阀开启的步数与反应腔室内的压力关系图； 图3a为本发明中摆阀关闭的状态示意图； 图3b为本发明中在低压状态下摆阀开启控压的状态示意图； 图3c为本发明中在高压状态下摆阀开启控压的状态示意图。
具体实施例方式 本发明的摆阀安装于反应腔室的抽气口处，用于控制反应腔室的压力，所述摆阀通过轴与反应腔室铰接，所述反应腔室主要指半导体刻蚀设备的反应腔室，也可以是其它的腔室。反应腔室腔室上设有供气口和抽气口，工艺气体通过供气口供入反应腔室，反应后的气体通过抽气口被抽走。
其较佳的具体实施方式
如图3a、图3b、图3c所示，摆阀可绕轴作横向旋转，使摆阀相对抽气口做平移运动；也可以绕轴作纵向旋转，使摆阀相对抽气口做旋转运动；所述平移运动与旋转运动可同时进行，也可以单独进行。
摆阀与控制装置电连接，控制装置可自动控制摆阀的平移运动及旋转运动。
本发明的控制反应腔室压力的方法，通过控制上述摆阀对抽气口的开启大小控制反应腔室压力，所述摆阀对抽气口的开启大小通过摆阀相对抽气口的平移运动及旋转运动实现。
如图3a所示，是摆阀完全关闭的状态，此时摆阀将抽气口完全封闭。
如图3b所示，通过控制摆阀相对抽气口的平移运动来控制摆阀对抽气口的开启大小，进而控制反应腔室内的压力。这种控制一般是应用在设定的压力值较低的时候。
如图3c所示，通过控制摆阀相对抽气口的旋转运动或平移及旋转综合运动，来控制摆阀对抽气口的开启大小，进而控制反应腔室内的压力。这种控制一般是应用在设定的压力值较高的时候。
上述控制都是由控制装置根据设定的压力值自动控制的，控制过程中最好还结合向反应腔室供入的气体流量控制摆阀的平移运动或旋转运动。根据流量控制的原则是当流量较小时，通过控制摆阀的平移运动来控制反应腔室的压力；当流量较大时，通过控制摆阀的旋转运动或平移及旋转综合运动来控制反应腔室内的压力。
具体应用中一般是根据不同的供入气体流量选择一个压力值，当设定压力小于等于这个压力值时，选用平移控制模式；当设定压力大于这个压力值时，选用平移与旋转综合控制模式。这个选择的压力值可根据实验、经验或理论进行选择。
具体实施例一 当向反应腔室供入的气体流量为50sccm，且设定的压力小于等于50mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动控制反应腔室的压力； 当向反应腔室供入的气体流量为50sccm，且设定的压力大于50mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动及旋转运动控制反应腔室的压力。
具体实施例二 当向反应腔室供入的气体流量为75sccm，且设定的压力小于等于45mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动控制反应腔室的压力； 当向反应腔室供入的气体流量为75sccm，且设定的压力大于45mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动及旋转运动控制反应腔室的压力。
具体实施例三 当向反应腔室供入的气体流量为100sccm，且设定的压力小于等于40mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动控制反应腔室的压力； 当向反应腔室供入的气体流量为100sccm，且设定的压力大于40mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动及旋转运动控制反应腔室的压力。
具体实施例四 当向反应腔室供入的气体流量为150sccm，且设定的压力小于等于35mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动控制反应腔室的压力； 当向反应腔室供入的气体流量为150sccm，且设定的压力大于35mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动及旋转运动控制反应腔室的压力。
具体实施例五 当向反应腔室供入的气体流量为200sccm，且设定的压力小于等于30mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动控制反应腔室的压力； 当向反应腔室供入的气体流量为200sccm，且设定的压力大于30mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动及旋转运动控制反应腔室的压力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种摆阀，安装于反应腔室的抽气口处，用于控制反应腔室的压力，所述摆阀通过轴与反应腔室铰接，其特征在于，
所述摆阀可绕轴作横向旋转，使摆阀相对抽气口做平移运动；
所述摆阀可绕轴作纵向旋转，使摆阀相对抽气口做旋转运动；
所述平移运动与旋转运动可同时进行，也可以单独进行。
2.根据权利要求1所述的摆阀，其特征在于，所述的摆阀与控制装置电连接，所述控制装置自动控制摆阀的平移运动和/或旋转运动。
3.一种控制反应腔室压力的方法，通过控制上述摆阀对抽气口的开启大小控制反应腔室压力，其特征在于，所述摆阀对抽气口的开启大小通过摆阀相对抽气口的平移运动和/或旋转运动实现。
4.根据权利要求3所述的调节反应腔室压力的方法，其特征在于，所述摆阀的平移运动和/或旋转运动由控制装置根据设定的压力值自动控制。
5.根据权利要求4所述的调节反应腔室压力的方法，其特征在于，所述控制装置还根据向反应腔室供入的气体流量控制摆阀的平移运动和/或旋转运动。
6.根据权利要求5所述的调节反应腔室压力的方法，其特征在于，
当向反应腔室供入的气体流量为50sccm，且设定的压力小于等于50mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动控制反应腔室的压力；
当向反应腔室供入的气体流量为50sccm，且设定的压力大于50mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动及旋转运动控制反应腔室的压力。
7.根据权利要求5所述的调节反应腔室压力的方法，其特征在于，
当向反应腔室供入的气体流量为75sccm，且设定的压力小于等于45mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动控制反应腔室的压力；
当向反应腔室供入的气体流量为75sccm，且设定的压力大于45mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动及旋转运动控制反应腔室的压力。
8.根据权利要求5所述的调节反应腔室压力的方法，其特征在于，
当向反应腔室供入的气体流量为100sccm，且设定的压力小于等于40mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动控制反应腔室的压力；
当向反应腔室供入的气体流量为100sccm，且设定的压力大于40mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动及旋转运动控制反应腔室的压力。
9.根据权利要求5所述的调节反应腔室压力的方法，其特征在于，
当向反应腔室供入的气体流量为150sccm，且设定的压力小于等于35mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动控制反应腔室的压力；
当向反应腔室供入的气体流量为150sccm，且设定的压力大于35mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动及旋转运动控制反应腔室的压力。
10.根据权利要求5所述的调节反应腔室压力的方法，其特征在于，
当向反应腔室供入的气体流量为200sccm，且设定的压力小于等于30mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动控制反应腔室的压力；
当向反应腔室供入的气体流量为200sccm，且设定的压力大于30mT时，控制装置通过控制摆阀相对抽气口的平移运动及旋转运动控制反应腔室的压力。
全文摘要
本发明公开了一种摆阀及通过该摆阀控制反应腔室的压力的方法，摆阀安装于反应腔室的抽气口处，通过轴与反应腔室铰接，可绕轴作横向旋转，使摆阀相对抽气口做平移运动；还可绕轴作纵向旋转，使摆阀相对抽气口做旋转运动；平移运动与旋转运动可同时进行，也可以单独进行。控制装置根据设定的压力值及向反应腔室供入的气体流量，自动控制摆阀的平移运动及旋转运动，用以控制摆阀对抽气口的开启大小，进而控制反应腔室压力。主要适用于半导体刻蚀设备的反应腔室，也适用于其它类似的腔室。
文档编号F16K99/00GK101196258SQ20061016490
公开日2008年6月11日 申请日期2006年12月7日 优先权日2006年12月7日
发明者荣延栋 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司