一种用于半导体加工设备的控压装置及半导体加工设备的制作方法

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1.本实用新型涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种用于半导体加工设备的控压装置以及半导体加工设备。

背景技术：

2.现有技术的半导体加工设备主要通过蝶阀调整腔室的压力，具体方式是：通过蝶阀的阀板旋转不同角度以对排气管道进行不同程度地遮挡，从而达到控压的目的。现有技术的半导体加工设备的控压装置存在以下弊端：蝶阀的旋转会与腔室的内壁的表面之间产生摩擦，进而导致产生机械颗粒，此外，蝶阀与大口径排气管道配合使用时，需要多个阀板和旋转轴同时控制，难以实现快速、精确地压力调控。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种用于半导体加工设备的控压装置以及半导体加工设备，以在避免机械颗粒产生的同时，实现对腔室内的压力快速且精确地调节。
4.本实用新型的目的是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种用于半导体加工设备的控压装置，包括永磁体挡板、通电线圈以及通气管道，所述半导体加工设备的腔室的底部开设有通孔，所述通气管道的第一端通过所述通孔与所述腔室的内部连通，所述永磁体挡板设置于所述腔室的内部，所述永磁体挡板位于所述通孔的正上方，所述永磁体挡板能够在所述通电线圈的作用下升高或降低，以增大或减小所述永磁体挡板与所述通孔之间的距离。
5.在一些实施方式中，所述通电线圈以及所述永磁体挡板均关于所述通气管道的中心对称。
6.在一些实施方式中，所述永磁体挡板的中心与所述通孔的中心在同一直线上。
7.在一些实施方式中，所述控压装置还包括线圈壳体，所述通电线圈设置于所述线圈壳体的内部，所述线圈壳体套置在所述通气管道的外表面上。
8.在一些实施方式中，所述控压装置还包括抽气部，所述抽气部与所述通气管道的第二端连通以将所述腔室内的气体抽出。
9.在一些实施方式中，所述永磁体挡板包括底部平面、顶部平面以及侧表面，所述永磁体挡板在所述通电线圈的作用下升高或降低，以增大或减小所述永磁体挡板的侧表面与所述通孔的内壁的弧形表面之间的距离。
10.在一些实施方式中，所述永磁体挡板的侧表面被构造成弧形。
11.在一些实施方式中，所述永磁体挡板的顶部平面被构造成凸起形式。
12.在一些实施方式中，所述永磁体挡板的侧表面与所述通孔的所述弧形表面能够接触，所述永磁体挡板与所述通孔的接触面通过密封圈密封。
13.本实用新型还提供一种半导体加工设备，包括前述用于半导体加工设备的控压装置。
14.本实用新型的有益效果至少包括：
15.1、通气管道的第一端通过通孔与腔室的内部连通，永磁体挡板设置于所述腔室的内部，永磁体挡板能够在通电线圈的作用下升高或降低，以增大或减小永磁体挡板与通孔之间的距离，实现了通过调节通电线圈中的电流大小，来驱动腔室内部的永磁体挡板的上下移动，在避免永磁体挡板与腔室的内壁的表面产生摩擦进而产生机械颗粒的同时，实现对腔室内压力快速且精确的调节。
16.2、通电线圈以及永磁体挡板均关于通气管道的中心对称，并且永磁体挡板的中心与通孔的中心在同一直线上，能够使得永磁体挡板在通电线圈的电磁力的作用下在竖直方向升降，从而防止永磁体挡板发生偏移。
17.3、本实用新型所述的永磁体挡板的侧表面被构造成弧形且通孔的内壁被构造成能够与永磁体挡板的侧表面相适配的弧形表面，从而能够使得微调永磁体挡板的顶部平面与腔室的底部表面的距离，永磁体挡板的侧表面与通孔的弧形表面之间的距离依然随之变化，从而使得本实用新型所述的控压装置即使在开度很小的情况下，也能够实现精准控压。
18.4、本实用新型所述的永磁体挡板与通气管道的中心也在同一直线上，能够使得腔室4中的气流呈同心分布。
19.5、永磁体挡板的顶部平面被构造成凸起形式，可以使得腔室内的工艺气体所占据的空间变小，能够提高调压效率。
20.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
21.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的用于半导体加工设备的控压装置的立体结构示意图；
22.图2示出了根据本实用新型的一个实施例的永磁体挡板的立体结构示意图；
23.图3示出了根据本实用新型的一个实施例的用于半导体加工设备的控压装置的平面结构示意图；
24.图4示出了根据本实用新型的另一个实施例的永磁体挡板的立体结构示意图。
具体实施方式
25.为更进一步阐述本实用新型的技术手段，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种用于半导体加工设备的控压装置以及半导体加工设备的具体实施方式详细说明。
26.如图1以及图2所示，本实用新型提出的一种用于半导体加工设备的控压装置包括永磁体挡板1、通电线圈2以及通气管道3，半导体加工设备的腔室4的底部的中央开设有通孔(图中未示)，腔室4中通入的工艺气体通过通孔排出到腔室4之外，通气管道3被构造成中空的圆柱体，通气管道3的第一端31通过通孔与腔室4的内部连通，通孔的形状以及尺寸与通气管道3的第一端31以及永磁体挡板1适配。永磁体挡板1设置于腔室4的内部，具体地，永磁体挡板1位于通孔的正上方，通电线圈2位于腔室4的外部。通电线圈2在被通电后，能够产
生磁场，并施加给永磁体挡板1向上的电磁力，永磁体挡板1能够在通电线圈2的作用下升高或降低，以增大或减小永磁体挡板1与通孔之间的距离。具体地，通过调整通电线圈2内所通入的电流的大小，以调整永磁体挡板1的高度，来实现对腔室4的排气量控制，从而达到调整腔室4内压力的目的。
27.在一个优选实施例中，如图1所示，为防止永磁体挡板1在升降过程中发生偏移，通电线圈2以及永磁体挡板1均关于通气管道3的中心对称，永磁体挡板1的中心与通孔的中心在同一直线上，从而能够使得永磁体挡板1在通电线圈2的电磁力的作用下在竖直方向升降，从而防止永磁体挡板1发生偏移。此外，本实用新型所述的永磁体挡板1与通气管道3的中心也在同一直线上，能够使得腔室4中的气流呈同心分布(气流的轨迹具有相同或相近的中心)，提高腔体内的气流的均匀性。
28.如图1所示，本实用新型所述的控压装置还包括线圈壳体21，通电线圈2设置于线圈壳体21的内部，线圈壳体21套置在通气管道3的外表面上。
29.本实用新型所述控压装置还包括抽气部(图中未示)，抽气部与通气管道3的第二端32连通以将腔室4内的气体抽出。抽气部可优选为分子泵。
30.如图2所示，永磁体挡板1包括底部平面11、顶部平面12以及侧表面13。在一个优选实施例中，永磁体挡板1的侧表面13被构造成弧形，示例地，永磁体挡板1可被构造成圆台形，通孔的形状以及尺寸与永磁体挡板1适配。具体地，通孔的内壁被构造成能够与永磁体挡板1的侧表面相适配的弧形表面，永磁体挡板1在通电线圈2的作用下升高或降低，能够增大或减小永磁体挡板1的侧表面与通孔的内壁的弧形表面之间的距离。
31.如图3所示，假设在永磁体挡板1升高至某个任意位置时，永磁体挡板1的顶部平面12与腔室4的底部表面的距离为h，永磁体挡板1的侧表面与通孔的弧形表面之间的距离为d，在永磁体挡板1的侧表面与通孔的弧形表面接触时，永磁体挡板1的顶部平面12与腔室4的底部表面的距离为h0，则d、h0以及h满足如下关系式，d＝(h-h0)*常数(该常数为某个角度的余弦值)，因此，能够得出永磁体挡板1的侧表面与通孔的弧形表面之间的距离d与永磁体挡板1的顶部平面12与腔室4的底部表面的距离h呈线性相关，也即，微调永磁体挡板1的顶部平面12与腔室4的底部表面的距离h，永磁体挡板1的侧表面与通孔的弧形表面之间的距离d依然随之变化，从而使得本实用新型所述的控压装置即使在开度很小的情况下，也能够实现精准控压。永磁体挡板1的开度为0-100％，即永磁体挡板1升高到足够高度后，阀板对气体流动不会造成影响，永磁体挡板1的侧表面与通孔的弧形表面形状和尺寸适配，又由于永磁体挡板1可被构造成圆台形，相应地，通孔也呈圆台形，永磁体挡板1的母线长度大于或等于通孔的母线长度，通孔的母线长度s以及与之对应的永磁体挡板1的母线长度越长，本实用新型所述的控压装置对压力控制调节越灵敏。
32.在通电线圈2未通电时，永磁体挡板1的侧表面能够与通孔的弧形表面接触，并可通过密封圈将永磁体挡板1与通孔的弧形表面的接触面密封。当通电线圈2内的电流增大时，永磁体挡板1升高，永磁体挡板1的侧表面距离通孔的弧形表面的距离增大，腔体4内的排气量也随之增大；当通电线圈2内的电流减小时，永磁体挡板1降低，永磁体挡板1的侧表面距离通孔的弧形表面的距离减小，腔体4内的排气量也随之减小，通过调节通电线圈2中的电流大小，来驱动腔室4内部的永磁体挡板1的上下移动，在避免永磁体挡板1与腔室4的内壁的表面产生摩擦进而避免产生机械颗粒的同时，实现对腔室4内压力快速且精确地调
节。
33.在一些其他实施例中，如图3所示，永磁体挡板1的顶部平面12被构造成凸起形式。在该实施例中，永磁体挡板1的凸起的顶部平面12可以使得腔室4内的工艺气体所占据的空间变小，在对腔室4排气时，相较于图2所示的永磁体挡板1，腔室4达到同等压力所需时间减小，能够提高调压效率。
34.本实用新型还包括一种半导体加工设备，包括上述的用于半导体加工设备的控压装置。
35.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够实施本实用新型。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

技术特征：

1.一种用于半导体加工设备的控压装置，其特征在于，包括永磁体挡板、通电线圈以及通气管道，所述半导体加工设备的腔室的底部开设有通孔，所述通气管道的第一端通过所述通孔与所述腔室的内部连通，所述永磁体挡板设置于所述腔室的内部，所述永磁体挡板位于所述通孔的正上方，所述永磁体挡板能够在所述通电线圈的作用下升高或降低，以增大或减小所述永磁体挡板与所述通孔之间的距离。2.根据权利要求1所述的用于半导体加工设备的控压装置，其特征在于，所述通电线圈以及所述永磁体挡板均关于所述通气管道的中心对称。3.根据权利要求2所述的用于半导体加工设备的控压装置，其特征在于，所述永磁体挡板的中心与所述通孔的中心在同一直线上。4.根据权利要求1所述的用于半导体加工设备的控压装置，其特征在于，所述控压装置还包括线圈壳体，所述通电线圈设置于所述线圈壳体的内部，所述线圈壳体套置在所述通气管道的外表面上。5.根据权利要求1所述的用于半导体加工设备的控压装置，其特征在于，所述控压装置还包括抽气部，所述抽气部与所述通气管道的第二端连通以将所述腔室内的气体抽出。6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于半导体加工设备的控压装置，其特征在于，所述永磁体挡板包括底部平面、顶部平面以及侧表面，所述永磁体挡板在所述通电线圈的作用下升高或降低，以增大或减小所述永磁体挡板的侧表面与所述通孔的内壁的弧形表面之间的距离。7.根据权利要求6所述的用于半导体加工设备的控压装置，其特征在于，所述永磁体挡板的侧表面被构造成弧形。8.根据权利要求6所述的用于半导体加工设备的控压装置，其特征在于，所述永磁体挡板的顶部平面被构造成凸起形式。9.根据权利要求6所述的用于半导体加工设备的控压装置，其特征在于，所述永磁体挡板的侧表面与所述通孔的所述弧形表面能够接触，所述永磁体挡板与所述通孔的接触面通过密封圈密封。10.一种半导体加工设备，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的用于半导体加工设备的控压装置。

技术总结

本实用新型涉及一种用于半导体加工设备的控压装置以及半导体加工设备，该控压装置包括永磁体挡板、通电线圈以及通气管道，半导体加工设备的腔室的底部开设有通孔，通气管道的第一端通过通孔与腔室的内部连通，永磁体挡板设置于腔室的内部，永磁体挡板位于通孔的正上方，永磁体挡板能够在通电线圈的作用下升高或降低，以增大或减小永磁体挡板与通孔之间的距离。本实用新型能够在避免机械颗粒产生的同时，实现对腔室内的压力快速且精确的调节。实现对腔室内的压力快速且精确的调节。实现对腔室内的压力快速且精确的调节。