半导体零部件(5)-真空阀

阀门是半导体真空系统和流系一切中的焦点元件

，起到开闭、控制流量/流向、调理压力等作用。阀门种类众多

，如真空系统中阀门按作用可分为隔离阀、控制阀、传输阀等；流系一切中则需要用到隔膜阀、调压阀等。半导体对阀门要求极为严苛

，对密封性、真空度、清洁度等参数指标都有极高要求

，在质料的选择、外貌处置惩罚等方面都给厂商带来了较浩劫度。

真空阀的分类及应用：

真空阀指的是用在真空系统中的阀门

，其作用通常为隔离真空区域（如工艺腔室）或控制气体收支量。由于真空情形基本贯串半导体制造历程始终

，因此真空阀在半导体装备中也有着普遍而普遍的应用。

在半导体装备的真空系统中的真空阀

，凭证功效划分

，隔离阀(Isolation Valves)、控制阀(Control Valves)、传输阀(Transfer Valves)等类型应用较多：其中

，隔离阀起阻遏/接通作用

，营造真空情形；控制阀主要起到控制气体流量和压力的作用；传输阀则可用于晶圆在腔体之间或腔体和 Load Lock之间的传输。凭证阀门的事情方法划分

，隔离阀和控制阀又包括闸阀(Gate Valves)、角阀(Angle Valves)、蝶阀(Butterfly Valves)、球阀(Ball Valves)、摆阀(Pendulum Valves)等。

图1：真空阀在半导体装备中的应用

隔离阀接纳最多的主要为闸阀和角阀：闸阀的启闭件为闸板

，闸板运动偏向与介质流动偏向笔直

，通过闸板的升降可以起到阻遏/接通作用

，通常只作全开/全闭状态

，是隔离阀的理想选择

，而较少用作控制作用。闸阀可用于腔体和真空泵之间来；ふ婵毡

，也可用于两个相连腔体之间的隔离。

图2：闸阀产品图示(左)、事情原理(右)

图3：闸阀应用场景(左:用于工艺腔和真空泵之间

，右:用于两个管状腔体之间)

角阀属于提升阀(Poppet Valves)的一种

，其气体通路通常呈直角

，主要可用于真空系统中的排气管路和抽气系统等的毗连。如用于主泵（通常为分子泵）和前级泵（通常为干泵）之间（即前级管路）

，或者是工艺腔和前级泵之间（即粗抽或预真空管路）。角阀常作为隔离阀

，尤其适用于严苛的情形下

，并具有精彩的可靠性

，也可具备控制作用。

图4：角阀产品图示(左)、事情原理(右)

图5：角阀应用场景

与仅限于完全翻开和关闭的隔离阀差别

，控制阀允许控制体积流量

，这通常是通过缩小或加宽气门通道来实现。阀门的设计原理和驱动类型决议了响应的控制规模和精度。真空控制阀主要是电动驱动的

，从而实现很是细腻和快速的位置转变。除电动控制阀外

，尚有气动解决计划。真空控制阀可用作没有隔离功效的纯控制阀

，也可用作控制和隔离阀

，从而完全中止体积流量？刂品е饕嘈桶ò诜А⒌б约扒蚍。

摆阀是基于阀瓣的摆动来控制流体的流动。当需要开启阀门时

，阀杆通过旋转或上下移动的方法

，使阀瓣摆动开启

，从而允许流体通过阀门。当需要关闭阀门时

，阀杆再次旋转或上下移动

，使阀瓣摆动关闭

，从而阻止流体通过阀门。摆阀具有设计紧凑、振动小、启闭平稳、能有用阻止爆发颗粒的特点

，被普遍用作控制阀

，多用于真空泵和工艺腔之间。

图6：摆阀产品图示(上)、事情原理(下)

蝶阀的阀瓣呈圆盘形

，围绕其中轴旋转

，旋角巨细即是阀门的开闭度

，既可作为隔离阀

，提供与闸阀同样可靠的真空隔离的同时对占用空间要求较低

，适用于紧凑空间的隔离；又可作为控制阀

，实现快速准确的调理。

图7：蝶阀产品图示(左)、事情原理(右)

球阀的启闭件是中心带有圆形通道的球体

，可以绕笔直于通道的轴线旋转

，球体随阀杆转动从而抵达启闭通道的目的。球阀适用的压力规模广

，从高真空到低真空等均可使用

，同时在带有侵蚀性介质的或者高温的系统中也均可适用。

图8：球阀产品图示(左)、事情原理(右)

传输阀是用于毗连真空腔室的长方形截面的阀门

，可将物体（如晶圆）从一个腔室传送到另一个腔室

，尤其是在传输腔和工艺腔之间需要用到

，因此传输阀是多腔室系统的理想选择。

图9：传输阀产品图示(左)、事情原理(右)

图10：传输阀应用场景

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