真空环境下的低温吸附与再生系统技术方案

本发明专利技术提供一种真空环境下的低温吸附与再生系统，该系统包括主腔室、工件台、冷板、再生系统、真空系统和制冷系统；在所述主腔室内设置有所述工件台和所述冷板；所述再生系统设置在所述冷板外围，用于所述冷板的再生；所述真空系统布置在所述主腔室的顶部外侧，用于对所述主腔室抽真空；所述制冷系统布置在所述主腔室的侧面，用于对所述冷板进行低温控制。本发明专利技术利用低温表面对气体分子高吸附的特点和可收缩薄膜展开机构提供的封闭环境，实现真空环境下高效率的气体污染控制。环境下高效率的气体污染控制。环境下高效率的气体污染控制。

【技术实现步骤摘要】
真空环境下的低温吸附与再生系统


[0001]本专利技术涉及真空设备
，特别是涉及一种真空环境下的低温吸附与再生系统。

技术介绍

[0002]目前，在半导体制造行业中，如真空镀膜、刻蚀、EUV光刻等工艺，往往需要真空条件，而现有的真空腔室由于内部材料出气、腔室壁漏气、工作过程释放的气体等情况，能达到的极限真空低于真空抽气机组的极限真空，要想改善这种情况，就需要增加真空设备，如通过增加真空泵数量提高真空抽气机组的抽速，但由于高真空工况下的真空泵需要搭配前级泵以及在腔室内外壁上设置相应的接口等，占据较大的空间，使用不方便。另外，部分特殊工况下的腔室，如EUV光刻的投影腔室，含有对水分子和碳氢化合物非常敏感的反射光学元件，需要针对这些特定气体进行低分压控制，而真空泵无法满足这些需求。
[0003]针对现有真空系统存在的问题，本专利技术提供一种低温吸附与再生系统，通过制冷系统对冷板进行低温控制，相比于真空泵，该系统占用更少的空间，使用灵活方便；针对临界温度高的水分子、碳氢化合物分子，该系统利用冷板的低温吸附原理，能够在更大程度上降低这些气体分子的分压。同时引入薄膜展开系统，保留了冷板上下的主要工作面，提升了低温吸附与再生效率，大幅增加真空腔室的极限真空。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种真空环境下的低温吸附与再生系统，可以为半导体制造工艺中的真空腔室提供高极限真空环境，同时布置的再生系统也提升了低温吸附与再生的效率，降低腔室中气体分子对关键零部件的污染。
[0005]本专利技术所涉及的真空环境下的低温吸附与再生系统，包括主腔室、工件台、冷板、再生系统、真空系统和制冷系统；其中，
[0006]所述工件台和所述冷板设置在所述主腔室内；
[0007]所述再生系统设置在所述冷板外围，用于所述冷板的再生；
[0008]所述真空系统设置在所述主腔室的顶部外侧，用于对所述主腔室抽真空；
[0009]所述制冷系统对称设置在所述主腔室的外侧面，用于对所述冷板进行低温控制。
[0010]此外，优选地结构，在所述冷板的内部设置有S型管道，在所述冷板的表面设置有温度传感器，所述冷板为偶数个，数量至少为两个，所述冷板在所述工件台的下方沿所述主腔室的中心线对称设置。
[0011]此外，优选地结构，所述再生系统包括再生腔室、薄膜展开系统、冷却气体管道、再生加热系统以及气体回收泵；其中，
[0012]所述再生腔室的顶部和底部为敞口，所述冷板设置在所述再生腔室的中央位置；
[0013]所述薄膜展开系统用于所述冷板再生过程中封闭所述再生腔室；
[0014]所述冷却气体管道设置在所述冷板的侧面，用于将所述制冷系统的低温气体通入
所述冷板内部；
[0015]所述再生加热系统包括热气体管道和电加热丝；
[0016]所述气体回收泵设置在所述主腔室的底部外侧，并通过泵管道与所述冷板连通，以回收所述冷板再生过程中的再生气体。
[0017]此外，优选地结构，所述薄膜展开系统包括卷轴、电机、薄膜和密封机构；其中，
[0018]所述卷轴设置有两个，且对称设置在所述再生腔室一侧，用于收纳封闭所述再生腔室的薄膜；
[0019]所述电机用于驱动所述卷轴转动；所述薄膜设置在所述再生腔室的上下表面，所述薄膜包括矩形封闭膜和窄条工作膜；
[0020]所述密封机构设置在所述再生腔室的顶部和底部，通过伸缩下压所述薄膜实现对所述冷板的密封。
[0021]此外，优选地结构，所述热气体管道和所述冷却气体管道设置在所述冷板的同侧，所述热气体管道用于传输温度较高的气体，在所述主腔室1的外侧通过管道连接到热气体罐；所述电加热丝设置在所述冷板的上下表面。
[0022]此外，优选地结构，所述矩形封闭膜的长度范围和宽度均为 100mm～500mm，所述窄条工作膜的宽度范围为10mm～50mm，长度范围为 100mm～500mm。
[0023]此外，优选地结构，所述冷却气体管道包括冷却气体入口管道和冷却气体出口管道，管道中运输的气体包括液氮、液氦、液氧。
[0024]此外，优选地结构，所述气体回收泵包括机械泵、分子泵、低温泵。
[0025]此外，优选地结构，所述真空系统包括真空泵、真空计，所述真空泵沿所述主腔室中心线对称设置，所述真空计设置在所述主腔室的内侧壁上。
[0026]此外，优选地结构，所述制冷系统包括液态气体罐、液态气体压缩机。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0028](1)区别于真空泵方案，利用低温表面对气体分子高吸附的特点，将冷板温度降至目标温度以下，实现更好的气体分子吸附与去除效果。
[0029](2)占用空间小，使用灵活方便，维护简单快捷。
[0030](3)利用可收缩的薄膜展开机构提供冷板封闭环境，保留了冷板上下的主要工作面，提升了低温吸附效率，实现真空环境下高效率的气体污染控制。
[0031](4)利用电加热和热气体加热的混合加热方式，使得冷板更快地上升到指定温度以上，提升了冷板再生效率。
[0032]本专利技术作为真空环境下对内部材料、工件台、腔室漏气等多环节的气体污染控制方法，提供一种低温吸附与再生系统，实现高极限真空和低气体分压，可广泛应用于各种背景及需求下的高清洁度、高真空要求系统中对污染气体的控制。
附图说明
[0033]通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本专利技术的更全面理解，本专利技术的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
[0034]图1为本专利技术的真空环境下的低温吸附与再生系统的结构示意图。
[0035]图2a为本专利技术的再生腔室外部结构示意图。
[0036]图2b为本专利技术的再生腔室内部结构示意图。
[0037]图3为本专利技术的薄膜结构示意图。
[0038]图4为本专利技术的冷板结构示意图。
[0039]图5为本专利技术的真空环境下的低温吸附与再生系统的第一实施例结构示意图。
[0040]图6为本专利技术的真空环境下的低温吸附与再生系统的第二实施例结构示意图。其中，
[0041]1、主腔室
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2、工件台
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3、真空系统
[0042]4、冷板
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5、制冷系统
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6、再生系统
[0043]7、泵管道
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8、气体回收泵
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9、热气体罐
[0044]10、冷却气体管道
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11a、真空计
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11b真空泵
[0045]12、再生腔室
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13、冷却气体入口
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14、卷轴
[0046]15、电机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空环境下的低温吸附与再生系统，其特征在于：包括主腔室、工件台、冷板、再生系统、真空系统和制冷系统；其中，所述工件台和所述冷板设置在所述主腔室内；所述再生系统设置在所述冷板外围，用于所述冷板的再生；所述真空系统设置在所述主腔室的顶部外侧，用于对所述主腔室抽真空；所述制冷系统对称设置在所述主腔室的外侧面，用于对所述冷板进行低温控制。2.如权利要求1所述的真空环境下的低温吸附与再生系统，其特征在于，在所述冷板的内部设置有S型管道，在所述冷板的表面设置有温度传感器，所述冷板为偶数个，数量至少为两个，所述冷板在所述工件台的下方沿所述主腔室的中心线对称设置。3.如权利要求1所述的真空环境下的低温吸附与再生系统，其特征在于，所述再生系统包括再生腔室、薄膜展开系统、冷却气体管道、再生加热系统以及气体回收泵；其中，所述再生腔室的顶部和底部为敞口，所述冷板设置在所述再生腔室的中央位置；所述薄膜展开系统用于所述冷板再生过程中封闭所述再生腔室；所述冷却气体管道设置在所述冷板的侧面，用于将所述制冷系统的低温气体通入所述冷板内部；所述再生加热系统包括热气体管道和电加热丝；所述气体回收泵设置在所述主腔室的底部外侧，并通过泵管道与所述冷板连通，以回收所述冷板再生过程中的再生气体。4.如权利要求3所述的一种真空环境下的低温吸附与再生系统，其特征在于，所述薄膜展开系统包括卷轴、电机、薄膜和密封机构；其中，所述卷轴设置有两个，且对称设置在所述再生腔室一侧，用于收纳封闭...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱煜，张鸣，文振武，成荣，刘相波，殷凤志，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：