真空的通俗定义指的是空间中的压力低于标准大气压力时的状态。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) 或控制气体进出量。由于真空环境基本贯穿半导体制造过程始终,因此真空阀在 半导体设备中也有着普遍而广泛的应用。真空阀和普通阀门在类型上没有本质区别,按作用划分主要有隔离阀、控制阀 (调节阀)、传输阀、泄压阀/排气阀、气体计量阀、止回阀等,在半导体设备的 真空系统中尤其是隔离阀、控制阀、传输阀应用较多;其中,隔离阀和控制阀根 据工作方式又包括闸阀、角阀、蝶阀、球阀、摆阀等。
具体来看,隔离阀起隔绝/接通作用,如可用于连接真空泵,在其运作与否时起 到禁止/允许气体进入真空泵系统的作用;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。
蝶阀的阀瓣呈圆盘形,围绕其中轴旋转,旋角大小便是阀门的开闭度,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,实现快速精确的调节。
球阀的启闭件是带有圆形通道的球体,绕垂直于通道的轴线旋转,球体随 阀杆转动从而达到启闭通道的目的。球阀适用的压力范围广,从高真空到低真空 等均可使用,同时在带有腐蚀性介质的或者高温的系统中也均可适用。
传输阀是用于连接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。