臺灣博碩士論文加值系統

真空傳輸閘板閥(Slit Valve)是半導體製程設備中一項必要的真空零組件產品，主要功能在隔絕兩個不同製程腔體，達到真空隔離及確保產品質量之目的，半導體產業是一項耗資龐大的產業，不少的相關產品都與他密切相關。
真空傳輸閘板閥作動方式是透過連桿機構或是氣壓驅動方式來進行刀板之往復運動。其中真空封合部分要考慮到O形環的材質與其受力是否均勻，其結果會影響真空腔體內的真空度。因機構相對運動所產生之O形環磨耗，亦可能產生微奈米粒子，隨著流場改變而影響晶圓表面潔淨度。本文主要目的是針對真空傳輸閘板閥進行應力分析，探討在不同運動模式之自然頻率、受力分布與振動分析，進而驗證不同操作條件下真空傳輸閘板閥之力學行為，及可能之微奈米粒子產生狀況，運用電腦輔助立體繪圖軟體SOLIDWORKS建立三維立體模型後，將模型導入ANSYS Workbench來達成動力學應力分析。
本研究對相關真空閥件創新設計與使用條件之問題分析上有很大助益，由ANSYS Workbench來了解閥門機構件在運動的情況下所產生的應力破壞的位置以及在模態下所產生的頻率，來探討是否改良其機構，而O形環的應力變化以及位移量則可以了解出氣密性是否良好或是影響產品品質，分析可以減少許多不必要的開發成本，取代過去實際做出來測試方式，提升產能效率，減少失誤，使生產作業更加資訊化。

Slit Valve is a necessary vacuum component product in semiconductor process equipment. Its main function is to isolate two different process chambers to achieve vacuum isolation and ensure product quality.
The Slit Valve is actuated by means of a linkage or pneumatic drive to reciprocate the blade. The vacuum seal part should consider whether the material of the O-ring and its force are uniform, and the result will affect the vacuum in the vacuum chamber. O-ring wear due to relative motion of the mechanism may also produce micro-nanoparticles, which may affect the cleanliness of the wafer surface as the flow field changes. The main purpose of this paper is to analyze the stress of Slit Valve, to explore the natural frequency, force distribution and vibration analysis of different motion modes, and to verify the mechanical behavior of Slit Valve閥 under different operating conditions, and the possible generation of micro-nano particles. After the computer-aided stereo graphics software SOLIDWORKS establishes a three-dimensional model, the model is imported into ANSYS Workbench to achieve dynamic stress analysis.
This study has been instrumental in the analysis of the innovative design and use conditions of vacuum valve assemblies. Use ANSYS Workbench to understand the location of stress damage caused by moving valve components and the frequency generated in the modality to explore whether to improve its mechanism. O-ring stress changes and displacements can be used to understand whether air tightness is good or affect product quality.

摘要………………………………………………………………………………i
Abstract…………………………………………………………………………ii
誌謝……………………………………………………………………………iv
目錄……………………………………………………………………………v
表目錄…………………………………………………………………………vii
圖目錄…………………………………………………………………………viii
第一章 緒論…………………………………………………………………1
1.1 前言…………………………………………………………………1
1.2 研究動機與目的……………………………………………………1
1.3 研究架構……………………………………………………………2
第二章 真空閥門機構介紹…………………………………………………4
2.1 真空閥門介紹………………………………………………………4
2.2 專利檢索……………………………………………………………7
第三章 三維模型…………………………………………………………12
3.1 有限元素分析………………………………………………………12
3.1.1 ANSYS Workbench分析軟體……………………………………13
3.1.2 ANSYS Workbench分析流程……………………………………15
3.1.3 超彈性模型介紹……………………………………………………18
3.2 建立實體模型………………………………………………………21
3.3 材料特性……………………………………………………………24
3.4 網格劃分……………………………………………………………26
3.4.1 網格種類…………………………………………………………26
3.4.2 建立網格…………………………………………………………27
3.5 條件設定……………………………………………………………28
3.5.1 接觸條件設定………………………………………………………28
3.5.2 邊界條件設定………………………………………………………31
第四章 數值分析結果與討論……………………………………………33
4.1 網格測試模擬………………………………………………………33
4.2 模態分析……………………………………………………………37
4.3 真空傳輸閘板閥與O形環結構分析………………………………42
4.3.1 真空傳輸閘板閥分析……………………………………………42
4.3.2 O形環分析………………………………………………………43
4.4 真空傳輸閘板閥受壓差作用下結構分析………………………44
4.4.1 應力分析…………………………………………………………44
4.4.2 變形分析…………………………………………………………45
第五章 結論與未來展望………………………………………………46
5.1 結論………………………………………………………………46
5.2 未來展望…………………………………………………………46
參考文獻………………………………………………………………………47
Extended Abstract………………………………………………………………50

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