CN105321838B - 一种热盘工艺密闭腔自动调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及晶圆在热盘内工艺时需形成密闭腔的装置，具体地说是一种热盘工艺密闭腔自动调整装置。包括驱动机构、盘盖升降机构、盘盖、密封环、下密封体、盘体及底板，其中驱动机构和下密封体安装在底板上，所述盘体设置于下密封体内，所述盘盖设置于密封体的上端，所述盘体与盘盖和下密封体之间形成工艺腔室，所述盘盖上沿周向设有自调整腔体，所述下密封体上沿周向设有凹槽，所述密封环一端容置于该自调整腔体内，另一端从自调整腔体内伸出、并与下密封体上端的凹槽配合连接，所述盘盖上设有工艺进气口和调整进气口，所述下密封体上设有工艺废气排出口，所述盘盖升降机构的一端与驱动机构连接，另一端与盘盖连接。本发明能避免盘盖与下密封体接触不良导致的工艺废气外泄，实现工艺腔室内的完全密封目的。

Description

一种热盘工艺密闭腔自动调整装置

技术领域

本发明涉及晶圆在热盘内工艺时需形成密闭腔的装置，具体地说是一种热盘工艺密闭腔自动调整装置。

背景技术

目前，对于晶圆在热盘内工艺时会产生一些废气甚至有毒气体。这些废气需要通过特殊通道排到指定地点。如果热盘做工艺时腔体密闭不好使废气泄漏出来对人身会有很大伤害给个人和公司带来不必要的经济损失。因此，需要一种热盘腔体自动调节装置保持工艺腔室密闭。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种热盘工艺密闭腔自动调整装置。该装置通过密封环可以自动调整盘盖与下密封体之间的间隙。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种热盘工艺密闭腔自动调整装置，其特征在于：包括驱动机构、盘盖升降机构、盘盖、密封环、下密封体、盘体及底板，其中驱动机构和下密封体安装在底板上，所述盘体设置于下密封体内，所述盘盖设置于下密封体的上端，所述盘体的上表面及侧面分别与盘盖和下密封体之间形成相互连通的第一工艺腔室和第二工艺腔室，所述盘盖下端面的外缘上沿周向设有自调整腔体，所述下密封体的上端外缘沿周向设有凹槽，所述密封环一端容置于该自调整腔体内、并端部沿径向设有延伸部，密封环的另一端从自调整腔体内伸出、并与下密封体上端的凹槽配合连接，所述盘盖上设有工艺进气口和将外部气源与自调整腔体连通的调整进气口，所述下密封体上设有与第二工艺腔室连通的工艺废气排出口，所述盘盖升降机构的一端与驱动机构连接，另一端与盘盖连接。

所述盘盖包括密封盖和外密封固定环，所述外密封固定环套设于密封盖的外部、并与密封盖之间形成所述的自调整腔体，所述密封盖与盘盖升降机构连接，所述工艺进气口和调整进气口设置于密封盖上。所述自调整腔体的上、下方设有位于密封盖与外密封固定环之间的密封圈。

所述工艺进气口设置于密封盖的中心位置，所述密封盖的内表面为由中心向边缘逐渐向下倾斜的斜面。所述密封环的纵剖面为“T”型结构、并下端与下密封体上的凹槽为锥面配合。

所述盘盖升降机构与盘盖连接的另一端为水平放置的“U”型结构，所述水平放置的“U”型结构的上侧面与盘盖连接，下侧面上设有多个pin针，所述盘体上沿轴向设有与多个pin针分别相对应的多个通孔，所述多个pin针分别插设于盘体上的相对应的所述通孔内、并通过驱动机构的驱动由通孔内伸出或缩回，用于晶圆的顶起或放下。所述pin针为三个，三个pin针位于同一圆周上。所述下密封体通过支柱安装在底板上。

所述工艺废气排出口为两个、并分别对称设置于靠近下密封体外缘的位置。所述驱动机构为气缸。

本发明的优点及有益效果是：

1.本发明的工艺密闭腔自动调整装置，通过密封环上下产生的压差使密封环产生向下的压力，从而实现与下密封体之间实现彻底密封，实现工艺腔室的密闭。

2.本发明的工艺密闭腔自动调整装置，可以避免某些原因导致的密封不严而使内部工艺废气外泄情况。

3.本发明的工艺密闭腔自动调整装置的下密封体底端接有真空，当盘盖升降机构带动盘盖下降接触到下密封体时真空接通。工艺腔室内所有废气能及时排出。

4.本发明的密封盖内表面是有一定角度的，废气或者蒸发的水汽会在密封盖上一点点形成水滴，腔内的负压会使水滴延斜面流到边缘不会滴落在晶圆上。

5.本发明的密封环和下密封体密封处采用锥形结构配合，使它们更精准的配合，同时充分的接触加大接触面积更好的密封。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的局部结构放大图。

其中：1为气缸，2为盘盖升降机构，3为密封圈，4为晶圆，5为密封盖，6为外密封固定环，7为密封环，8为下密封体，9为盘体，10为底板，11为支柱，a为第一工艺腔室，c为第二工艺腔室，b为自调整腔体，d为调整进气口，e为工艺气进气口，f为工艺废气排出口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

如图1、图2所示，本发明包括驱动机构1、盘盖升降机构2、盘盖、密封环7、下密封体8、盘体9及底板10，其中驱动机构和下密封体8通过支柱11安装在底板10上，所述盘体9设置于下密封体8内，所述盘盖设置于下密封体8的上端，所述盘体9的上表面及侧面分别与盘盖和下密封体8之间形成相互连通的第一工艺腔室a和第二工艺腔室c。所述盘盖下端面的外缘上沿周向设有自调整腔体b，所述下密封体8的上端外缘沿周向设有凹槽，所述密封环7一端容置于该自调整腔体b内、并端部沿径向设有延伸部，密封环7的另一端从自调整腔体b内伸出、并与下密封体8上端的凹槽配合连接。所述盘盖上设有工艺进气口e和将外部气源与自调整腔体b连通的调整进气口d，所述下密封体8上设有与第二工艺腔室c连通的工艺废气排出口f，所述工艺废气排出口f为两个、并分别对称设置于靠近下密封体8外缘的位置。所述盘盖升降机构2的一端与驱动机构1连接，另一端与盘盖连接。所述驱动机构1为气缸，所述盘盖通过气缸带动盘盖升降机构2，完成第一工艺腔室a和第二工艺腔室c的开关。当调整进气口d接入调整气体，在自调节腔体b内形成压差推动密封环7运动。

所述盘盖包括密封盖5和外密封固定环6，所述外密封固定环6套设于密封盖5的外部、并与密封盖5之间形成所述的自调整腔体b，所述密封盖5与盘盖升降机构连接，所述工艺进气口e设置于密封盖5的中心位置处，所述调整进气口d设置于密封盖5靠近边缘的位置。所述自调整腔体b上、下方分别设有位于密封盖5与外密封固定环6之间的密封圈3。所述密封盖5的内表面为由中心向边缘逐渐向下倾斜的斜面，废气或者蒸发的水汽会在密封盖5上一点点形成水滴，第一工艺腔室a内的负压会使水滴延斜面流到边缘不会滴落在晶圆4上。

所述密封环7的纵剖面为“T”型结构、并下端与下密封体8上的凹槽为锥面配合。密封环7和下密封体8的密封处采用锥形结构配合，使它们更精准的配合，同时充分的接触加大接触面积，达到更好的密封。

所述盘盖升降机构2与盘盖连接的另一端为水平放置的“U”型结构，所述水平放置的“U”型结构的上侧面与密封盖5连接，下侧面上设有位于同一圆周上的三个pin针(即顶针)，所述盘体9上沿轴向设有与三个pin针分别相对应的三个通孔，所述三个pin针分别插设于盘体9上相对应的通孔内、并通过驱动机构的驱动由通孔内伸出或缩回，用于晶圆4的顶起或放下。

本发明的工作原理是：

自调整腔体b通过密封盖5上的调整进气孔d与外部气源连接，当调整气体进入自调整腔体b内、并作用在密封环7的上、下端面上，由于密封环7的上、下端面面积不等，从而产生压差促使密封环7完成自动调整。当做工艺时，密封环7在压差作用下自动调整与下密封体8之间的缝隙，使热盘工艺腔室完全密封。

本发明的工作过程是：

本装置工作之前，盘盖升降机构2在气缸作用下处于最高位，进气口d始终接通外部气源，使自调节腔体b充满调整气体，这样在压差作用下密封环7处于最低位，也是最大伸出位。工艺进气口e和工艺废气排出口f的真空处于关闭状态。当晶圆4被传送到热盘做工艺时，晶圆4放到指定位置后。气缸带动盘盖升降机构2就会向下运动，达到一定位置时，密封环7的下端就会与下密封体8接触、并进入到下密封体8上的凹槽内，此时密封环7与下密封体8不能完全接触，随着气缸下降到最低，使密封环7与下密封体8上的凹槽完全接触上，这时先接触得密封环7也会在反作用力下完成自动调节功能，自动调整量多少取决于盘盖升降机构2带动的盘盖与下密封体8之间的间隙大小。由于自调节腔体b内始终有压差，使密封环7也会完全的压在下密封体8上的凹槽内靠紧，此时晶圆4也已经放在盘体9上完成第一工艺腔室a的密封。自动完成调节第一工艺腔室a的密闭性。这时工艺气进气口e和工艺废气排出口f的真空同时打开，由于工艺废气排出口f通的是真空，压强低，第一工艺腔室a和第二工艺腔室c内的工艺废气就会通过工艺废气排出口f及时排出，不会因为第一工艺腔室a的密封不严，使废气泄露出去。从而保证了热盘工艺的顺利完成。

盘盖升降机构2的工作过程：当晶圆4被传送到热盘内部做工艺之前，气缸处于伸出状态，与盘盖升降机构2连接的密封盖5处于打开状态。此时，盘体9下端的pin针由盘体9上的通孔伸出盘体9、并高出盘体9一定高度。将晶圆4首先放到高出盘体的pin针上，当气缸下降时会同时带动密封盖5和pin针向下运动，当气缸1下降到终点，晶圆4被放到盘体9上，密封盖5和密封体8通过密封环7实现密封。

Claims (10)

1.一种热盘工艺密闭腔自动调整装置，其特征在于：包括驱动机构(1)、盘盖升降机构(2)、盘盖、密封环(7)、下密封体(8)、盘体(9)及底板(10)，其中驱动机构(1)和下密封体(8)安装在底板(10)上，所述盘体(9)设置于下密封体(8)内，所述盘盖设置于下密封体(8)的上端，所述盘体(9)的上表面及侧面分别与盘盖和下密封体(8)之间形成相互连通的第一工艺腔室(a)和第二工艺腔室(c)，所述盘盖下端面的外缘上沿周向设有自调整腔体(b)，所述下密封体(8)的上端外缘沿周向设有凹槽，所述密封环(7)一端容置于该自调整腔体(b)内、并端部沿径向设有延伸部，密封环(7)的另一端从自调整腔体(b)内伸出、并与下密封体(8)上端的凹槽配合连接，所述盘盖上设有工艺进气口(e)和将外部气源与自调整腔体(b)连通的调整进气口(d)，所述下密封体(8)上设有与第二工艺腔室(c)连通的工艺废气排出口(f)，所述盘盖升降机构(2)的一端与驱动机构(1)连接，另一端与盘盖连接。

2.按权利要求1所述的热盘工艺密闭腔自动调整装置，其特征在于：所述盘盖包括密封盖(5)和外密封固定环(6)，所述外密封固定环(6)套设于密封盖(5)的外部、并与密封盖(5)之间形成所述的自调整腔体(b)，所述密封盖(5)与盘盖升降机构(2)连接，所述工艺进气口(e)和调整进气口(d)设置于密封盖(5)上。

3.按权利要求2所述的热盘工艺密闭腔自动调整装置，其特征在于：所述自调整腔体(b)的上、下方设有位于密封盖(5)与外密封固定环(6)之间的密封圈(3)。

4.按权利要求2所述的热盘工艺密闭腔自动调整装置，其特征在于：所述工艺进气口(e)设置于密封盖(5)的中心位置，所述密封盖(5)的内表面为由中心向边缘逐渐向下倾斜的斜面。

5.按权利要求1所述的热盘工艺密闭腔自动调整装置，其特征在于：所述密封环(7)的纵剖面为“T”型结构、并下端与下密封体(8)上的凹槽为锥面配合。

6.按权利要求1或2所述的热盘工艺密闭腔自动调整装置，其特征在于：所述盘盖升降机构(2)与盘盖连接的另一端为水平放置的“U”型结构，所述水平放置的“U”型结构的上侧面与盘盖连接，下侧面上设有多个pin针，所述盘体(9)上沿轴向设有与多个pin针分别相对应的多个通孔，所述多个pin针分别插设于盘体(9)上的相对应的所述通孔内、并通过驱动机构的驱动由通孔内伸出或缩回，用于晶圆(4)的顶起或放下。

7.按权利要求6所述的热盘工艺密闭腔自动调整装置，其特征在于：所述pin针为三个，三个pin针位于同一圆周上。

8.按权利要求1所述的热盘工艺密闭腔自动调整装置，其特征在于：所述下密封体(8)通过支柱(11)安装在底板(10)上。

9.按权利要求1所述的热盘工艺密闭腔自动调整装置，其特征在于：所述工艺废气排出口(f)为两个、并分别对称设置于靠近下密封体(8)外缘的位置。

10.按权利要求1所述的热盘工艺密闭腔自动调整装置，其特征在于：所述驱动机构(1)为气缸。