CN112053982B - 储片盒开门装置和半导体工艺设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种储片盒开门装置，包括主密封板和设置在主密封板一侧的储片盒传输组件，储片盒传输组件用于承载储片盒并带动储片盒靠近主密封板，以使储片盒的底座与主密封板贴合，储片盒开门装置还包括多个储片盒固定组件，储片盒固定组件设置在主密封板上，用于在储片盒的底座与主密封板贴合后，将储片盒的底座固定在主密封板上。在本发明中，储片盒固定组件能够将储片盒的底座固定在主密封板上，从而在开、关舱门以及取、放晶圆等操作中将储片盒稳定固定在机台上，避免储片盒发生振动，进提高了储片盒中晶圆的定位精度，进而提高了产品良率、降低了半导体设备的维护成本。本发明还提供一种半导体工艺设备。

Description

储片盒开门装置和半导体工艺设备

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，具体地，涉及一种储片盒开门装置和一种包括该储片盒开门装置的半导体工艺设备。

背景技术

在半导体工艺中，常通过储片盒(Foup盒)承载成批次的晶圆进出半导体设备(如，氧化炉)，为便于在清洁环境下对储片盒中的晶圆(Wafer)进行取、放操作，半导体设备的前端部通常设置有用于临时放置储片盒的储片盒存储装置(stocker)，而通过相应开门装置和传输装置能够自动对储片盒存储装置内部放置的储片盒进行定位操作、储片盒舱门的开启、关闭操作以及晶圆的取放等操作。

发明内容

本发明旨在提供一种储片盒开门装置和一种半导体工艺设备，该储片盒开门装置能够在储片盒到达指定位置后稳定地保持储片盒的位置不变，提高产品良率。

为实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种半导体工艺设备中的储片盒开门装置，包括主密封板和设置在所述主密封板一侧的储片盒传输组件，所述储片盒传输组件用于承载所述储片盒并带动所述储片盒靠近所述主密封板，以使所述储片盒的底座与所述主密封板贴合，所述储片盒开门装置还包括多个储片盒固定组件，所述储片盒固定组件设置在所述主密封板上，用于在所述储片盒的底座与所述主密封板贴合后，将所述储片盒的底座固定在所述主密封板上。

优选地，所述储片盒固定组件包括旋转驱动机构和固定结构，所述旋转驱动机构设置在所述主密封板上，所述固定结构与所述旋转驱动机构连接，所述旋转驱动机构用于在储片盒的底座与所述主密封板贴合后，驱动所述固定结构旋转至与所述底座背离所述主密封板的表面接触，并向所述底座施加朝向所述主密封板的力。

优选地，所述旋转驱动机构包括旋转驱动部和连接臂，所述旋转驱动部具有沿远离所述主密封板方向延伸的输出轴，所述连接臂的一端与所述输出轴连接，所述连接臂的另一端与所述固定结构连接。

优选地，所述固定结构包括接触头和延伸杆，所述延伸杆的一端与所述连接臂连接，另一端朝向所述主密封板，所述接触头设置在所述延伸杆朝向所述主密封板的一端上，用于与所述储片盒的底座接触。

优选地，所述接触头的材质为聚四氟乙烯。

优选地，所述连接臂与所述固定结构连接的一端具有开口槽，所述延伸杆设置在所述开口槽中，所述开口槽中设置有开口调节件，所述开口调节件用于调节所述开口槽的开口大小，以紧固或释放所述延伸杆。

优选地，所述延伸杆朝向所述主密封板的一端形成有沿所述延伸杆的轴线方向延伸的连接孔，所述接触头中形成有贯穿所述接触头的沉头孔，所述接触头与所述延伸杆基于所述沉头孔和所述连接孔通过沉头螺钉连接。

优选地，所述旋转驱动机构用于驱动所述固定结构螺旋旋转。

优选地，所述储片盒固定组件通过安装板设置在所述主密封板上，所述安装板上形成有条形孔，所述安装板基于所述条形孔通过紧固件固定在所述主密封板上。

作为本发明的第二个方向，提供一种半导体工艺设备，包括储片盒存储装置、储片盒传输装置和前面所述的储片盒开门装置，所述储片盒存储装置用于存储多个储片盒，所述储片盒传输装置用于在所述储片盒存储装置和所述储片盒开门装置之间传输所述储片盒。

在本发明提供的储片盒开门装置以及半导体工艺设备中，储片盒固定组件能够将储片盒的底座固定在主密封板上，从而在开、关舱门以及取、放晶圆等操作中将储片盒稳定固定在机台上，避免储片盒发生振动，进而提高了储片盒中晶圆的定位精度，进而提高了产品良率、降低了半导体设备的维护成本。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1至图2是本发明实施例提供的储片盒开门装置对储片盒进行定位的原理示意图；

图3是本发明实施例提供的储片盒开门装置中储片盒传输组件的结构示意图；

图4是图2所示储片盒开门装置的俯视示意图；

图5是图4中区域III的局部放大示意图；

图6是本发明实施例提供的储片盒开门装置中连接臂的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的储片盒开门装置通过安装板设置在主密封板上的原理示意图；

图8是本发明实施例提供的安装板基于条形孔通过紧固件固定在主密封板上的原理示意图。

附图标记说明

1：导向柱 2：承载板

3：滑块 4：滑轨

5：滑轨安装板 6：支撑板

7：主密封板 8：驱动气缸

9：气缸安装板 10：浮动接头

11：连接板 12：吸盘

13：安装板 14：旋转驱动部

15：连接臂 16：延伸杆

17：接触头

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

用于打开储片盒的开门装置一般设置在储片盒存储装置的侧壁上，该开门装置通常通过定位结构实现对储片盒朝向的定位，再驱动储片盒向侧壁上的开口靠拢，直至其与侧壁贴合。

本发明的发明人在实验研究中发现，在现有技术中，储片盒与侧壁贴合后，需由吸盘等结构对储片盒进行开关门操作，再由机械手对储片盒中的晶圆进行取、放操作，储片盒在这些操作过程中将不可避免地承受水平方向的动载荷。

然而，储片盒与侧壁之间仅为贴合关系，定位结构以及贴合面之间的吸附作用难以稳定储片盒的位置，储片盒将在操作过程中不可避免地发生水平方向的振动，不仅容易影响晶圆在储片盒中的位置，导致取放晶圆的机械手难以找到晶圆中心，并在将晶圆放置在半导体设备中时与设备中的部件发生碰撞冲击，同时，在储片盒的振动过程中，储片盒无法与侧壁密封接触，容易导致晶圆受污染，影响产品良率、增加额外的维护成本。

为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供一种半导体工艺设备中的储片盒开门装置，如图1至图5所示，该储片盒开门装置包括主密封板7和设置在主密封板7一侧的储片盒传输组件，该储片盒传输组件用于承载储片盒(Foup盒)并带动储片盒靠近主密封板7，以使储片盒的底座与主密封板7贴合。该储片盒开门装置还包括多个储片盒固定组件，该储片盒固定组件设置在主密封板7上，用于在储片盒的底座与主密封板7贴合后，将储片盒的底座固定在主密封板7上。

在本发明中，主密封板7沿竖直方向设置，该储片盒传输组件的传输方向优选地与主密封板7的表面垂直。在本发明中，储片盒开门装置还包括多个储片盒固定组件，储片盒固定组件能够将储片盒的底座固定在主密封板7上，从而在开、关舱门以及取、放晶圆等操作中将储片盒稳定固定在机台上，避免储片盒在水平方向发生振动，进而提高了储片盒中晶圆的定位精度，进而提高了产品良率、降低了半导体设备的维护成本。

可选的，主密封板7可以是储片盒存储装置侧壁的一部分，也是可以一个独立设置在该侧壁上的部件，本发明不做具体限定。

本发明实施例对储片盒传输组件的结构不做具体限定，例如，优选地，如图3所示，储片盒传输组件可以包括导向柱1、承载板2、滑块3、滑轨4、滑轨安装板5、支撑板6、驱动气缸8、气缸安装板9、浮动接头10和连接板11。

其中，导向柱1安装于承载板2上，用于储片盒上的导向孔配合以定位储片盒，承载板2固定于滑块3上，滑轨4沿该储片盒传输组件的传输方向延伸且固定在滑轨安装板5上，滑轨安装板5安装在支撑板6上，支撑板6固定在主密封板7上，驱动气缸8安装在气缸安装板9上，气缸安装板9固定在滑轨安装板5上，浮动接头10安装在驱动气缸8的杠杆前端，同时浮动接头10与连接板11通过螺纹固定相连，而连接板11与承载板2经固定螺钉连接。驱动气缸8带动连接板11、连接板11带动承载板2在滑块3沿着滑轨4向主密封板7运动，以此带动承载板2、导向柱1以及承载板2上的储片盒向主密封板7靠拢，直至储片盒的底座与主密封板7贴合。

本发明实施例对该储片盒固定组件的结构不做具体限定，例如，作为本发明的一种优选实施方式，如图1至图5所示，该储片盒固定组件包括旋转驱动机构和固定结构，该旋转驱动机构设置在主密封板7上，该固定结构与该旋转驱动机构连接，且该旋转驱动机构用于在储片盒的底座与主密封板7贴合后，驱动该固定结构旋转至该固定结构与储片盒的底座背离主密封板7的表面接触，并向该底座施加朝向主密封板7的力。

需要说明的是，储片盒的底座的边缘通常超出储片盒的箱体侧壁，在本发明实施例中，该旋转驱动机构用于在储片盒的底座与主密封板7贴合后，驱动该固定结构旋转，使该固定结构旋转至储片盒底座的边缘背离主密封板7的表面上，并将该底座的边缘顶在主密封板7上，从而实现对储片盒底座的固定。

为提高该固定结构的摆动幅度，优选地，该旋转驱动机构包括旋转驱动部14和连接臂15，旋转驱动部14具有沿远离主密封板7方向延伸的输出轴，连接臂15的一端与该输出轴连接，连接臂15的另一端与固定结构连接。

本发明实施例对旋转驱动部14的结构不做具体限定，例如，该旋转驱动部14可以为旋转电机。作为本发明的一种优选实施方式，优选地，旋转驱动部14为旋转气缸，且旋转驱动机构能够驱动固定结构沿螺旋方向旋转。

在本发明实施例中，旋转驱动部14为旋转气缸，且能够驱动固定结构沿螺旋方向旋转，使固定结构在旋转摆动的同时，向主密封板7靠近，直至固定结构摆动至与储片盒底座的边缘区域对应并自动压紧在该底座的边缘上。

该驱动过程中无需对固定结构的摆动角度进行高精度控制，并且不必对固定结构与主密封板7之间的距离进行频繁校准即可保证将储片盒底座稳定按压在主密封板7上，提高了对储片盒进行定位的稳定性，并简化了整个装置的机械结构及控制电路，降低了设备的维护成本。

本发明实施例对该固定结构的结构不做具体限定，例如，优选地，如图5所示，该固定结构包括接触头17和沿该储片盒传输组件的传输方向延伸的延伸杆16，延伸杆16的一端与连接，另一端朝向主密封板7，接触头17设置在延伸杆16朝向主密封板7的一端上，接触头17用于与储片盒的底座接触。

在本发明实施例中，延伸杆16的长度与旋转驱动部14(如，气缸)的长度匹配，接触头17优选地采用特定材料，以便减少与储片盒底座之间的摩擦作用、降低固定过程中产生的粉尘。

本发明实施例对该接触头17的材质不做具体限定，例如，优选地，接触头17的材质可以为聚四氟乙烯，聚四氟乙烯具有优异的不粘性及抗老化能力，采用该材质制成的接触头17与储片盒底座接触过程中不容易产生粉尘颗粒等污染物，能够有效提高晶圆表面的洁净度。

本发明实施例对延伸杆16如何与连接臂15连接不做具体限定，例如，为提高接触头17沿该储片盒传输组件的传输方向位置的可调节性，优选地，如图5、图6所示，延伸杆16为圆柱体，连接臂15与该固定结构连接的一端具有开口槽，延伸杆16的一端设置在开口槽中，该开口槽中还设置有开口调节件，开口调节件用于调节开口槽的开口大小，以紧固或释放延伸杆16。

本发明实施例对开口调节件的种类不做具体限定，例如，优选地，该开口调节件可以为固定螺钉，开口槽的两个侧面上均形成有调节通孔，开口调节件由延伸杆16的一侧依次穿过两个调节通孔，并与延伸杆16另一侧的螺母连接，从而通过开口调节件的头部与螺母之间的挤压作用调节开口槽的开口大小。

在本发明实施例中，延伸杆16由连接臂15第二端的开口槽夹持，可以通过松紧开口调节件的方式便捷地对延伸杆16沿该储片盒传输组件的传输方向的位置进行调节，从而调节接触头17的落点位置。

为提高延伸杆16在开口槽中设置的稳定性，优选地，如图6所示，该开口槽的两个侧面上均形成有与延伸杆16同向设置的柱面凹槽，延伸杆16的外表面分别匹配设置在该开口槽两个侧面上的柱面凹槽中。

需要说明的是，连接臂15的材质需要有较高强度且具有一定的弹性以便于实现开口槽变形，本发明实施例对连接臂15的材质不做具体限定，例如，可选地，连接臂15的材质可以为不锈钢材质。

本发明实施例对延伸杆16如何与接触头17固定连接不做具体限定，例如，作为本发明的一种实施方式，固定结构还包括沉头螺钉，延伸杆16朝向主密封板7的一端形成有沿延伸杆16的轴线方向延伸的连接孔，接触头17中形成有贯穿接触头17的沉头孔，接触头17与延伸杆16基于沉头孔和连接孔通过沉头螺钉固定连接。

在本发明实施例中，接触头17通过沉头孔和沉头螺钉与延伸杆16的端部固定连接，从而在不影响接触头17与储片盒底座接触的接触性能的同时，实现了延伸杆16与接触头17之间的稳定连接。

为提高储片盒固定组件的可调节性，优选地，如图7、图8所示，该储片盒开门装置还包括安装板13，储片盒固定组件通过安装板13设置在主密封板7上，安装板上形成有条形孔，安装板13基于该条形孔通过紧固件固定在主密封板上，紧固件能够在条形孔中沿高度方向移动。

如图8所示，安装板13基于条形孔通过紧固件固定在主密封板上，从而在维护设备时，可根据工艺需求松动紧固件，并沿图中箭头所示方向(即条形孔的延伸方向)调节安装板的高度，进而提高了储片盒固定组件位置的可调节性。

本发明实施例对储片盒固定组件的数量不做具体限定，例如，为实现对储片盒的稳定固定，可选地，如图7所示，该储片盒开门装置包括4组储片盒固定组件。

本发明实施例对储片盒开门装置中的其他功能结构不做具体限定，例如，该储片盒开门装置还可以包括开盒组件，如图7所示，该开盒组件可以包括多个吸盘12，用于吸附储片盒的舱门进行开门、关门操作。

作为本发明的第二个方面，提供一种半导体设备，该半导体设备包括储片盒存储装置、储片盒传输装置和前面实施例中提供的储片盒开门装置，该储片盒存储装置用于存储多个储片盒，该储片盒传输装置用于在该储片盒存储装置和该储片盒开门装置之间传输该储片盒。

在本发明提供的半导体设备中，储片盒开门装置包括主密封板7和多个储片盒固定组件，储片盒固定组件能够将储片盒的底座固定在主密封板7上，从而在开、关舱门以及取、放晶圆等操作中将储片盒稳定固定在机台上，避免储片盒在水平方向发生振动，进而提高了储片盒中晶圆的定位精度，进而提高了产品良率、降低了半导体设备的维护成本。

本发明实施例对该半导体设备的种类不做具体限定，例如，该半导体设备可以为氧化炉，进一步地，该半导体设备可以为立式氧化炉。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种半导体工艺设备中的储片盒开门装置，包括主密封板和设置在所述主密封板一侧的储片盒传输组件，所述储片盒传输组件用于承载所述储片盒并带动所述储片盒靠近所述主密封板，以使所述储片盒的底座与所述主密封板贴合，其特征在于，所述储片盒传输组件包括导向柱、承载板、滑块、滑轨、滑轨安装板、支撑板、驱动气缸、气缸安装板、浮动接头和连接板；其中，

所述导向柱安装于所述承载板上，用于与所述储片盒上的导向孔配合以定位所述储片盒；

所述承载板固定于所述滑块上，所述滑轨沿所述储片盒传输组件的传输方向延伸且固定在所述滑轨安装板上，所述滑轨安装板安装在所述支撑板上，所述支撑板固定在所述主密封板上，所述驱动气缸安装在所述气缸安装板上，所述气缸安装板固定在所述滑轨安装板上，所述浮动接头安装在所述驱动气缸的杠杆前端，所述浮动接头与所述连接板通过螺纹固定相连，所述连接板与所述承载板经固定螺钉连接；

通过所述驱动气缸带动所述连接板、所述连接板带动所述承载板在所述滑块上沿着所述滑轨向所述主密封板运动，以带动所述承载板、所述导向柱以及所述承载板上的所述储片盒向所述主密封板靠拢，至所述储片盒的底座与所述主密封板贴合；

所述储片盒开门装置还包括多个储片盒固定组件，所述储片盒固定组件设置在所述主密封板上，用于在所述储片盒的底座与所述主密封板贴合后，将所述储片盒的底座固定在所述主密封板上。

2.根据权利要求1所述的储片盒开门装置，其特征在于，所述储片盒固定组件包括旋转驱动机构和固定结构，所述旋转驱动机构设置在所述主密封板上，所述固定结构与所述旋转驱动机构连接，所述旋转驱动机构用于在储片盒的底座与所述主密封板贴合后，驱动所述固定结构旋转至与所述底座背离所述主密封板的表面接触，并向所述底座施加朝向所述主密封板的力。

3.根据权利要求2所述的储片盒开门装置，其特征在于，所述旋转驱动机构包括旋转驱动部和连接臂，所述旋转驱动部具有沿远离所述主密封板方向延伸的输出轴，所述连接臂的一端与所述输出轴连接，所述连接臂的另一端与所述固定结构连接。

4.根据权利要求3所述的储片盒开门装置，其特征在于，所述固定结构包括接触头和延伸杆，所述延伸杆的一端与所述连接臂连接，另一端朝向所述主密封板，所述接触头设置在所述延伸杆朝向所述主密封板的一端上，用于与所述储片盒的底座接触。

5.根据权利要求4所述的储片盒开门装置，其特征在于，所述接触头的材质为聚四氟乙烯。

6.根据权利要求4所述的储片盒开门装置，其特征在于，所述连接臂与所述固定结构连接的一端具有开口槽，所述延伸杆设置在所述开口槽中，所述开口槽中设置有开口调节件，所述开口调节件用于调节所述开口槽的开口大小，以紧固或释放所述延伸杆。

7.根据权利要求4所述的储片盒开门装置，其特征在于，所述延伸杆朝向所述主密封板的一端形成有沿所述延伸杆的轴线方向延伸的连接孔，所述接触头中形成有贯穿所述接触头的沉头孔，所述接触头与所述延伸杆基于所述沉头孔和所述连接孔通过沉头螺钉连接。

8.根据权利要求3至7中任意一项所述的储片盒开门装置，其特征在于，所述旋转驱动机构用于驱动所述固定结构螺旋旋转。

9.根据权利要求3至7中任意一项所述的储片盒开门装置，其特征在于，所述储片盒固定组件通过安装板设置在所述主密封板上，所述安装板上形成有条形孔，所述安装板基于所述条形孔通过紧固件固定在所述主密封板上。

10.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括储片盒存储装置、储片盒传输装置和如权利要求1至9中任意一项所述的储片盒开门装置，所述储片盒存储装置用于存储多个储片盒，所述储片盒传输装置用于在所述储片盒存储装置和所述储片盒开门装置之间传输所述储片盒。

Images