CN112157407A - 晶圆传输装置及底座的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆传输装置及底座的加工方法,包括底座、钛合金连接件，所述底座C面连接端通过螺钉连接有钛合金连接件，底座D面铠装加热管安装槽内嵌设有铠装加热管，铠装加热管延长端设置有冷端接线帽，冷端接线帽卡设在钛合金连接件的加热管定位板上；所述铠装加热管上另一个冷端接线帽上连接有真空大气转接件，所述真空大气转接件上转接孔与导线连接处设置有环氧树脂密封胶。本发明结构简单，重量轻，安装拆卸方便快捷，性能可靠，延长了底座的使用寿命，提供了稳定的晶圆温度，大幅度减少晶圆在工艺腔内加热器上的升温时间，有效提高了生产效率，大幅度降低了生产成本。

Description

晶圆传输装置及底座的加工方法
技术领域
本发明涉及半导体生产设备领域，尤其涉及一种晶圆传输装置及底座的加工方法。
背景技术
随着半导体行业竞争愈加激烈,半导体生产设备面临高产能的挑战,需要使用老设备进行更先进的制程,要求有更高的生产效率。 等离子增强型化学气相淀积(PECVD)设备在进行工艺时,需要晶圆快速达到一定温度,才能沉积厚度均匀的薄膜。现有设备在使用机械手进行晶圆传输过程中无法提供加热功能 ,晶圆在传输过程中温度下降,且传统的加热装置比较笨重、硅胶的加热板使用温度较低,后续工艺时温度下降的晶圆需要更长的时间的加温来达到工艺温度,造成生产效率低,严重影响产能,造成生产成本增加。因此提供一种具有高温加热功能的晶圆传输装置是很有必要的。
发明内容
本发明的目是解决上述技术问题，提供一种晶圆传输装置及底座的加工方法。
为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本发明所采用的技术方案是：晶圆传输装置,包括底座、钛合金连接件，其特征在于：所述底座C面连接端通过螺钉连接有钛合金连接件，底座D面铠装加热管安装槽内嵌设有铠装加热管，铠装加热管延长端设置有冷端接线帽，冷端接线帽卡设在钛合金连接件的加热管定位板上，压板通过螺钉紧固在加热管定位件上；所述铠装加热管上另一个冷端接线帽上连接有真空大气转接件，所述冷端接线帽与真空大气转接件上转接孔连接处设置有环氧树脂密封胶，所述冷端接线帽与导线连接处设置有环氧树脂密封胶，所述真空大气转接件与真空腔连接处设置有密封圈。
优选的：所述底座C面设置有若干个条状导气槽或若干个圆形导气槽，底座D面设置有螺旋状铠装加热管安装槽，铠装加热管安装槽与铠装加热管安装槽之间设置有若干个晶圆抬升顶针孔，底座连接端设置有与钛合金连接件组装的安装固定孔。
优选的：所述铠装加热管安装槽设置为大半圆形，槽口尺寸小于直径，槽口与底座上D面连接处设置有圆弧。
优选的：所述钛合金连接件上设置有若干个连接机械手的固定孔；所述加热管定位板自右前左后斜向设置在钛合金连接件上。
优选的：所述真空大气转接件端面设置有密封沟槽，密封沟槽内圈中间设置有转接孔，转接孔两侧设置有固定在真空腔上用的螺纹孔；所述螺纹孔设置为盲孔。
优选的：所述铠装加热管采用材料为：壁厚0.2mm，直径1.5mm不锈钢管。
优选的：所述铠装加热管通过成型模具将铠装加热管截面加工成椭圆型，方便后续安装到铠装加热管安装槽内。
底座的加工方法,其特征在于：包括以下步骤：
（a）备料 选用导热良好的铝合金6061板料作为底座的基体，保证热量分布均匀；
（b）线切割 按图纸线切割底座的外形；
（c）精准退火处理，将底座加热到至温度为420℃，保温3小时，然后随炉缓慢冷却，保证高温环境下底座（1）不变形；
（d）铣削 底座C面按图纸铣削加工防止晶圆滑片的导气槽或圆形导气槽；
（e）磨削 以C面为其准使用专用夹具牢靠固定铣削加工好的底座，磨削加工D面，再以D面为基准使用专用夹具牢靠固定磨削C面至图纸尺寸,控制平面度公差在0.02mm以内；
（f）铣削 底座D面使用特殊设计的成型刀具，铣加工铠装热电偶的安装槽；
（g）喷砂处理 底座C面进行喷砂处理，获得粗糙度Ra4-5；
（h）阳极氧化处理 底座C面进行阳极氧化处理。
与传统结构相比，本发明的有益效果：结构简单，重量轻，安装拆卸方便快捷，性能可靠；底座C面进行喷砂处理，防止了晶圆滑片；阳极氧化膜的存在可以有效减少金属颗粒污染，延长了底座的使用寿命；底座D面镶嵌有铠装加热管，提供了稳定的晶圆温度，大幅度减少晶圆在工艺腔内加热器上的升温时间，有效提高了生产效率，大幅度降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明立体示意图；
图2为本发明仰视图；
图3为本发明中底座立体示意图；
图4为底座的仰视图；
图5为图4中A-A剖视图；
图6为图5中B处放大图；
图7为本发明中钛合金连接件立体示意图；
图8为本发明中铠装加热管立体示意图；
图9为本发明中真空大气转接件立体示意图；
在图中：1. 底座,1-1 底座主体，1-2. 导气槽，1-3. 安装固定孔，1-4. 晶圆抬升顶针孔，1-5. 铠装加热管安装槽，2. 钛合金连接件，2-1. 连接件主体，2-2. 连接机械手的固定孔，2-3.定位螺纹孔，2-4. 加热管定位板，2-5.压板，3. 真空大气转接件， 3-1. 转接件主体，3-2. 密封沟槽，3-3. 螺纹孔，3-4. 转接孔，4. 铠装加热管，4-1. 加热部分，4-2.冷端接线帽，4-3. 导线，4-4. 快速插头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参照附图：晶圆传输装置,包括底座1、钛合金连接件2，其特征在于：所述底座1C面连接端通过螺钉连接有钛合金连接件2，底座1D面铠装加热管安装槽1-5内嵌设有铠装加热管4，铠装加热管4延长端设置有冷端接线帽4-2，冷端接线帽4-2卡设在钛合金连接件2的加热管定位板2-4上，压板2-5通过螺钉紧固在加热管定位件2-4上；所述铠装加热管4上另一个冷端接线帽4-2上连接有真空大气转接件3，所述冷端接线帽4-2与真空大气转接件3上转接孔3-4连接处设置有环氧树脂密封胶，所述冷端接线帽4-2与导线4-3连接处设置有环氧树脂密封胶，所述真空大气转接件3与真空腔连接处设置有密封圈。
本优选实施例中，所述底座1C面设置有若干个条状导气槽1-2或若干个圆形导气槽，底座1D面设置有螺旋状铠装加热管安装槽1-5，铠装加热管安装槽1-5与铠装加热管安装槽1-5之间设置有若干个晶圆抬升顶针孔1-4，底座1连接端设置有与钛合金连接件2组装的安装固定孔1-3。
本优选实施例中，所述铠装加热管安装槽1-5设置为大半圆形，槽口尺寸小于直径，槽口与底座1上D面连接处设置有圆弧。
本优选实施例中，所述钛合金连接件2上设置有若干个连接机械手的固定孔2-2；所述加热管定位板2-4自右前左后斜向设置在钛合金连接件2上。
本优选实施例中，所述真空大气转接件3端面设置有密封沟槽3-2，密封沟槽3-2内圈中间设置有转接孔3-4，转接孔3-4两侧设置有固定在真空腔上用的螺纹孔3-3；所述螺纹孔3-3设置为盲孔。
本优选实施例中，所述铠装加热管4采用材料为：壁厚0.2mm，直径1.5mm不锈钢管。
本优选实施例中，所述铠装加热管4通过成型模具将铠装加热管4截面加工成椭圆型，方便后续安装到铠装加热管安装槽1-5内。
底座的加工方法,其特征在于：包括以下步骤：
（i）备料 选用导热良好的铝合金6061板料作为底座1的基体，保证热量分布均匀；
（j）线切割 按图纸线切割底座1的外形；
（k）精准退火处理，将底座1加热到至温度为420℃，保温3小时，然后随炉缓慢冷却，保证高温环境下底座（1）不变形；
（l）铣削 底座1C面按图纸铣削加工防止晶圆滑片的导气槽1-2或圆形导气槽；
（m）磨削 以C面为其准使用专用夹具牢靠固定铣削加工好的底座1，磨削加工底座1的D面，再以D面为基准使用专用夹具牢靠固定磨削C面至图纸尺寸,控制平面度公差在0.02mm以内；
（n）铣削 底座1D面使用特殊设计的成型刀具，铣加工铠装热电偶的安装槽1-5；
（o）喷砂处理 底座1C面进行喷砂处理，获得粗糙度Ra4-5；
（p）阳极氧化处理 底座1C面进行阳极氧化处理。
本发明工作原理：内部镶嵌有精密加工的不锈钢外壳的铠装加热管，在晶圆传输至反应腔时，保证晶圆温度稳定在250~280摄氏度，有效缩短晶圆在工艺腔内加热器上的升温时间；底座C面进行喷砂处理，防止了晶圆滑片；阳极氧化膜的存在可以有效减少金属颗粒污染，延长了使用寿命。
本发明的上述实施例，仅仅是清楚地说明本发明所做的举例，但不用来限制本发明的保护范围，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各项权利要求限定。

Claims (8)

1.晶圆传输装置,包括底座（1）、钛合金连接件（2），其特征在于：所述底座（1）C面连接端通过螺钉连接有钛合金连接件（2），底座（1）D面铠装加热管安装槽（1-5）内嵌设有铠装加热管（4），铠装加热管（4）延长端设置有冷端接线帽（4-2），冷端接线帽（4-2）卡设在钛合金连接件（2）的加热管定位板（2-4）上，压板（2-5）通过螺钉紧固在加热管定位件（2-4）上；所述铠装加热管（4）上另一个冷端接线帽（4-2）上连接有真空大气转接件（3），所述冷端接线帽（4-2）与真空大气转接件（3）上转接孔（3-4）连接处设置有环氧树脂密封胶，所述冷端接线帽（4-2）与导线（4-3）连接处设置有环氧树脂密封胶，所述真空大气转接件（3）与真空腔连接处设置有密封圈。
2.根据权利要求1所述的晶圆传输装置,其特征在于：所述底座（1）C面设置有若干个条状导气槽（1-2）或若干个圆形导气槽，底座（1）D面设置有螺旋状铠装加热管安装槽（1-5），铠装加热管安装槽（1-5）与铠装加热管安装槽（1-5）之间设置有若干个晶圆抬升顶针孔（1-4），底座（1）连接端设置有与钛合金连接件（2）组装的安装固定孔（1-3）。
3.根据权利要求1所述的晶圆传输装置,其特征在于：所述铠装加热管安装槽（1-5）设置为大半圆形，槽口尺寸小于直径，槽口与底座（1）上D面连接处设置有圆弧。
4.根据权利要求1所述的具有高温加热功能的晶圆传输装置,其特征在于：所述钛合金连接件（2）上设置有若干个连接机械手的固定孔（2-2）；所述加热管定位板（2-4）自右前左后斜向设置在钛合金连接件（2）上。
5.根据权利要求1所述的晶圆传输装置,其特征在于：所述真空大气转接件（3）端面设置有密封沟槽（3-2），密封沟槽（3-2）内圈中间设置有转接孔（3-4），转接孔（3-4）两侧设置有固定在真空腔上用的螺纹孔（3-3）；所述螺纹孔（3-3）设置为盲孔。
6.根据权利要求1所述的晶圆传输装置,其特征在于：所述铠装加热管（4）采用材料为：壁厚0.2mm，直径1.5mm不锈钢管。
7.根据权利要求1或6所述的晶圆传输装置,其特征在于：所述铠装加热管（4）通过成型模具将铠装加热管（4）截面加工成椭圆型，方便后续安装到铠装加热管安装槽（1-5）内。
8.底座的加工方法,其特征在于：包括以下步骤：
备料 选用导热良好的铝合金6061板料作为底座（1）的基体，保证热量分布均匀；
线切割 按图纸线切割底座（1）的外形；
精准退火处理，将底座（1）加热到至温度为420℃，保温3小时，然后随炉缓慢冷却，保证高温环境下底座（1）不变形；
铣削 底座（1）C面按图纸铣削加工防止晶圆滑片的导气槽(1-2)或圆形导气槽；
磨削 以C面为其准使用专用夹具牢靠固定铣削加工好的底座（1），磨削加工D面，再以D面为基准使用专用夹具牢靠固定磨削C面至图纸尺寸,控制平面度公差在0.02mm以内；
铣削 底座（1）D面使用特殊设计的成型刀具，铣加工铠装热电偶的安装槽（1-5）；
喷砂处理 底座（1）C面进行喷砂处理，获得粗糙度Ra4-5；
阳极氧化处理 底座（1）C面进行阳极氧化处理。
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