CN112736000A - 一种真空传送装置及传送方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种真空传送装置，包括前置腔室、入口腔室、传送平台、工艺腔室和出口腔室；其中，所述前置腔室位于所述入口腔室的一侧，所述入口腔室的另一侧连接传送平台，所述传送平台贯穿连接多个工艺腔室，所述传送平台的末端连接出口腔室；所述工艺腔室侧壁设置匣阀；所述传送平台上设置装置晶圆的托架；所述真空传送装置处于真空状态，所述前置腔室用于接收传送装置外侧的晶圆，并将晶圆通过入口腔室传输至传送平台，所述传送平台带动托架及晶圆在各个工艺腔室之间移动，最终通过出口腔室移出真空传送装置。本发明提供的一种真空传送装置及传送方法，可以显著提高晶圆加工环节的晶圆传输效率。

Description

一种真空传送装置及传送方法
技术领域
本发明属于晶圆传输领域，具体涉及一种真空传送装置及传送方法。
背景技术
晶圆在生产加工过程中需要经历多次镀膜、刻蚀等等工序，且镀膜刻蚀等工序都需要在真空的工艺腔室中完成。由于每个工艺腔室之前是相互独立的，每次都需要在各个真空腔室中进行晶圆的传输，现有技术中各个真空工艺腔室之间采用机器人进行晶圆传输，每个机器人的传输范围受限于其运动半径及位置，因此需要在传输过程中设置多个机器人，从而完成整个传输过程。
现有技术中机器人位于真空工艺腔室外侧，因此每次传输都需要晶圆经历外界环境中真空状态传输至大气状态，以及大气状态到真空状态的变化，整个传输过程繁琐复杂，且晶圆在传输过程中极可能被损坏或者污染，极大地阻碍了晶圆生产的工序。
发明内容
本发明的目的是提供一种真空传送装置及传送方法，可以显著提高晶圆加工环节的晶圆传输效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种真空传送装置，包括前置腔室、入口腔室、传送平台、工艺腔室和出口腔室；其中，所述前置腔室位于所述入口腔室的一侧，所述入口腔室的另一侧连接传送平台，所述传送平台贯穿连接多个工艺腔室，所述传送平台的末端连接出口腔室；所述工艺腔室侧壁设置匣阀；所述传送平台上设置装置晶圆的托架；
所述真空传送装置处于真空状态，所述前置腔室用于接收传送装置外侧的晶圆，并将晶圆通过入口腔室传输至传送平台，所述传送平台带动托架及晶圆在各个工艺腔室之间移动，最终通过出口腔室移出真空传送装置。
进一步地，所述传送平台连接控制中心，所述控制中心包括升降驱动单元、旋转驱动单元和平移驱动单元。
进一步地，每个托架对应连接一个升降驱动单元和旋转驱动单元。
进一步地，每个托架对应连接一个伸缩驱动单元，且所述伸缩驱动单元连接至控制中心，所述伸缩驱动单元用于控制托架将晶圆伸入或者输出工艺腔室。
进一步地，，所述真空传送装置还包括位于传送平台侧边的机械手臂。
进一步地，所述平移驱动单元带动传送平台及其上方的托架进行平移；所述平移驱动单元为磁力驱动单元。
进一步地，所述磁力驱动单元包括圆环状永久磁铁、极靴、旋转轴和磁流体；其中，所述圆环状永久磁铁、极靴和旋转轴形成磁性回路，所述磁流体填充在旋转轴和极靴之间；在磁铁产生的磁场作用下，旋转轴带动传送平台进行平移；位于旋转轴和极靴之间的磁流体形成密封圈。
进一步地，所述平移驱动单元带动传送平台及其上方的托架进行平移；所述平移驱动单元为电力驱动单元。
进一步地，所述工艺腔室位于所述传送平台的两侧，所述工艺腔室靠近传送平台的一侧设置匣阀。
一种采用真空传送装置进行传送的方法，包括如下步骤：
S01：真空传送装置外侧的晶圆传输至前置腔室，所述前置腔室从大气状态变为真空状态，同时整个真空传送装置保持真空状态；
S02：所述前置腔室中的晶圆通过入口腔室传输至传送平台上的托架中；
S03：所述传送平台带动晶圆依次经过各个工艺腔室，并经过出口腔室输出。
本发明具有如下有益效果：本发明采用磁流体密封工艺，有利于整个传送装置中真空状态的维持，同时能够精准控制传送平台的移动位置，有效提高晶圆传输效率；本发明各个工艺腔室彼此独立，且通过传送平台串联在一起，同时工艺腔室内部对于晶圆的加工与传送平台对晶圆的传输为独立的两个过程，使得工艺腔室中晶圆在加工的同时，传送平台上的晶圆可以正常传输，进而提高了晶圆加工效率。
附图说明
附图1为现有技术中真空腔室的结构示意图；
附图2为其中一种实施例中真空传送装置的结构示意图；
附图3为另外一种实施例中真空传送装置的结构示意图；
图中标记：1前置腔室，2入口腔室，3传送平台，4工艺腔室，5托架。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
请参阅附图2-3，本发明提供的一种真空传送装置，包括前置腔室1、入口腔室2、传送平台3、工艺腔室4和出口腔室(图中未显示)；其中，前置腔室1位于入口腔室2的一侧，入口腔室2的另一侧连接传送平台3，传送平台3贯穿连接多个工艺腔室4，传送平台3的末端连接出口腔室；工艺腔室4侧壁设置匣阀；传送平台3上设置装置晶圆的托架5；真空传送装置处于真空环境，前置腔室1用于接收传送装置外侧的晶圆，并将晶圆通过入口腔室2传输至传送平台3，传送平台3带动托架5及晶圆在各个工艺腔室4之间移动，最终通过出口腔室移出真空传送装置。
本发明中整个传送装置均位于真空状态，且前置腔室1需要在真空状态以及大气状态下进行转换，入口腔室2、传送平台3、工艺腔室4以及出口腔室均始终保持真空状态；确保整个晶圆加工过程均处于真空环境下。本发明中各个工艺腔室也始终位于真空状态下，在真空状态下完成晶圆的加工。
本发明中传送平台可以为各种形状，不需要一定是直线型，只需要将各个工艺腔室进行连接即可；可以为蛇形，圆环状，曲线状等等；也可以设置为一条，或者相互串联在一起的多条。传送平台需要带动晶圆在入口腔室、各个工艺腔室以出口腔室之间进行传输，因此传送平台需要能够传动，以便于将晶圆传输至不同位置。在传送平台上设置多个用于装载晶圆的托架，每个托架均可以进行旋转、伸缩以及升降。优选地，传送平台连接控制中心，控制中心包括升降驱动单元、旋转驱动单元、伸缩驱动和平移驱动单元。
本发明中每个托架对应连接一个升降驱动单元和旋转驱动单元。升降驱动单元用于控制托架进行升降，以便于改变晶圆的高度，从而将晶圆伸入或者输出工艺腔室，或者将晶圆传输至不同高度的工艺腔室中，或者将晶圆传输至不同高度的传送平台上。旋转驱动单元用于控制托架进行旋转，以便于改变晶圆的传输方向，从而将晶圆传输至特定位置。
每个托架还可以连接伸缩驱动单元，伸缩驱动单元连接至控制中心，伸缩驱动单元用于控制托架将晶圆伸入或者输出工艺腔室，以便于将晶圆传输至特定位置。
本发明中伸缩驱动单元也可以采用机械手臂来代替，即托架不需要设置对应的伸缩驱动单元，而是在传送平台侧边设置机械手臂，用于将托架或者工艺腔室中的晶圆进行移动。
本发明中除了每个托架的升降和旋转以外，整个传送平台还需要平移，以便于带动托架和晶圆移动至下一个工艺腔室。优选地，本发明中控制中心设置平移驱动单元，平移驱动单元带动传送平台及其上方的托架进行平移。
作为一种优选地实施例，平移驱动单元为磁力驱动单元。磁力驱动单元包括圆环状永久磁铁、极靴、旋转轴和磁流体；其中，圆环状永久磁铁、极靴和旋转轴形成磁性回路，磁流体填充在旋转轴和极靴之间；在磁铁产生的磁场作用下，旋转轴带动传送平台进行平移；位于旋转轴和极靴之间的磁流体形成密封圈。磁力驱动单元既能确保传送平台的移动，也能确保传送平台下方形成密封空间，使得平移驱动单元位于真空传送装置外侧，控制传送平台进行移动，又能确保真空传送装置内部的密封性。
作为另外一种优选实施例，平移驱动单元带动传送平台及其上方的托架进行平移；平移驱动单元为电力驱动单元，即采用电机带动传送平台进行移动。
请继续参阅附图2-3，本发明中工艺腔室4位于传送平台3的两侧，工艺腔室4靠近传送平台3的一侧设置匣阀。作为其中一种实施例，入口腔室2的出口处对应两个传送平台3，且两个传送平台3的两侧共设置三列工艺腔室4，此时，位于中间一列的工艺腔室4靠近传送平台3的两侧均设置匣阀；位于两侧的工艺腔室4仅在靠近传送平台3的一侧设置匣阀，以便于传送平台3将晶圆传输至工艺腔室4中。
作为另外一种实施例，入口腔室2的出口处对应一个传送平台3，且传送平台3的两侧设置两列工艺腔室4，两列工艺腔室4中仅在靠近传送平台3的一侧设置匣阀，以便于传送平台3将晶圆传输至工艺腔室中。
本发明提供的一种晶圆传送的方法，包括如下步骤：
S01：真空传送装置外侧的晶圆传输至前置腔室，前置腔室从大气状态变为真空状态，同时整个真空传送装置保持真空状态；
S02：前置腔室中的晶圆通过入口腔室传输至传送平台上的托架中；
S03：传送平台带动晶圆依次经过各个工艺腔室，并经过出口腔室输出；其中传送平台带动托架以及晶圆旋转或者升降或者平移，直至晶圆达到下一个工艺腔室；当晶圆完成所有的工艺之后，传送平台带动晶圆经过出口腔室输出。
当控制中心设置伸缩驱动单元时，若晶圆需要进入工艺腔室中时，晶圆所在托架对应的升降驱动单元带动托架及晶圆先上升至高于工艺腔室底部的位置，伸缩驱动单元带动托架及晶圆伸入至工艺腔室中；升降驱动单元带动托架及晶圆下降至工艺腔室底部，并将晶圆放置在工艺腔室中；伸缩驱动单元带动托架回到传送平台中，完成晶圆从传送平台到工艺腔室的传输。若晶圆需要输出工艺腔室中，位于工艺腔室外侧的托架对应的升降驱动单元带动托架上升至高于工艺腔室底部的位置，伸缩驱动单元带动托架伸入至工艺腔室中，工艺腔室将加工好的晶圆放置在托架上，伸缩驱动单元带动托架及晶圆缩回至传送平台上，完成晶圆从工艺腔室到传送平台的传输。该实施例中，传送平台的传动用磁流体，外部提供动力，真空腔室内传动，正反转，实现传送平台上托架按照需要的方向运行。
当控制中心没有设置伸缩驱动单元，且在传送平台一侧设置机械手臂时，若晶圆需要完成托架和真空腔室的想换传递时，只需要打开工艺腔室匣阀，采用机械手臂完成晶圆传递即可。
本发明改变了晶圆传送方式，去除因真空机械人的技术局限，更多的链接工艺腔室。本发明为一款将真空工艺腔室连接在一起的真空反应工艺系统，一个真空腔室平台，两边根据工艺安排连接工艺腔室，使用磁流体，气缸等精密传送机构，将晶圆从一侧进入真空传送装置，按照工艺安排至工艺结束传出真空传送装置，工艺腔室可以根据工艺要求设定对接，中间用闸阀等机构对接，相互连接又相互独立。在一定位置会有中转结构，根据工艺生产来调度，使整个工艺行程一个链状，串联与并联。按照合理生产组合。达成一个满足生产链是真空传送系统。
以上所述仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用于限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种真空传送装置，其特征在于，包括前置腔室、入口腔室、传送平台、工艺腔室和出口腔室；其中，所述前置腔室位于所述入口腔室的一侧，所述入口腔室的另一侧连接传送平台，所述传送平台贯穿连接多个工艺腔室，所述传送平台的末端连接出口腔室；所述工艺腔室侧壁设置匣阀；所述传送平台上设置装置晶圆的托架；
所述真空传送装置处于真空状态，所述前置腔室用于接收传送装置外侧的晶圆，并将晶圆通过入口腔室传输至传送平台，所述传送平台带动托架及晶圆在各个工艺腔室之间移动，最终通过出口腔室移出真空传送装置。
2.根据权利要求1所述的一种真空传送装置，其特征在于，所述传送平台连接控制中心，所述控制中心包括升降驱动单元、旋转驱动单元和平移驱动单元。
3.根据权利要求2所述的一种真空传送装置，其特征在于，每个托架对应连接一个升降驱动单元和旋转驱动单元。
4.根据权利要求3所述的一种真空传送装置，其特征在于，每个托架对应连接一个伸缩驱动单元，且所述伸缩驱动单元连接至控制中心，所述伸缩驱动单元用于控制托架将晶圆伸入或者输出工艺腔室。
5.根据权利要求3所述的一种真空传送装置，其特征在于，所述真空传送装置还包括位于传送平台侧边的机械手臂。
6.根据权利要求1所述的一种真空传送装置，其特征在于，所述平移驱动单元带动传送平台及其上方的托架进行平移；所述平移驱动单元为磁力驱动单元。
7.根据权利要求6所述的一种真空传送装置，其特征在于，所述磁力驱动单元包括圆环状永久磁铁、极靴、旋转轴和磁流体；其中，所述圆环状永久磁铁、极靴和旋转轴形成磁性回路，所述磁流体填充在旋转轴和极靴之间；在磁铁产生的磁场作用下，旋转轴带动传送平台进行平移；位于旋转轴和极靴之间的磁流体形成密封圈。
8.根据权利要求1所述的一种真空传送装置，其特征在于，所述平移驱动单元带动传送平台及其上方的托架进行平移；所述平移驱动单元为电力驱动单元。
9.根据权利要求1所述的一种真空传送装置，其特征在于，所述工艺腔室位于所述传送平台的两侧，所述工艺腔室靠近传送平台的一侧设置匣阀。
10.一种采用权利要求1所述的真空传送装置进行传送的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：真空传送装置外侧的晶圆传输至前置腔室，所述前置腔室从大气状态变为真空状态，同时整个真空传送装置保持真空状态；
S02：所述前置腔室中的晶圆通过入口腔室传输至传送平台上的托架中；
S03：所述传送平台带动晶圆依次经过各个工艺腔室，并经过出口腔室输出。
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