CN114937626B - 晶圆盒真空装载装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施提供一种晶圆盒真空装载装置，涉及半导体技术领域。晶圆盒真空装载装置包括装载腔体、密封框、透光板和非真空型传感器，密封框安装在装载腔体的内部、且与装载腔体的内壁密封连接，形成密封空腔，密封空腔与装载晶圆盒的空腔隔绝，透光板安装在密封框上；非真空型传感器安装在密封空腔内，非真空型传感器用于发出光线穿过透光板、并检测装载腔体内是否装入晶圆盒；其中，装载腔体的内壁上开设有穿线孔，穿线孔的一端与密封空腔连通，穿线孔的另一端与装载腔体的外部连通，非真空型传感器的连接线从穿线孔引出。这样，能够将非真空型传感器应用在晶圆盒真空装载装置中，用于检测是否装入晶圆盒，降低设备成本，提高传感器的稳定性。

Description

晶圆盒真空装载装置

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种晶圆盒真空装载装置。

背景技术

在半导体真空传输平台设备中，需要监测各种功能的传感器，比如晶片（wafer）滑片检测传感器、mapping传感器、手指上wafer有无检测传感器以及cassette有无检测传感器等。这些传感器有的装在大气环境中，有的装在真空环境中。在同样功能的前提下，真空环境下对传感器的要求比在大气中的要更苛刻，需要传感器有足够的机械强度和刚度保证承压能力，并且要具有良好的气密性，因此真空环境下传感器的结构会相对复杂些。装在真空环境下，还需要配置光耦合器来密封真空侧和大气侧，并传送真空侧光纤和大气侧光纤的光。由此，真空环境下传感器会在成本上比大气下传感器高出1-2倍。

即使如此，真空下的传感器时常由于腔内真空度变化，进而由于承压过大导致传感器材质变形，然后导致检测不准确。

发明内容

本发明的目的包括提供了一种晶圆盒真空装载装置，其能够将非真空型传感器应用在晶圆盒真空装载装置中，用于检测是否装入晶圆盒，降低设备成本，提高传感器的稳定性。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明提供一种晶圆盒真空装载装置，晶圆盒真空装载装置包括：

装载腔体，用于装载晶圆盒；

密封框，安装在装载腔体的内部、且与装载腔体的内壁密封连接，形成密封空腔，密封空腔与装载腔体用于装载晶圆盒的空腔隔绝，密封框上开设有安装通孔；

透光板，安装在安装通孔内、且与密封框密封连接；

非真空型传感器，安装在密封空腔内，非真空型传感器用于发出光线穿过透光板、并检测装载腔体内是否装入晶圆盒；

其中，装载腔体的内壁上开设有穿线孔，穿线孔的一端与密封空腔连通，穿线孔的另一端与装载腔体的外部连通，非真空型传感器的连接线从穿线孔引出。

本实施例提供的晶圆盒真空装载装置的有益效果包括：

1.通过在装载腔体内安装密封框，并将非真空型传感器安装在密封框内，并在密封框上设置透光板，供非真空型传感器发出的光线传出密封框，避免使用真空型传感器，降低设备成本；

2.非真空型传感器安装在密封框内，密封框内的密封空腔与装载腔体用于装载晶圆盒的空腔隔绝，非真空型传感器不会受到晶圆盒所在空腔的压力影响，提高非真空型传感器的稳定性；

3.非真空型传感器的连接线从密封框内的密封空腔直接引出到装载腔体的外部，不仅不会影响装载腔体的真空度，而且引线方便。

在可选的实施方式中，晶圆盒真空装载装置还包括：

反射板，安装在装载腔体的内部、且与非真空型传感器发出的光线正对设置，反射板用于将非真空型传感器发出的光线反射回非真空型传感器，晶圆盒装入装载腔体之后将阻断光线。

这样，非真空型传感器可以选用反射型传感器，并配合反射板使用，对晶圆盒是否装入装载腔体检测精准。

在可选的实施方式中，晶圆盒真空装载装置还包括：

支架，安装在装载腔体的内部，支架用于承载晶圆盒；

传动杆，活动连接在支架上，晶圆盒放置在支架上之后将推动传动杆阻断光线。

这样，通过设置传动杆，不仅能够提高非真空型传感器对是否装入晶圆盒的检测精度，还能够使非真空型传感器的安装位置受限更小。

在可选的实施方式中，支架上开设有连接通孔，传动杆贯穿连接通孔、且与支架铰接，晶圆盒放置在支架上之后将压下传动杆的一端，传动杆的另一端翘起、阻断光线。

这样，晶圆盒与非真空型传感器可以分别设置在支架的上下两侧，充分利用装载腔体内的空间，便于将装载腔体的体积设计得较小，而且，非真空型传感器不会对晶圆盒装卸的过程造成影响。

在可选的实施方式中，传动杆为Z字形结构，传动杆的中部贯穿连接通孔、且与支架铰接。

在可选的实施方式中，传动杆包括依次连接的第一水平段、竖直段和第二水平段，第一水平段位于支架的上侧，竖直段贯穿连接通孔、且与支架铰接，第二水平段位于支架的下侧，第二水平段用于阻断光线。

这样，支架上的连接通孔的孔径可以设计得较小，传动杆需要的转动角度也较小，简化结构设计。

在可选的实施方式中，反射板安装在支架的底部，非真空型传感器安装在装载腔体的底部。

在可选的实施方式中，晶圆盒真空装载装置还包括：

第一密封圈，夹持在密封框与装载腔体的内壁之间；

第二密封圈，夹持在密封框与透光板之间。

这样，可以保证密封框内的密封空腔与装载腔体内的空腔隔绝效果。

在可选的实施方式中，晶圆盒真空装载装置还包括：

压盖，通过螺栓连接在密封框上、且将透光板压紧在密封框上；

第三密封圈，夹持在透光板与压盖之间。

这样，不仅能够使透光板稳固地安装在密封框上，还能够避免因安装透光板而降低密封框的密封效果。

在可选的实施方式中，透光板为石英玻璃。

这样，透光板不仅具有良好的透光性，而且结构强度较大，不易产生杂质颗粒、污染装载腔体内的真空环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的晶圆盒真空装载装置的第一视角的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的晶圆盒真空装载装置的第二视角的结构示意图；

图3为图2沿线A-A的剖视图；

图4为图2中局部A的放大图；

图5为本发明实施例提供的晶圆盒真空装载装置的第三视角的结构示意图；

图6为图5沿线B-B的剖视图；

图7为图6中局部B的放大图；

图8为本发明实施例提供的晶圆盒真空装载装置的分解示意图；

图9为本发明实施例提供的晶圆盒真空装载装置的第四视角的结构示意图。

图标：100-晶圆盒真空装载装置；1-装载腔体；101-穿线孔；2-支架；21-连接通孔；22-凹槽； 3-密封框；31-密封空腔；4-透光板；5-非真空型传感器；51-光线；6-反射板；7-压盖；8-第一密封圈；9-第二密封圈；10-第三密封圈；11-传动杆；111-第一水平段；112-竖直段；113-第二水平段；12-传感器放大器；13-压线夹；200-晶圆盒。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1至图7，本实施例提供了一种晶圆盒真空装载装置100，晶圆盒真空装载装置100包括装载腔体1、支架2、密封框3、透光板4、非真空型传感器5和反射板6。其中，非真空型传感器5是指安装在非真空环境中、对机械强度、气密性要求不高的传感器（例如光电传感器、激光传感器），相比于安装在真空环境中的传感器（例如真空光纤传感器）设备成本更低。

支架2安装在装载腔体1的内部，支架2用于承载晶圆盒200。密封框3安装在装载腔体1的内部、且与装载腔体1的内壁密封连接，形成密封空腔31，密封空腔31与装载腔体1用于装载晶圆盒200的空腔隔绝，密封框3上开设有安装通孔。透光板4安装在安装通孔内、且与密封框3密封连接。非真空型传感器5安装在密封空腔31内，非真空型传感器5用于发出光线51穿过透光板4、并检测装载腔体1内是否装入晶圆盒200。

这样，通过在装载腔体1内安装密封框3，并将非真空型传感器5安装在密封框3内，并在密封框3上设置透光板4，供非真空型传感器5发出的光线51传出密封框3，避免使用真空型传感器，降低设备成本；非真空型传感器5安装在密封框3内，密封框3内的密封空腔31与装载腔体1用于装载晶圆盒200的空腔隔绝，非真空型传感器5不会受到晶圆盒200所在空腔的压力影响，提高非真空型传感器5的稳定性。

反射板6安装在装载腔体1的内部、且与非真空型传感器5发出的光线51正对设置，反射板6用于将非真空型传感器5发出的光线51反射回非真空型传感器5，晶圆盒200装入装载腔体1之后将阻断光线51。这样，非真空型传感器5可以选用反射型传感器，并配合反射板6使用，对晶圆盒200是否装入装载腔体1检测精准。

具体的，反射板6安装在支架2的底部，非真空型传感器5安装在装载腔体1的底部。透光板4为石英玻璃。这样，透光板4不仅具有良好的透光性，而且结构强度较大，不易产生杂质颗粒、污染装载腔体1内的真空环境。

请查阅图2和图3，晶圆盒真空装载装置100还包括传动杆11，传动杆11活动连接在支架2上，晶圆盒200放置在支架2上之后将推动传动杆11阻断光线51。这样，通过设置传动杆11，不仅能够提高非真空型传感器5对是否装入晶圆盒200的检测精度，还能够使非真空型传感器5的安装位置受限更小。

支架2上开设有连接通孔21，传动杆11贯穿连接通孔21、且与支架2铰接，晶圆盒200放置在支架2上之后将压下传动杆11的一端，传动杆11的另一端翘起、阻断光线51。这样，晶圆盒200与非真空型传感器5可以分别设置在支架2的上下两侧，充分利用装载腔体1内的空间，便于将装载腔体1的体积设计得较小，而且，非真空型传感器5不会对晶圆盒200装卸的过程造成影响。

优选地，传动杆11为Z字形结构，传动杆11的中部贯穿连接通孔21、且与支架2铰接。具体的，传动杆11包括依次连接的第一水平段111、竖直段112和第二水平段113，第一水平段111位于支架2的上侧，竖直段112贯穿连接通孔21、且与支架2铰接，第二水平段113位于支架2的下侧，第二水平段113用于阻断光线51。这样，支架2上的连接通孔21的孔径可以设计得较小，传动杆11需要的转动角度也较小，简化结构设计。

优选地，第二水平段113的重量大于第一水平段111的重量，支架2的上表面开设有凹槽22，第一水平段111设置在凹槽22内，在晶圆盒200未放置在支架2上的情况下，在第二水平段113的重力作用下，第二水平段113相对于支架2向下翘起，第一水平段111相对于支架2向上翘起；在晶圆盒200放置在支架2上的情况下，晶圆盒200将第一水平段111压入凹槽22内，使第一水平段111不仅不会影响晶圆盒200稳定地放置在支架2的上表面，还能够使第二水平段113向上转动，使第二水平段113阻断非真空传感器发出的光线51。

请查阅图4和图7，晶圆盒真空装载装置100还包括压盖7、第一密封圈8、第二密封圈9和第三密封圈10。

第一密封圈8夹持在密封框3与装载腔体1的内壁之间。第二密封圈9夹持在密封框3与透光板4之间。这样，可以保证密封框3内的密封空腔31与装载腔体1内的空腔隔绝效果。

压盖7通过螺栓连接在密封框3上、且将透光板4压紧在密封框3上。第三密封圈10，夹持在透光板4与压盖7之间。这样，不仅能够使透光板4稳固地安装在密封框3上，还能够避免因安装透光板4而降低密封框3的密封效果。

请查阅图8和图9，晶圆盒真空装载装置100包括传感器放大器12和压线夹13，传感器放大器12和压线夹13均安装在装载腔体1的底部。

装载腔体1的内壁上开设有穿线孔101，穿线孔101的一端与密封空腔31连通，穿线孔101的另一端与装载腔体1的外部连通，非真空型传感器5的连接线从穿线孔101引出，并连接到传感器放大器12。其中，从穿线孔101到传感器放大器12之间的连接线由压线夹13固定。这样，非真空型传感器5的连接线从密封框3内的密封空腔31直接引出到装载腔体1的外部，不仅不会影响装载腔体1的真空度，而且引线方便。

本实施例提供的晶圆盒真空装载装置100的有益效果包括：

1.通过在装载腔体1内安装密封框3，并将非真空型传感器5安装在密封框3内，并在密封框3上设置透光板4，供非真空型传感器5发出的光线51传出密封框3，避免使用真空型传感器，降低设备成本；

2.非真空型传感器5安装在密封框3内，密封框3内的密封空腔31与装载腔体1用于装载晶圆盒200的空腔隔绝，非真空型传感器5不会受到晶圆盒200所在空腔的压力影响，提高非真空型传感器5的稳定性；

3.非真空型传感器5的连接线从密封框3内的密封空腔31直接引出到装载腔体1的外部，不仅不会影响装载腔体1的真空度，而且引线方便；

4.晶圆盒200与非真空型传感器5可以分别设置在支架2的上下两侧，充分利用装载腔体1内的空间，便于将装载腔体1的体积设计得较小，而且，非真空型传感器5不会对晶圆盒200装卸的过程造成影响。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种晶圆盒真空装载装置，其特征在于，所述晶圆盒真空装载装置包括：

装载腔体（1），用于装载晶圆盒（200）；

密封框（3），安装在所述装载腔体（1）的内部、且与所述装载腔体（1）的内壁密封连接，形成密封空腔（31），所述密封空腔（31）与所述装载腔体（1）用于装载所述晶圆盒（200）的空腔隔绝，所述密封框（3）上开设有安装通孔；

透光板（4），安装在所述安装通孔内、且与所述密封框（3）密封连接；

非真空型传感器（5），安装在所述密封空腔（31）内，所述非真空型传感器（5）用于发出光线（51）穿过所述透光板（4）、并检测所述装载腔体（1）内是否装入所述晶圆盒（200）；

其中，所述装载腔体（1）的所述内壁上开设有穿线孔（101），所述穿线孔（101）的一端与所述密封空腔（31）连通，所述穿线孔（101）的另一端与所述装载腔体（1）的外部连通，所述非真空型传感器（5）的连接线从所述穿线孔（101）引出。

2.根据权利要求1所述的晶圆盒真空装载装置，其特征在于，所述晶圆盒真空装载装置还包括：

反射板（6），安装在所述装载腔体（1）的内部、且与所述非真空型传感器（5）发出的光线（51）正对设置，所述反射板（6）用于将所述非真空型传感器（5）发出的光线（51）反射回所述非真空型传感器（5），所述晶圆盒（200）装入所述装载腔体（1）之后将阻断所述光线（51）。

3.根据权利要求2所述的晶圆盒真空装载装置，其特征在于，所述晶圆盒真空装载装置还包括：

支架（2），安装在所述装载腔体（1）的内部，所述支架（2）用于承载所述晶圆盒（200）；

传动杆（11），活动连接在所述支架（2）上，所述晶圆盒（200）放置在所述支架（2）上之后将推动所述传动杆（11）阻断所述光线（51）。

4.根据权利要求3所述的晶圆盒真空装载装置，其特征在于，所述支架（2）上开设有连接通孔（21），所述传动杆（11）贯穿所述连接通孔（21）、且与所述支架（2）铰接，所述晶圆盒（200）放置在所述支架（2）上之后将压下所述传动杆（11）的一端，所述传动杆（11）的另一端翘起、阻断所述光线（51）。

5.根据权利要求4所述的晶圆盒真空装载装置，其特征在于，所述传动杆（11）为Z字形结构，所述传动杆（11）的中部贯穿所述连接通孔（21）、且与所述支架（2）铰接。

6.根据权利要求5所述的晶圆盒真空装载装置，其特征在于，所述传动杆（11）包括依次连接的第一水平段（111）、竖直段（112）和第二水平段（113），所述第一水平段（111）位于所述支架（2）的上侧，所述竖直段（112）贯穿所述连接通孔（21）、且与所述支架（2）铰接，所述第二水平段（113）位于所述支架（2）的下侧，所述第二水平段（113）用于阻断所述光线（51）。

7.根据权利要求3所述的晶圆盒真空装载装置，其特征在于，所述反射板（6）安装在所述支架（2）的底部，所述非真空型传感器（5）安装在所述装载腔体（1）的底部。

8.根据权利要求1所述的晶圆盒真空装载装置，其特征在于，所述晶圆盒真空装载装置还包括：

第一密封圈（8），夹持在所述密封框（3）与所述装载腔体（1）的内壁之间；

第二密封圈（9），夹持在所述密封框（3）与所述透光板（4）之间。

9.根据权利要求1所述的晶圆盒真空装载装置，其特征在于，所述晶圆盒真空装载装置还包括：

压盖（7），通过螺栓连接在所述密封框（3）上、且将所述透光板（4）压紧在所述密封框（3）上；

第三密封圈（10），夹持在所述透光板（4）与所述压盖（7）之间。

10.根据权利要求1所述的晶圆盒真空装载装置，其特征在于，所述透光板（4）为石英玻璃。

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