CN115376978B - 多片式晶圆传输冷却机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多片式晶圆传输冷却机构，所述冷却区设置在真空传输腔的一侧，所述真空传输腔的内部设置有滑块底板，所述滑块底板的上端安装有机械手臂，所述机械手臂横穿冷却区的中部；所述冷却区的内部底端安装有半月板，所述半月板设置在机械手臂的下端，同时所述半月板的一侧固定有导杆，所述导杆的上端贯穿冷却区，且通过连接梁与气缸进行连接，所述气缸固定在冷却区的上端一侧。本发明通过机械手臂和半月板之间的相互配合，可以在进行晶圆传输加工反应的过程中，对反应后的高温晶圆进行冷却，且同时还能够对下一片待加工反应的晶圆进行传输，从而不仅解决了晶圆冷却过程中无法进行下一次工艺的问题，而且还可以提高设备整体产能。
Description
技术领域
本发明属于半导体加工技术领域，具体涉及一种多片式晶圆传输冷却机构。
背景技术
传统实验型半导体设备大多都是单片传输，需要人工使用镊子夹住晶圆片放入传输腔中，再通过传输手臂传输至反应腔中进行反应，同时由于反应后的晶圆片处于高温状态，故需要冷却至50℃以下才可放置晶圆盒中。此过程不仅需要操作人员全程跟踪并进行放样，同时还需要对晶圆片逐个进行加工处理，从而不仅对操作人员要求极高，同时对晶圆片的处理速率极慢，不利于长期使用。故当前亟需一种既能够脱离操作人员全程跟踪取放样，又能在晶圆冷却过程中可以进行下一次工艺的一种多片式晶圆传输冷却机构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多片式晶圆传输冷却机构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多片式晶圆传输冷却机构，包括有真空传输腔，还包括有冷却区，所述冷却区设置在真空传输腔的一侧，所述真空传输腔的内部设置有滑块底板，所述滑块底板的上端安装有机械臂，所述机械臂横穿冷却区的中部；
所述冷却区的内部底端安装有半月板，所述半月板设置在机械臂的下端，同时所述半月板的一侧固定有导杆，所述导杆的上端贯穿冷却区，且通过连接梁与气缸进行连接，所述气缸固定在冷却区的上端一侧。
作为本发明更进一步的改进，所述真空传输腔和冷却区的内部均中空，同时所述冷却区远离真空传输腔的一侧开设有工件进出口，所述机械手臂贯穿工件进出口。
作为本发明更进一步的改进，所述机械手臂包括有伸缩手臂和机械手指，所述机械手指固定连接在伸缩手臂的一端，所述伸缩手臂的另一端与滑块底板的上端进行连接，所述伸缩手臂和机械手指均位于半月板的上端。
作为本发明更进一步的改进，所述导杆贯穿冷却区的上端外部套设有波纹管，所述波纹管的上端与连接梁的下端固定连接，所述波纹管的下端与冷却区的上端固定连接。
作为本发明更进一步的改进，所述冷却区的下端设置有连接管，所述连接管与真空传输腔和冷却区的内部相连通，同时所述连接管与真空泵进行连接。
作为本发明更进一步的改进，所述冷却区的上端开设有观察窗，所述气缸和导杆均安装在观察窗的一侧，同时所述冷却区的侧边通过连接孔连接有椭偏仪。
作为本发明更进一步的改进，所述滑块底板的下端安装有上部钕磁铁部，所述上部钕磁铁部磁性连接有下部钕磁铁部，所述下部钕磁铁部安装在电动滑台的一侧上端，所述电动滑台固定安装在真空传输腔的下端。
作为本发明更进一步的改进，所述电动滑台包括有电机和电机滑杆，所述电机滑杆的一端与电机进行固定连接，所述电机固定安装在真空传输腔远离冷却区的一侧下端，所述电机滑杆的另一端固定在冷却区的下端，且所述下部钕磁铁部安装在电机滑杆上。
作为本发明更进一步的改进，还包括有载板，所述载板固定安装在真空传输腔和冷却区的下端，且所述电动滑台位于载板的上端；
所述载板的下端通过连接机构与支撑梁进行连接，所述支撑梁的两端均设置有地脚支撑座。
作为本发明更进一步的改进，所述连接机构包括有安装块、支撑地脚和垫板，所述安装块固定在载板的下端侧边，所述垫板固定在支撑梁的上端，所述安装块和垫板之间通过支撑地脚进行螺纹固定连接。
本发明的技术效果和优点：
(1)本发明通过机械手臂和半月板之间的相互配合，可以在进行晶圆传输加工反应的过程中，对反应后的高温晶圆进行冷却，且同时还能够对下一片待加工反应的晶圆进行传输，从而不仅解决了晶圆冷却过程中无法进行下一次工艺的问题，而且还可以提高设备整体产能；
(2)本发明通过机械手臂和电动滑台之间的相互配合，可以使得机械手臂带动待加工晶圆进行传输，无需人工重复干预操作，也无需人工夹持放置晶圆，从而大大提高了工作效率，也减少了因人工操作引起的操作失误或操作不当所带来的经济损失，进而提高了设备整体效率和经济收益。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：
图1是本发明多片式晶圆传输冷却机构的立体结构示意图；
图2是本发明冷却区的剖视图；
图3是本发明冷却区的俯视图；
图中：1、真空传输腔；2、电动滑台；3、安装块；4、支撑地脚；5、电机滑杆；6、载板；7、垫板；8、地脚支撑座；9、连接梁；10、波纹管；11、观察窗；12、工件进出口；13、冷却区；14、伸缩手臂；15、机械手指；16、连接管；17、支撑梁；18、气缸；19、导杆；20、上部钕磁铁部；21、下部钕磁铁部；22、滑块底板；23、半月板；24、连接孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
实施例1
参考图1，本实施例提供了一种多片式晶圆传输冷却机构，该多片式晶圆传输冷却机构包括有真空传输腔1、载板6和冷却区13，其中冷却区13设置在真空传输腔1的侧边，同时真空传输腔1和冷却区13的内部均中空，且两者相互贯通。在本实施例中，冷却区13远离真空传输腔1的一侧开设有工件进出口12，同时冷却区13的下端设置有连接管16，该连接管16与真空传输腔1和冷却区13的内部相连通，且该连接管16与真空泵进行连接，即真空泵通过连接管16抽取真空传输腔1和冷却区13内的空气，使得真空传输腔1和冷却区13内保持真空环境。
同时载板6固定安装在真空传输腔1和冷却区13的下端，且在真空传输腔1、冷却区13和载板6之间安装有电动滑台2。其中电动滑台2包括有电机和电机滑杆5，具体地讲，该电机固定安装在真空传输腔1远离冷却区13的一侧下端，电机朝向冷却区13的一侧与电机滑杆5的一端进行固定连接，同时电机滑杆5的另一端固定在冷却区13的下端。
更进一步地讲，在载板6的下端还设置有多个支撑梁17，每个支撑梁17的端部均设置有地脚支撑座8，即本实施例的多片式晶圆传输冷却机构通过地脚支撑座8与外部物件进行固定连接。参考图1，由图1可知：载板6和支撑梁17之间通过连接机构进行连接。具体地讲，连接机构包括有安装块3、支撑地脚4和垫板7，其中安装块3固定在真空传输腔1的下端侧边，垫板7固定在支撑梁17的上端，值得注意的是，安装块3的下端和垫板7的上端均固定设置有螺纹柱，且支撑地脚4的两端均开设有螺纹孔，且该螺纹柱和螺纹孔之间相适配，也就是说，安装块3和垫板7之间通过支撑地脚4进行螺纹固定连接。
参考图2和图3，由图2和图3可知：真空传输腔1的内部设置有滑块底板22，同时滑块底板22的上端安装有机械手臂，且该机械手臂横穿冷却区13的中部，其中冷却区13远离真空传输腔1的一侧开设有工件进出口12，故该机械手臂也贯穿工件进出口12。值得注意的是，该机械手臂包括有伸缩手臂14和机械手指15，其中机械手指15固定连接在伸缩手臂14的一端，伸缩手臂14的另一端与滑块底板22的上端进行连接。
同时该冷却区13的上端开设有观察窗11，在冷却区13的两侧均开设有多个连接孔24。具体地讲，冷却区13的两侧均开设有平行分布的两列连接孔24，每列连接孔24中均设置有两个连接孔24。也就是说，在冷却区13的侧边可通过连接孔24固定连接有椭偏仪，当被加工工件加工完成后，连接的椭偏仪可以通过观察窗11测试被加工工件的均匀性和膜厚，而不必取出腔体进行加工，从而提高了装置整体的工作效率。
同时在观察窗11的一侧设置有气缸18和导杆19，其中气缸18固定安装在冷却区13的上端一侧，导杆19设置在气缸18的一侧，且该导杆19的底部贯穿冷却区13的上端，并与冷却区13的内部底端进行固定连接，同时导杆19的顶部通过连接梁9与气缸18进行连接。值得注意的是，导杆19贯穿冷却区13的上端外部套设有波纹管10，其中波纹管10的上端与连接梁9的下端固定连接，波纹管10的下端与冷却区13的上端固定连接。其中该波纹管10可在导杆19进行上下移动的过程中，确保冷却区13内部的密封性，从而提高装置整体的工作性能。
在本实施例中，导杆19的下端一侧设置有半月板23，该半月板23活动设置在冷却区13的内部底端，且位于伸缩手臂14和机械手指15的下端。具体地讲，半月板23和导杆19可在气缸18的作用下进行上下移动。
值得注意的是，滑块底板22的下端安装有上部钕磁铁部20，电机滑杆5的上端安装有下部钕磁铁部21，其中上部钕磁铁部20和下部钕磁铁部21之间磁性相吸。具体地讲，伸缩手臂14和机械手指15在上部钕磁铁部20、下部钕磁铁部21和电动滑台2的电机作用下进行前后移动。
本实施例提出的多片式晶圆传输冷却机构具体运行过程如下所示：
电动滑台2中的电机带动电机滑杆5进行前后运动，由于上部钕磁铁部20和下部钕磁铁部21之间磁性相吸，从而下部钕磁铁部21在电机滑杆5的带动下进行前后运动时，上部钕磁铁部20可在下部钕磁铁部21的带动下进行前后运动，进而可以带动伸缩手臂14、机械手指15和滑块底板22共同进行前后运动。因为多片式晶圆传输冷却机构运行的过程中，待加工的晶圆是放置在机械手指15的上端，故通过机械手指15的运动，即可将待加工的晶圆传输至反应腔中进行反应。
当反应结束后，此时晶圆温度过高，需经过冷却处理后才可进入下一步骤，故此时可以通过电动滑台2使得机械手指15伸入反应腔中，拿取高温晶圆，之后再通过电动滑台2将机械手指15运动至冷却区13内，并处于半月板23的上部。由于导杆19与气缸18和半月板23进行连接，从而气缸18可以带动导杆19进行上下运动，进而带动半月板23进行上下运动。因为半月板23位于伸缩手臂14和机械手指15的下端，从而半月板23进行向上运动时，其可带动放置在机械手指15上的高温晶圆进行向上运动，从而可将高温晶圆传输至冷却区13的顶部进行冷却。
高温晶圆位于冷却区13的顶部进行冷却时，机械手指15可在电动滑台2的作用下，对其他待加工晶圆进行传输处理。待下一片待加工晶圆传入反应腔体后，机械手指15可在电动滑台2作用下，再运动回冷却区13内。此时真空传输腔1和冷却区13内会进行氮气的循环吹扫，从而加速高温晶圆进行冷却。待晶圆温度冷却至50℃以下后，气缸18可带动导杆19向下运动，从而将冷却后的晶圆落入机械手指15上，此时电动滑台2中的电机带动电机滑杆5进行向前运动将晶圆送入晶圆盒内。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种多片式晶圆传输冷却机构，包括有真空传输腔(1)，其特征在于，还包括有冷却区(13)，所述冷却区(13)设置在真空传输腔(1)的一侧，所述冷却区(13)的另一侧设置有反应腔，所述真空传输腔(1)的内部设置有滑块底板(22)，所述滑块底板(22)的上端安装有机械手臂，所述机械手臂用于将晶圆传入或传出反应腔，所述机械手臂横穿冷却区(13)的中部；
所述冷却区(13)的内部底端安装有半月板(23)，所述半月板(23)设置在机械手臂的下端，同时所述半月板(23)的一侧固定有导杆(19)，所述导杆(19)的上端贯穿冷却区(13)，且通过连接梁(9)与气缸(18)进行连接，所述气缸(18)固定在冷却区(13)的上端一侧；
所述滑块底板(22)的下端安装有上部钕磁铁部(20)，所述上部钕磁铁部(20)磁性连接有下部钕磁铁部(21)，所述下部钕磁铁部(21)安装在电动滑台(2)的一侧上端，所述电动滑台(2)固定安装在真空传输腔(1)的下端；
所述电动滑台(2)包括有电机和电机滑杆(5)，所述电机滑杆(5)的一端与电机进行固定连接，所述电机固定安装在真空传输腔(1)远离冷却区(13)的一侧下端，所述电机滑杆(5)的另一端固定在冷却区(13)的下端，且所述下部钕磁铁部(21)安装在电机滑杆(5)上。
2.根据权利要求1所述的多片式晶圆传输冷却机构，其特征在于，所述真空传输腔(1)和冷却区(13)的内部均中空，同时所述冷却区(13)远离真空传输腔(1)的一侧开设有工件进出口(12)，所述机械手臂贯穿工件进出口(12)。
3.根据权利要求1所述的多片式晶圆传输冷却机构，其特征在于，所述机械手臂包括有伸缩手臂(14)和机械手指(15)，所述机械手指(15)固定连接在伸缩手臂(14)的一端，所述伸缩手臂(14)的另一端与滑块底板(22)的上端进行连接，所述伸缩手臂(14)和机械手指(15)均位于半月板(23)的上端。
4.根据权利要求1所述的多片式晶圆传输冷却机构，其特征在于，所述导杆(19)贯穿冷却区(13)的上端外部套设有波纹管(10)，所述波纹管(10)的上端与连接梁(9)的下端固定连接，所述波纹管(10)的下端与冷却区(13)的上端固定连接。
5.根据权利要求2所述的多片式晶圆传输冷却机构，其特征在于，所述冷却区(13)的下端设置有连接管(16)，所述连接管(16)与真空传输腔(1)和冷却区(13)的内部相连通，同时所述连接管(16)与真空泵进行连接。
6.根据权利要求1或2或5所述的多片式晶圆传输冷却机构，其特征在于，所述冷却区(13)的上端开设有观察窗(11)，所述气缸(18)和导杆(19)均安装在观察窗(11)的一侧，同时所述冷却区(13)的侧边通过连接孔(24)连接有椭偏仪。
7.根据权利要求1所述的多片式晶圆传输冷却机构，其特征在于，还包括有载板(6)，所述载板(6)固定安装在真空传输腔(1)和冷却区(13)的下端，且所述电动滑台(2)位于载板(6)的上端；
所述载板(6)的下端通过连接机构与支撑梁(17)进行连接，所述支撑梁(17)的两端均设置有地脚支撑座(8)。
8.根据权利要求7所述的多片式晶圆传输冷却机构，其特征在于，所述连接机构包括有安装块(3)、支撑地脚(4)和垫板(7)，所述安装块(3)固定在载板(6)的下端侧边，所述垫板(7)固定在支撑梁(17)的上端，所述安装块(3)和垫板(7)之间通过支撑地脚(4)进行螺纹固定连接。
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