CN208803139U - 一种实现晶圆与mask取放和精确定位的旋转加热机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实现晶圆与MASK取放和精确定位的旋转加热机构，包括双层升降机构、晶圆定位转筒、加热装置、旋转机构和定位机构，所述定位机构安装在旋转机构的底部，所述晶圆定位转筒安装在旋转机构的顶部，所述加热装置安装在晶圆定位转筒内部，所述双层升降机构设置在晶圆定位转筒的上方，底部与旋转机构的顶端固定连接。本实用新型将旋转、加热、晶圆和MASK的取放、晶圆和MASK精确定位等功能集合在同一机构中，实现了晶圆与MASK的自动精确定位功能。

Description

一种实现晶圆与MASK取放和精确定位的旋转加热机构

技术领域

本实用新型属于半导体生产设备技术领域，特别是涉及一种实现晶圆与MASK取放和精确定位的旋转加热机构。

背景技术

在半导体PVD、CVD工艺中，经常需要在真空环境中在晶圆上方放置不同形状的MASK(掩膜板)，通过MASK上特定的图形，在晶圆表面沉积特定功能的薄膜。为保证薄膜的精度，必须要求晶圆与MASK精准定位，同时，为了提高薄膜的质量及膜厚均匀性，在镀膜过程中需要对晶圆进行高温加热并保持匀速旋转。但现有生产设备中，不仅很难实现对晶圆和MASK的精准定位，而且加热不均，容易造成产品质量问题。

因此，如何解决上述问题成为本领域人员研究的重点。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种实现晶圆与MASK取放和精确定位的旋转加热机构，能完全解决上述现有技术的不足之处。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

一种实现晶圆与MASK取放和精确定位的旋转加热机构，包括双层升降机构、晶圆定位转筒、加热装置、旋转机构和定位机构，所述定位机构安装在旋转机构的底部，定位机构包括驱动气缸和定位轴，所述驱动气缸通过连接座与定位轴连接，驱动气缸的气缸轴与旋转机构底部连接，所述旋转机构底部设置有定位孔，所述定位轴与定位孔对齐且互匹配，所述晶圆定位转筒安装在旋转机构的顶部，所述加热装置安装在晶圆定位转筒内部，晶圆定位转筒顶部设置有若干定位销，所述双层升降机构包括升降柱和双层托盘，所述双层托盘安装在升降柱上，所述升降柱的底端固定在旋转机构顶部。

作为优选，所述旋转机构内设置有水冷系统。

作为优选，所述双层托盘由上到下依次为MASK托盘和晶圆定位托盘，所述MASK托盘和晶圆定位托盘上设置有与定位销匹配的定位销孔。

作为优选，所述双层升降机构由金属波纹管密封，且升降柱由驱动电机控制。

作为优选，所述加热装置顶部设置有均热板，所述均热板下方设置有石墨片，所述加热装置外部设置有隔热板。

作为优选，所述加热装置内设置有控制加热温度的温控热电偶。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1.通过创新设计，首次将旋转、加热、晶圆和MASK的取放、晶圆和MASK精确定位等功能集合在同一机构中。

2.通过在旋转筒上设置定位销，实现了晶圆与MASK的自动精确定位功能。

3.通过设置定位装置，可保证旋转机构每次均停在同一位置，保证每片晶圆镀膜位置的一致性。

4.通过设置双层升降机构，实现晶圆与MASK的单独取放。

附图说明

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型的正视图；

图3是本实用新型的俯视图。

附图标记：1-双层升降机构，2-晶圆定位转筒，3-加热装置，4-旋转机构，5-定位机构，6-驱动气缸，7-定位轴，8-连接座，9-定位销，10-升降柱，11-双层托盘，12-MASK托盘，13-晶圆定位托盘，14-定位销孔，15-顶部法兰，16-顶部法兰，17-伺服驱动电机。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。

实施例一

如图1至图3所示，一种实现晶圆与MASK取放和精确定位的旋转加热机构，包括双层升降机构1、晶圆定位转筒2、加热装置3、旋转机构4和定位机构5，旋转机构5内部采用内啮合齿轮传动，通过磁流体密封轴由伺服电机驱动17，可正反向旋转，转速可调，真空漏率小于1×10-9Pam3/s，旋转机构4的顶部设置有顶部法兰15，底部设置有底部法兰16，定位机构5安装在旋转机构4的底部法兰17上，定位机构5包括驱动气缸6和定位轴7，驱动气缸6通过连接座8与定位轴7连接，驱动气缸6的气缸轴与旋转机构4底部连接，定位轴7由驱动气缸6驱动实现上升和下降，旋转机构4底部设置有定位孔，定位轴7与定位孔对齐且相互匹配，晶圆定位转筒2安装在旋转机构4的顶部法兰15上，晶圆定位转筒2顶部设置有3根高精度定位销9，双层升降机构1包括升降柱10和双层托盘11，双层托盘11安装在升降柱10上，双层托盘11由上至下依次为MASK托盘12和晶圆定位托盘13，MASK托盘12和晶圆定位托盘13设置有与定位销9配的定位销孔14，升降柱10的底端固定在旋转机构4顶部，双层托盘11在升降过程中，定位销与定位销孔配合，实现对双层托盘11的精准定位，加热装置3安装在晶圆定位转筒2内，不会对晶圆定位转筒2的转动造成任何干涉，加热装置3顶部设置有与晶圆定位托盘13对齐的均热板，均热板下方设置有石墨片，此设计保证温度均匀性在±10℃以内，最高加热温度可达700℃，对晶圆进行辐射加热，加热装置3外部设置有隔热板，减小外部辐射热对其它部件的影响。

本实用新型工作时，旋转机构4旋转过程中，驱动气缸6的气缸轴缩回，定位轴7下降到旋转机构4下方，不影旋转机构4动作。旋转机构4旋转开始前和旋转结束后，驱动气缸6的气缸轴伸出，定位轴7插入旋转机构4的定位孔内，使旋转机构4的零位总是处于同一位置不变，即保证了晶圆和MASK的相对位置不变。定位轴7采用双O型密封圈密封，保证定位轴7在运动和静止状态下的真空漏率小于1×10^-9Pam³/s，同时，双层升降机构1顶部设置MASK托盘13和晶圆定位托盘14，可分别放置晶圆和MASK。通过调节各层放料托盘的高度，可实现晶圆和MASK的单独取放。

本实用新型通过可靠的密封结构设计，保证整个机构的真空漏率小于1×10-9Pam3/s，通过实际使用测试，本专利可以在3×10-5Pa的高真空环境中使用。

实施例二

如图1至图3所示，一种实现晶圆与MASK取放和精确定位的旋转加热机构，包括双层升降机构1、晶圆定位转筒2、加热装置3、旋转机构4和定位机构5，旋转机构5内部采用内啮合齿轮传动，通过磁流体密封轴由伺服电机驱动17，可正反向旋转，转速可调，真空漏率小于1×10-9Pam3/s，旋转机构4的顶部设置有顶部法兰15，底部设置有底部法兰16，定位机构5安装在旋转机构4的底部法兰17上，定位机构5包括驱动气缸6和定位轴7，驱动气缸6通过连接座8与定位轴7连接，驱动气缸6的气缸轴与旋转机构4底部连接，定位轴7由驱动气缸6驱动实现上升和下降，旋转机构4底部设置有定位孔，定位轴7与定位孔对齐且相互匹配，晶圆定位转筒2安装在旋转机构4的顶部法兰15上，晶圆定位转筒2顶部设置有3根高精度定位销9，双层升降机构1包括升降柱10和双层托盘11，双层托盘11安装在升降柱10上，双层托盘11由上至下依次为MASK托盘12和晶圆定位托盘13，MASK托盘12和晶圆定位托盘13设置有与定位销9配的定位销孔14，升降柱10的底端固定在旋转机构4顶部，双层托盘11在升降过程中，定位销与定位销孔配合，实现对双层托盘11的精准定位，加热装置3安装在晶圆定位转筒2内，不会对晶圆定位转筒2的转动造成任何干涉，加热装置3顶部设置有与晶圆定位托盘13对齐的均热板，均热板下方设置有石墨片，加热装置3外部设置有隔热板。

本实施例中，所述加热装置3内还设置有用于控制加热温度的温控热电偶，此设计实现智能自动化控制加热温度，提高了本装置的安全性。

实施例三

如图1至图3所示，一种实现晶圆与MASK取放和精确定位的旋转加热机构，包括双层升降机构1、晶圆定位转筒2、加热装置3、旋转机构4和定位机构5，旋转机构5内部采用内啮合齿轮传动，通过磁流体密封轴由伺服电机驱动17，可正反向旋转，转速可调，真空漏率小于1×10-9Pam3/s，旋转机构4的顶部设置有顶部法兰15，底部设置有底部法兰16，定位机构5安装在旋转机构4的底部法兰17上，定位机构5包括驱动气缸6和定位轴7，驱动气缸6通过连接座8与定位轴7连接，驱动气缸6的气缸轴与旋转机构4底部连接，定位轴7由驱动气缸6驱动实现上升和下降，旋转机构4底部设置有定位孔，定位轴7与定位孔对齐且相互匹配，晶圆定位转筒2安装在旋转机构4的顶部法兰15上，晶圆定位转筒2顶部设置有3根高精度定位销9，双层升降机构1包括升降柱10和双层托盘11，双层托盘11安装在升降柱10上，双层托盘11由上至下依次为MASK托盘12和晶圆定位托盘13，MASK托盘12和晶圆定位托盘13设置有与定位销9配的定位销孔14，升降柱10的底端固定在旋转机构4顶部，双层托盘11在升降过程中，定位销与定位销孔配合，实现对双层托盘11的精准定位，加热装置3安装在晶圆定位转筒2内，不会对晶圆定位转筒2的转动造成任何干涉，加热装置3顶部设置有与晶圆定位托盘13对齐的均热板，均热板下方设置有石墨片，加热装置3外部设置有隔热板，加热装置3内设置有用于控制加热温度的温控热电偶。

本实施例中，所述旋转机构4内设置有水冷系统，此设计保证旋转机构4在常温下工作，提高使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种实现晶圆与MASK取放和精确定位的旋转加热机构，其特征在于：包括双层升降机构(1)、晶圆定位转筒(2)、加热装置(3)、旋转机构(4)和定位机构(5)，所述定位机构(5)安装在旋转机构(4)的底部，定位机构(5)包括驱动气缸(6)和定位轴(7)，所述驱动气缸(6)通过连接座(8)与定位轴(7)连接，驱动气缸(6)的气缸轴与旋转机构(4)底部连接，所述旋转机构(4)底部设置有定位孔，所述定位轴(7)与定位孔对齐且相互匹配，所述晶圆定位转筒(2)安装在旋转机构(4)的顶部，所述加热装置(3)安装在晶圆定位转筒(2)内部，晶圆定位转筒(2)顶部设置有若干定位销(9)，所述双层升降机构(1)包括升降柱(10)和双层托盘(11)，所述双层托盘(11)安装在升降柱(10)上，所述升降柱(10)的底端固定在旋转机构(4)顶部。

2.根据权利要求1所述的一种实现晶圆与MASK取放和精确定位的旋转加热机构，其特征在于：所述旋转机构(4)内设置有水冷系统。

3.根据权利要求1所述的一种实现晶圆与MASK取放和精确定位的旋转加热机构，其特征在于：所述双层托盘(11)由上到下依次为MASK托盘(12)和晶圆定位托盘(13)，所述MASK托盘(12)和晶圆定位托盘(13)上设置有与定位销(9)匹配的定位销孔(14)。

4.根据权利要求1所述的一种实现晶圆与MASK取放和精确定位的旋转加热机构，其特征在于：所述双层升降机构(1)由金属波纹管密封，且升降柱(10)由驱动电机控制。

5.根据权利要求1所述的一种实现晶圆与MASK取放和精确定位的旋转加热机构，其特征在于：所述加热装置(3)顶部设置有均热板，所述均热板下方设置有石墨片，所述加热装置(3)外部设置有隔热板。

6.根据权利要求5所述的一种实现晶圆与MASK取放和精确定位的旋转加热机构，其特征在于：所述加热装置(3)内设置有控制加热温度的温控热电偶。