CN219246627U - 一种双加载互锁模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双加载互锁模块，包括并排设置的第一加载互锁模块和第二加载互锁模块，第一加载互锁模块和第二加载互锁模块的结构相同；第一加载互锁模块和第二加载互锁模块均包括有加载互锁模块腔体；在加载互锁模块腔体内设置有静电吸附载台，静电吸附载台与加载互锁模块腔体内壁通过载台升降部相连接；在静电吸附载台的两侧还设置有机械夹爪，相对的两个或两组机械夹爪共同夹持一片平板玻璃；机械夹爪通过夹爪连接杆与加载互锁模块腔体相连接，夹爪连接杆位于载台升降部的外侧。本方案工作效率高，有效减少等待时间，并且加载互锁模块腔体体积较小，加工成本相对低，且空间利用率高，同时实现对大面积平板玻璃固持及交接稳定可靠。

Description

一种双加载互锁模块

技术领域

本实用新型属于半导体器件制造设备技术领域，具体涉及一种双加载互锁模块。

背景技术

在目前的半导体设备工艺中，例如离子植入，通常需要在真空环境中进行，因此需要在工艺处理腔室前设置加载互锁模块，将待处理的材料置于其中进行抽真空，然后再将加载互锁模块与工艺处理腔室连通；工艺结束后取出材料时亦与此类似，需要加载互锁模块进行过渡中转工作。

现有的加载互锁模块例如授权公告号为CN107615446B的中国发明专利，其中与各处理腔室相邻配置有加载互锁模块，加载互锁模块具有闸阀和输送装置，输送装置用于向处理腔室内输入基板，以及在工艺完成后从处理腔室将基板送回加载互锁模块。

此种现有结构中，由于输送装置设置在加载互锁模块内，并需要能够输出基板至加载互锁模块外，此输送装置所需的移动距离较长，又由于加载互锁模块的两端具有闸阀，限制了输送装置占据的空间，因此会产生矛盾。尤其对于面积较大的平板玻璃作为基板时，为使其能够平稳移动，通常需要设置轨道，若将输送装置及其轨道都设置在加载互锁模块内，则加载互锁模块的尺寸将非常大，难以加工生产并占用较大空间。此外，对于一些工艺，例如离子植入，在工艺处理腔室外连接有较大的离子束形成设备，通常一台离子植入机只具有一台离子束形成设备及相连的一个工艺处理腔室，这一个工艺处理腔室又只连接一个加载互锁模块，在将待处理基板导入工艺处理腔室(加载)的抽真空过程和将已处理基板导出工艺处理腔室(卸载)的破真空过程会花费较多时间，导致工艺效率较低。

实用新型内容

基于现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种双加载互锁模块，解决现有加载互锁模块体积难以缩小、占用空间大以及处理效率较低的问题，并能够实现更为稳定的材料交接过程，尤其适用于面积较大的平板玻璃的离子植入工艺过程。

依据本实用新型的技术方案，本实用新型提供一种双加载互锁模块，包括并排设置的第一加载互锁模块和第二加载互锁模块，第一加载互锁模块和第二加载互锁模块的结构相同；第一加载互锁模块和第二加载互锁模块均包括有加载互锁模块腔体；在加载互锁模块腔体内设置有静电吸附载台，静电吸附载台与加载互锁模块腔体内壁通过载台升降部相连接；在静电吸附载台的两侧还设置有机械夹爪，相对的两个或两组机械夹爪共同夹持一片平板玻璃；机械夹爪通过夹爪连接杆与加载互锁模块腔体相连接，夹爪连接杆位于载台升降部的外侧。

进一步地，载台升降部的两侧通过升降导轨与加载互锁模块腔体内壁滑动连接。

进一步地，加载互锁模块腔体呈扁长方体形，机械夹爪位于加载互锁模块腔体内的上下两侧，升降导轨位于加载互锁模块腔体内的左右两侧。

进一步地，升降导轨设置于夹爪连接杆朝向载台升降部的侧面上，或者升降导轨与夹爪连接杆为一体结构。

进一步地，夹爪连接杆为长度固定的杆或支架结构。

进一步地，夹爪连接杆为伸缩杆结构。

进一步地，静电吸附载台为多个横向间隔布置的条形结构。

进一步地，加载互锁模块腔体的一端设置有真空侧门阀，加载互锁模块腔体的另一端设置有大气侧门阀。

进一步地，所述的双加载互锁模块用于离子植入系统，第一加载互锁模块和第二加载互锁模块的连线方向与离子植入时离子束行进的方向相平行。

进一步地，第一加载互锁模块和第二加载互锁模块用于交替进行待进行或已进行离子植入的平板玻璃的加载和卸载工作。

与现有技术相比较，本实用新型的双加载互锁模块的有益技术效果如下：

1、本实用新型的双加载互锁模块具有第一加载互锁模块和第二加载互锁模块，二者能够交替地工作，从而大幅提高工作效率，减少等待时间；同时与现有技术不同地，采用载台结构，将输送装置设置在与双加载互锁模块相邻的其他模块中，双加载互锁模块只进行平板玻璃的固持和辅助配合交接工作，使加载互锁模块腔体体积较小，加工成本相对低，且空间利用率高。

2、本实用新型的双加载互锁模块采用可升降的静电吸附载台结构，通过升降配合实现平板玻璃固持及交接稳定可靠，有效避免平板玻璃上残留电荷而出现的粘片、影响交接的问题。

3、本实用新型的双加载互锁模块优选具有升降导轨，进一步保证载台升降部的升降运动平稳。

4、本实用新型的双加载互锁模块具有机械夹爪进行预固定等工作，并优选将机械夹爪设置为可升降，从而使用更灵活，进一步与外部的输送装置配合防止粘片。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的具有双加载互锁模块的离子植入机整体结构示意图。

图2是本实用新型一实施例的植入模块及双加载互锁模块的局部结构示意图。

图3是图2所示双加载互锁模块与植入模块进行交接工作时的剖视示意图。

图4是图2所示双加载互锁模块与前端模块进行交接工作时的示意图。

图5是本实用新型另一实施例的双加载互锁模块与植入模块进行交接工作时的剖视示意图。

图中附图标记所指示的部件名称如下：

1、离子束形成模块；

2、植入模块；21、真空机械手臂；211、静电吸附臂；

3、双加载互锁模块；31、第一加载互锁模块；32、第二加载互锁模块；311、真空侧门阀；312、大气侧门阀；313、静电吸附载台；314、载台升降部；315、机械夹爪；316、升降导轨；317、夹爪连接杆；

4、大气传输模块；41、大气机械手臂；411、真空吸附臂固定部；412、真空吸附臂；413、真空吸附孔；

5、平板玻璃盒；

G、平板玻璃。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术方案的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术方案的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。另外，不应当将本实用新型的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的面积；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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实用新型和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型提供一种双加载互锁模块，包括并排设置的第一加载互锁模块和第二加载互锁模块，第一加载互锁模块和第二加载互锁模块的结构相同；第一加载互锁模块和第二加载互锁模块均包括有加载互锁模块腔体；在加载互锁模块腔体内设置有静电吸附载台，静电吸附载台与加载互锁模块腔体内壁通过载台升降部相连接；在静电吸附载台的两侧还设置有机械夹爪，相对的两个或两组机械夹爪共同夹持一片平板玻璃；机械夹爪通过夹爪连接杆与加载互锁模块腔体相连接，夹爪连接杆位于载台升降部的外侧。本方案工作效率高，有效减少等待时间，并且加载互锁模块腔体体积较小，加工成本相对低，且空间利用率高，同时实现对大面积平板玻璃固持及交接稳定可靠。

本实用新型的方案尤其适用于对大面积平板玻璃(例如宽2200mm、长2500mm的长方形，厚度约0.5至1mm)进行离子植入的离子植入机，其尤其会面临背景技术所提到的技术问题，因此主要以此为例进行说明。

首先请参阅图1，本实用新型一实施例所应用的离子植入机整体主要包括依次相连的离子束形成模块1、植入模块2、双加载互锁模块3和大气传输模块4。离子束形成模块1用于形成一定规格的带状的离子束，所述一定规格的离子束具备真空离子植入所需离子种类、离子浓度(密度)以及离子束高度。植入模块2用于完成对平板玻璃G进行离子植入。双加载互锁模块3用于加载或卸载平板玻璃G，实现切换平板玻璃G所在环境为与植入模块2相连通的真空环境或者为与大气传输模块4相连通的常压环境，以辅助完成平板玻璃G在植入模块2中的离子植入。大气传输模块4用于在常压大气环境中传送平板玻璃G，通过大气机械手臂41将平板玻璃G在平板玻璃盒5与双加载互锁模块3之间输送。

请参阅图2、图3，本实用新型一实施例的双加载互锁模块3包括并排设置的第一加载互锁模块31和第二加载互锁模块32，优选例如第一加载互锁模块31和第二加载互锁模块32的连线方向与离子植入时离子束行进的方向相平行，从而植入模块内的真空机械手臂21只需前后移动较短距离即可切换所对应的加载互锁模块。第一加载互锁模块32和第二加载互锁模块32的结构相同且相互独立。第一加载互锁模块31和第二加载互锁模块32均包括有加载互锁模块腔体，并连接有抽真空装置，例如真空泵和真空计等；可选地，二者并排相邻处为一层侧壁，即共用相邻的一侧壁。加载互锁模块腔体的一端设置有真空侧门阀311，加载互锁模块腔体的另一端设置有大气侧门阀312。在加载互锁模块腔体内设置有静电吸附载台313，静电吸附载台313与加载互锁模块腔体内壁通过载台升降部314相连接；在静电吸附载台313的两侧还设置有机械夹爪315，相对的两个或两组机械夹爪315共同夹持一片平板玻璃G。机械夹爪315通过夹爪连接杆317与加载互锁模块腔体相连接，夹爪连接杆317位于载台升降部314的外侧。

机械夹爪315的夹爪包括由机械控制相对运动的两个板条形的夹板，其长度与平板玻璃G的长度相仿，这样能够较为稳定地进行夹持。可以想到的是，例如由多个较小的机械夹爪并排共同夹持平板玻璃G等，能够起到辅助夹持固定效果的具体结构及设置方式均可。

本实用新型方案中的第一加载互锁模块31和第二加载互锁模块32能够用于交替进行待进行或已进行离子植入的平板玻璃G的加载和卸载工作，即例如植入模块2中在进行从第一加载互锁模块31中取出的平板玻璃G的离子植入时，第二加载互锁模块32可进行抽真空/破真空过程，反之亦然，从而提高离子植入机的工作效率。

请参阅图2至图4，在一实施例中，加载互锁模块腔体呈扁长方体形，机械夹爪31位于加载互锁模块腔体内的上下两侧，升降导轨316位于加载互锁模块腔体内的左右两侧。载台升降部314为平板或架板结构，载台升降部314的左右两侧通过升降导轨316与加载互锁模块腔体内壁相连接，载台升降部314还连接有驱动装置，例如升降导轨316上包含有驱动部件，从而控制载台升降部314在升降导轨316的限位作用下前后升降。在载台升降部314的板状的厚度方向，升降导轨316的厚度较小，能够为载台升降部314提供一段较小的升降距离即可，升降导轨316不会阻碍平板玻璃G及真空机械手臂21、大气机械手臂41的移动。

机械夹爪315与载台升降部314及升降导轨316相独立。例如，夹爪连接杆317为长度固定的杆或支架结构，在进行交接时，平板玻璃G始终位于机械夹爪315的位置，通过静电吸附载台313和/或真空机械手臂21(或大气机械手臂41)的前后移动配合，例如，真空机械手臂21取片时向前移动靠近平板玻璃G然后进行吸附，接着释放静电吸附载台313解除静电吸附，然后向后移动离开平板玻璃G，这样平稳地将平板玻璃G交接给真空机械手臂21固持，在交由所需的部件吸附住后，机械夹爪315再松开，从而有效避免粘片现象及其他的误碰等干扰，移动传送工序的可靠性高。再如，夹爪连接杆317为伸缩杆结构，可通过机械夹爪315移动平板玻璃G来使平板玻璃G与静电吸附部件靠近或远离，其余步骤相类似，也能够实现上述有益技术效果。

如图5所示的又一实施例中，与前述实施例不同之处在于，升降导轨316位于载台升降部314的上下两侧，并且升降导轨316可以设置在夹爪连接杆317朝向载台升降部314的侧面上，或者升降导轨316与夹爪连接杆317为一体结构(例如为一体成型的一部分)。

静电吸附载台313为多个横向间隔布置条形结构，其宽度、数量及位置分布与真空机械手臂21的多条静电吸附臂211及大气机械手臂41的多条真空吸附臂412相匹配，例如静电吸附臂211为四条，中间会有三条间隔，则静电吸附载台313亦为三条，并一一对应地位于四条静电吸附臂211之间的间隔处，且静电吸附载台313的宽度不大于对应的间隔。真空机械手臂21的多条静电吸附臂211及大气机械手臂41的多条真空吸附臂412能够穿插地进入到静电吸附载台313的间隙中，进而在平板玻璃G的背面完成所述的交接过程。静电吸附载台313通过静电吸附作用实现对平板玻璃G的固持，其工作原理为，通过外部电源施加电压，根据静电感应原理，靠近静电吸附载台313的平板玻璃G产生感应电偶极子和电场，从而使平板玻璃G由于正负电偶极子的吸引力牢牢吸附在静电吸附载台313上；当外部电源关闭，吸附作用随之消失。

大气传输模块4中设置有轨道，大气机械手臂41和轨道之间通过可控制伸缩的结构可移动地连接，从而大气机械手臂41可以沿轨道纵向移动，以及以与轨道垂直的方向伸出，伸入平板玻璃盒5或加载互锁模块3中。大气机械手臂41的传动部分采用多轴机械手臂；优选六轴机械手臂结构，能够满足传送和翻转平板玻璃G的使用需要，六轴机械手臂结构的末端固定连接有真空吸附臂固定部411，真空吸附臂固定部411上设置多条真空吸附臂412，每条真空吸附臂412上均设置有若干真空吸附孔413，真空吸附孔413均通过管路与抽真空机例如真空发生器相连通，抽真空机开启后，真空吸附孔413内产生负气压,从而将真空吸附孔413前方的平板玻璃G牢牢吸住。

综上所述，本实用新型的双加载互锁模块的第一加载互锁模块和第二加载互锁模块能够交替地工作，从而大幅提高工作效率，减少等待时间。同时，将输送装置设置在与双加载互锁模块相邻的其他模块中，双加载互锁模块只进行平板玻璃的固持和辅助配合交接工作，使加载互锁模块腔体体积较小，加工成本相对低，且空间利用率高。优选具有升降导轨，进一步保证载台升降部的升降运动平稳。并且，通过升降配合实现平板玻璃固持及交接稳定可靠，有效避免平板玻璃上残留电荷而出现的粘片、影响交接的问题。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双加载互锁模块，其特征在于，包括并排设置的第一加载互锁模块和第二加载互锁模块，第一加载互锁模块和第二加载互锁模块的结构相同；第一加载互锁模块和第二加载互锁模块均包括有加载互锁模块腔体；在加载互锁模块腔体内设置有静电吸附载台，静电吸附载台与加载互锁模块腔体内壁通过载台升降部相连接；在静电吸附载台的两侧还设置有机械夹爪，相对的两个或两组机械夹爪共同夹持一片平板玻璃；机械夹爪通过夹爪连接杆与加载互锁模块腔体相连接，夹爪连接杆位于载台升降部的外侧。

2.如权利要求1所述的双加载互锁模块，其特征在于，载台升降部的两侧通过升降导轨与加载互锁模块腔体内壁滑动连接。

3.如权利要求2所述的双加载互锁模块，其特征在于，加载互锁模块腔体呈扁长方体形，机械夹爪位于加载互锁模块腔体内的上下两侧，升降导轨位于加载互锁模块腔体内的左右两侧。

4.如权利要求2所述的双加载互锁模块，其特征在于，升降导轨设置于夹爪连接杆朝向载台升降部的侧面上，或者升降导轨与夹爪连接杆为一体结构。

5.如权利要求1所述的双加载互锁模块，其特征在于，夹爪连接杆为长度固定的杆或支架结构。

6.如权利要求1所述的双加载互锁模块，其特征在于，夹爪连接杆为伸缩杆结构。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的双加载互锁模块，其特征在于，静电吸附载台为多个横向间隔布置的条形结构。

8.如权利要求1-6中任意一项所述的双加载互锁模块，其特征在于，加载互锁模块腔体的一端设置有真空侧门阀，加载互锁模块腔体的另一端设置有大气侧门阀。

9.如权利要求1-6中任意一项所述的双加载互锁模块，其特征在于，所述的双加载互锁模块用于离子植入系统，第一加载互锁模块和第二加载互锁模块的连线方向与离子植入时离子束行进的方向相平行。

10.如权利要求9所述的双加载互锁模块，其特征在于，第一加载互锁模块和第二加载互锁模块用于交替进行待进行或已进行离子植入的平板玻璃的加载和卸载工作。

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