CN220765778U - 一种真空室传递机构及半导体加工设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种真空室传递机构及半导体加工设备，包括：机械臂，设置在第一真空室内，能够在驱动系统的带动下使自身的前端穿过连接通道伸入第二真空室内；第二真空室与第一真空室通过连接通道连通；支撑结构，设置在连接通道内，用于对机械臂伸入第二真空室时进行支撑。本申请所提供的真空室传递机构，通过在相邻真空室的连接处设置支撑结构使机械臂伸出时得到支撑，抵消了一部分由于机械臂自身重力产生的力矩。如此，减轻了转动轴和机械臂安装座所承受的压力，也减小了机械臂承受的弯曲应力，进而可以提升真空室传递机构的使用寿命，提升机械臂传样的位置准确性。

Description

一种真空室传递机构及半导体加工设备

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，特别是涉及一种真空室传递机构及半导体加工设备。

背景技术

在真空系统中，样品传递技术是必不可少的。通过样品传递技术，样品能在真空室之间传递。

上述样品传递技术，现有技术方案中有一种通过机械臂传输的方案，通过真空室外驱动机与真空室内传动结构磁力耦合，转动真空室内机械手，使机械手伸出或收回以传送样品。该方案存在一定缺陷，原因在于，当真空室的长度较大，机械手伸出的距离就较大，相当于机械臂自身重力的力臂较大，这样长时间运行会产生如下问题：

1、容易损坏转动轴和机械臂安装座；

2、容易使机械臂弯曲。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种真空室传递机构及半导体加工设备。

本申请实施例提供了一种真空室传递机构，包括：

机械臂，设置在第一真空室内，能够在驱动系统的带动下使自身的一端穿过连接通道伸入第二真空室内；所述第二真空室与所述第一真空室通过所述连接通道连通；

支撑结构，设置在所述连接通道内，用于对所述机械臂伸入所述第二真空室时进行支撑。

可选地，本实用新型的真空室传递机构，所述机械臂的一端连接有引导片，所述引导片的下表面高度沿所述机械臂伸出方向逐渐升高，所述引导片的下表面最低处与所述机械臂下表面对接。

可选地，本实用新型的真空室传递机构，所述引导片具有弹性。

可选地，本实用新型的真空室传递机构，所述支撑结构包括：

固定轴，固定在所述连接通道内；

轴承，所述轴承的内圈套设在所述固定轴上，所述轴承的外圈用于支撑所述机械臂。

可选地，本实用新型的真空室传递机构，所述支撑结构包括：

固定轴，固定在所述连接通道内；

轴承，所述轴承的内圈套设在所述固定轴上；

套筒，所述套筒套设在所述轴承的外圈。

可选地，本实用新型的真空室传递机构，所述支撑结构包括：

轴承，固定在所述连接通道内，所述轴承的外圈连接所述连接通道的内壁；

滚动轴，所述滚动轴安装在所述轴承的内圈内，所述滚动轴用于支撑所述机械臂。

可选地，本实用新型的真空室传递机构，所述支撑结构为顶部光滑的垫块。

可选地，本实用新型的真空室传递机构，所述连接通道处安装有用于隔断所述第二真空室与所述第一真空室的闸板阀，所述支撑结构设置在所述闸板阀的一侧或两侧。

可选地，本实用新型的真空室传递机构，所述真空室传递机构还包括设置在第一真空室内的转动轴，所述机械臂通过机械臂安装座连接于所述转动轴。

可选地，本实用新型的真空室传递机构，所述机械臂包括用于承载样品的样品托。

本发明提供一种半导体加工设备，包括上述的真空室传递机构。

本申请实施例所提供的真空室传递机构及半导体加工设备，通过在相邻真空室的连接处设置支撑结构使机械臂伸出时得到支撑，抵消了一部分由于机械臂自身重力产生的力矩。如此，减轻了转动轴和机械臂安装座所承受的压力，也减小了机械臂承受的弯曲应力，进而可以提升真空室传递机构的使用寿命，提升机械臂传样的位置准确性。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中真空室传递机构结构示意图；

图2为现有技术中真空室传递机构缺陷情况示意图；

图3为本申请实施例提供的真空室传递机构结构示意图；

图4为本申请实施例提供的真空室传递机构受力情况示意图；

图5为本申请实施例提供的引导片安装位置示意图；

图6为本申请实施例提供的第一种支撑结构剖视示意图；

图7为本申请实施例提供的第二种支撑结构剖视示意图；

图8为本申请实施例提供的第三种支撑结构剖视示意图。

图中的附图标记为：

1 转动轴

2 机械臂

3 连接通道

4 支撑结构

5 引导片

6 闸板阀

7 第一真空室

8 第二真空室

9 第三真空室

21 样品托

41 固定轴

42 轴承

43 滚动轴

44 套筒。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请，而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述；即，这里不描述实际实施例的全部特征，不详细描述公知的功能和结构。

在附图中，为了清楚，层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在……上”、“与……相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在……上”、“与……直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时，并不表明本申请必然存在第一元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在……下面”和“在……下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本申请，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本申请的技术方案。本申请的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本申请还可以具有其他实施方式。

现有技术中，真空室传递机构结构如图1所示，当机械臂2处于伸出状态时，机械臂2的长度达到最大，在自身重力的作用下，对机构产生较大的作用力，如图2所示，在转动轴1和机械臂安装座之间存在巨大压力，且机械臂2自身发生弯曲变形。

实施例

本申请实施例提供一种真空室传递机构，如图3所示，包括：

机械臂2，设置在第一真空室7内，能够在驱动系统的带动下使自身的前端穿过连接通道3伸入第二真空室8内；所述第二真空室8与所述第一真空室7通过所述连接通道3连通；

支撑结构4，设置在所述连接通道3内，用于对所述机械臂2伸入所述第二真空室8时进行支撑。

本实施例中，以机械臂2伸出的方向为前端，反之为后端。机械臂2的驱动原理是利用真空室外马达轴承磁力耦合转动真空室内机械臂2抓取和传送样品，磁力耦合技术采用的是现有技术方案。第一真空室7具有供样品放入的进料口，在往进料口放样品时，第一真空室7需要和第二真空室8进行隔断。如图4所示，当机械臂2伸出，机械臂2的前端伸入第二真空室8内，此时机械臂2的中部受到支撑结构4提供的机械臂支撑力，机械臂支撑力和机械臂2的重力、样品的重力的方向是相反的，所以抵消了部分机械臂力矩和样品托力矩，从而减小了转动轴1和机械臂安装座连接处的压力；同时机械臂2自身受到的弯曲应力也将明显减小。进而可以提升真空室传递机构的使用寿命，提升机械臂传样的位置准确性。可以理解的，对于本实施例中的支撑结构4，其顶部应当足够光滑，以避免和机械臂2接触时有过多磨损，或者支撑结构4应当可以滚动以减小与机械臂2接触时的磨损。支撑结构4设置在连接通道3具有多方面优点，比如连接通道3内一般没有其他结构或设备，是一个空余的空间，在连接通道3内进行支撑结构4的安装能够充分利用空间，二是连接通道3的高度一般和机械臂2的高度接近，便于支撑结构4和机械臂2对齐。

可选地，本实施例的真空室传递机构，如图5所示，所述机械臂2的前端连接有引导片5，所述引导片5的下表面高度沿从后往前方向逐渐升高，所述引导片5后端的下表面与所述机械臂2前端的下表面对接。引导片5的作用是避免机械臂2伸出时，机械臂2前端与支撑结构4接触瞬间产生冲击，通过在机械臂2的前端连接引导片5，由于引导片5是一个下表面高度沿从后往前方向逐渐升高的结构，与支撑结构4接触时能够让下表面平滑地通过支撑结构4的顶部，然后过渡到机械臂2下表面与支撑结构4的顶部接触，期间机械臂2与支撑结构4接触时受力平稳，不会产生冲击，保证机构平稳运作。具体的，如图5所示，引导片5的下表面可以是弧面的；而作为替代，引导片5的下表面也可以是平面的。

可选地，本实施例的真空室传递机构，所述引导片5具有弹性。该可选方案中，通过采用具有弹性的引导片5，能够进一步减小机械臂2伸出时，机械臂2前端与支撑结构4接触时受力的变化的幅度，进一步提升机构运作的平稳性。

可选地，如图6所示，本实施例提供第一种支撑结构4，所述支撑结构4包括：

固定轴41，固定在所述连接通道3内；

轴承42，所述轴承42的内圈套设在所述固定轴41上，所述轴承42的外圈用于支撑所述机械臂2。

该方案中的第一种支撑结构4利用轴承42外圈可滚动的原理，对机械臂2进行支撑同时减小摩擦力，起到稳定的支撑作用。

可选地，如图7所示，本实施例提供第二种支撑结构4，所述支撑结构4包括：

固定轴41，固定在所述连接通道3内；

轴承42，所述轴承42的内圈套设在所述固定轴41上；

套筒44，所述套筒44套设在所述轴承42的外圈。

该方案中的第二种支撑结构4利用轴承42外圈可滚动的原理，加上套设的套筒44，延伸了轴承42可以支撑的宽度，能够对机械臂2进行更加全面的支撑，同时减小摩擦力，起到稳定的支撑作用。

可选地，如图8所示，本实施例提供第三种支撑结构4，所述支撑结构4包括：

轴承42，固定在所述连接通道3内，所述轴承42的外圈连接所述连接通道3的内壁；

滚动轴43，所述滚动轴43安装在所述轴承42的内圈内，所述滚动轴43用于支撑所述机械臂2。

该方案中的第三种支撑结构4利用轴承42内圈可转动的原理，使滚动轴43可滚动，对机械臂2进行支撑同时减小摩擦力，起到稳定的支撑作用。

可以理解的，如果采用可滚动的物件作为支撑，则需要支撑结构4圆周与机械臂2接触位置的切线方向沿机械臂2的伸缩方向。除了上述提供的三种支撑结构4，可以理解的，如果采用不可滚动的物件作为支撑，则需要该物件的顶部足够光滑，比如可以涂覆润滑油，当物件摩擦系数足够低时，也能够作为支撑结构4使用。例如，所述支撑结构4为顶部光滑的垫块。

可选地，本实施例的真空室传递机构，如图5所示，所述连接通道3处安装有用于隔断所述第二真空室8与所述第一真空室7的闸板阀6，所述支撑结构4设置在所述闸板阀6的一侧或两侧。如果支撑结构4设置在所述闸板阀6的一侧，那么安装的成本相对较低；而如果支撑结构4设置在所述闸板阀6的两侧，则支撑效果相对更好。可选的，支撑结构4设置在闸板阀6的两侧时应该关于闸板阀6对称设置，且靠近连接通道3的边缘设置，以扩大对机械臂2支撑面的范围，提升支撑效果。

可选地，本实施例的真空室传递机构，如图3所示，所述真空室传递机构还包括设置在第一真空室7内的转动轴1，所述机械臂2连接于所述转动轴1。如图3所示，第一真空室7除了连接第二真空室8，还连接第三真空室9，通过转动轴1的设置，机械臂2可以绕转动轴1转动，使伸出方向朝向第二真空室8或第三真空室9，增大了机械臂2可送样的范围。

可选地，本实施例的真空室传递机构，如图3-图5所示，所述机械臂2包括用于承载样品的样品托21，便于安置样品。

本实施例还提供一种半导体加工设备，包括上述的真空室传递机构。该真空室传递机构能够便于半导体加工设备中在真空环境中的工艺中样品的传输。

应当理解，以上实施例均为示例性的，不用于包含权利要求所包含的所有可能的实施方式。在不脱离本公开的范围的情况下，还可以在以上实施例的基础上做出各种变形和改变。同样的，也可以对以上实施例的各个技术特征进行任意组合，以形成可能没有被明确描述的本申请的另外的实施例。因此，上述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，不对本申请专利的保护范围进行限制。

Claims (10)

1.一种真空室传递机构，其特征在于，包括：

机械臂(2)，设置在第一真空室(7)内，能够在驱动系统的带动下使自身的一端穿过连接通道(3)伸入第二真空室(8)内；所述第二真空室(8)与所述第一真空室(7)通过所述连接通道(3)连通；

支撑结构(4)，设置在所述连接通道(3)内，用于对所述机械臂(2)伸入所述第二真空室(8)时进行支撑。

2.根据权利要求1所述的真空室传递机构，其特征在于，所述机械臂(2)能够向前方伸出，向后方收回；所述机械臂(2)的前端连接有引导片(5)，所述引导片(5)的下表面高度沿所述机械臂(2)伸出方向逐渐升高，所述引导片(5)的下表面最低处与所述机械臂(2)的下表面对接。

3.根据权利要求2所述的真空室传递机构，其特征在于，所述引导片(5)具有弹性。

4.根据权利要求1-3任一项所述的真空室传递机构，其特征在于，所述支撑结构(4)包括：

固定轴(41)，固定在所述连接通道(3)内；

轴承(42)，所述轴承(42)的内圈套设在所述固定轴(41)上，所述轴承(42)的外圈用于支撑所述机械臂(2)。

5.根据权利要求1-3任一项所述的真空室传递机构，其特征在于，所述支撑结构(4)包括：

固定轴(41)，固定在所述连接通道(3)内；

轴承(42)，所述轴承(42)的内圈套设在所述固定轴(41)上；

套筒(44)，所述套筒(44)套设在所述轴承(42)的外圈。

6.根据权利要求1-3任一项所述的真空室传递机构，其特征在于，所述支撑结构(4)包括：

轴承(42)，固定在所述连接通道(3)内，所述轴承(42)的外圈连接所述连接通道(3)的内壁；

滚动轴(43)，所述滚动轴(43)安装在所述轴承(42)的内圈内，所述滚动轴(43)用于支撑所述机械臂(2)。

7.根据权利要求1-3任一项所述的真空室传递机构，其特征在于，所述支撑结构(4)为顶部光滑的垫块。

8.根据权利要求1-3任一项所述的真空室传递机构，其特征在于，所述连接通道(3)处安装有用于隔断所述第二真空室(8)与所述第一真空室(7)的闸板阀(6)，所述支撑结构(4)设置在所述闸板阀(6)的一侧或两侧。

9.根据权利要求1-3任一项所述的真空室传递机构，其特征在于，还包括：设置在所述第一真空室(7)内的转动轴(1)，所述机械臂(2)通过机械臂安装座连接于所述转动轴(1)。

10.一种半导体加工设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的真空室传递机构。