一种适用于真空系统的全自动快速进样装置的制作方法

1.本实用新型涉及集成电路真空设备上晶圆的传输技术领域，更具体为一种适用于真空系统的全自动快速进样装置。


背景技术：

2.真空装备是集成电路装备的核心工艺设备，如薄膜沉积和薄膜刻蚀等工艺均需要在真空环境下进行。集成电路工艺设备通常由工艺腔室和快速进样腔室组成。工艺腔室主要实现对晶圆的加工，该腔室通常真空度较高，因此通常一直保持在超高真空环境下。而快速进样腔室主要作用是在不破坏工艺腔室真空的条件下将晶圆传入。
3.目前，现有的快速进样装置的晶圆存储能力小，且传输效率及稳定性差。因此，需要提供一种新的技术方案给予解决。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种适用于真空系统的全自动快速进样装置，解决了目前，现有的快速进样装置的晶圆存储能力小，且传输效率及稳定性差的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种适用于真空系统的全自动快速进样装置，包括：超高真空腔体，所述超高真空腔体的一侧设置有真空泵组和真空规，所述真空泵组和真空规通过法兰与超高真空腔体之间密封连接，所述超高真空腔体的另一侧设置有全自动磁力传样杆且位于全自动磁力传样杆的对向侧设置有闸板阀，所述真空规的对向侧设置有反馈传感器，所述超高真空腔体的下部设置有晶圆存储样品架及升降装置且晶圆存储样品架及升降装置的晶圆存储样品架位于超高真空腔体的内部。
6.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述晶圆存储样品架及升降装置的升降装置由样品架升降波纹管和样品架升降电机组成并通过样品架升降波纹管与超高真空腔体之间密封连接。
7.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述全自动磁力传样杆包括传样杆连接波纹管且传样杆连接波纹管的侧面设置有传样杆真空管道。
8.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述真空泵组包括涡轮分子泵且涡轮分子泵的下部设置有气动真空角阀。
9.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述超高真空腔体的上部设置有真空腔体上开门且真空腔体与超高真空腔体的连接处设置有真空密封圈，所述真空腔体上开门的侧面设置有上开门固定装置。
10.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述超高真空腔体的内部设置有晶圆固定托盘且晶圆固定托盘的上部设置有样品架本体，所述样品架本体的侧面设置有传样杆末端机械手且传样杆末端机械手与全自动磁力传样杆之间相连接。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
12.本实用新型通过样品架可以存储多达25片晶圆，配合样品架升降装置可以实现晶
圆的自动选择；反馈传感器可以反馈样品杆的位置，从而可以精确控制样品传输的动作的闭环控制，防止碰撞；闸板阀与传样杆互锁控制，可以防止样品传输中传样杆与闸板阀碰撞；控制系统可以实现真空泵组和真空计的闭环控制，可以实现快速的腔体放气与真空恢复；系统传输稳定可靠，传输速率高。
附图说明
13.图1为本实用新型整体结构示意图；
14.图2为本实用新型背面一侧的局部示意图；
15.图3为本实用新型真空腔体内部的局部示意图。
16.图中：1、真空泵组；2、真空规；3、超高真空腔体；4、全自动磁力传样杆；5、反馈传感器；6、晶圆存储样品架及升降装置；7、闸板阀；8、涡轮分子泵；9、气动真空角阀；10、样品架升降波纹管；11、样品架升降电机；12、传样杆连接波纹管；13、传样杆真空管道；14、真空腔体上开门；15、晶圆固定托盘；16、样品架本体；17、传样杆末端机械手；18、真空密封圈；19、上开门固定装置。
具体实施方式
17.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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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。
18.请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种适用于真空系统的全自动快速进样装置，包括：超高真空腔体3，所述超高真空腔体3的一侧设置有真空泵组1和真空规2，超高真空腔体3是用以实现真空环境的容器，通常采用铝合金和不锈钢加工焊接组成，并且表面需进行机械抛光或电解抛光，超高真空腔体3外侧焊接有多个不同的真空法兰从而可以连接各种真空配件，所述真空泵组1和真空规2通过法兰与超高真空腔体3之间密封连接，真空规2用以实现真空腔体内真空的测量，可以根据实际的使用需求选择如皮拉尼规、电容薄膜规、全量程规、阴极规等。其中优选的选择全量程规实现真空腔体内真空度的测试，所述超高真空腔体3的另一侧设置有全自动磁力传样杆4且位于全自动磁力传样杆4的对向侧设置有闸板阀7，闸板阀7用以实现快速进样腔体和其他真空系统的连接，一侧与快速进样室连接，一侧与其他真空系统连接。其中优选使用气动或电动闸板阀7，实现与控制系统的互锁，全自动磁力传样杆4由外磁铁组件、运动电机与滑轨、内磁铁组件、真空管道以及机械手组成。运动电机和滑轨带动外磁铁组件运动，运动时外磁铁组件通过真空管道与内磁铁组件联动移动，可以实现真空中机械手的伸缩与抓取，传样杆与腔体连接处采用波纹管密封，可以实现传输位置的微调，所述真空规2的对向侧设置有反馈传感器5，反馈传感器5用以实现传样杆的运动反馈，可以由距离传感器，障碍传感器，超声波传感器等组成，可以反馈传样杆末端机械手17的位置，所述超高真空腔体3的下部设置有晶圆存储样品架及升降装置6且晶圆存储样品架及升降装置6的晶圆存储样品架位于超高真空腔体3的内部，晶圆存储样品架及升降装置6由真空外的波纹管，电机驱动机构，样品架和样品托盘组成，可以实现多个样品的存储与升降选择。
19.进一步改进的，如图2所示：所述晶圆存储样品架及升降装置6的升降装置由样品架升降波纹管10和样品架升降电机11组成并通过样品架升降波纹管10与超高真空腔体3之间密封连接，可以实现多个样品的存储与升降选择。
20.进一步改进的，如图2所示：所述全自动磁力传样杆4包括传样杆连接波纹管12且传样杆连接波纹管12的侧面设置有传样杆真空管道13，运动电机和滑轨带动外磁铁组件运动，运动时外磁铁组件通过真空管道与内磁铁组件联动移动，可以实现真空中机械手的伸缩与抓取。传样杆与腔体连接处采用波纹管密封，可以实现传输位置的微调。
21.进一步改进的，如图2所示：所述真空泵组1包括涡轮分子泵8且涡轮分子泵8的下部设置有气动真空角阀9，真空泵组1用以实现真空腔体的真空，可以根据实际的使用需求选择如机械泵、分子泵、离子泵等一种真空泵或者多种真空泵的组合，其中优选的选择涡轮分子泵8和机械泵的组合。涡轮分子泵8直接与真空腔体连接，连接方式为法兰密封，机械泵通过波纹管与气动的角阀连接。
22.进一步改进的，如图3所示：所述超高真空腔体3的上部设置有真空腔体上开门14且真空腔体与超高真空腔体3的连接处设置有真空密封圈18，所述真空腔体上开门14的侧面设置有上开门固定装置19。
23.进一步改进的，如图3所示：所述超高真空腔体3的内部设置有晶圆固定托盘15且晶圆固定托盘15的上部设置有样品架本体16，所述样品架本体16的侧面设置有传样杆末端机械手17且传样杆末端机械手17与全自动磁力传样杆4之间相连接。
24.本实用新型通过控制系统关闭机械泵和涡轮分子泵8之间的气动角阀和闸板阀7，关闭涡轮分子泵8，打开真空腔体上开门14固定装置。等待涡轮分子泵8停止转动之后，打开气动隔膜阀往真空腔体内通入氮气，等待真空腔体内真空恢复至大气之后将多片晶圆固定在晶圆固定托盘15上放入样品架上，可以根据实际的需求可以选择最多放入25片晶圆。晶圆固定托盘15具有多种尺寸，可以装载2英寸至12英寸的晶圆。之后关闭真空腔体上开门14，关闭气动隔膜阀，关闭真空腔体上开门14固定装置，打开机械泵和气动角阀，真空度到达设定点之后控制系统自动气动涡轮分子泵8等待真空恢复至传样真空度。其次是晶圆的全自动抓取与传输，真空度恢复之后，控制系统控制样品架升降电机11驱动样品架升降波纹管10选择某一片晶圆至抓取高度。而后控制传样杆驱动电机驱动传样杆末端机械手17运动至待抓取晶圆下方，反馈传感器5在过程中提供反馈信号方便控制系统判断。而后样品架升降电机11驱动升降波纹管将晶圆托盘落在传样杆末端机械手17上。此后控制系统判断进样室和工艺腔体的真空度是否满足打开条件，满足后打开闸板阀7，控制传样杆伸缩将晶圆传入工艺腔体后移出传样杆至停放位置，关闭闸板阀7，最后是完成工艺的晶圆取出过程，工艺完成之后且真空度达标后，打开闸板阀7，控制系统驱动样品杆将晶圆取出，而后传样杆移动至样品架抓取位置，样品架升降电机11驱动样品架升降波纹管10将晶圆托盘卡住，此后传样杆撤回至停放位置，关闭闸板阀7，此后，用户可以根据实际需求关闭泵组将腔体内真空度恢复至大气取出工艺完成后的晶圆。
25.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。