一种便于位置校准的堆叠结构腔体设备转让专利
申请号 : CN202110634714.8
文献号 : CN113257718B
文献日 : 2021-09-17
发明人 : 武振刚 , 严俊 , 陈涛 , 宋维聪
申请人 : 陛通半导体设备(苏州)有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种便于位置校准的堆叠结构腔体设备,其特征在于,所述便于位置校准的堆叠结构腔体设备包括:
上下堆叠结构腔体(3),包括顶层腔(31)和至少一个非顶层腔(33);
顶层腔盖(2),设置在所述顶层腔(31)的顶部,并与所述上下堆叠结构腔体(3)可拆卸连接;
第一机械抓手(4),用于取放所述顶层腔(31)中的晶圆,所述第一机械抓手(4)上开设有第一校准孔(41),所述第一校准孔(41)为通孔;
隔层台盘(6),设置在所述顶层腔(31)与所述非顶层腔(33)之间,所述隔层台盘(6)上开设有台盘通孔(61),所述隔层台盘(6)的内部开设有冷却管道(63),所述冷却管道(63)相互平行排布或者相互交叉排布;
台盘密封块(7),可拆卸地密封安装在所述台盘通孔(61)内,所述台盘密封块(7)的顶面上开设有密封块校准孔(71),所述密封块校准孔(71)为盲孔,所述台盘通孔(61)内还设置有隔绝密封环(62),所述隔绝密封环(62)夹持在所述隔层台盘(6)与所述台盘密封块(7)之间;
底层台盘(8),设置在所述非顶层腔(33)的底部,所述底层台盘(8)上开设有台盘校准孔(81),所述台盘校准孔(81)为盲孔;
第二机械抓手(10),用于取放所述非顶层腔(33)中的晶圆,所述第二机械抓手(10)上开设有第二校准孔(101),所述第二校准孔(101)为通孔;
校准治具块(11),可替换所述台盘密封块(7)安装在所述台盘通孔(61)内,所述校准治具块(11)上开设有治具块校准孔(114),所述治具块校准孔(114)为通孔;
校准杆销(12),用于插入所述第一校准孔(41)和所述密封块校准孔(71),以校准所述第一机械抓手(4)的位置,所述校准杆销(12)上根据每层腔体的位置设置有校准标记,以判断所述校准杆销(12)是否完全插入所述顶层腔(31)内的所述台盘密封块(7)的所述密封块校准孔(71)内,所述校准杆销(12)还用于插入所述治具块校准孔(114)、所述第二校准孔(101)和所述台盘校准孔(81),以校准所述第二机械抓手(10)的位置,所述校准杆销(12)上根据每层腔体的位置设置有校准标记,以判断所述校准杆销(12)是否完全插入所述非顶层腔(33)内的所述底层台盘(8)的所述台盘校准孔(81)内。
2.根据权利要求1所述的便于位置校准的堆叠结构腔体设备,其特征在于,所述校准治具块(11)采用透明材料制成。
3.根据权利要求1所述的便于位置校准的堆叠结构腔体设备,其特征在于,所述校准杆销(12)的长度大于所述顶层腔盖(2)到所述底层台盘(8)的距离。
4.根据权利要求1所述的便于位置校准的堆叠结构腔体设备,其特征在于,所述台盘通孔(61)为阶梯孔,所述台盘通孔(61)包括从上至下依次连通的第一孔段(611)、第二孔段(612)和第三孔段(613),所述第一孔段(611)、所述第二孔段(612)和所述第三孔段(613)的孔径逐次减小。
5.根据权利要求4所述的便于位置校准的堆叠结构腔体设备,其特征在于,所述台盘密封块(7)为阶梯轴,所述台盘密封块(7)包括从上至下依次连接的第一轴段(711)和第二轴段(712),所述第一轴段(711)和所述第二轴段(712)的直径逐次减小,所述第一轴段(711)与所述第一孔段(611)配合,所述第二轴段(712)与所述第二孔段(612)配合。
6.根据权利要求5所述的便于位置校准的堆叠结构腔体设备,其特征在于,所述隔绝密封环(62)位于所述第三孔段(613)与所述第二轴段(712)之间,所述隔绝密封环(62)的内径大于所述第三孔段(613)的孔径,所述隔绝密封环(62)的外径小于所述第二轴段(712)的直径。
7.根据权利要求5所述的便于位置校准的堆叠结构腔体设备,其特征在于,所述第一轴段(711)的边缘开设有第一螺钉孔(713),所述第二孔段(612)的外围开设有第二螺钉孔(614),所述第一螺钉孔(713)与所述第二螺钉孔(614)采用螺钉连接。
8.根据权利要求7所述的便于位置校准的堆叠结构腔体设备,其特征在于,所述校准治具块(11)为阶梯轴,所述校准治具块(11)包括从上至下依次连接的第三轴段(111)和第四轴段(112),所述第三轴段(111)和所述第四轴段(112)的直径逐次减小,所述第三轴段(111)与所述第一孔段(611)配合,所述第四轴段(112)与所述第三孔段(613)配合。
9.根据权利要求8所述的便于位置校准的堆叠结构腔体设备,其特征在于,所述第三轴段(111)的边缘开设有第三螺钉孔(113),所述第三螺钉孔(113)与所述第二螺钉孔(614)采用螺钉连接。
10.根据权利要求1所述的便于位置校准的堆叠结构腔体设备,其特征在于,所述校准杆销(12)采用合金材料或陶瓷材料制成。
说明书 :
一种便于位置校准的堆叠结构腔体设备
技术领域
背景技术
互独立或相互连接的水平排布,即在同一水平面的前后或左右位置分布。这种前后或左右
位置分布的腔体可方便单独进行机械抓手的位置校准,如在腔体的正上方的腔体盖上设计
激光定位器实现对机械抓手的精确校准,操作简单便捷且不同腔体之间的校准互不影响。
最上层腔体仍可以沿用现有公开的校准方式,但对于非最上层腔体则因垂直堆叠而无法直
接校准,导致校准的过程不直接、校准的结果不可靠。
发明内容
的性能不产生影响,并结合校准治具块实现对非顶层腔中的机械抓手的直接校准,校准操
作方便且精度高。
准杆销的端部具有锥形结构,通过锥形结构便于校准杆销插入各个孔内,并且,校准杆销的
直径与各个孔的直径相等,以使校准杆销精准确定机械手的位置。
第二轴段与第二孔段配合。
第四轴段与第三孔段配合。
并插入台盘密封块上的密封块校准孔,即可实现对第一机械抓手的位置校准;
的台盘校准孔,即可实现对第二机械抓手的位置校准;
附图说明
范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这
些附图获得其他相关的附图。
第一校准孔;5‑第一晶圆托盘;6‑隔层台盘;61‑台盘通孔;611‑第一孔段;612‑第二孔段;
613‑第三孔段;614‑第二螺钉孔;62‑隔绝密封环;63‑冷却管道;7‑台盘密封块;71‑密封块
校准孔;711‑第一轴段;712‑第二轴段;713‑第一螺钉孔;8‑底层台盘;81‑台盘校准孔;9‑第
二晶圆托盘;10‑第二机械抓手;101‑第二校准孔;11‑校准治具块;111‑第三轴段;112‑第四
轴段;113‑第三螺钉孔;114‑治具块校准孔;12‑校准杆销。
具体实施方式
本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施
例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范
围。
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。
可靠,因此如何解决垂直布局设计的上下堆叠结构腔体的下腔室的机械抓手位置校准问
题,将具有非常重要的实际意义。
高,在保证不破坏隔层台盘中的冷却管道的同时,也不能受冷却管道的影响,而且隔层台盘
之间走线路、并设置激光定位器,也会随着隔层台盘冷热的变化和时间的延长,其定位精度
也会发生变化,同时需要在待测量层的腔体内的晶圆台盘上设置激光接收装置,并且要辅
以强大高效的激光定位控制软件方能完成,对腔体设计的要求高,还需要辅助计算机控制,
增加了设备的制造成本,而且操作起来也不便捷,并且需要在每个非顶层腔内安装配置,要
求过高,增加设备的投入成本。因此放弃以该方案为基础进行改进。
进行设计需要考虑到以下问题:
带出了两个腔室密封性问题,因此需要解决这方面的问题。
上方校准的方式要通过隔层台盘中的冷却管道,带出了校准通过结构与冷却管道的干涉为
题,因此需要解决校准结构通过隔层台盘中的冷却管道的问题。
手校准定位不能满足需要的问题,因此需要解决拆装动作过后,上腔室与机械抓手位置校
准的可靠稳定。
准确的确认方式,对下腔室与机械抓手的校准定位已变得不可靠,因此需要解决以上各方
面的问题。
便、且精度高的效果。便于位置校准的堆叠结构腔体设备的具体结构见下文。
等。
抓手10。
的下方。
下,技术人员可进行第一机械抓手4和第二机械抓手10的位置校准工作。
壁上设置有第一晶圆托盘5,用于托放对应尺寸的晶圆,此时,顶层腔31可以充当装载腔使
用。
对称侧壁上设置有第二晶圆托盘9,用于托放对应尺寸的晶圆。
出),隔层台盘6的中心位置开设有台盘通孔61。具体的,台盘通孔61为阶梯孔,台盘通孔61
包括从上至下依次连通的第一孔段611、第二孔段612和第三孔段613,第一孔段611、第二孔
段612和第三孔段613的孔径逐次减小。
开设。
应腔室内机械抓手的校准孔,可用于校准定位对应腔室内机械抓手的位置,在校准结束后,
将台盘密封块7安装在台盘通孔61内,可实现上下腔室之间的高压密封。
第一孔段611配合,第二轴段712与第二孔段612配合,优选地,第一轴段711与第一孔段611
的直径相等,第二轴段712与第二孔段612的直径相等。第一轴段711的边缘开设有第一螺钉
孔713,第二孔段612的外围开设有第二螺钉孔614,第一螺钉孔713与第二螺钉孔614采用螺
钉连接。当然,台盘密封块7与隔层台盘6还可以采用其它连接方式,例如卡接、螺纹连接等。
62位于第三孔段613与第二轴段712之间,隔绝密封环62的内径大于第三孔段613的孔径,隔
绝密封环62的外径小于第二轴段712的直径。这样,隔绝密封环62安装位置稳定、且能够隔
绝上下两层腔室,起到良好的密封效果。
盘8的中心位置开设有台盘校准孔81,台盘校准孔81为盲孔,台盘校准孔81用于校准第二机
械抓手10的位置。
封块校准孔71、台盘校准孔81则位于同一竖直方向上。当第二机械抓手10处于抓取晶圆的
最佳位置时,第二校准孔101、密封块校准孔71、台盘校准孔81则位于同一竖直方向上。
使机械抓手的正面和背面都可以吸附晶圆,具体的,第一机械抓手4的正面可以吸附位于第
一晶圆托盘5上的晶圆,第一机械抓手4的背面可以吸附隔层台盘6上的晶圆。第二机械抓手
10的正面可以吸附位于第二晶圆托盘9上的晶圆,第二机械抓手10的背面可以吸附底层台
盘8上的晶圆。
11上开设有治具块校准孔114,治具块校准孔114为通孔。校准杆销12用于插入第一校准孔
41和密封块校准孔71,以校准第一机械抓手4的位置,还用于在第一机械抓手4移开时插入
治具块校准孔114、第二校准孔101和台盘校准孔81,以校准第二机械抓手10的位置。
第四轴段112,第三轴段111和第四轴段112的直径逐次减小,第三轴段111与第一孔段611配
合,第四轴段112与第三孔段613配合,优选地,第三轴段111与第一孔段611的直径相等,第
四轴段112与第三孔段613的直径相等。第三轴段111的边缘开设有第三螺钉孔113,第三螺
钉孔113与第二螺钉孔614采用螺钉连接。当然,校准治具块11与隔层台盘6还可以采用其它
连接方式,例如卡接、螺纹连接等。
度尽可能大,这样,治具块校准孔114对校准杆销12能够起到良好的稳定支撑作用。
记,以判断校准杆销12是否完全插入对应腔体内的台盘密封块7的密封块校准孔71内。
上的密封块校准孔71,从而完成对第一机械抓手4的校准定位;
11上的治具块校准孔114和第二机械抓手10的第二校准孔101,直到插入底层台盘8上的台
盘校准孔81,从而完成对第二机械抓手10的校准定位。
中,可以展示多个非顶层腔33,例如非顶层腔33的数量为两个,对应的,便于位置校准的堆
叠结构腔体设备1中每相邻两个腔室之间设置一个隔层台盘6,每个隔层台盘6上设置一个
台盘密封块7,对顶层腔31中的机械抓手的校准过程与上述第一机械抓手4的校准过程相
同;对从上至下的第一个非顶层腔33中的机械抓手的校准过程中与上述第二机械抓手10的
校准过程相近,只是校准杆销12的底端最终插入第一个非顶层腔33底部的台盘密封块7的
密封块校准孔71内,而不是底层台盘8上的台盘校准孔81;对从上至下的第二个非顶层腔33
中的机械抓手的校准过程中与上述第二机械抓手10的校准过程相同,这里不再赘述。
一校准孔41、并插入台盘密封块7上的密封块校准孔71,即可实现对第一机械抓手4的位置
校准;
101、并插入底层台盘8上的台盘校准孔81,即可实现对第二机械抓手10的位置校准;
11观察到第二机械抓手10,便于对第二机械抓手10进行位置调整,实现快速完成对第二机
械抓手10的校准;
在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。