專利名稱：共用真空系統(tǒng)的雙腔真空裝載腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空裝載腔，通過該機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)晶元從大氣環(huán)境下進(jìn)入真空工作環(huán)境，而不必使真空腔室回填至大氣壓力。屬于半導(dǎo)體薄膜沉積應(yīng)用及制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體的生產(chǎn)過程中，給晶圓鍍膜是前段工序中最重要和頻繁的工序之一。各種鍍膜工藝都是在不同程度的真空中進(jìn)行的，而原料晶圓和成品晶圓總需要頻繁的從真空環(huán)境中進(jìn)進(jìn)出出。為了盡量避免外界顆粒對(duì)工藝的影響，增加真空工藝腔室的使用壽命和提高生產(chǎn)效率，就要避免真空工藝腔室在真空與大氣狀態(tài)下頻繁轉(zhuǎn)換，那么真空裝載腔就必不可少。真空裝載腔是一個(gè)過渡腔室，設(shè)置在晶圓盒與真空工藝腔室之間， 盡量小的體積使它在真空和大氣狀態(tài)下轉(zhuǎn)換時(shí)使用更少的時(shí)間。當(dāng)它處于大氣狀態(tài)時(shí)，與晶圓盒連通，通過機(jī)械手等機(jī)構(gòu)裝載晶圓；當(dāng)它處于真空狀態(tài)時(shí)，與真空腔室或真空狀態(tài)下的晶圓傳輸系統(tǒng)連通，機(jī)械手等機(jī)構(gòu)將晶圓搬送到工藝腔室。上述過程就是大氣狀態(tài)下晶圓傳入真空腔室的過程，它的逆過程會(huì)將成品晶圓傳回晶圓盒。以目前主流的12英寸晶圓的生產(chǎn)為例，為了提高生產(chǎn)效率，很多設(shè)備將兩個(gè)真空腔室設(shè)計(jì)成一組，這樣在相同時(shí)間內(nèi)幾乎可以得到2倍的產(chǎn)能，相應(yīng)的，雙臂的機(jī)械手機(jī)構(gòu)、支持同時(shí)運(yùn)送2片晶圓的晶圓傳輸系統(tǒng)和雙腔室的真空裝載腔也隨之產(chǎn)生。同類現(xiàn)有的產(chǎn)品一般采用兩個(gè)腔室獨(dú)立加工，然后再組裝到一起的結(jié)構(gòu)形式。這種分離腔室的設(shè)計(jì)，真空管路需要一分為二，對(duì)管路焊接要求較高，如不對(duì)稱的話會(huì)導(dǎo)致兩邊抽速不均勻。另外真空角閥與腔室之間有較長(zhǎng)的管路連接，既增加了成本，又使腔體容積加大，增加泵組的負(fù)擔(dān)。而且需要兩個(gè)真空計(jì)，增加了不必要的成本。兩個(gè)腔體安裝在真空腔室上時(shí)需要保證各種幾何精度，大大增加了裝調(diào)的難度?，F(xiàn)有產(chǎn)品中也有兩腔室一起加工的情況，但如果兩腔室在底部用管路相連的話，就面臨上面分離腔體同樣的問題。如果在上面連通的話，就需要整個(gè)裝載腔上表面整體密封，密封面積大幅增加，厚重的蓋板增加了成本，需要透明觀察窗的話又增加了兩個(gè)密封點(diǎn)，降低了真空系統(tǒng)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以解決上述問題為目的，主要解決現(xiàn)有的真空工藝腔室的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝調(diào)難度高和生產(chǎn)效率不高的技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案共用真空系統(tǒng)的雙腔真空裝載腔，主要由腔體組件、晶圓支架組件、底部法蘭組件和透明蓋板構(gòu)成。上述晶圓支架組件，包括晶圓支架和晶圓支架托盤。晶圓支架具有與晶圓外徑相吻合的圓形弧面用來固定晶圓，兩層(或多層)晶圓支架用螺釘緊固于晶圓支架托盤上，晶圓支架托盤用螺釘緊固在腔室的底面。
上述底部法蘭組件，包括底部法蘭、氣體擴(kuò)散器、真空計(jì)、真空角閥及真空管路等部分。底部法蘭的一面為密封面，用O型圈密封于腔體底部的共用真空室的下方，使共用真空室密閉。底部法蘭的另一面開孔，用螺釘分別連接氣體擴(kuò)散器、真空計(jì)、真空角閥、真空管路，同樣使用O型圈密封。真空角閥通過真空管路連接至泵組，為本發(fā)明提供真空和關(guān)斷真空管路。氣體擴(kuò)散器連接氮?dú)夤苈?，用于給真空裝載腔回填至大氣壓。真空計(jì)用來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)本發(fā)明腔體內(nèi)的壓力。以上功能通過共用真空室使本發(fā)明的兩個(gè)腔體同時(shí)獲得。上述透明蓋板用螺釘緊固在腔室上，用O型圈密封。用于觀察其工作情況。上述腔體組件包括腔體、真空閘板閥和大氣閘板閥。腔體由一塊鋁材加工而成，從上向下加工兩個(gè)腔室，前后貫通加工出晶圓傳輸孔道，自下向上加工出共用真空室連通兩個(gè)腔室，共用真空室與腔室相貫形成連通孔道。真空閘板閥和大氣閘板閥分別安裝在晶圓傳輸孔道兩端,用O型圈密封。本發(fā)明的有益效果及特點(diǎn) 本發(fā)明與現(xiàn)有的同類產(chǎn)品相比，解決了兩個(gè)腔室獨(dú)立加工，再組裝到一起的結(jié)構(gòu)形式所存在的對(duì)管路焊接要求較高，成本增加，裝調(diào)的難度大的問題。同時(shí)也解決了現(xiàn)有產(chǎn)品中兩腔室一起加工的結(jié)構(gòu)形式所存在的密封面積大，成本高，降低真空系統(tǒng)可靠性的問題。其加工和裝調(diào)方便，滿足了高可靠性的要求。本發(fā)明節(jié)約了一套系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)合理，機(jī)加工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，雙腔共用真空腔室，容積小，抽真空與回填大氣的時(shí)間和成本與同類產(chǎn)品相比大幅減小的特點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明中真空裝載腔的示意圖，顯示了雙腔的位置，包含腔體和位于腔體兩側(cè)晶圓傳輸方向上的真空閘板閥和大氣閘板閥，為便于表不內(nèi)部晶圓支架的結(jié)構(gòu)，去掉了一側(cè)透明蓋板。圖2是本發(fā)明底部的示意圖，顯示了底部法蘭，和裝配在底部法蘭上的氣體擴(kuò)散器、真空計(jì)、真空角閥以及真空管路。圖3是本發(fā)明主體部件腔體和底部法蘭的安裝位置示意圖，顯示了雙腔共用的真空腔室的加工方式，和底部法蘭的安裝位置。圖4是本發(fā)明主體部件腔體頂部的示意圖，顯示了聯(lián)通孔道的位置和形狀。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例參照?qǐng)DI-圖4，共用真空系統(tǒng)的雙腔真空裝載腔，主要由腔體組件、晶圓支架組件、底部法蘭組件和透明蓋板組成。上述晶圓支架組件包括晶圓支架2和晶圓支架托盤3。晶圓支架2每層四只且制成與晶圓外徑相吻合的圓形弧面用來固定晶圓，兩層(或多層)晶圓支架2用螺釘緊固于晶圓支架托盤3上，晶圓支架托盤3用螺釘緊固在腔室15底面，晶圓支架2間隔的距離使連通孔道8剛好露出。上述底部法蘭組件包括底部法蘭7、氣體擴(kuò)散器12、真空計(jì)11、真空角閥10及真空管路9等部分。底部法蘭7 —面為密封面，用O型圈密封于腔體I底部的共用真空室13的下方，使共用真空室密閉。底部法蘭7的另一面至少開有3個(gè)孔用螺釘分別連接氣體擴(kuò)散器12、真空計(jì)11、真空角閥10、真空管路9，同樣使用O型圈密封。真空角閥10通過真空管路9連接至泵組，為本發(fā)明提供真空和關(guān)斷真空管路。氣體擴(kuò)散器12連接氮?dú)夤苈?，用于給真空裝載腔回填至大氣壓。真空計(jì)11用來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)本發(fā)明腔體I內(nèi)的壓力。以上功能通過共用真空室13使本發(fā)明的兩個(gè)腔體同時(shí)獲得。上述透明蓋板5用螺釘緊固在腔室15上，O型圈密封。用于觀察其工作情況。上述腔體組件包括腔體I、真空閘板閥6和大氣閘板閥4。腔體I由一塊鋁材加 工而成，從上向下加工兩個(gè)腔室15，前后貫通加工出晶圓傳輸孔道14，自下向上加工出共用真空室13連通兩個(gè)腔室15，共用真空室13與腔室15相貫形成連通孔道8。真空閘板閥6和大氣閘板閥4分別安裝在晶圓傳輸孔道兩端,用O型圈密封。
權(quán)利要求
1.共用真空系統(tǒng)的雙腔真空裝載腔，主要由腔體組件、晶圓支架組件、底部法蘭組件及透明蓋板構(gòu)成，上述晶圓支架組件，包括晶圓支架和晶圓支架托盤，晶圓支架具有與晶圓外徑相吻合的圓形弧面用來固定晶圓，兩層或多層晶圓支架用螺釘緊固于晶圓支架托盤上，晶圓支架托盤用螺釘緊固在腔室的底面；上述透明蓋板用螺釘緊固在腔室上，用O型圈密封，其特征在于上述腔體組件包括腔體、真空閘板閥和大氣閘板閥，腔體由一塊鋁材加工而成，從上向下加工兩個(gè)腔室，前后貫通加工出晶圓傳輸孔道，自下向上加工出共用真空室連通兩個(gè)腔室，共用真空室與腔室相貫形成連通孔道，真空閘板閥和大氣閘板閥分別安裝在晶圓傳輸孔道兩端，用O型圈密封；上述底部法蘭組件，包括底部法蘭、氣體擴(kuò)散器、真空計(jì)、真空角閥及真空管路，底部法蘭的一面為密封面，用O型圈密封于腔體底部的共用真空室的下方，底部法蘭的另一面開孔用螺釘分別連接氣體擴(kuò)散器、真空計(jì)、真空角閥、真空管路，同樣使用O型圈密封，真空角閥通過真空管路連接至泵組，氣體擴(kuò)散器連接氮?dú)夤苈?，形成共用真空室?br> 2.如權(quán)利要求I所述的共用真空系統(tǒng)的雙腔真空裝載腔，其特征在于所述底部法蘭的另一面至少開有3個(gè)孔。
全文摘要
共用真空系統(tǒng)的雙腔真空裝載腔，主要解決現(xiàn)有的真空工藝腔室的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝調(diào)難度高和生產(chǎn)效率不高的技術(shù)問題。它主要由腔體組件、晶圓支架組件、底部法蘭組件及透明蓋板構(gòu)成。上述底部法蘭組件，包括底部法蘭、氣體擴(kuò)散器、真空計(jì)、真空角閥及真空管路，底部法蘭的一面為密封面，用O型圈密封于腔體底部的共用真空室的下方，底部法蘭的另一面開孔用螺釘分別連接氣體擴(kuò)散器、真空計(jì)、真空角閥、真空管路，同樣使用O型圈密封，真空角閥通過真空管路連接至泵組，氣體擴(kuò)散器連接氮?dú)夤苈罚纬晒灿谜婵帐?。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)合理，機(jī)加工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，雙腔共用真空腔室，容積小，抽真空與回填大氣的時(shí)間和成本與同類產(chǎn)品相比大幅減小的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23C14/22GK102877027SQ20121037576
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者姜崴 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)拓荊科技有限公司