[其他]自动传送片机构

说明书

本发明是关于半导体工艺设备中传送片机构的改进，属于半导体制造工艺设备。

在半导体制造工艺过程中经常需要在清洁的真空环境中处理、加工片状材料。为了防止处理工作室中因经常装片暴露空气而引起的玷污，一般在真空处理工作室前都有预真空室与其连通。片子在预真空室中装入或取出。为了保证产品的高质量，使片子始终处在清洁的真空环境中处理加工，有的设备有多级真空室，分别在各真空室中完成各自处理加工或检测，发展成为半导体真空连续加工工艺设备。例如日本专利特开昭58-77239的发明就是这种连续加工处理的设备。薄片在真空室中传送，人们采用了不同的方法和机构。在等离子体刻蚀、化学气相沉积等设备中，有的采用了皮带传送、机械夹抓机构。必须提请注意的是，采用真空夹抓机构直接抓住薄片传送往往会使片子碎裂。由此，日本专利特开昭58-118124发明了《薄片装载法》。由皮带传送、摆叉、升降顶片杆、规一化圆环及机械抓臂组成传送片机构。这种机构的优点是，取消了直接抓片传送方法中抓片的导向槽，从而使片子在处理加工中不会因为导向槽引起的电场分布不均匀、温度分布不均匀而产生缺陷。同时，取消导向槽后也使精度要求很高的机械加工得到简化。其次，这种机构采用了规一化圆环传送，完全避免了机械抓臂直接抓取片子，解决了传送中的碎片问题。但是，这种改进发明后的传送片机构仍然存在较大不足之处。首先，从皮带传送来的片子还得经过提升、摆动叉传送、规一化圆环装片、抓臂抓起圆环送入处理工作室等多道工序，显得相当繁琐，结构复杂，操作也不方便。其次，规一化圆环上留有机械抓臂空隙的话也会影响片子处理加工的均匀性。为此本发明作了进一步的改进。

本发明的目的是，将原传送皮带、摆动叉、升降顶片杆、规一化圆环和机械抓臂等复杂机构融为一体，用简单有效的传送杆机械手和升降顶片杆与微机相联以直接方便地自动传送薄片。

本发明由如图1的方式完成：与微机相联的传送杆机械手〔2〕从与微机相联的片盒升降架〔5〕上的片盒〔4〕中取出片子，传送杆机械手前部的扁平叉〔11〕托住片子〔13〕。由于机械手前的扁平叉上设有定位点，所以从片盒上取下的片子处在叉的中间。然后，传送杆由丝杆或气动、磁力传动机构〔3〕带动运行，扁平叉上的片子被送入处理加工室〔7〕的可转动的光控定位，控温工作平台兼作下电极〔10〕的上方。也与微机相联的工作平台已定好位，片子正好处在升降顶片杆〔14〕的上方。升起升降顶杆〔14〕后顶杆上的载片座〔15〕将片子顶离机械手前部的扁平叉，这时机械手抽出，退回到预真空室。处在载片座上的片子随着顶杆的降落而平稳降下。由于载片座平面与工作平台平面处在同一平面上，落下的片子与平台平面自然紧贴。用这种方法传送，片子既不会损伤碎裂，又不会留下外应力，排除了人为造成的各种缺陷因素。片子处理加工完成后，打开通向处理工作室的阀门〔6〕。升起顶杆〔14〕载片座〔15〕将片子重新顶起。传送杆机械手运行到处理加工室，它前部的扁平机械叉插进片子下方，升降顶杆降落后，薄片又被扁平机械手托在原来位置上，退回传送杆机械手，片子放回片盒升降架〔5〕上的片盒中。这样逐个传送直到预定数目的片子送入或退出后自动停止。

本发明的这种传送片方法，机械结构清楚简单。传送杆机械手、片盒架升降、可转动的光控定位工作平台以及升降顶片部分与微机相联，操作方便。机械另部件设计、加工也比较容易。特别是传送工序简化后减少了故障率，不会碎片。另外，片子与兼作电极的工作平台紧贴，处理加工后的片子均匀一致，达到了比较理想的结果。

图1是传送片机构示意图。在预真空室1中，传送杆机械手2由丝杆或气动、磁力传动装置3带动运行。装在片盒升降架5上的片盒4用来提供处理加工的片子或收集完工的片子。真空阀门6是预真空室与真空处理加工室之间通道的阀门。真空处理加工室7中包括水冷上电极9，可转动的光控定位控温工作平台兼作水冷下电极10以及工作平台下的升降顶片杆14，平台上有载片座15，载片座的数目可按需要以及片子直径、工作台大小设计成多个。16是预真空室抽气口，17是处理加工室进气口，18是上电极冷却水进出口，19是下电极冷却水进出口，20是下电极屏蔽罩，8是处理加工室抽气接口，13为片子。

图2为传送杆机械手。其中包括托片扁平机械叉11，确定薄片位置便片子不致偏离的定位点12以及放置在扁平机械叉上的片子13。

图3为兼作下电极的可转动的光控定位控温工作平台和升降顶片杆部分。包括可转动的光控定位控温工作平台兼作水冷下电极10；升降顶杆14和顶杆上承接片子的载片座15。19为进出水管道。