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1、(10)申请公布号 CN 102877027 A (43)申请公布日 2013.01.16 CN 102877027 A *CN102877027A* (21)申请号 201210375767.3 (22)申请日 2012.09.29 C23C 14/22(2006.01) C23C 14/56(2006.01) (71)申请人 沈阳拓荆科技有限公司 地址 110179 辽宁省沈阳市浑南新区新源街 1-1 号三层 (72)发明人 姜崴 (74)专利代理机构 沈阳维特专利商标事务所 ( 普通合伙 ) 21229 代理人 甄玉荃 (54) 发明名称 共用真空系统的双腔真空装载腔 (57) 摘要 共。
2、用真空系统的双腔真空装载腔， 主要解决 现有的真空工艺腔室的结构复杂、 装调难度高和 生产效率不高的技术问题。 它主要由腔体组件、 晶 圆支架组件、 底部法兰组件及透明盖板构成。 上述 底部法兰组件， 包括底部法兰、 气体扩散器、 真空 计、 真空角阀及真空管路， 底部法兰的一面为密封 面， 用 O 型圈密封于腔体底部的共用真空室的下 方， 底部法兰的另一面开孔用螺钉分别连接气体 扩散器、 真空计、 真空角阀、 真空管路， 同样使用 O 型圈密封， 真空角阀通过真空管路连接至泵组， 气 体扩散器连接氮气管路， 形成共用真空室。 本发明 具有结构合理， 机加工艺简单， 成本低廉， 双腔共 用真空。
3、腔室， 容积小， 抽真空与回填大气的时间和 成本与同类产品相比大幅减小的特点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 共用真空系统的双腔真空装载腔， 主要由腔体组件、 晶圆支架组件、 底部法兰组件及 透明盖板构成， 上述晶圆支架组件， 包括晶圆支架和晶圆支架托盘， 晶圆支架具有与晶圆外 径相吻合的圆形弧面用来固定晶圆， 两层或多层晶圆支架用螺钉紧固于晶圆支架托盘上， 晶圆支架托盘用螺钉紧固在腔室的底面 ； 上述透明盖板用螺钉紧固。
4、在腔室上， 用 O 型圈密 封， 其特征在于 ： 上述腔体组件包括 ： 腔体、 真空闸板阀和大气闸板阀， 腔体由一块铝材加 工而成， 从上向下加工两个腔室， 前后贯通加工出晶圆传输孔道， 自下向上加工出共用真空 室连通两个腔室， 共用真空室与腔室相贯形成连通孔道， 真空闸板阀和大气闸板阀分别安 装在晶圆传输孔道两端， 用 O 型圈密封 ； 上述底部法兰组件， 包括底部法兰、 气体扩散器、 真空计、 真空角阀及真空管路， 底部法兰的一面为密封面， 用 O 型圈密封于腔体底部的共用 真空室的下方， 底部法兰的另一面开孔用螺钉分别连接气体扩散器、 真空计、 真空角阀、 真 空管路， 同样使用 O 型。
5、圈密封， 真空角阀通过真空管路连接至泵组， 气体扩散器连接氮气管 路， 形成共用真空室。 2. 如权利要求 1 所述的共用真空系统的双腔真空装载腔， 其特征在于 ： 所述底部法兰 的另一面至少开有 3 个孔。 权 利 要 求 书 CN 102877027 A 2 1/3 页 3 共用真空系统的双腔真空装载腔 技术领域 0001 本发明涉及一种真空装载腔， 通过该机构可实现晶元从大气环境下进入真空工作 环境， 而不必使真空腔室回填至大气压力。属于半导体薄膜沉积应用及制备技术领域。 背景技术 0002 在半导体的生产过程中， 给晶圆镀膜是前段工序中最重要和频繁的工序之一。各 种镀膜工艺都是在不同程。
6、度的真空中进行的， 而原料晶圆和成品晶圆总需要频繁的从真空 环境中进进出出。为了尽量避免外界颗粒对工艺的影响， 增加真空工艺腔室的使用寿命和 提高生产效率， 就要避免真空工艺腔室在真空与大气状态下频繁转换， 那么真空装载腔就 必不可少。 0003 真空装载腔是一个过渡腔室， 设置在晶圆盒与真空工艺腔室之间， 尽量小的体积 使它在真空和大气状态下转换时使用更少的时间。 当它处于大气状态时， 与晶圆盒连通， 通 过机械手等机构装载晶圆 ； 当它处于真空状态时， 与真空腔室或真空状态下的晶圆传输系 统连通， 机械手等机构将晶圆搬送到工艺腔室。上述过程就是大气状态下晶圆传入真空腔 室的过程， 它的逆过。
7、程会将成品晶圆传回晶圆盒。 0004 以目前主流的 12 英寸晶圆的生产为例， 为了提高生产效率， 很多设备将两个真空 腔室设计成一组， 这样在相同时间内几乎可以得到 2 倍的产能， 相应的 , 双臂的机械手机 构、 支持同时运送 2 片晶圆的晶圆传输系统和双腔室的真空装载腔也随之产生。 0005 同类现有的产品一般采用两个腔室独立加工， 然后再组装到一起的结构形式。这 种分离腔室的设计， 真空管路需要一分为二， 对管路焊接要求较高， 如不对称的话会导致两 边抽速不均匀。 另外真空角阀与腔室之间有较长的管路连接， 既增加了成本， 又使腔体容积 加大， 增加泵组的负担。而且需要两个真空计， 增加。
8、了不必要的成本。两个腔体安装在真空 腔室上时需要保证各种几何精度， 大大增加了装调的难度。 0006 现有产品中也有两腔室一起加工的情况， 但如果两腔室在底部用管路相连的话， 就面临上面分离腔体同样的问题。如果在上面连通的话， 就需要整个装载腔上表面整体 密封， 密封面积大幅增加， 厚重的盖板增加了成本， 需要透明观察窗的话又增加了两个密封 点， 降低了真空系统的可靠性。 发明内容 0007 本发明以解决上述问题为目的， 主要解决现有的真空工艺腔室的结构复杂、 装调 难度高和生产效率不高的技术问题。 0008 为实现上述目的， 本发明采用下述技术方案 ： 共用真空系统的双腔真空装载腔， 主 要。
9、由腔体组件、 晶圆支架组件、 底部法兰组件和透明盖板构成。 0009 上述晶圆支架组件， 包括晶圆支架和晶圆支架托盘。晶圆支架具有与晶圆外径相 吻合的圆形弧面用来固定晶圆， 两层 （或多层） 晶圆支架用螺钉紧固于晶圆支架托盘上， 晶 圆支架托盘用螺钉紧固在腔室的底面。 说 明 书 CN 102877027 A 3 2/3 页 4 0010 上述底部法兰组件， 包括底部法兰、 气体扩散器、 真空计、 真空角阀及真空管路等 部分。底部法兰的一面为密封面， 用 O 型圈密封于腔体底部的共用真空室的下方， 使共用真 空室密闭。底部法兰的另一面开孔 , 用螺钉分别连接气体扩散器、 真空计、 真空角阀、 。
10、真空 管路， 同样使用 O 型圈密封。真空角阀通过真空管路连接至泵组， 为本发明提供真空和关断 真空管路。气体扩散器连接氮气管路， 用于给真空装载腔回填至大气压。真空计用来实时 监测本发明腔体内的压力。以上功能通过共用真空室使本发明的两个腔体同时获得。 0011 上述透明盖板用螺钉紧固在腔室上， 用 O 型圈密封。用于观察其工作情况。 0012 上述腔体组件包括 ： 腔体、 真空闸板阀和大气闸板阀。腔体由一块铝材加工而成， 从上向下加工两个腔室， 前后贯通加工出晶圆传输孔道， 自下向上加工出共用真空室连通 两个腔室， 共用真空室与腔室相贯形成连通孔道。 0013 真空闸板阀和大气闸板阀分别安装。
11、在晶圆传输孔道两端， 用 O 型圈密封。 0014 本发明的有益效果及特点 ： 0015 本发明与现有的同类产品相比， 解决了两个腔室独立加工， 再组装到一起的结构 形式所存在的对管路焊接要求较高， 成本增加， 装调的难度大的问题。 同时也解决了现有产 品中两腔室一起加工的结构形式所存在的密封面积大， 成本高， 降低真空系统可靠性的问 题。其加工和装调方便， 满足了高可靠性的要求。本发明节约了一套系统， 具有结构合理， 机加工艺简单， 成本低廉， 双腔共用真空腔室， 容积小， 抽真空与回填大气的时间和成本与 同类产品相比大幅减小的特点。 附图说明 0016 图 1 是本发明中真空装载腔的示意图。
12、， 显示了双腔的位置， 包含腔体和位于腔体 两侧晶圆传输方向上的真空闸板阀和大气闸板阀， 为便于表示内部晶圆支架的结构， 去掉 了一侧透明盖板。 0017 图 2 是本发明底部的示意图， 显示了底部法兰， 和装配在底部法兰上的气体扩散 器、 真空计、 真空角阀以及真空管路。 0018 图 3 是本发明主体部件腔体和底部法兰的安装位置示意图， 显示了双腔共用的真 空腔室的加工方式， 和底部法兰的安装位置。 0019 图 4 是本发明主体部件腔体顶部的示意图， 显示了联通孔道的位置和形状。 具体实施方式 0020 实施例 0021 参照图 1- 图 4， 共用真空系统的双腔真空装载腔， 主要由腔体。
13、组件、 晶圆支架组 件、 底部法兰组件和透明盖板组成。 0022 上述晶圆支架组件包括 ： 晶圆支架 2 和晶圆支架托盘 3。 0023 晶圆支架 2 每层四只且制成与晶圆外径相吻合的圆形弧面用来固定晶圆， 两层 （或多层） 晶圆支架 2 用螺钉紧固于晶圆支架托盘 3 上， 晶圆支架托盘 3 用螺钉紧固在腔室 15 底面， 晶圆支架 2 间隔的距离使连通孔道 8 刚好露出。 0024 上述底部法兰组件包括 ： 底部法兰 7、 气体扩散器 12、 真空计 11、 真空角阀 10 及真 空管路 9 等部分。底部法兰 7 一面为密封面， 用 O 型圈密封于腔体 1 底部的共用真空室 13 说 明 书。
14、 CN 102877027 A 4 3/3 页 5 的下方， 使共用真空室密闭。底部法兰 7 的另一面至少开有 3 个孔用螺钉分别连接气体扩 散器 12、 真空计 11、 真空角阀 10、 真空管路 9， 同样使用 O 型圈密封。真空角阀 10 通过真空 管路 9 连接至泵组， 为本发明提供真空和关断真空管路。气体扩散器 12 连接氮气管路， 用 于给真空装载腔回填至大气压。真空计 11 用来实时监测本发明腔体 1 内的压力。以上功 能通过共用真空室 13 使本发明的两个腔体同时获得。 0025 上述透明盖板 5 用螺钉紧固在腔室 15 上， O 型圈密封。用于观察其工作情况。 0026 上述腔体组件包括 ： 腔体 1、 真空闸板阀 6 和大气闸板阀 4。腔体 1 由一块铝材加 工而成， 从上向下加工两个腔室 15， 前后贯通加工出晶圆传输孔道 14， 自下向上加工出共 用真空室 13 连通两个腔室 15， 共用真空室 13 与腔室 15 相贯形成连通孔道 8。 0027 真空闸板阀 6 和大气闸板阀 4 分别安装在晶圆传输孔道两端， 用 O 型圈密封。 说 明 书 CN 102877027 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102877027 A 6 2/2 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102877027 A 7 。