УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛЮЗОВАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК H01L21/3065 

Предложение относится к оборудованию вакуумных приборов и может быть использовано для герметичного перекрытия вакуумных объемов высокого и среднего вакуума при шлюзовании полупроводниковых изделий в процессе обработки.

Известно устройство для герметизации вакуумных объемов в установках ионной имплантации, используемое при передаче полупроводниковых пластин из кассет, находящихся в атмосфере в высоковакуумный технологический объем. (см. Симонов В.В. и др. Оборудование ионной имплантации, стр. 97 - 104, рис. 74, М., Радио и связь, 1986 г.) (1). Известное из (1) устройство содержит камеру загрузки, шлюзовую камеру, технологическую камеру, вакуумные затворы, перекрывающие отверстия, через которые сообщаются между собой камеры, и приспособление для транспортировки изделий.

Недостатком известного устройства является применение резины в качестве уплотняющих элементов вакуумных затворов, а также использование ее в механизмах перемещения изделий. Это исключает возможность осуществлять прогрев пластин в шлюзовой камере с целью предварительного обезгаживания и очистки, кроме того, продукты износа резины загрязняют вакуумный объем, а последовательное расположение камер увеличивает габариты устройства.

Известно также устройство шлюзования для загрузки полупроводниковых пластин большого диаметра (см. Симонов А.И. и др. Установка ионной имплантации малых и средних доз "Везувит 13", Электронная промышленность N 7, стр. 10 - 19, М. , 1989) (2). Это устройство содержит последовательно установленные загрузочную, шлюзовую и технологическую камеры, снабженные приспособлениями для транспортировки изделий и сообщающиеся через отверстия, перекрываемые высоковакуумными затворами.

Описанное техническое решение является наиболее близким к заявленному предложению по технической сущности и достигаемому результату. Однако и в этом устройстве уплотняющие элементы затворов и детали транспортирующего приспособления выполнены из нетермостойкого материала, загрязняющего при нагреве и работе вакуумный объем, что недопустимо при работе с высоким вакуумом. Кроме того, устройство имеет увеличенные габариты.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое предложение является создание новой конструкции устройства для шлюзования.

Конкретный технический результат, который может быть получен при использовании предложения, заключается в повышении качества обработки полупроводниковых изделий за счет предварительного их обезгаживания нагревом в вакуумном объеме с сохранением высокого вакуума на всех стадиях обработки.

Указанный результат достигается благодаря тому, что камеры расположены ступенчато и снабжены средствами нагрева изделий, а высоковакуумные затворы и приспособления для транспортировки изделий выполнены из термостойких материалов.

Кроме того, приспособление для транспортировки содержит у каждого из своих высоковакуумных затворов подающий столик, установленный с возможностью перемещения из одной камеры в другую через отверстие высоковакуумного затвора, которым сообщаются между собой эти камеры.

Примером промышленной применимости заявленного предложения является устройство шлюзования, представленное чертеже.

Устройство содержит загрузочную камеру - 1, шлюзовую камеру - 2 и технологическую камеру - 3. Все камеры снабжены приспособлениями для транспортировки изделий 4 и сообщаются между собой через отверстия 5, перекрываемые высоковакуумными затворами 6. Камеры расположены ступенчато, при этом шлюзовая камера 2 снабжена средствами нагрева изделий (на чертеже не показаны).

Высоковакуумные затворы 6 и все детали приспособлений для транспортировки изделий выполнены из термостойких материалов, которые не загрязняют вакуумные объемы даже при нагревании.

Приспособление для транспортировки содержит у каждого из высоковакуумных затворов подающий столик 7', установленный с возможностью перемещения из одной камеры в другую через отверстие 5 высоковакуумного затвора 6, которым сообщаются между собой эти камеры. В шлюзовой камере 2 и технологической камере 3 установлены также манипуляторы 8 и транспортируемые устройства 9.

Работает шлюзовое устройство следующим образом.

Обрабатываемое изделие 4 (например, полупроводниковая пластина) из кассеты подается в загрузочную камеру 1. Открывается клапан высоковакуумного затвора 6, освобождая отверстие 5, сообщающее камеру 1 загрузки с шлюзовой камерой 2. Поднимается подающий столик 7. Изделие укладывается на подающий столик, столик опускается в шлюзовую камеру 2. Закрывается высоковакуумный затвор 6, перекрывая отверстие 5, сообщающее загрузочную камеру 1 с шлюзовой камерой 2. Производится откачка из шлюзовой камеры 2 до давления 2 • 10^-3 Па. Срабатывает захватный манипулятор 8 и переносит изделие 4 на транспортное устройство 9 шлюзовой камеры 2. Открывается клапан высоковакуумного затвора 6, перекрывающего отверстие 5 между шлюзовой камерой 2 и технологической камерой 3.

Из технологической камеры 3, откаченной до давления 1 • 10^-3 Па, поднимается подающий столик 7. Срабатывает захватный манипулятор 8 и перегружает изделие 4 с транспортного устройства 9 на подающий столик 7, выдвинувшийся из камеры 3. Столик 7 вместе с изделием опускается в технологическую камеру 3. Закрывается клапан высоковакуумного затвора 6, перекрывая отверстие 5, через которое шлюзовая камера 2 сообщается с технологической камерой 3. Срабатывает захватный манипулятор 8 технологической камеры и перемещает изделие 4 на транспортное устройство 9 технологической камеры 3, которое подает изделие в зону обработки.

Благодаря ступенчатому расположению камер повышается компактность устройства и возможно использование элементов стандартных прогреваемых вакуумных клапанов на металлических уплотнениях, в которых усилие герметизации подается на запорную пару от мощного пневматического или гидравлического привода. Замена резиновых уплотнений в вакуумных затворах на металлические позволяет осуществить прогрев изделий в шлюзовой камере для их предварительного обезгаживания, а также исключает засорение вакуума продуктами износа резины, этому же способствует и выполнение приспособлений из термостойких материалов.

Использование заявленного предложения позволяет повысить качество обработки полупроводниковых изделий.

Использование: для герметизации вакуумных объемов при шлюзовании полупроводниковых изделий в процессе обработки. Сущность: устройство для шлюзования содержит установленные ступенчато-последовательно загрузочную, шлюзовую и технологическую камеры, снабженные приспособлениями для транспортировки изделий, камеры сообщаются через отверстия, перекрываемые высоковакуумными затворами, затворы и приспособления для транспортировки изделий выполнены из термостойких материалов, у каждого затвора установлен подающий столик с возможностью перемещения из одной камеры в другую через отверстие, перекрываемое высоковакуумным затвором. Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в повышении качества обработки полупроводниковых изделий за счет предварительного их обезгаживания нагревом в вакуумном объеме с сохранением высокого вакуума на всех стадиях обработки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство шлюзования, содержащее последовательно установленные загрузочную, шлюзовую и технологическую камеры, снабженные приспособлениями для транспортировки изделий и сообщающиеся через отверстия, перекрываемые высоковакуумными затворами, отличающееся тем, что камеры расположены ступенчато и снабжены средствами нагрева изделий, а высоковакуумные затворы и приспособления для транспортировки изделий выполнены из термостойких материалов. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приспособление для транспортировки содержит у каждого из высоковакуумных затворов подающий столик, установленный с возможностью перемещения из одной камеры в другую через отверстие высоковакуумного затвора, которым сообщаются между собой эти камеры.