本发明专利技术公开了一种真空腔中器件的更换装置，包括真空腔和缓冲腔，所述真空腔中包括器件、以及对器件进行固定的至少三个可伸缩的第一限位单元；所述缓冲腔中包括抓手以及连接在抓手上的至少三个夹爪，所述夹爪的前端连接第二限位单元，所述夹爪可以带动第二限位单元进行伸缩；所述第二限位单元包括固定在一起的限位卡Ⅲ和限位卡Ⅳ；所述真空阀打开时，所述缓冲腔和真空腔连通，当抓手接触器件时，所述限位卡Ⅲ均匀分布在器件的背面，所述限位卡Ⅳ均匀分布在器件的侧面；所述抓手将真空腔中器件取出至缓冲腔，并将缓冲腔中的替换件放置在真空腔中；本发明专利技术提供的一种真空腔中器件的更换装置，可以减少停机时间，提高设备的利用率。
【技术实现步骤摘要】
一种真空腔中器件的更换装置和方法
本专利技术涉及半导体设备领域，具体涉及一种真空腔中器件的更换装置。
技术介绍
半导体装置中很多器件需要工作在真空腔中，而在真空腔中工作的器件一旦需要更换就需要停机，并将真空腔放气到大气压，才能进行器件更换。例如，13.5nm极紫外光可以由多种不同的光源(如同步辐射，自由电子激光，等离子体源等)产生。其中，等离子体源产生等离子体需要采用几种不同的燃料，如氙气、锂和锡等。等离子体源产生等离子体包括如下两种机理：激光产生等离子体(laser-producedplasma，LPP)和放电产生等离子体(DischargeProducedPlasma，DPP)。如附图1所示为LPP等离子体产生的示意图，锡(Sn)液滴被注入椭球面聚光镜的主焦点，并用高功率CO2脉冲激光加热到等离子体状态。然后，锡等离子体发射带内极紫外光，由聚光镜成像到中间聚焦点(IF)点，极紫外光进入照明系统。在锡滴辐射极紫外光的同时，本身也会因为被激光迅速加热到几十万度而爆炸飞溅，聚光镜也因此会被沾污。工业界一般采用的方法如附图2所示，用氢气在聚光镜表面喷射来阻挡飞溅的物质，在聚光镜上沉积的锡被H自由基气体刻蚀形成SnH4,然后被真空抽走。但长期使用，仍然会对聚光镜造成沾污损伤，如附图3所示，因此聚光镜必须定期更换。更换时需要停机，并且将高真空腔放气到大气压。现有的聚光镜的更换过程严重影响光刻机的利用率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种真空腔中器件的更换装置及方法，可以减少停机时间，提高设备的利用率。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供的一种真空腔中器件的更换装置，包括真空腔和缓冲腔，且真空腔和缓冲腔之间通过真空阀隔离；所述真空腔中包括器件、以及对器件进行固定的至少三个可伸缩的第一限位单元；所述第一限位单元包括固定在一起的限位卡Ⅰ和限位卡Ⅱ，所述限位卡Ⅰ均匀分布在所述器件的背面，所述限位卡Ⅱ均匀分布在所述器件的侧面；所述缓冲腔中包括抓手以及连接在抓手上的至少三个夹爪，所述夹爪的前端连接第二限位单元，所述夹爪可以带动第二限位单元进行伸缩；所述第二限位单元包括固定在一起的限位卡Ⅲ和限位卡Ⅳ；所述真空阀打开时，所述缓冲腔和真空腔连通；当抓手接触器件时，所述限位卡Ⅲ均匀分布在器件的背面，所述限位卡Ⅳ均匀分布在器件的侧面；所述抓手将真空腔中器件取出至缓冲腔，并将缓冲腔中的替换件放置在真空腔中。进一步地，其中一个第一限位单元位于所述器件的顶端，该第一限位单元的末端连接伸缩杆的一端，所述伸缩杆的另一端连接驱动器，所述驱动器驱动所述伸缩杆带动所述第一限位单元进行伸缩。进一步地，所述伸缩杆为丝杆，且所述驱动器为电磁驱动器；或者所述伸缩杆为活塞，且所述驱动器为气压驱动器。进一步地，所述真空腔中还包括可移动的载具，所述载具上固定两个第一限位单元。进一步地，所述夹爪连接伺服电机，所述伺服电机带动夹爪以及夹爪上的第二限位单元进行伸缩。进一步地，所述限位卡Ⅰ、限位卡Ⅱ、限位卡Ⅲ和限位卡Ⅳ与所述器件的接触面上还包括压力传感器。进一步地，所述器件为聚光镜，所述聚光镜的正面为环状凹槽，所述第一限位单元和第二限位单元均为三个，三个第一限位单元相对于聚光镜中心呈120°均匀分布；三个第二限位单元相对于抓手末端呈120°均匀分布；一种真空腔中器件进行更换的方法，包括如下步骤：S01：设置缓冲腔中真空度与真空腔中真空度相同，真空阀门打开；抓手从缓冲腔移动至真空腔，使得第二限位单元均匀分布在器件周围；S02：夹爪带动第二限位单元朝着器件方向移动，使得限位卡Ⅲ接触器件背面，限位卡Ⅳ接触器件侧面；S03：位于器件顶端的第一限位单元朝着远离器件方向移动，夹爪带动第二限位单元继续朝着器件方向移动，使得器件被第二限位单元固定；S04：所述抓手带动器件移动至缓冲腔。进一步地，所述步骤S02具体包括：S021：载具带动第一限位单元和器件向前移动，使得夹爪移动至器件正后方；S022：载具带动第一限位单元和器件向后移动，使得限位卡Ⅲ接触器件背面；S023：夹爪带动第二限位单元朝着器件方向移动，使得限位卡Ⅲ接触器件背面，限位卡Ⅳ接触器件侧面。进一步地，所述步骤S03具体包括：S031：位于器件顶端的第一限位单元朝着远离器件方向移动；S032：夹爪带动第二限位单元继续朝着器件方向移动，限位卡Ⅲ和限位卡Ⅳ表面的压力传感器用于监测压力，通过力的闭环控制调节限位卡Ⅲ和限位卡Ⅳ对器件的夹持力，使得限位卡Ⅲ和限位卡Ⅳ固定器件；S033：载具带动底部的第一限位单元向后移动，使得器件脱离底部的第一限位单元。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术中抓取器件的夹爪由伺服电极驱动，同时还可以进行编程控制夹爪的伸缩，实现多点定位以及精准定位；本专利技术中限位卡与压力传感器固定在一起，共同与器件接触，以实现力的闭环控制，使得限位卡对器件的夹持力精度可以达到0.01N；本专利技术可以实现真空腔中器件的快速更换，减少停机时间，提高设备利用率。附图说明附图1为激光产生等离子体发出极紫外光示意图；附图2为聚光镜上氢气和溅射的锡液滴反应示意图；附图3为聚光镜被沾污示意图；附图4为其中一种真空腔中器件更换装置的结构示意图；附图5为真空腔中第一限位单元示意图；附图6为抓手移动至真空腔中示意图；附图7为载具前移示意图；附图8为第二限位单元接触器件示意图；附图9为位于器件顶端的第一限位单元松开示意图；附图10为第二限位单元继续朝着器件方向移动示意图；附图11为载具后退示意图；附图12为第二限位单元固定器件示意图；附图13为第二限位单元带动器件移出示意图。图中：1真空腔，11聚光镜，12锡滴发生器，13载具，14限位卡Ⅰ，15限位卡Ⅱ，16驱动器，17伸缩杆，18弹簧，19托板，2缓冲腔，21抓手，22夹爪，24限位卡Ⅲ，25限位卡Ⅳ，3真空阀，4压力传感器。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。如附图4所示，一种真空腔中器件的更换装置，包括真空腔1和缓冲腔2，且真空腔1和缓冲腔2之间通过真空阀3隔离；真空阀3打开时，缓冲腔2和真空腔1连通，真空阀3关闭时，缓冲腔2和真空腔1彼此独立。位于真空腔中的器件需要进行更换时，可以先将替换件放置在缓冲腔中，再将缓冲腔的真空度调节至与真空腔相同，最后打开真空阀，将替换件替换真空腔中的器件。如附图4所示，为产生极紫外光的真空等离子体腔室，包括聚光镜11、锡滴发生器12等。其中，聚光镜11在被沾污的时候需要被更换。现有技术中位于真空腔中的器件均可以采用本专利技术装置进行更换。请参阅附图5，本专利技术中真空腔内包括器件、以及对器件进行固定的至少三个可伸缩的第一限位单元；第一限位单元包括固定本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种真空腔中器件的更换装置，其特征在于，包括真空腔和缓冲腔，且真空腔和缓冲腔之间通过真空阀隔离；所述真空腔中包括器件、以及对器件进行固定的至少三个可伸缩的第一限位单元；所述第一限位单元包括固定在一起的限位卡Ⅰ和限位卡Ⅱ，所述限位卡Ⅰ均匀分布在所述器件的背面，所述限位卡Ⅱ均匀分布在所述器件的侧面；/n所述缓冲腔中包括抓手以及连接在抓手上的至少三个夹爪，所述夹爪的前端连接第二限位单元，所述夹爪可以带动第二限位单元进行伸缩；所述第二限位单元包括固定在一起的限位卡Ⅲ和限位卡Ⅳ；/n所述真空阀打开时，所述缓冲腔和真空腔连通；当抓手接触器件时，所述限位卡Ⅲ均匀分布在器件的背面，所述限位卡Ⅳ均匀分布在器件的侧面；所述抓手将真空腔中器件取出至缓冲腔，并将缓冲腔中的替换件放置在真空腔中。/n
【技术特征摘要】
1.一种真空腔中器件的更换装置，其特征在于，包括真空腔和缓冲腔，且真空腔和缓冲腔之间通过真空阀隔离；所述真空腔中包括器件、以及对器件进行固定的至少三个可伸缩的第一限位单元；所述第一限位单元包括固定在一起的限位卡Ⅰ和限位卡Ⅱ，所述限位卡Ⅰ均匀分布在所述器件的背面，所述限位卡Ⅱ均匀分布在所述器件的侧面；
所述缓冲腔中包括抓手以及连接在抓手上的至少三个夹爪，所述夹爪的前端连接第二限位单元，所述夹爪可以带动第二限位单元进行伸缩；所述第二限位单元包括固定在一起的限位卡Ⅲ和限位卡Ⅳ；
所述真空阀打开时，所述缓冲腔和真空腔连通；当抓手接触器件时，所述限位卡Ⅲ均匀分布在器件的背面，所述限位卡Ⅳ均匀分布在器件的侧面；所述抓手将真空腔中器件取出至缓冲腔，并将缓冲腔中的替换件放置在真空腔中。
2.根据权利要求1所述的一种真空腔中器件的更换装置，其特征在于，其中一个第一限位单元位于所述器件的顶端，该第一限位单元的末端连接伸缩杆的一端，所述伸缩杆的另一端连接驱动器，所述驱动器驱动所述伸缩杆带动所述第一限位单元进行伸缩。
3.根据权利要求2所述的一种真空腔中器件的更换装置，其特征在于，所述伸缩杆为丝杆，且所述驱动器为电磁驱动器；或者所述伸缩杆为活塞，且所述驱动器为气压驱动器。
4.根据权利要求2所述的一种真空腔中器件的更换装置，其特征在于，所述真空腔中还包括可移动的载具，所述载具上固定两个第一限位单元。
5.根据权利要求1所述的一种真空腔中器件的更换装置，其特征在于，所述夹爪连接伺服电机，所述伺服电机带动夹爪以及夹爪上的第二限位单元进行伸缩。
6.根据权利要求1所述的一种真空腔中器件的更换装置，其特征在于，所述限位卡Ⅰ、限位卡Ⅱ、限位卡Ⅲ和限位卡Ⅳ与所述器件的接触面上还包括压力传感器。
【专利技术属性】
技术研发人员：顾峥，伍强，李艳丽，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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