一种晶圆片试验用环境系统技术方案

本申请公开了一种晶圆片试验用环境系统，其技术要点在于，包括：试验操作腔、2个样品存储腔、加热罩、真空管路系统、洁净管路系统；所述试验操作腔用于放置机械臂；所述样品存储腔用于放置晶圆片；所述2个样品存储腔设置在所述试验操作腔的两侧，且所述试验操作腔与所述样品存储腔连通；所述试验操作腔以及2个所述样品存储腔的外表面均包裹有所述加热罩。采用本申请的一种晶圆片试验用环境系统，能够为晶圆片进行科学试验提供环境支持。圆片进行科学试验提供环境支持。圆片进行科学试验提供环境支持。

An environmental system for wafer test

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆片试验用环境系统


[0001]本专利技术涉及半导体试验领域，更具体地说，尤其涉及一种晶圆片试验用环境系统。

技术介绍

[0002]随着半导体的发展，晶圆片在进行科学试验时，产生了“超高真空+高洁净度”的技术需求。
[0003]而对于“超高真空+高洁净度”的实现，申请人经过检索“洁净and真空and G01/IC”，发现以下文献：
[0004]CN207472294U、耐高压高洁净度安全压力试验箱，其记载了：箱体一侧连接高压气体、一侧连接有真空泵。其目的是通过高压气体配合减压阀来调节箱体内部的压力。进而实现：洁净度高且可以适应不同压力需求的试验箱。
[0005]上游客户提出针对“超高真空+高洁净度”，提出两个定量指标：
[0006]1)洁净度要至少满足ISO14644
‑
1 CLASS1标准等级(ISO14644
‑
1标准)；
[0007]2)真空度要至少满足：腔体内气压小于等于5
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‑7Pa。
[0008]对于CN207472294U而言，其虽然连接真空泵，但是他能达到的真空度一般在3～4pa级别，其无法作为晶圆片试验用环境系统。
[0009]因此，为了满足上游客户的两个需求，需要研发专门的设备。

技术实现思路

[0010]本技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种晶圆片试验用环境系统。
[0011]本申请的技术方案为：
[0012]一种晶圆片试验用环境系统，包括：试验操作腔、2个样品存储腔、加热罩、真空管路系统、洁净管路系统；
[0013]所述试验操作腔用于放置机械臂，所述样品存储腔用于放置晶圆片；所述试验操作腔与所述样品存储腔共同称作所述内腔；
[0014]所述2个样品存储腔设置在所述试验操作腔的两侧，且所述试验操作腔与所述样品存储腔连通；
[0015]所述试验操作腔以及2个所述样品存储腔的外表面均包裹有所述加热罩；
[0016]其中，洁净管路系统包括：进气管路、出气管路；所述进气管路的一端与氮气气源连接，其另一端与样品存储腔连接，从氮气气源到样品存储腔的方向上，在进气管路上依次安装有：计量计、过滤器、进气阀；所述出气管路的一端与另一个样品存储腔连接，另一端与抽空泵连接，从样品存储腔到抽空泵的方向上，在出气管路上依次安装有出气阀、高分辨率粒子检测仪；
[0017]其中，所述真空管路系统包括：第一管路、第一插板阀、第一分子泵、第一低规、第一隔断阀、第三管路、旁抽阀、第五管路、第五管路阀、前级真空泵；
[0018]所述第一管路与第三管路并联设置且均连接在内腔与第五管路之间；按照从内腔到第五管路的方向，在第一管路上依次安装有：第一插板阀、第一分子泵、第一低规、第一隔断阀；
[0019]在第三管路上安装有旁抽阀；
[0020]在第五管路的端部安装有前级真空泵。
[0021]进一步，还包括：第二管路、第二插板阀、第二分子泵、第二低规、第二隔断阀；所述第二管路与第一管路并联，也连接在内腔与第五管路之间；
[0022]从内腔到第五管路的方向，在第二管路上依次安装有：第二分子泵、第二低规、第二隔断阀。
[0023]进一步，所述第一管路连接在所述试验操作腔与第五管路之间；所述第二管路、第三管路连接在所述样品存储腔与第五管路之间。
[0024]进一步，所述真空管路系统还包括：第四管路；所述第四管路与第一管路、第二管路、第三管路、第五管路的端部均连通；
[0025]第四管路上安装有检漏阀、检漏仪。
[0026]进一步，加热罩设置有电阻丝。
[0027]进一步，还包括：真空度测量传感器；在试验操作腔和/或2个样品存储腔上安装有真空度测量传感器，用于监测晶圆片试验用环境系统内部的真空度。
[0028]进一步，所述试验操作腔设置有上盖；在试验操作腔的上表面设置有螺栓孔、胶圈槽、铜圈刀口；所述上盖的下表面设置有螺栓孔、胶圈；
[0029]在钢圈刀口上缠绕若干圈铜丝；
[0030]上盖与试验操作腔固定时，上盖的胶圈插入到试验操作腔的胶圈槽内，采用螺栓
‑
螺母将试验操作腔
‑
上盖固定在一起。
[0031]只有通过上述双层密封，才能保证密封性，保证真空度
[0032]本申请的有益效果在于：
[0033]第一，本申请首次提出了“晶圆片试验用环境系统”的技术设计。这是本申请的基础构思，即“所述试验操作腔用于放置机械臂，所述样品存储腔用于放置晶圆片；所述2个样品存储腔设置在所述试验操作腔的两侧，且所述试验操作腔与所述样品存储腔连通”属于首次公开。
[0034]第二，本申请在结构设计上，为了实现：5
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‑7Pa。采用了“所述试验操作腔以及2个所述样品存储腔的外表面均包裹有所述加热罩”的结构设计。
[0035]2.1，加热罩的设计需求是基础构思。常规的抽真空需求，一般只需要达到2～5pa即可，这种情况只需要前级泵即可完成。对于加快更高的抽真空，正常的思路就是采用分子泵，分子泵的精度越高，抽取效果越好。但是，上述常规的思维在5
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‑7Pa就不再适用。
[0036]2.2对于如此高的抽真空而言，并非改变分子泵就能解决的。
[0037]专利技术人团队在首次试验时，发现：采用分子泵抽吸到一定阶段后，真空度下降的速度非常慢。机理分析：部分气体特别是惰性气体，容易吸附在设备的内表面。这就导致，设备内部的真空度下降速度非常缓慢。因为不断有惰性气体从设备的内表面进入到设备内部。
[0038]这一现象与上述机理是此前“抽真空”未曾遇见以及未曾预料到的。
[0039]2.3，解决方式是采用加热罩对设备进行高温烘烤，彻底除气后才能获得5
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‑7Pa
的超高真空度；由于真空室内部需要超洁净的环境要求，所以烘烤系统需要在设备的外面实现，而不能在设备的内部进行。
[0040]2.4，加热罩的构成：在试验系统的外侧套设有加热罩，加热罩的内部设置有加热丝；加热罩分为若干个区域，每个区可单独控温加热；通过加热罩来进行对设备烘烤除气。上述分区设置的原因还在于：设备不同部分的耐热温度不一样。例如：上盖部分存在胶圈，加热罩的问题若超过180
°
，胶圈会受热破坏。同时，温度较低(低于150
°
效果不明显)，因此，存在胶圈的上盖，采用160
°
～170
°
，其余部分采用170
°
～200
°
加热。
[0041]第三，结构设计的第三个要点在于：洁净管路系统以及真空管路系统的设计。
[0042]第四，结构设计的第四个要点在于：系统需要经常开盖，考虑超高真空度指标对密封性的要求，设计了“双层密本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆片试验用环境系统，其特征在于，包括：试验操作腔、2个样品存储腔、加热罩、真空管路系统、洁净管路系统；所述试验操作腔用于放置机械臂，所述样品存储腔用于放置晶圆片；所述试验操作腔与所述样品存储腔共同称作所述内腔；所述2个样品存储腔设置在所述试验操作腔的两侧，且所述试验操作腔与所述样品存储腔连通；所述试验操作腔以及2个所述样品存储腔的外表面均包裹有所述加热罩；其中，洁净管路系统包括：进气管路、出气管路；所述进气管路的一端与氮气气源连接，其另一端与样品存储腔连接，从氮气气源到样品存储腔的方向上，在进气管路上依次安装有：计量计、过滤器、进气阀；所述出气管路的一端与另一个样品存储腔连接，另一端与抽空泵连接，从样品存储腔到抽空泵的方向上，在出气管路上依次安装有出气阀、高分辨率粒子检测仪；其中，所述真空管路系统包括：第一管路、第一插板阀、第一分子泵、第一低规、第一隔断阀、第三管路、旁抽阀、第五管路、第五管路阀、前级真空泵；所述第一管路与第三管路并联设置且均连接在内腔与第五管路之间；按照从内腔到第五管路的方向，在第一管路上依次安装有：第一插板阀、第一分子泵、第一低规、第一隔断阀；在第三管路上安装有旁抽阀；在第五管路的端部安装有前级真空泵。2.根据权利要求1所述的一种晶圆片试验用环境系统，其特征在于，还包括：第二管路、第二插板阀、第二分子泵、第二低规、第二隔断阀；所述第二管路与第一管路并联，也连接在内腔与第五管路之间；从内腔到...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓恺，陆兆韦，
申请(专利权)人：苏州中科科美科技有限公司，
类型：新型
国别省市：