通过真空下的负荷固定腔转移物件的方法和装置制造方法及图纸

揭示了涉及物件的真空辅助处理的方法和装置，由此在准备腔（１５）和处理腔（１１）之间引导物件，两个腔都保持基本上相等的低压以提高系统效率和产品质量，其中磁耦合的传动机构（４３）被用于在处理之前和之后定位物件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及在低压环境中制造物件的领域。更具体地讲，本专利技术涉及传送和 操作小元件(比如要在真空腔中经蒸发、汽相沉积、溅射、等离子体蚀刻等处理的集成电路 晶片)的方法和装置。
技术介绍
集成电路通常形成于硅(Si)半导体或像砷化镓(GaAs)和氮化镓这样的化合物半 导体晶片基片上，并且在每一块晶片上形成大量集成电路复制品的过程中常常要经过真空 腔内的一个或多个处理步骤。为了避免每一次将一个或多个晶片装入处理腔内或从处理 腔中取出晶片时不得不无效率地给真空处理腔放气，然后在处理可以继续之前重新建立真 空，常常通过中间的负荷固定腔来移动晶片。在用于连接两个腔的闸阀仍处于闭合位置的同时，首先通过其外部闸阀将待处理 的晶片和其它物件移入负荷固定腔中，如此便实现了将待处理的晶片和其它物件装入处理 腔中的过程。这样，在物件装入和取出的过程中，处理腔保持其处理气压或非常接近其处理 气压。然后，在待处理的物件已位于负荷固定腔中且接下来该负荷固定腔中的气压有所减 小的情况下，闭合上述外部闸阀。然后，打开处理腔和负荷固定腔之间的闸门，将待处理的 物件从负荷固定腔移入处理腔。当负荷固定腔处于与处理腔相似的减压环境中时，从处理 腔中取出处理过的物件只需按相反的顺序执行这些步骤即可。一些已知的真空处理机器具 有两个通过单独的闸阀连接到处理腔的负荷固定腔，以便增大处理物件的吞吐量；一个负 荷固定腔用于装入，而另一个用于取出。共同转让的美国专利6，609，877和2003年7月17 日提交的待批的分案申请10/621，700整体引用在此作为参考，就像构成了本申请的一部 分。本专利揭示了在沉积腔内移动物件的有用的方法和装置，以便通过沉积腔内特定且限 定的物件转移来增大物件生产量。然而，对更高的系统效率和生产率以及产品质量的追求 需要有改进的可实践且可升级的解决方案。处理腔或负荷固定腔的抽真空速率取决于腔的体积、总表面积，并且通常对系统 生产率、工作效率和持有成本而言至关重要。已知的处理腔(比如上述美国专利中描述的) 要求放置物件的支架能够旋转定位以便接受处理。这种旋转定位包括多个支架的“交换”； 用持有处理过的物件的支架来交换持有待处理的物件的支架。这种旋转式同步交换会占据 腔中处理和准备区域内相当大的面积。可减小操作所需的腔体积的物件转移系统将是非常 有优势的。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于处理腔的物件转移系统，该系统显著地减小了所需的腔体 积，从而相应地减小了处理系统对真空或抽真空的要求。抽真空时间的减小相应会减小系 统循环时间，这便减小了系统停机时间，并显著增大了系统输出和生产率。本专利技术涉及一种直列式线形物件转移装置或直线传送系统，该装置或系统不需要 较大的系统元件在腔内作全面的旋转。根据本专利技术，通过直列式物件转移装置，用待处理的 物件替代处理过的物件，从而对一般和特定的系统尺寸、生产率、工作效率和持有成本带来 有益的效果。根据本专利技术的一个方面，揭示了一种真空处理物件的方法，该方法包括提供处理 物件的第一腔，该第一真空腔包括直线传送阵列以及以可移动的方式连接到直线传送阵列 的支架。提供第二真空腔，用于准备要被引导至第一真空腔内或从第一腔被引导至第二腔 的物件，该引导过程是通过位于第一和第二腔之间且与两腔协作的直线传送阵列而实现 的。第一间阀被设置在第一和第二腔之间并且与两腔相通。第一间阀具有用于密封第一腔 且使第一腔与第二腔隔离的闭合位置以及允许第一腔和第二腔之间出现通道的打开位置。 提供用于装入和取出物件的对接站(dock station)。此外，第二闸阀被设置在第二腔和对 接站之间并与两者相通，第二闸阀具有用于密封第二腔且使第二腔与对接站隔离的闭合位 置以及允许第二腔和对接站之间出现通道的打开位置。提供至少一个与第一或第二腔相通 的真空泵，并且提供用于支撑真空沉积腔内待处理的物件的支架。支架与直线传送阵列相 连，且该支架上装有至少一个待处理的物件。在处理循环期间，在第一和第二腔之间传送至 少一个支架的同时，由第一和第二腔内的真空建立并维持了低压。当在从第二腔(准备腔) 到第一腔(处理腔)的方向上移动时，未处理的物件被移至第一腔以便处理。当在从第一 腔到第二腔的方向上移动时，处理好的物件从处理腔(第一腔)移至准备腔(第二腔)以 便从支架上取出。为增大系统效率、缩短循环时间及增大产品输出，至少第一和第二腔要保 持基本上相似的气压。另外，本专利技术的特征在于闸阀的操作，尤其是第一闸阀在系统工作期 间使第一腔(处理腔)保持抽真空的低压状态。这样，物件处理是很有效的，已超越所有已 知的系统，因为在新的直线传送阵列负责引导物件传送的情况下，当接受待处理的物件和 送出新处理好的物件时，小体积的第一腔不需要经受相当大的气压变化。根据本专利技术的另一个方面，一个较佳的方法还包括将第一闸阀定位于闭合位置并 且启动真空泵以减小第一腔内的气压。然后，打开第二闸阀，接下来将装有至少一个物件的 支架从对接站引导至第二腔中。然后，关闭第二闸阀，用抽真空系统使第二腔内的气压减小 到与第一腔内的气压基本上相似。在循环中的此时，将持有待处理物件的支架从第二腔引 导至物件处理的第一腔内。较佳地，这种支架转移过程与已处理好的另一个支架上的物件 从第一(处理)腔转移到第二(准备)腔的过程相协调地进行。通过使用本专利技术的直线传 送系统在气压基本上相似的两腔之间沿轨道导杆传送支架，便实现了从第一到第二腔和从 第二到第一腔的支架传送。根据本专利技术的另一个较佳的方面，直线传送系统包括磁耦合的传动机构，并且最 好在封闭的环境中用诸如机器人等自动装置来引导待处理的物件。这样，最好在封闭的环 境中，自动装置也可以从支架上取下处理好的物件。另外，在本专利技术的另一个方面，待处理 物件的放置和取下以及处理好的物件的取下和存储都可以在与第一和第二腔相通的对接站中进行，也可以在与第一和第二腔中所保持的气压相似的气压下进行。此外，本申请涉及一种在低压环境中处理物件的装置，该低压环境包括用于处理 物件的第一腔。第一腔包括直线传送阵列以及以可移动的方式连接到该直线传送阵列的支 架。该装置还包括第二腔，用于准备要被引导至第一腔内以便接受处理的物件或从第一腔 内引导出来的物件。第二腔还包括与第一腔的阵列协作的直线传送阵列。第一闸阀位于第 一和第二腔之间且与两腔相通。第一间阀具有用于密封第一腔的闭合位置以及允许第一腔 和第二腔之间出现通道的打开位置。用于装入和取出物件的对接站位于第二闸阀附近，使 得第二间阀位于第二腔和对接站之间且与两者相通。第二间阀具有用于密封第二腔的闭合 位置以及允许第二腔和装入对接站之间出现通道的打开位置。至少一个真空泵与第一或第 二腔相通，并且支架与直线传送阵列相连。在第一和第二腔之间传送至少一个支架并且在 第一腔内处理该支架上所固定的物件的同时，在第一和第二腔中建立并维持低压。较佳地， 直线传送阵列包括一种传动机构，该传动机构包括磁耦合的传动机构、液压传动机构、气压 传动机构、电气机械传动机构以及机械传动机构。在另一个较佳实施例中，由自动装置(最 好是机器人)将待处理物件装入支架。除了装入待处理的物件以外，该自动装置也被用于 在处理之后从支架上取下处理好的物件。在本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在第一腔和第二腔之间移动半导体晶片的支架的装置，第一腔和第二腔由闸阀连接，装置包括：　　第一线性传送阵列，适于在第一和第二腔之间接合并移动支架；以及　　第二线性传送阵列，适于在第一和第二腔之间接合并移动支架，　　其中第一和第二线性传送阵列相对于彼此可移动，用于将第一腔中的支架转换成第二腔中的支架，或与此相反。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BS萨贾德，P辛，S森古普塔，S厄艾兹，CK克隆纳伯格，
申请(专利权)人：爱德华兹真空股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]