晶片承载盒的定位装置、预装载腔室及半导体工艺设备的制作方法

1.本发明涉及晶片承载盒定位技术领域，尤其涉及一种晶片承载盒的定位装置、预装载腔室及半导体工艺腔室。


背景技术：

2.预装载腔室(load lock腔室)的作用是晶圆在真空环境和大气环境之间转换的过渡腔室，例如，当晶圆需要从大气环境转化到真空环境的情况下，预装载腔室需要先处于大气环境，大气机械手可以将晶圆传输到预装载腔室内，然后对预装载腔室进行抽真空处理，使得预装载腔室处于真空状态，再由真空机械手传输到真空传输腔内，进而实现晶圆从而大气环境传输至真空环境。
3.相关技术中，为了提高传输晶圆的传输效率，同时也为了减少预装载腔室的开启次数，通常将装有多个晶圆的晶片承载盒移入预装载腔室，预装载腔室抽真空后，真空机械手依次将晶片承载盒内的晶圆传输至真空传输腔内。当晶圆完成工艺后，真空机械手又将晶圆传回预装载腔室，并放置在晶片承载盒内。而后预装载腔室通气，以使预装载腔室处于大气环境，再开启预装载腔室将晶片承载盒移出预装载腔室。
4.预装载腔室需要对晶片承载盒进行定位，防止机械手在抓取晶圆的过程中晶片承载盒发生移位等现象，导致晶圆在晶片承载盒内的安装位置发生变化，进而影响晶圆的传输稳定性。
5.相关技术中，预装载腔室的基座上固定设置有定位块，定位块上开设有定位槽，定位块位于晶片承载盒的两条竖梁之间，并与两条竖梁定位配合。晶圆承载盒的横梁位于定位槽内，并与定位槽定位配合。晶片承载盒通过定位块实现在预装载腔室内的定位。
6.然而，由于晶圆的尺寸不同，使得晶片承载盒的尺寸也不同，因此不同尺寸晶片承载盒的竖梁之间的尺寸也不同。因此定位块只能定位单一尺寸的晶片承载盒。不同的晶片承载盒需要不同尺寸的定位块，使得预装载腔室需要配置多个不同尺寸的定位块，从而使得预装载腔室的兼容性较差。


技术实现要素：

7.本发明公开一种晶片承载盒的定位装置、预装载腔室及半导体工艺设备，以解决预装载腔室的兼容性较差的问题。
8.为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
9.一种晶片承载盒的定位装置，用于对装入预装载腔室内的晶片承载盒进行定位，所述预装载腔室包括基座，所述基座用于承载所述晶片承载盒，所述定位装置包括第一定位部和第二定位部；
10.所述第一定位部和所述第二定位部均可活动的设置于所述基座上，且所述第一定位部和所述第二定位部可相对远离或靠近，以对不同尺寸的所述晶片承载盒进行定位。
11.一种预装载腔室，包括上述的定位装置。
12.一种半导体工艺设备，包括上述的预装载腔室。
13.本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：
14.本发明公开的定位装置中，第一定位部和第二定位部均可活动的设置于基座上，且第一定位部和第二定位部可相对远离或靠近，也就是说第一定位部和第二定位部之间的距离可以调节，因此能够对不同尺寸的晶片承载盒进行定位。此方案中，通过调节第一定位部和第二定位部之间的距离，可以满足不同尺寸的晶片承载盒的定位需求，因此提高了预装载腔室的兼容性。
附图说明
15.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
16.图1为本发明实施例公开的定位装置定位晶片承载盒的结构示意图；
17.图2为本发明实施例公开的定位装置的结构示意图；
18.图3为本发明实施例公开的定位装置的侧视图；
19.图4为图3的局部放大图；
20.图5为本发明实施例公开的定位装置的剖视图；
21.图6至图8为本发明实施例公开的定位装置的部分零部件的结构示意图。
22.附图标记说明：
23.100-定位装置、110-基座、111-底座、1111-第一滑槽、1112-第二滑槽、112-固定部、1121-定位凹槽、120-第一定位部、121-第一定位块、122-第一滑块、1221-第一螺纹孔、130-第二定位部、131-第二定位块、132-第二滑块、1321-第二螺纹孔、140-调节螺杆、141-第一螺纹杆段、142-第二螺纹杆段、143-连接杆段、151-第一锁紧螺母、152-第二锁紧螺母、160-轴承、
24.200-晶片承载盒。
具体实施方式
25.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。
27.如图1～图8所示，本发明实施例公开一种晶片承载盒的定位装置100，该定位装置100用于对装入预装载腔室内的晶片承载盒200进行定位，预装置腔室包括基座110，基座110用于承载晶片承载盒200。所公开的定位装置100包括第一定位部120和第二定位部130。
28.基座110用于承载晶片承载盒200，同时还能够为定位装置100的组成部件提供安装基础。具体地，该基座110位于预装载腔室内。
29.第一定位部120和第二定位部130均可活动的设置于基座110上，且第一定位部120和第二定位部130可相对远离或靠近，也就是说，第一定位部120和第二定位部130的距离可以调节，第一定位部120和第二定位部130能够形成不同尺寸的定位空间，以对不同尺寸的
晶片承载盒200进行定位。
30.本技术公开的实施例中，通过调节第一定位部120和第二定位部130之间的距离，从而可以调节定位空间的尺寸，进而可以满足不同尺寸的晶片承载盒200的定位需求，因此提高了预装载腔室的兼容性。
31.另外，本技术通过调节第一定位部120和第二定位部130之间的尺寸，可以满足不同尺寸的晶片承载盒200的定位需要，因此预装载腔室无需配置多个定位块，从而使得定位装置100的结构简单、物料消耗少，成本较低。
32.此外，通过调节第一定位部120和第二定位部130之间的尺寸，即可满足不同尺寸的晶片承载盒200的定位需求，定位装置100的定位操作更加简单。
33.在另一种可选的实施例中，基座110可以开设有定位凹槽1121，定位凹槽1121可以用于沿第一方向对晶片承载盒200进行定位。定位凹槽1121可以位于第一定位部120和第二定位部130之间。第一定位部120和第二定位部130均可以相对于基座110沿第二方向移动，第一定位部120和第二定位部130可以用于沿第二方向对晶片承载盒200进行定位，第二方向与第一方向垂直。
34.此方案中，第一定位部120和第二定位部130仅用于限制其中一个方向，因此对于第一定位部120和第二定位部130的结构仅满足第一个方向的限位即可，从而使得第一定位部120和第二定位部130的加工难度较小，进而使得定位装置100的制作难度较小。
35.可选地，第一定位部120和第二定位部130可以为块状结构、板状结构、条状结构，当然，第一定位部120和第二定位部130还可以为其他结构，本文不作限制。
36.具体地，晶片承载盒200的横梁的至少部分可以位于定位凹槽1121内，定位凹槽1121可以用于沿第一方向对横梁进行定位，第一方向与横梁的延伸方向相垂直。晶片承载盒200的横梁用于连接晶片承载盒200的两个竖梁，晶片承载盒200的尺寸越大，两个竖梁之间的距离越大，因此横梁的长度越大，但是横梁的宽度，也就是横梁的厚度不变。因此基座110上开设定位凹槽1121，可以沿横梁的宽度方向或厚度方向对横梁进行限位。
37.上述实施例中，第一定位部120和第二定位部130可以顶靠在晶片承载盒200的相对的两个竖梁的外侧，也就是说，晶片承载盒200的定位尺寸为两个竖梁之间的距离。
38.在另一种可选的实施例中，基座110可以开设有沿第二方向延伸的第一滑槽1111和第二滑槽1112。第一定位部120的部分位于第一滑槽1111内，且沿第一滑槽1111的延伸方向滑动。具体地，第一定位部120可以包括第一定位块121和第一滑块122，第一滑块122可以位于第一滑槽1111内，且可以沿第一滑槽1111的延伸方向滑动。第一定位块121可以与第一滑块122相连接，第一滑块122可以带动第一定位块121沿第二方向移动，此时，第一定位部120位于第一滑槽1111内的部分就是第一滑块122。
39.第二定位部130的部分可以位于第二滑槽1112内，且沿第二滑槽1112的延伸方向滑动。具体地，第二定位部130可以包括第二定位块131和第二滑块132，第二滑块132可以位于第二滑槽1112内，且沿第二滑槽1112的延伸方向滑动，第二定位块131可以与第二滑块132相连接，第二滑块132可以带动第二定位块131沿第二方向移动。此时，第二定位部130位于第二滑槽1112内的部分就是第二滑块132。
40.上述的第一定位块121和第二定位块131可以围成定位空间，也就是说，第一定位块121和第二定位块131对于晶片承载盒200起到定位作用，因此对于晶片承载盒200起到定
位作用的部分为第一定位部120和第二定位部130位于第一滑槽1111和第二滑槽1112之外的部分。
41.此方案中，第一滑槽1111可以对第一定位部120进行辅助导向，从而使得第一定位部120移动时不容易发生偏斜，从而提高了第一定位部120的移动精度。另外，第二滑槽1112也可以对第二定位部130进行辅助导向，能够提高第二定位部130的移动精度。
42.上述实施例，第一定位部120容易从第一滑槽1111内脱离，从而容易造成第一定位部120从基座110上掉落，损坏第一定位部120。
43.基于此，在另一种可选的实施例中，在沿第一滑槽1111的槽口至槽底的方向上，第一定位部120位于第一滑槽1111内的部分的横截面面积逐渐增大，第一滑槽1111的形状与第一定位部120位于第一滑槽1111内的部分的形状相匹配。具体地，在沿第一滑槽1111的槽口至槽底的方向上，第一滑块122的横截面面积可以逐渐增大，第一滑槽1111的形状可以与第一滑块122的形状相匹配。此方案中，第一滑块122和第一滑槽1111均为楔形结构，楔形结构的第一滑块122与楔形结构的第一滑槽1111相配合，从而使得第一滑块122与第一滑槽1111不容易脱离，进而使得第一滑块122不容易从基座110上掉落，从而使得第一定位部120不容易损坏，进而提高了定位装置100的可靠性。
44.在另一种可选的实施例中，在沿第二滑槽1112的槽口至槽底的方向上，第二定位部130位于第二滑槽1112内的部分的横截面面积逐渐增大。第二滑槽1112的形状可以与第二定位部130位于第二滑槽1112内的部分的形状相匹配。具体地，在沿第二滑槽1112的槽口至槽底的方向上，第二滑块132的横截面面积可以逐渐增大，第二滑槽1112的形状可以与第二滑块132的形状相匹配。此方案中，第二滑块132和第二滑槽1112均为楔形结构，楔形结构的第二滑块132与楔形结构的第二滑槽1112相配合，从而使得第二滑块132与第二滑槽1112不容易脱离，进而使得第二滑块132不容易从基座110上掉落，使得第二定位部130不容易损坏，进而提高了定位装置100的可靠性。
45.上述实施例中，操作人员可以通过手动拨动第一定位部120和第二定位部130至目标位置，当第一定位部120和第二定位部130到达目标位置后，可以通过顶丝顶紧第一定位部120和第二定位部130。此方案中，用户在拨动第一定位部120和第二定位部130的过程中，容易造成用户手部与预装载腔室的其他部件发生碰撞，进而容易碰伤用户的手部。同时还需要在基座110上设置用于顶紧第一定位部120和第二定位部130的顶丝，因此制作难度较大。
46.在另一种可选的实施例中，本技术公开的定位装置100还可以包括调节螺杆140，调节螺杆140可以包括第一螺纹杆段141和第二螺纹杆段142，第一螺纹杆段141可以位于第一滑槽1111内，第二螺纹杆段142可以位于第二滑槽1112内。
47.第一定位部120可以沿第二方向开设有第一螺纹孔1221，第二定位部130可以沿第二方向开设有第二螺纹孔1321，第一螺纹杆段141可以与第一螺纹孔1221螺纹配合，第二螺纹杆段142可以与第二螺纹孔1321螺纹配合。
48.具体地，第一滑块122沿第二方向可以开设有第一螺纹孔1221。第二滑块132沿第二方向可以开设有第二螺纹孔1321。第一螺纹杆段141可以与第一螺纹孔1221螺纹配合。第二螺纹杆段142可以与第二螺纹孔1321螺纹配合。
49.此方案中，通过旋拧螺纹杆段，能够驱动对应的定位部移动，操作人员手部不需要
移动，因此不容易与预装载腔室的其他部件发生碰撞，因此不容易碰伤操作人员的手部，提高了操作人员的人身安全。
50.另外，由于螺纹连接具有自锁性能，因此当螺纹杆段旋拧对应的定位部到达指定位置时，螺纹杆段对对应的定位部实现自锁，使得定位部难以移动，因此提高定位部的定位精度。此方案中的螺纹杆段对对应的定位部实现自锁，因此无需额外设置顶丝，从而简化定位装置100的结构，进而使得定位装置100的制造难度较小。
51.上述实施例中，第一定位部120和第二定位部130的移动需要通过旋拧对应的螺纹杆段，操作步骤复杂。为此，在另一种可选的实施例中，调节螺杆140还可以包括连接杆段143，第一螺纹杆段141和第二螺纹杆段142可以通过连接杆段143相连接，第一螺纹杆段141的旋合方向可以与第二螺纹杆段142的旋合方向相反。
52.此方案中，第一螺纹杆段141和第二螺纹杆段142通过连接杆段143连接，因此第一螺纹杆段141转动时，第一螺纹杆段141通过连接杆段143带动第二螺纹杆段142转动，同时由于第一螺纹杆段141的螺纹的旋合方向和第二螺纹杆段142旋合方向相反，因此第一螺纹杆段141和第二螺纹杆段142转动时，带动第一定位部120和第二定位部130朝向相反的方向转动。
53.可选地，当第一螺纹杆段141朝向顺时针方向转动时，第一定位部120和第二定位部130相靠近；当第二螺纹杆段142朝向逆时针方向转动时，第一定位部120和第二定位部130相远离。
54.本方案中，通过旋转第一螺纹杆段141或第二螺纹杆段142既可以驱动第一定位部120和第二定位部130同时移动，因此操作步骤简单、方便。
55.进一步地，第一螺纹杆段141的中心轴线、第二螺纹杆段142的中心轴线和连接杆段143的中心轴线可以相重合。此方案中，第一螺纹杆段141、第二螺纹杆段142和连接杆段143同轴设置，因此调节螺杆140的结构更加紧凑。
56.上述实施例中，定位凹槽1121的下方可以开设有连接孔，连接孔用于连通第一滑槽1111和第二滑槽1112，从而便于连接杆段143穿过连接孔，进而便于调节螺杆140的安装。此方案中，第一螺纹孔1221、第二螺纹孔1321和连接孔需要对准，才能穿过调节螺杆140，因此定位装置100的加工精度较高，加工难度较大。
57.在另一种可选的实施例中，基座110可以包括底座111和固定部112，底座111与固定部112可拆卸连接。第一滑槽1111和第二滑槽1112均开设于底座111，固定部112背离底座111的一侧开可以设有定位凹槽1121，底座111开设有连接凹槽1113，连接凹槽1113连通第一滑槽1111和第二滑槽1112，连接杆段143的至少部分位于连接凹槽1113内，固定部112覆盖连接凹槽1113的槽口。
58.此方案中，定位凹槽1121开设在固定部112上，底座111上开设有第一滑槽1111、第二滑槽1112和连接凹槽1113，第一滑槽1111和第二滑槽1112通过连接凹槽1113连接，此时第一滑槽1111、第二滑槽1112和连接凹槽1113都是敞口结构，因此定位装置100的加工精度可以较小，加工难度较小。
59.上述方案中，连接杆段143与定位部接触，在连接杆段143转的过程中，容易造成连接杆段143的转动卡涩，同时还会造成连接杆段143的磨损。基于此，在另一种可选的实施例中，连接杆段143可以套装有轴承160，轴承160的外圈与固定部112相接触。此方案中，轴承
160的外圈与固定部112相接触，轴承160的内圈与连接杆段143一起转动，因此连接杆段143转动的过程中外圈不转动，因此不会造成连接杆段143的转动卡涩，同时也不会造成连接杆段143的磨损。
60.第一螺纹杆段141将第一定位部120移动至目标位置后，为了防止第一螺纹杆段141被误触转动。在另一种可选的实施例中，本技术公开的定位装置100还可以包括第一锁紧螺母151，第一螺纹杆段141伸出基座110的一端可以与第一锁紧螺母151螺纹配合，以锁紧第一螺纹杆段141。此方案中，第一锁紧螺母151可以锁紧第一螺纹杆段141，从而防止第一螺纹杆段141转动，因此提高了定位装置100的定位的精度和可靠性。
61.在另一种可选的实施例中，本技术公开的定位装置100还可以包括锁紧螺母152，第二螺纹杆段142伸出基座110的一端可以与第二锁紧螺母152螺纹配合，以锁紧第二螺纹杆段142。此方案能够防止第二螺纹杆段142转动，因此能够进一步提高定位装置100的定位精度和可靠性。
62.为了进一步提高定位装置100的定位精度，在另一种可选的实施例中，第一定位部120和第二定位部130沿基座110的中心轴线可以对称。具体地，第一定位部120的中心与定位凹槽1121的中心距离可以为第一距离。第二定位部130的中心与定位凹槽1121的中心距离可以为第二距离，第一距离与第二距离可以相等。
63.此方案中，第一定位部120的中心和第二定位部130的中心距离定位凹槽1121的中心距离相同，因此可以将晶片承载盒200定位在定位凹槽1121的中心，从而使得晶片承载盒200的位置不容易发生偏移，进而提高了定位装置100的定位精度。
64.为了使得横梁更容易装入定位凹槽1121，在另一种可选的实施例中，定位凹槽1121的槽口边缘可以设置有倒角。此方案能够避免横梁与定位凹槽1121的槽口发生干涉，因此使得横梁更容易装入定位凹槽1121内。
65.基于本发明上述任一实施例的定位装置100，本发明实施例还公开一种预装载腔室，所公开的预装载腔室具有上述任一实施例的定位装置100。本技术公开预装载腔室包括腔室本体，腔室本体为预装载腔室的其他组成结构体安装基础。定位装置100位于腔室本体内。可选地，基座110可以为腔室本体的底板，基座110也可以为单独的部件，基座110可以安装在底板上。
66.基于本发明上述任一实施例的预装载腔室，本发明实施例还公开一种半导体工艺设备，所公开的半导体工艺设备具有上述任一实施例的预装载腔室。
67.本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
68.以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。