用于真空区的具有压力测量功能的调节装置的制作方法

文档序号:30236487发布日期:2022-06-01 21:53阅读:122来源:国知局
用于真空区的具有压力测量功能的调节装置的制作方法
用于真空区的具有压力测量功能的调节装置
1.本发明涉及一种用于在加工大气中移动和定位活动元件的真空调节装置,该活动元件可以借助于联接件联接至驱动单元。
2.被设计用于真空应用的这种调节装置例如用于将待加工的基板定位在真空腔室中。通常通过机器人将基板引入到加工容积中,其中,该基板必须被放置在腔室中的特定沉积点上并且在加工之后被再次提升离开这些点。加工腔室中的这种定位和移动是借助于特定调节装置(所谓的销举升系统,也称为销举升机)实现的。
3.销举升系统尤其用于ic、半导体、平坦面板或基板的生产中的真空腔室系统,所述生产必须在保护大气(如果可能的话不存在污染颗粒)中进行。
4.这种真空腔室系统尤其包括至少一个可抽真空的真空腔室,该真空腔室被提供用于容纳待加工或待生产的半导体元件或基板并且具有至少一个或两个真空腔室开口,所述半导体元件或其它基板可以通过这些真空腔室开口被引导进入和/或离开该真空腔室。例如,在半导体晶片或液晶基板的生产线中,高度灵敏的半导体或液晶元件顺序地传递通过多个加工真空腔室,其中,位于加工真空腔室内的部分各自借助于一个加工装置被加工。
5.这种加工腔室通常具有附加调节装置(诸如输送阀),该附加调节装置的截面适配于基板和机器人,并且通过该附加调节装置,基板可以被引入真空腔室中,并且如果需要,则在预期加工之后被移除。另选地,可以提供另外的调节装置(输送阀),经加工的基板通过该另外的调节装置被带出腔室。
6.例如,基板(例如,晶片)由适当设计和控制的机械臂引导,该机械臂可以移动通过加工腔室的由输送阀提供的开口。然后通过利用机械臂举升或夹持基板、将基板带入加工腔室中并以限定的方式对基板进行沉积来使加工腔室处于有载荷状态。加工腔室可以以对应的方式处于排空状态。
7.针对基板的放置和基板在腔室中的精确定位,必须确保基板的相对高的准确度和移动性。为此目的,使用销举升系统,该销举升系统可以为基板提供多个支承点,从而提供整个基板上的载荷分布(由于基板自身的重量)。
8.通过机器人将基板放置在举升系统的延伸举升销上,并且通过降低销来将基板放置在承载件(例如,电位板(卡盘))上。为此目的,通常承载基板的机械臂移出腔室。在已经对基板进行沉积之后可以进一步降低销,然后将销与基板分离(即,销与基板之间没有接触)。在移除机械臂并且闭合腔室(以及引入加工气体或排空腔室)之后,执行加工步骤。
9.特别是在已经在腔室中执行了加工步骤之后以及在基板的后续举升期间,对基板的低力效应是非常重要的。基板通常具有相对光滑的表面,该表面在沉积加工期间与承载件接触并停留在该承载件上。当试图将基板与承载件分离时,作用在基板与承载件之间的负压力可以引起一种粘附(例如,由气穴引起的)。如果基板被过快地推离承载件,则基板可能破裂,因为粘附力不能被克服或解除,至少在某些接触点处不能被克服或解除。另外,即使在举升销与基板之间建立了接触,所产生的对基板的碰撞也会导致不期望的应力(或破裂)。因此,在基板上对应施加力是在腔室内处理基板的关键因素。
10.同时,目的是确保待加工的基板尽可能轻巧且小心地被处理,并且加工时间尽可
能短。这意味着基板可以在腔室中尽可能快地进入限定状态-装载和卸载位置以及加工位置。
11.为了避免例如半导体晶片的加工期间的不希望的冲击,us 6,481,723 b1提出了使用特殊的止动装置来代替销举升机中的硬运动止动件。在此,可能的硬塑料止动件应该由软止动部分和硬止动件的组合来代替,其中,首先建立与软止动部分的接触以限制移动,然后使硬止动件与软止动部分接触并相应地进行阻尼。
12.us 6,646,857 b2提出了借助于检测到的发生力来调控举升移动。举升销可以根据接收到的力信号来移动,使得举升销处的举升力总是以定量且受控的方式作用在晶片上。
13.真空条件下和施加有电势的情况下的工作过程的另外的方面是电和/或磁干扰源的可能影响。在该背景下,特别是在设计销举升系统时,必须考虑对机加工过程的可能影响。例如,us 2005/0092438a1提出了一种举升装置,其举升销可以借助于非导电材料与控制板电分离。
14.自然地,利用真空调节装置移动的部件的多个部分存在于加工容积中,因此也暴露于机加工过程的影响。结果,这些部分可能经历增加的磨损,并且通常需要定期或按需维护,或者必须定期或根据需要更换。
15.在真空调节装置被设计成销举升装置的情况下,举升销尤其受到这些磨损影响并且必须相应地被更换。
16.在真空调节装置被设计成真空阀的情况下,阀闭合件(阀盘)尤其受到与加工相关的磨损的影响。因此,这些闭合件也受到这种特殊维护要求的影响。
17.通常,用于调控容积或质量流速和/或用于基本上气密地闭合穿过形成在阀壳体中的开口的流动路径的真空阀在现有技术的各种实施方式中是已知的,并且如上所述,特别用于ic、半导体或基板生产部门(这必须在保护大气(如果可能的话不存在污染颗粒)中进行)。在加工真空腔室中的机加工过程期间和在从腔室到腔室的输送期间,高度敏感的半导体元件或基板必须总是处于保护大气中—尤其是处于真空环境中。
18.为此目的,一方面使用外围阀来打开和闭合气体供应或排出,并且另一方面使用输送阀来打开和闭合真空腔室的输送开口,以插入和移除多个部分。
19.供半导体部分通过的真空阀由于所述应用领域和相关联的尺寸设计而被称为真空输送阀,并且还由于其主要为矩形开口截面而被称为矩形阀,并且还由于其通常的工作模式而被称为滑阀、矩形滑阀或输送滑阀。
20.外围阀特别用于控制或调控真空腔室与真空泵或另一真空腔室之间的气流。外围阀例如位于加工真空腔室或输送腔室与真空泵、大气或另一加工真空腔室之间的管道系统内。这种阀(也称为泵阀)的开口截面通常小于真空输送阀的开口截面。由于根据应用领域,外围阀不仅用于完全打开和闭合开口,而且还用于通过在完全打开位置与气密闭合位置之间连续调节开口截面来控制或调控流速,因此它们也被称为调控阀。用于控制或调控气流的可能的外围阀是摆阀。
21.在典型的摆阀中,例如从us 6,089,537(olmsted)中获知的,在第一步骤,通常为倒圆形的阀盘经由通常也为倒圆形的开口从释放开口的位置旋转地枢转到覆盖开口的中间位置。在滑阀的情况下,如us 6,416,037(geiser)或us 6,056,266(blecha)中所描述的,
阀盘与开口一样通常为矩形形状,并且在这个第一步骤从释放开口的位置线性地推动到覆盖开口的中间位置。在这个中间位置,摆阀或滑阀的阀盘处于与围绕开口的阀座间隔开的相对位置。在第二步骤,减小阀盘与阀座之间的距离,使得阀盘和阀座均匀地压靠彼此,并且开口基本上气密地密封。这个第二移动优选地基本上沿垂直于阀座的方向发生。例如,可以借助于布置在阀盘的闭合侧上的密封环来实现密封,该密封环被压到围绕开口的阀座上,或者通过阀座上的密封环来实现密封,阀盘的闭合侧压靠在该密封环上。分两步骤进行的闭合过程使阀盘与阀座之间的密封环几乎不受会破坏密封环的任何剪切力的影响,因为第二步骤中阀盘的移动基本上在垂直于阀座的直线上发生。
22.在上述真空调节装置(即,尤其是销举升系统和真空阀)的总体视图中,它们的共同之处在于,它们各自连接至真空容积(即,加工腔室)。为了在加工容积内执行限定的机加工过程,通常设定预定的加工大气,尤其是一定的内部压力。与例如所使用的加工气体相关的这种精确调节的内部压力是加工程序的一部分,并因此是关于要确保的加工质量的保证的关键参数。换句话说,内部压力设定的可靠性对机加工过程的可靠性具有对应的影响。
23.为了确定和监测加工大气,通常使用布置在加工容积中或连接至加工容积的压力传感器。提供一个或更多个这种压力传感器同时意味着关于真空系统的构造、尤其是关于气密性和避免势差的附加支出。此外,这种传感器是系统中的附加误差源,即,如果这些传感器中的一个传感器发生故障,则加工可能完全停止。
24.因此,本发明的目的是提供一种避免上述缺点的解决方案。
25.具体地,本发明的目的是提供一种改进的真空调节装置,该改进的真空调节装置有助于避免上述缺点。
26.本发明还基于提供用于可靠加工执行的相应改进的真空调节装置的目的。
27.这些目的通过独立权利要求的典型特征的实现来解决。可以从从属权利要求中获得以另选或有利方式进一步发展本发明的特征。
28.本发明基于这样的认识,即利用结构设计的确切知识并且具体是真空调节装置的动态行为,这种装置可以通过进一步的功能来扩展,这又使得可以获得关于机加工过程的更多信息。因此,可以提供关于真空加工的附加信息,而不需要附加部件来生成该信息。
29.更具体地,在本发明的范围内,调节装置的马达借助于某些控制命令来工作,并且基于马达状态的电流反馈被接收并进一步处理,即,在工作期间记录马达的实际状态(例如,总马达载荷)。除了实际状态之外,对应的目标状态(例如,马达系统载荷)对于马达而言是已知的。目标状态例如指示可以预期马达会在哪些条件下(例如,温度、压力、湿度、累积的马达小时数、总工作时间等)克服哪些载荷。
30.根据实际状态与目标状态的比较,则可以获得附加信息,这允许指示占主导的工作条件。具体地,压力差可以从可以以这种方式确定的载荷差或力差得出。
31.因此,本发明涉及一种用于在加工大气区并且特别是真空区中能够移动的活动元件的真空调节装置。真空调节装置具有联接件和驱动单元,该联接件被设计成联接活动元件,该驱动单元包括电动马达,该电动马达以使得联接件可以借助于电动马达从正常位置调节至活动位置并返回的方式设计并且与联接件协作。
32.在正常位置,处于联接状态的活动元件(即,活动元件连接至联接件)处于相对于其预期效果基本上没有效果的状态。在活动位置,处于联接状态的活动元件提供其预期效
果(例如,承载基板或闭合阀开口)。
33.真空调节装置还具有:机械接口,所述机械接口将真空调节装置连接至提供加工大气的加工容积;动态分离装置,所述动态分离装置通过将加工大气与外部大气区分离来限定加工大气区,其中,驱动单元被至少部分地指派给外部大气区并联接至加工大气区;以及控制和处理单元,所述控制和处理单元至少电连接至驱动单元并设计成控制电动马达。
34.具体地,动态分离装置以使得当联接件被调节时分离装置相应地部分地移动的方式联接至或连接至驱动单元和/或联接件。
35.控制和处理单元被适配成基于接收到的马达工作参数的大小来得出马达状态信息,其中,马达工作参数的大小至少取决于电动马达的受控工作期间的总马达载荷。控制和处理单元还具有压力确定功能,压力确定功能按照如下方式设计,该方式使得在执行压力确定功能时,通过将马达状态信息与已知马达目标状态进行比较来得出载荷差,其中,已知马达目标状态至少取决于真空调节装置的能够借助于驱动单元来调节的部件的当前状态,并且基于载荷差得出外部大气区与加工大气区之间的压力差。
36.在特定实施方式中,控制和处理单元被设计成基于压力差得出加工大气区中的绝对压力。为此目的,具体使用关于外部大气区中的当前主要压力的信息。该信息可以通过测量压力来获取或作为已知量被获取。
37.这提供了针对真空加工腔室的内部容积的直接压力测量。也可以提供对应的测量值作为输出,并用于例如控制或调控加工腔室中的机加工过程。具体地,可以考虑压力信息(绝对压力或压力差)来设定或调控加工压力。
38.在一个实施方式中,马达工作参数是施加至电动马达的马达电流。因此获得实际马达电流的测量结果,并由控制和处理单元作为输入进行处理。
39.马达工作参数可以被实施成联接件行进的调节距离与为此需要的马达工作时间之比。换句话说,可以测量某一联接件移动所需的时间。
40.在一种设计中,控制和处理单元可以按照使得马达状态信息能够从行进调节距离与为此需要的工作时间之比、作为施加至电动马达的反作用力得出的方式设计。
41.根据本发明,在一个实施方式中,马达目标状态可以是在相应调节状态(运动状态)下预期施加至电动马达的马达目标电流。例如,可以知道预期马达电流,以获悉通过电动马达行进的调节距离内的或关于马达转速并且尤其是关于工作时间的概况。
42.在一种设计中,已知马达目标状态可以至少由通过联接件和/或分离装置作用在驱动单元或电动马达上的载荷来限定。载荷可以部分地例如由波纹管阻力(即,在限定的移动距离内压缩波纹管所需的力)或阀闭合件或销(销举升装置)的重力来确定。因此,可以在一定的调节距离的范围内改变马达目标状态。这种变化也可以是已知的、确定的和存储的。
43.根据一个实施方式,已知马达目标状态可以形成由联接件的可调节性限定的调节距离内的动态(变化的)参考值。
44.在一种设计中,已知马达目标状态可以由以下项来确定:
[0045]-联接件的在由调节装置给出的调节距离范围内的调节移动的并且特别是按照调节距离-工作时间函数的校准,
[0046]-对真空调节装置进行描述的模型,特别是数字计算机模型,
[0047]-由联接件的可调节性限定的调节距离范围内的调节条件的模拟,或
[0048]-重复的标准移动循环期间的所测量的载荷和/或力的平均。
[0049]
在一个实施方式中,驱动单元可以按照使得分离装置能够借助于电动马达从正常位置调节至活动位置并返回的方式与分离装置相互作用。例如,分离装置可以直接连接至驱动单元,或者例如借助于联接件间接连接至驱动单元。
[0050]
动态分离装置可以尤其被设计成波纹管或密封件,特别是隔膜波纹管或隔膜密封件。因此,分离装置提供动态密封件,即使分离装置在一定距离范围内移动,动态密封件也提供密封效果。
[0051]
调节装置特别设计用于真空区,其中,调节装置的一部分存在于真空区并在真空区中移动,而另一部分并且优选地是驱动单元的多个部分存在于该区域之外。用于两个区域的大气分离的分离装置也可以为此目的由驱动单元提供,并且可以例如由驱动单元的壳体或波纹管形成。
[0052]
另选地,分离装置还可以以使得联接件存在于真空范围之外并且部分地或完全地在真空范围之外移动的方式提供。分离装置可以例如与加工腔室的腔室壁连接。
[0053]
例如,分离装置也可以被设计成滑动衬套,其例如用o形环密封。
[0054]
驱动单元可以被设计用于联接件沿着和/或平行于调节轴线的线性轴向移动。
[0055]
根据根据本发明的实施方式,活动元件可以被实现成销举升装置的举升销或真空阀的阀闭合件。
[0056]
根据一个实施方式,真空调节装置被设计成销举升装置,特别是销举升器,销举升装置用于在可以由真空加工腔室提供的加工大气区中移动和定位待加工的基板,特别是晶片,并且真空调节装置具有联接件作为第一联接件,特别是作为多个联接件中的第一联接件。
[0057]
在此,驱动单元至少提供第一联接件的线性可调节性。活动位置由用于将销举升装置与基板安装在一起的安装位置形成,并且联接件被设计成容纳举升销,该举升销被设计成接触和支承基板并形成活动元件。活动元件(举升销)的预期效果在此可以被认为是承载、提升和降低待加工的基板。
[0058]
可以通过第一联接件的线性移动性实现的正常位置尤其由举升销的降低位置表示,在该降低位置不与基板接触。
[0059]
在另外的实施方式中,真空调节装置可以被设计成真空阀,特别是真空滑阀、摆阀或单阀,真空阀用于调控容积或质量流量和/或用于流动路径的气密中断。真空调节装置具有阀座,该阀座具有限定开口轴线的阀开口以及围绕该阀开口的第一密封表面,并且还具有形成该活动元件的阀闭合件(特别是阀盘),该阀闭合件用于调控容积或质量流量和/或用于中断流动路径(=预期效果),其中,第二密封表面对应于第一密封表面。
[0060]
阀闭合件是借助于联接件、按照使得阀闭合件能够从作为正常位置的打开位置调节至作为活动位置的闭合位置的方式联接至驱动单元的,在打开位置,真空阀的阀闭合件和阀座是以相对于彼此不接触的方式存在的,在闭合位置,第一密封表面与第二密封表面之间的密封接触通过中间密封件而存在,并且阀开口由此以气密方式闭合,并且阀闭合件是能够再次调节返回打开位置的。联接件被相应地设计成容纳阀闭合件。
[0061]
在下文中借助于仅作为示例在附图中示意性示出的具体实施方式示例更详细地描述了根据本发明的装置,其中,还讨论了本发明的另外优点,其中:
[0062]
图1示出了根据本发明的具有真空调节装置的用于晶片的真空加工系统的实施方式的示意图;
[0063]
图2示出了被设计成销举升装置的根据本发明的真空调节装置的实施方式;
[0064]
图3示出了被设计成销举升装置的根据本发明的真空调节装置的另外实施方式;以及
[0065]
图4示出了被设计成真空阀的根据本发明的真空调节装置的实施方式。
[0066]
图1示意性地示出了用于在真空条件下加工半导体晶片1的加工设置。晶片1借助于第一机械臂2穿过被设计成第一真空输送阀5a的真空调节装置被带入真空腔室4(加工大气p)中,并且借助于根据本发明设计的真空调节装置(在此是销举升装置)的举升销7(在此:示出了三个销)被带到适当位置。然后,晶片1被拾取或放置在销7上,并且机械臂2被移开。在此,销举升装置的销处于延伸承载位置。晶片1通常被放置在机械臂上或放置在机械臂2、3上的承载装置上,或者由特定承载装置保持。在晶片1被销7拾取之后,机械臂被引导出腔室4,输送阀5a被闭合并且销7被降低(到正常位置)。这借助于联接至相应销7的销举升装置的驱动器6实现。晶片1因此被放置在所示的四个承载元件8上。
[0067]
在这种状态下,晶片7的所需加工(例如,涂覆)在真空条件下进行,特别是在限定的大气(即,具有特定的加工气体并在限定的压力下)中进行。为此目的,腔室4联接至真空泵并且优选地具有真空调控阀以调控腔室压力(未示出)。
[0068]
在加工之后,再次借助于销举升装置将晶片1提升到移除位置(承载位置)。利用第二机械臂3,然后通过第二输送阀5b移除晶片1。另选地,该过程可以被设计成仅具有一个机械臂,在这种情况下,装载和卸载则可以通过单个输送阀来执行。
[0069]
图2示出了根据本发明的真空调节装置的实施方式,在这种情况下,该真空调节装置是销举升装置10。
[0070]
举升销19被锁定在装置10的联接件18中。举升销19优选地具有金属、基于聚合物的或陶瓷材料,具体地,销19完全由这种材料制成。联接件18中的锁定可以例如以磁方式或借助于夹具来实现。
[0071]
联接件18可以借助于滑动件14在z方向上移动。为此目的,滑动件14联接至螺纹主轴13,螺纹主轴13又由驱动单元的马达12驱动。
[0072]
在一个变型例中,通过第一绝缘元件16实现上联接部分与下驱动部分之间的可选的热绝缘和电绝缘,该第一绝缘元件16将上壳体部分与下壳体部分热分离和电分离。优选地,可以提供可以由滑动件14实施的第二绝缘元件。在销举升装置10的这个变型例中,螺纹主轴13被设计和安装得如此精确和刚硬,以至于主轴13与联接件18之间不发生(导电或导热)接触(即使在相对移动期间也是如此)。另选地,主轴13由不导电或热绝缘材料制成或涂覆有不导电或热绝缘材料。这在装置10的任何状态下在上部与下部之间提供了完全的电绝缘和热绝缘。在另外的变型例中,螺纹主轴13和位于主轴13上的滑动件14二者可以被制成导电的(例如,金属的)。然后可以特别地借助于例如主轴/滑动件与联接件之间的中间套筒来实现绝缘。
[0073]
应当理解,上述电绝缘完全是可选的,并且本发明扩展到没有这种绝缘的实施方式。
[0074]
销举升器10在内部还具有波纹管15。波纹管15以提供加工大气区p和外部大气区a
的大气分离的方式布置和成形,在加工大气区p中存在销19(销),并且在加工大气区p中通常发生机加工过程,在外部大气区a中例如可以存在驱动器12和其它外围部件。当销19延伸时,波纹管15被压缩,其中,保持大气分离。
[0075]
在所示的变型例中,调节滑动件14使得移动联接件18和波纹管15二者。联接件18和波纹管15二者至少间接地联接至滑动件。具体地,滑动件14连接至联接件18并且联接件18连接至波纹管20。波纹管的第二端又连接至销举升装置的壳体。
[0076]
各个部件的连接特别是以气密方式形成的。
[0077]
销举升装置10连接至真空加工腔室的壳体20。该连接以使得加工腔室的内部加工大气也影响销举升装置10的内部的方式设计。壳体壁20中的为销19提供的通孔确保加工大气扩展到举升器10中,即,加工容积和销举升器10的内部容积的一部分形成共同的加工大气区p。
[0078]
加工大气区p至少由波纹管15限制在销举升装置10内。由波纹管15限定的内部波纹管容积是加工大气区p的一部分。进一步的限制(特别是在移动的轴向方向上)也由联接件18的下部形成。基本上,与加工大气区p分离的大气区应理解为外部大气区a。
[0079]
在加工大气区p中,通常可以具有比外部大气区a显著低的压力。在真空加工腔室中因此也在加工大气区p中,存在非常低的压力,特别是针对机加工工件而言。通常,真空条件占主导。在销举升装置10的工作期间,可以假定加工大气p与外部大气a之间存在显著的压力差。
[0080]
本发明利用了这种压力差。
[0081]
为了移动可移动的系统部件(即,在这种情况下的联接件18和波纹管15),电动马达12必须克服由这些部件引起的系统载荷。这里的载荷取决于部件的结构设计(例如,质量)、其移动特性(例如,摩擦)及其当前状态(例如,位置、波纹管压缩等)。该马达系统载荷(马达目标状态)对于销举升器10而言是已知的,或者可以通过校准确定并存储在控制系统中。为此目的,可以使用查找表、充分准确地描述销举升器10的模型或马达教导处理(特定运动序列的重复、监测、比较和保存)。因此,马达系统载荷描述了电动马达在限定条件(特别是考虑了诸如压力、温度等的环境条件)下工作期间的相应目标状态。
[0082]
提供控制和处理单元(未示出),以使举升器10移动。针对目标控制,向马达12供应适当的信号(马达控制信号),例如以移动到预定的销位置。当操作马达12时,提供马达工作参数。电动马达的受控工作期间的马达工作参数的范围取决于总马达载荷,并因此表示当前施加至马达12的载荷。例如,马达工作参数可以是在任何给定时间施加至马达的马达电流。
[0083]
控制和处理单元以如下方式配置,该方式使得马达状态信息可以从马达工作参数得出,即,例如可以执行当前马达载荷或当前马达电流的量化。控制和处理单元因此提供电动马达的实际状态的确定。
[0084]
该实际状态然后可以与已知马达目标状态相关,即,马达状态信息可以与已知马达系统载荷(马达目标状态)进行比较。基于马达系统载荷的确切知识,可以得出载荷差(即,目标载荷与实际载荷之间的差)。
[0085]
外部大气区(a)与加工大气区(p)之间的压力差从由此确定的载荷差得出。已知外部大气区(a)中存在的环境压力,就可以确定加工大气区(p)中(即,加工腔室中)的绝对压
力。
[0086]
利用本发明,真空调节装置因此提供了压力测量的扩展功能。
[0087]
现有马达工作参数与存储的参考函数(马达系统载荷)的(连续)比较还使得能够进行加工监测和加工容积状态的记录。例如,如果超过允许的最大偏差,则可以生成并输出对应信号,其中,可以指示不允许的系统状态,并且如果必要,则可以建议进行系统检查。
[0088]
借助于马达工作参数,可以使用更长时间段内的监测来确定销举升装置的一个或更多个部件的磨损和加工质量。借助于重复的、类似的加工步骤(加工循环)的这种长期观察,还可以检测加工变化的趋势。趋势监测还允许预测未来系统状态并对应地优化维护循环的规划。
[0089]
图3示出了根据本发明的销举升装置30的实施方式。销举升装置30被示为处于降低的正常位置。
[0090]
图3示出了销举升装置30的具有马达32(电动马达)的驱动单元。马达32可以例如是伺服或步进马达。驱动单元联接至在此设计为主轴33的轴,即,轴33可以借助于马达32旋转。可以以受管理的方式(例如,根据给定的旋转次数)来控制旋转,或者可以调控旋转。调控操作例如与编码器一起是可能的,其中,编码器提供例如关于轴承销的轴向位置的控制变量。在所示的示例中,主轴33具有外螺纹。螺纹可以被设计成梯形、尖形或倒圆形螺纹。因此,螺纹杆33(主轴)可以通过马达32的适当控制而旋转。
[0091]
销举升器30还包括根据本发明的滑动引导元件31。滑动引导元件31具有在滑动引导元件31的方向上轴向地延伸的、在此相对于调节轴线v同轴的中央凹部。凹部提供内螺纹。例如,内螺纹可以直接由滑动引导元件31提供,即,内螺纹可以切入滑动引导元件31的材料中。另选地,凹部可以例如设置有具有内螺纹的套筒。
[0092]
滑动引导元件31借助于其内螺纹联接至主轴33的外螺纹,即,外螺纹和内螺纹对应并相互作用。外螺纹与内螺纹接合。主轴33仅直接联接至作为移动元件的滑动引导元件31。换句话说,主轴提供了驱动器33与滑动引导元件31(尤其是仅与滑动引导元件31)的联接。
[0093]
这种相互作用允许通过转动主轴33而使滑动引导元件31在调节轴线v的延伸方向上前后移动。移动因此可以沿着调节轴线v轴向地执行。为此目的,滑动引导元件31可以以使得滑动引导元件31基本上不能执行围绕调节轴线的旋转移动而是仅能够轴向地移动的方式安装。
[0094]
滑动引导元件31还连接至销举升装置30的联接件38。因此,联接件38可以类似于滑动引导元件31的移动轴向地移动,特别是从所示的降低的正常位置移动到延伸的承载位置。
[0095]
联接件38具有用于容纳举升销的插孔37。这种举升销优选地被设计成接触并支承基板(例如,半导体晶片)。插孔37包括提供举升销在联接件38中的夹紧锁定的环形或螺旋形弹簧。然而,插孔也可以具有另选的锁定装置(例如,夹头、磁体、螺纹等)。举升销可以从上方沿着轴线v轴向地插入穿过为此目的设置在销举升装置30中并且尤其是联接件38的插孔37中的开口。
[0096]
滑动引导元件31因此形成连接部件,借助于该连接部件,举升销可以最终由驱动器移动。
[0097]
通过选择适当的材料,滑动引导元件31的移动可以在低摩擦和没有润滑剂的情况下进行。例如,可以选择ptfe或另一不粘材料作为生产材料或表面涂层。滑动引导元件31和/或内表面可以包括这种材料。
[0098]
另外,销举升器30具有设计成大气分离装置的波纹管35。在其上端,波纹管35间接地(例如,借助于顶部安装的壳体密封件)或直接地连接至销举升器30的壳体。在其下端,波纹管35连接至联接件38(联接件38的基部)。所述连接各自以气密方式形成。波纹管35的内部容积或轴向延伸可以变化,同时保持大气分离,特别是在加工大气与外部大气之间。
[0099]
波纹管35和联接件38以使得联接件38为波纹管35提供单侧大气密封的方式连接。因此,波纹管35和联接件38限制了加工大气区p。
[0100]
作为这种布置的结果,可以通过驱动主轴33而使得联接件38与波纹管35一起在销举升装置30内线性地移动。
[0101]
销举升装置30借助于螺纹连接而连接或以凸缘方式连接至加工腔室20。这通过销举升器30的内部容积扩展了加工腔室的容积,销举升器30的内部容积在一侧上由波纹管35和联接件38限制,这又限定了加工大气区p。加工大气区p以气密方式与外部大气区a分离。
[0102]
销举升装置30具有根据图2所示的实施方式的控制和处理单元以及算法,即,销举升装置30被设计成基于可检测的马达工作参数来确定加工大气区p与外部大气区a之间的压力差。
[0103]
图4示出了根据本发明的真空调节装置40的另一实施方式,在此是真空滑阀。真空滑阀40具有阀壳体,该阀壳体具有:阀壁,该阀壁具有带有开口轴线o的开口42;围绕开口42的细长的基本矩形的阀座43。具有闭合侧(特别是设置在加工侧上的闭合侧)的闭合元件50用于通过将闭合侧压到阀座43上来以基本上气密的方式闭合开口42,闭合侧具有比开口42稍大的截面。闭合元件50由彼此平行布置的两个阀杆46支承。闭合元件50借助于联接件连接至阀杆。联接可以例如通过螺纹连接或夹紧来实现。由于阀杆在图4中以侧视图示出,因此仅一个阀杆46可见。根据根据本发明的另选实施方式,可以仅提供单个阀杆46,并且闭合元件50可以由单个阀杆46支承。
[0104]
阀壳体被分成真空区51和驱动区52,开口42、阀座43和闭合板50位于真空区51中,驱动区52位于真空区51的外部。
[0105]
两个阀杆46穿过阀壳体中的从真空区51到驱动区52的两个气密通孔,所述两个气密通孔被设计成在其端部件(例如,o形环)处具有密封件的隔膜密封件或隔膜波纹管45。隔膜密封件或隔膜波纹管45以如下方式设计,该方式使得阀杆46可以在一定的移动范围内沿着纵向轴线和横向轴线移动,同时保持气密密封。
[0106]
由于驱动区52以气密方式与真空区51分离,所以在驱动区52中大气压力可以占主导。驱动区52中的摩擦颗粒不能进入敏感的真空区。具有马达的驱动单元位于驱动区52中。
[0107]
驱动单元以如下方式设计,该方式使得可以通过沿着几何纵向轴线在纵向闭合方向z上移动两个阀杆46来将闭合板50从打开位置移动到在此示出的中间位置,并且通过沿着与纵向轴线成直角延伸的几何横向轴线在横向闭合方向y上调节两个阀杆46来将闭合板50从中间位置移动至闭合位置并返回(闭合板的移动是l形的,因此被称为l型)。
[0108]
真空滑阀40或其开口42被设计成连接至真空加工腔室。这个腔室中的加工大气在直到并包括真空滑阀40的真空区51的这种连接中膨胀。换句话说,形成至少包括真空腔室
的容积和真空滑阀40的真空区51的加工大气区p。该加工大气区p由于密封波纹管45而与外部大气区a分离。驱动区52是外部大气区a的一部分。
[0109]
真空滑阀40具有控制和处理单元,该控制和处理单元以使得可以用来确定加工大气p与外部大气a之间的压力差的方式设计和配置。为此目的,将已知的目标系统载荷(阀的目标状态)与工作期间当前提供的工作参数(例如,所施加的电动马达电流)进行比较。压力差可以从由此得出的载荷差而得出。
[0110]
例如,在加工大气区p中的压力低于外部大气区a中的压力的情况下,压力差越大,闭合移动期间的当前工作载荷越低。
[0111]
基于载荷差,由此可以得出压力差,特别是通过系统的先前校准,即,通过确定描述马达载荷差与大气压力差之间的关系的函数。
[0112]
最后,该概念还可以用于确定绝对加工压力(如果外部大气区a中的现有压力是已知的),并因此用于真空机加工过程中的加工监测。
[0113]
应当理解,所示的附图仅示意性地表示可能的示例性实施方式。根据本发明,不同的方法可以彼此组合,也可以与特别用于基板加工的真空装置(例如,销举升器)或现有技术的真空阀组合。
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