一种机械式卡盘装置的制作方法

本发明主要涉及到半导体元器件制造设备，特指一种机械式卡盘装置，尤其是适用于半导体元器件制造设备。

背景技术：

1、半导体元器件制造技术与工艺都非常复杂。所涉工艺制程中，在进行离子注入、溅射、cvd、蚀刻等的等离子处理单元时，基本都使用静电吸盘来吸附并保持半导体晶片或玻璃基板等对象。

2、静电吸盘是通过对内置的电极施加电压，产生吸附力，进而对载物进行吸附、保持。目前，静电吸盘的研发周期非常长，制造工艺难度大，且对各类环境的适应性差。尤其是真空高、低温静电吸盘，现有技术不足，制造工艺不完善。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、制作简单、使用简便、适用范围广的机械式卡盘装置。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种机械式卡盘装置，其包括承载盘、水冷基座及承载于水冷基座上的卡爪、水冷基座、曲柄-滑块机构、加热线圈连接器、温度传感器；所述水冷基座内部有冷却管道，在所述承载盘高温时冷却管道内通入冷却介质，用于冷却承载盘之外的部件。

4、作为本发明装置的进一步改进：所述曲柄-滑块机构包括三组以上的曲柄和滑块，三组以上的曲柄和滑块在圆周方向上呈均布，与圆周均布的卡爪相对应；所述水冷基座的内部有滑槽，用于约束滑块的滑动；所述滑块用来驱动滚轮，驱使卡爪绕旋转轴进行旋转运动，实现松开和夹紧的动作。

5、作为本发明装置的进一步改进：所述曲柄-滑块机构中的驱动基座通过第二芯轴与曲柄的一端形成铰连接，曲柄的另一端通过第一芯轴分别与滑块形成铰连接，用于驱动卡爪，使卡爪绕旋转轴根据滑块的凸轮曲线有规律的旋转运动，实现载物的夹紧和放开动作；所述驱动基座与顶杆为硬连接，当顶杆上、下运动驱动载物时，驱动曲柄绕第二芯轴转动，曲柄通过第一芯轴驱动滑块在水冷基座的滑槽内滑动。

6、作为本发明装置的进一步改进：所述滑块上设有约束盖板，滑槽与约束盖板形成的导向槽用来使滑块在滑槽内有效滑动；所述约束盖板紧固在水冷基座上。

7、作为本发明装置的进一步改进：所述滚轮通过固定销与卡爪配合，在压缩弹簧的作用下，滚轮与曲柄-滑块机构中的滑块的曲面充分接触，用以使滑块驱动卡爪。

8、作为本发明装置的进一步改进：所述水冷基座和承载盘之间安装有隔热板，通过垫隔开；所述隔热板的上、下面分别与承载盘和水冷基座之间产生间隙，用来隔绝承载盘与水冷基座之间的热传递。

9、作为本发明装置的进一步改进：所述加热线圈连接器安装在水冷基座上，且与水冷基座结合处有密封，所述加热线圈连接器与加热线圈引出端子在真空中对接，并引线至大气环境。

10、作为本发明装置的进一步改进：所述温度传感器连接器安装在水冷基座上，且与水冷基座结合处有密封，所述温度传感器连接器与温度传感器引出端子在真空中对接，并引线至大气环境。

11、作为本发明装置的进一步改进：所述承载盘为高温承载盘或常规温度承载盘。

12、作为本发明装置的进一步改进：所述水冷基座的圆周上有安装压缩弹簧和旋转轴的孔位，所述水冷基座与承载盘通过螺钉连接，所述螺钉先穿过隔套，再依次穿过压帽、弹簧与承载盘相连。

13、与现有技术相比，本发明的优点就在于：

14、1、本发明的机械式卡盘装置，结构简单紧凑、制作简单、使用简便，适用范围广，可在真空高低温、常温环境下使用，本发明可在离子注入、溅射、cvd、蚀刻等对等离子体处理单元中广泛使用。

15、2、本发明的机械式卡盘装置，当承载盘高温时，水冷基座通冷却介质，用于冷却承载盘之外的零部件，以免它们过温损坏或失效，常温或低温时，不通冷却介质。

16、3、本发明的机械式卡盘装置，为可在真空高低温、常温下使用的机械式卡盘装置，承载盘具有加热功能，可根据制程工艺实时调节承载盘的温度，也可以根据制程工艺需要配备低温承载盘，无论是真空中的高低温，还是常温，此装置依然可以实现对半导体晶片或玻璃基板等对象的有效夹持。

17、4、本发明的机械式卡盘装置，采用机械结构完成夹持，缩短了承载盘的制造周期，大幅度降低了承载盘的制造工艺难度，且机械式卡盘还可以适应各种不同的真空环境，比如高温、低温、常温等真空环境。

技术特征：

1.一种机械式卡盘装置，其特征在于，包括承载盘、水冷基座及承载于水冷基座上的卡爪、水冷基座、曲柄-滑块机构、加热线圈连接器、温度传感器；所述水冷基座内部有冷却管道，在所述承载盘高温时冷却管道内通入冷却介质，用于冷却承载盘之外的部件。

2.根据权利要求1所述的机械式卡盘装置，其特征在于，所述曲柄-滑块机构包括三组以上的曲柄和滑块，三组以上的曲柄和滑块在圆周方向上呈均布，与圆周均布的卡爪相对应；所述水冷基座的内部有滑槽，用于约束滑块的滑动；所述滑块用来驱动滚轮，驱使卡爪绕旋转轴进行旋转运动，实现松开和夹紧的动作。

3.根据权利要求2所述的机械式卡盘装置，其特征在于，所述曲柄-滑块机构中的驱动基座通过第二芯轴与曲柄的一端形成铰连接，曲柄的另一端通过第一芯轴分别与滑块形成铰连接，用于驱动卡爪，使卡爪绕旋转轴根据滑块的凸轮曲线有规律的旋转运动，实现载物的夹紧和放开动作；所述驱动基座与顶杆为硬连接，当顶杆上、下运动驱动载物时，驱动曲柄绕第二芯轴转动，曲柄通过第一芯轴驱动滑块在水冷基座的滑槽内滑动。

4.根据权利要求2所述的机械式卡盘装置，其特征在于，所述滑块上设有约束盖板，滑槽与约束盖板形成的导向槽用来使滑块在滑槽内有效滑动；所述约束盖板紧固在水冷基座上。

5.根据权利要求2所述的机械式卡盘装置，其特征在于，所述滚轮通过固定销与卡爪配合，在压缩弹簧的作用下，滚轮与曲柄-滑块机构中的滑块的曲面充分接触，用以使滑块驱动卡爪。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的机械式卡盘装置，其特征在于，所述水冷基座和承载盘之间安装有隔热板，通过垫隔开；所述隔热板的上、下面分别与承载盘和水冷基座之间产生间隙，用来隔绝承载盘与水冷基座之间的热传递。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的机械式卡盘装置，其特征在于，所述加热线圈连接器安装在水冷基座上，且与水冷基座结合处有密封，所述加热线圈连接器与加热线圈引出端子在真空中对接，并引线至大气环境。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的机械式卡盘装置，其特征在于，所述温度传感器连接器安装在水冷基座上，且与水冷基座结合处有密封，所述温度传感器连接器与温度传感器引出端子在真空中对接，并引线至大气环境。

9.根据权利要求1-5中任意一项所述的机械式卡盘装置，其特征在于，所述承载盘为高温承载盘或常规温度承载盘。

10.根据权利要求1-5中任意一项所述的机械式卡盘装置，其特征在于，所述水冷基座的圆周上有安装压缩弹簧和旋转轴的孔位，所述水冷基座与承载盘通过螺钉连接，所述螺钉先穿过隔套，再依次穿过压帽、弹簧与承载盘相连。

技术总结
本发明公开了一种机械式卡盘装置，其包括承载盘、水冷基座及承载于水冷基座上的卡爪、水冷基座、曲柄‑滑块机构、加热线圈连接器、温度传感器；所述水冷基座内部有冷却管道，在所述承载盘高温时冷却管道内通入冷却介质，用于冷却承载盘之外的部件。本发明具有结构简单紧凑、制作简单、使用简便、适用范围广等优点。

技术研发人员：刘瑞强,倪玉河,赵官源,李进
受保护的技术使用者：北京烁科中科信电子装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11