CN101748386B - 一种等离子体加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种等离子体加工设备，包括装载腔室、传输腔室、N个工艺腔室(N为大于等于1的整数)、卸载腔室。其中，传输腔室串接于装载腔室和卸载腔室之间，其侧面并行地连接N个工艺腔室。传输腔室利用设置于其中的纵向传动部和横向传动部可同时为并行设置的N个工艺腔室传输工件。各个工艺腔室独立完成整个工艺，且相互之间不受影响。因此，本发明提供的等离子体加工设备能够在提高产品质量、节约设备成本的同时，有效提高设备产能。

Description

一种等离子体加工设备

技术领域

本发明涉及工件传输技术领域，具体地，涉及一种等离子体加工设备。 

背景技术

当今社会，半导体制造行业已经形成完善的市场模式。随着半导体技术的不断普及，生产企业面临着越来越激烈的市场竞争。因此，就需要这些生产企业最大化地利用设备产能、不断提高生产效率来应对日趋激烈的市场竞争。 

为了最大化地利用设备产能，就要保证生产设备时刻处于工作状态，并尽量避免其他环节(如，工件的装载和卸载等)所造成的设备空闲。 

为此，人们提出了一种带有两个串行工艺腔室结构的等离子体加工设备，以提高生产效率。请参阅图1所示出的一种等离子体增强化学气相淀积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，以下简称PECVD)设备。该设备包括：装载平台、装载腔室、串行连接的工艺腔室A和工艺腔室B、卸载腔室、卸载平台。其中，装载腔室内设置有加热模块，用以预热工件；卸载腔室内设置有冷却模块，用以冷却加工好的工件。 

上述设备的工作过程如下：工件在装载平台区域被装载到载板上，而后进入到装载腔室内的预热模块进行预热处理，当工件达到工艺温度要求后被传送至工艺腔室A中进行前半部分工艺，此时下一个工件进入装载腔室预热。当前一个工件进入工艺腔室B做后半部分工艺时，后面的工件则进入工艺腔室A进行前半部分工艺。这样，该设备借助两个串行设置的工艺腔室而形成流水线作业，可以同时加工两个工件，从而提高了设备的利用率。 

然而在实际应用中，上述PECVD设备将一个工艺过程分为两步来完成，势必会影响工艺质量，尤其在PECVD薄膜工艺中，前后形成的两层薄膜会产生明显的分界面而影响薄膜的整体性能。而且，如果将该设备设置成采用一个工艺腔室来完成整个工艺过程的结构，则需要给每个工艺腔室都配备一套装载、卸载系统，这将会大大增加设备成本，并且装载腔室和卸载腔室在大部分时间内将处于待机状态，造成设备资源的浪费。 

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种等离子体加工设备，其能够在有效增加设备产能的同时，提高产品质量，节约设备成本。 

为此，本发明提供一种等离子体加工设备，包括装载腔室、N个工艺腔室(N为大于等于1的整数)、卸载腔室。本发明提供的等离子体加工设备还包括串接于装载腔室和卸载腔室之间的传输腔室，该传输腔室侧面并行连接上述N个工艺腔室；所述传输腔室内设置有传动机构，用于在装载腔室、工艺腔室和卸载腔室之间传输工件；所述传动机构包括可携带工件纵向移动的纵向传动部，以及可携带工件横向移动的横向传动部，并且所述横向传动部可升降。 

本发明具有下述有益效果： 

在本发明提供的等离子体加工设备中，通过设置传输腔室将N个工艺腔室并行地设置在一个流水生产线内而共同使用一套装载、卸载系统，传输腔室能够单独为一个或同时为N个工艺腔室传输工件，而且每个工艺腔室可独立完成整个生产工艺，相互之间不受影响。因此，本本发明提供的等离子体加工设备具有以下优点：有效地提高了设备产能及流水作业的高效性；保证整个加工工艺的完整性，从而提高产品质量；提高了装载/卸载腔室的设备利用率，从而节约设备成本。 

附图说明

图1为一种常见的等离子体加工设备的结构框图；以及 

图2为本发明提供的一种等离子体加工设备的结构框图。 

具体实施方式 

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的等离子体加工设备进行详细描述。 

请参阅图2，本发明提供的等离子体加工设备，具体包括：装载平台、装载腔室、三个并行设置的工艺腔室(即，工艺腔室A、B、C)、卸载腔室、卸载平台，以及串接于装载腔室和卸载腔室之间的传输腔室。三个工艺腔室被并行地连接于传输腔室的侧面，这样，借助于传输腔室内部的传动机构而能够单独为一个或同时为多个工艺腔室传输工件。 

其中，传输腔室串接于装载腔室和卸载腔室之间是指将装载腔室、传输腔室和卸载腔室依次连接而形成一种串行结构，从而经由传输腔室而在装载腔室、三个工艺腔室和卸载腔室之间传输工件。 

这里，传输腔室采用俯视图形为长方形的腔室结构，其侧面即为长方形的长边。需要指出的是，传输腔室的结构并不局限于此，当传输腔室的俯视结构为多边形时，其侧面则是指除与装载腔室和卸载腔室连接的两个面之外的其它几个面。另外，工艺腔室的数量也并不局限于本实施方式所述的三个，其数量可以为N个，并且N为大于等于1的整数。当然，N个工艺腔室与传输腔室的连接结构也并不局限于图2所示的仅设置在传输腔室一侧的情况，例如可以在长方形的传输腔室的两侧都设置N个工艺腔室，并使之同时进行工艺。 

传输腔室通过设置在其内部的传动机构来实现在装载腔室、N个工艺腔室和卸载腔室之间传输工件。该传动机构包括可携带工件纵向移动的纵向传动部，以及可携带工件横向移动的横向传动部。其具体可以通过多种传动方式实现工件传输，例如：链式传动机构、传送带式传动机构、滚轴式传动机构和/或滚轮式传动机构等。并且，纵向传动部和横向传动部可以采用同一种传动方式，也可以分别采用不同的传动方式，在本实施方式中，纵向传动部和横向传动部都采用滚轴式传动机构来实现工件传输。 

其中，横向传动部的数量应视工艺腔室的数量而定，如图2所示，每一组横向传动部对应一个工艺腔室，并且可对任一组横向传动部进行单独控制。另外，横向传动部还可作升降运动，这样配置是为 了便于在不需要横向传输时将横向传动部降到纵向传动部之下。需要指出的是，纵向传动部同样可作升降运动。 

本发明提供的等离子体加工设备中，装载腔室内设置有加热模块，用以预热待加工工件，该加热模块具有多层结构，且每一层均可用于承载并加热工件，也可以多层同时加热多个工件，从而提高工作效率。 

对应地，卸载腔室内设置有冷却模块，用以冷却待加工工件，该冷却模块具有多层结构，且每一层均可用于承载并冷却工件，也可以多层同时冷却多个工件，从而提高工作效率。 

另外，装载平台与装载腔室相连接，卸载平台与卸载腔室相连接。并且，装载平台和卸载平台上均设置有用于承载工件的载板。 

下面详细说明本发明所提供的等离子体加工设备对工件的传输和加工过程。 

首先，待加工的工件经过清洗等预处理后被置于装载平台的载板上，之后由载板承载进入装载腔室，通过置于装载腔室内的加热模块对其进行预热处理。由于本实施例中加热模块具有多层结构，故可一次传入多个工件同时进行预热。待工件温度达到工艺要求后，则被传入传输腔室中，以图2为例，共有三个并行设置的工艺腔室与传输腔室连接，假设此时各腔室中均没有正在加工的工件，故可向传输腔室内传入三个工件。传输过程为，三个工件依次进入传输腔室，由纵向传动部携带工件沿纵向移动；当所有工件都进入传输腔室后，纵向传动部停止移动，横向传动部上升将工件托起并沿横向将工件送入工艺腔室进行加工，然后横向传动部降入纵向传动部以下；当某腔室的工艺完成后，与之对应的横向传动部升起将工件传出，然后下降至与纵向传动部水平高度时工件被纵向传动部承载并沿纵向传入卸载腔室；在卸载腔室内工件冷却降温后被传出，进入卸载平台。单个工件或两个工件的传输过程与此类似，故在此不再详述。 

由以上描述可知，本发明提供的等离子体加工设备，借助传输腔室将N个工艺腔室并行地设置在同一条流水生产线中。各工艺腔室之间相互独立，每个工艺腔室都能完成一整套工艺，有效保证了工 艺完整性。另外，传输腔室能够单独为一个或同时为N个工艺腔室传输工件，因此能够有效提高设备产能。而且，本发明提供的等离子体加工设备中N个工艺腔室共同使用一套装载、卸载系统且相互之间不受影响，不仅提高设备利用率，还可节约大量的设备成本。 

需要指出的是，本发明提供的等离子体加工设备的传输腔室可以采用机械手作为传动机构，用以完成传输精度要求较高的工件传输。另外，在实际应用中也可以仅使用纵向传动部完成工件传输，例如，可以使纵向传动部向一侧倾斜，工件因受重力作用而沿倾斜方向滑动，从而实现对工件的横向传输。 

另外需要指出的是，本发明提供的等离子体加工设备可应用于PECVD生产工艺，但并不局限于此，其同样可应用于其它自动化工艺流程中，例如太阳能电池生产工艺，半导体芯片制造工艺，TFT面板制造工艺等。 

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。 

Claims (8)

1.一种等离子体加工设备，包括装载腔室、N个工艺腔室、卸载腔室，其中N为大于等于1的整数，其特征在于，所述等离子体加工设备还包括串接于装载腔室和卸载腔室之间的传输腔室，所述传输腔室侧面并行连接所述N个工艺腔室；

所述传输腔室内设置有传动机构，用于在装载腔室、工艺腔室和卸载腔室之间传输工件；所述传动机构包括可携带工件纵向移动的纵向传动部，以及可携带工件横向移动的横向传动部，并且所述横向传动部可升降。

2.根据权利要求1所述的等离子体加工设备，其特征在于，N的取值为3。

3.根据权利要求1所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述传动机构包括链式传动机构、传送带式传动机构、滚轴式传动机构和/或滚轮式传动机构。

4.根据权利要求1所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述纵向传动部可升降。

5.根据权利要求1所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述传动机构可倾斜，以使工件通过滑动的方式在传输腔室和工艺腔室之间传输。

6.根据权利要求1所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述装载腔室设置有加热模块，所述加热模块具有多层结构，且每一层均可用于承载并加热工件。

7.根据权利要求1所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述卸载腔室设置有冷却模块，所述冷却模块具有多层结构，且每一层均可用于承载并冷却工件。

8.根据权利要求1所述的等离子体加工设备，其特征在于，还包括装载平台和卸载平台。

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