本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種密封結(jié)構(gòu)以及具有該密封結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體設(shè)備。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體工藝設(shè)備中，要使晶圓進(jìn)入反應(yīng)腔室進(jìn)行工藝，不可避免需要將晶圓盒門打開(kāi)并對(duì)其中的晶圓進(jìn)行傳送，晶圓傳送過(guò)程中，晶圓暴露的區(qū)域需要控制較低的氧含量，而該暴露的區(qū)域通常是相當(dāng)密閉空間，并通過(guò)向該密閉控制充入氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w包裝較低的氧含量。該密閉區(qū)域通常稱之為微環(huán)境。

要保證微環(huán)境較低的氧含量，設(shè)備各個(gè)接口部分或者晶圓傳送位置需要進(jìn)行良好的密封隔離。

將晶圓傳送到工藝腔室，是通過(guò)晶圓盒與微環(huán)境之間的接口進(jìn)行的，在該接口位置，晶圓盒開(kāi)門機(jī)構(gòu)將晶圓盒蓋子打開(kāi)，安裝在微環(huán)境內(nèi)部的晶圓傳送機(jī)械手將晶圓從晶圓盒取出，然后傳送到工藝設(shè)備需要的位置。由于要維持微環(huán)境的密封性，晶圓盒與微環(huán)境之間的接口就必然需要進(jìn)行密封，這樣才能保證微環(huán)境的氧含量。通常的做法是在晶圓盒與微環(huán)境之間的接口位置設(shè)置可壓縮的密封墊，通過(guò)密封圈的壓縮量產(chǎn)生的形變進(jìn)行晶圓盒與微環(huán)境之間的密封，但由于壓緊密封墊產(chǎn)生壓縮量需要一定的壓緊力，如果壓緊力不夠，導(dǎo)致密封性能不好，氧含量控制就達(dá)不到設(shè)備要求。但如果壓緊力大，因?yàn)榫A盒標(biāo)準(zhǔn)固定方式都是底部固定，這樣晶圓盒與密封墊壓緊產(chǎn)生的反作用力會(huì)導(dǎo)致晶圓盒產(chǎn)生后仰，同樣會(huì)導(dǎo)致密封不良，并且晶圓盒產(chǎn)生后仰會(huì)影響晶圓在晶圓盒內(nèi)的位置精度，從而導(dǎo)致晶圓傳送失敗甚至導(dǎo)致晶圓與傳送裝置碰撞或劃傷破壞。業(yè)界都在致力于徹底解決這種問(wèn)題，部分采用在晶圓盒頂部壓緊晶圓盒或其他鎖緊裝置防止晶圓盒位置精度變化，但這些機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高且可靠性低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服以上問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種密封結(jié)構(gòu)，無(wú)需壓縮量即可實(shí)現(xiàn)高精度密封。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種密封結(jié)構(gòu)，所述密封結(jié)構(gòu)具有支撐圈和與之相緊密貼合的柔性密封圈；支撐圈的內(nèi)圈相對(duì)于外圈向外傾斜，柔性密封圈緊密貼合與支撐圈向外傾斜的一側(cè)而設(shè)置，使得柔性密封圈依附于支撐圈也形成向外傾斜的內(nèi)圈；柔性密封圈的內(nèi)圈頂部超出支撐圈的內(nèi)圈頂部的一端形成活動(dòng)部；密封物體向密封圈的內(nèi)圈插入時(shí)，從密封圈向外傾斜的一側(cè)向密封圈移動(dòng)，并且密封物體推著活動(dòng)部以支撐部的內(nèi)圈頂部為支點(diǎn)且隨著密封物體的移動(dòng)方向而旋轉(zhuǎn)，使得活動(dòng)部側(cè)面完全緊密貼合與密封物體表面。

優(yōu)選地，所述密封結(jié)構(gòu)還具有壓板框和固定板；固定板的一側(cè)具有傾斜上部，使得固定板緊密貼合于支撐圈的與柔性密封圈相對(duì)的一側(cè)，并且壓板框緊密貼合在柔性密封圈的外圈的與支撐圈相對(duì)的一側(cè)，從而使柔性密封圈和支撐圈固定于壓板框和固定板之間。

優(yōu)選地，所述固定板呈連續(xù)的框或環(huán)。

優(yōu)選地，所述固定板分散固定于支撐圈的側(cè)面。

優(yōu)選地，所述活動(dòng)部的一側(cè)與密封物體表面緊密貼合時(shí)，所述活動(dòng)部與所述密封圈的外圈相平行。

優(yōu)選地，所述密封圈的厚度小于所述支撐圈的厚度。

優(yōu)選地，所述密封圈的厚度在0.3mm以下，所述支撐圈的厚度為1～3mm。

優(yōu)選地，所述密封圈的材料為有機(jī)高分子材料。

優(yōu)選地，所述支撐圈的材料為有機(jī)高分子材料。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體設(shè)備，其具有微環(huán)境腔室、連通微環(huán)境腔室和外界的接口，在微環(huán)境腔室的接口處設(shè)置有上述任意一項(xiàng)所述的密封結(jié)構(gòu)，從而使物體的側(cè)壁與所述活動(dòng)部緊密貼合。

本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)，當(dāng)物體從密封圈向外傾斜的一側(cè)向密封圈移動(dòng)，并準(zhǔn)備向密封圈的內(nèi)圈插入時(shí)，物體推著活動(dòng)部以支撐部的內(nèi)圈頂部的一點(diǎn)為支點(diǎn)且隨著物體的移動(dòng)方向而旋轉(zhuǎn)，使得活動(dòng)部側(cè)面完全緊密貼合與物體表面，從而實(shí)現(xiàn)密封圈與物體緊密貼合。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的半導(dǎo)體設(shè)備結(jié)構(gòu)的立體示意圖

圖2為本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的半導(dǎo)體設(shè)備結(jié)構(gòu)的立體示意圖

圖3為本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的晶圓盒與半導(dǎo)體設(shè)備的相對(duì)位置關(guān)系的截面結(jié)構(gòu)示意圖

圖4為圖3中的圓圈所示結(jié)構(gòu)的放大結(jié)構(gòu)示意圖

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說(shuō)明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

以下結(jié)合附圖1～4和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式、使用非精準(zhǔn)的比例，且僅用以方便、清晰地達(dá)到輔助說(shuō)明本實(shí)施例的目的。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的半導(dǎo)體設(shè)備，包括：晶圓盒支撐臺(tái)1，微環(huán)境腔室2，密封結(jié)構(gòu)3，微環(huán)境腔室2的接口，還具有打開(kāi)晶圓盒的打開(kāi)機(jī)構(gòu)4和晶圓傳送裝置。通常狀態(tài)下，接口處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)需要從外界拾取晶圓時(shí)，晶圓傳送裝置拾取晶圓從接口處進(jìn)入微環(huán)境腔室2中，例如，機(jī)械手伸出到接口外，拾取晶圓后縮回到微環(huán)境腔室2中，此外，請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，包括：晶圓盒支撐臺(tái)1’，微環(huán)境腔室2’，密封結(jié)構(gòu)3’，微環(huán)境腔室2’的接口，打開(kāi)機(jī)構(gòu)4’，晶圓盒支撐臺(tái)1’還具有晶圓盒鎖緊機(jī)構(gòu)5，從圖2中看到，接口處，微環(huán)境腔室2’與外界處于隔離狀態(tài)，接口處的封閉腔體上設(shè)置有開(kāi)口，機(jī)械手可以從封閉窗口伸出，從而從晶圓盒中拾取晶圓。

請(qǐng)結(jié)合圖1和圖3，當(dāng)需要將晶圓放入微環(huán)境腔室2進(jìn)行處理時(shí)，把晶圓盒6裝載于晶圓盒支撐臺(tái)1上，由于微環(huán)境腔室需要高度密封狀態(tài)，為了避免微環(huán)境腔室2的接口與外界連通時(shí)造成微環(huán)境腔室2與外界接觸，從而在接口處設(shè)置密封結(jié)構(gòu)3，實(shí)現(xiàn)微環(huán)境腔室2的接口與外界之間的良好密封隔離。

請(qǐng)參閱圖4，本實(shí)施例的密封結(jié)構(gòu)，具有柔性密封圈9和與之緊密貼合的支撐圈10，支撐圈10的內(nèi)圈相對(duì)于外圈向外傾斜，柔性密封圈9緊密貼合與支撐圈10向外傾斜的一側(cè)而設(shè)置，使得柔性密封圈9依附于支撐圈10也形成向外傾斜的內(nèi)圈；柔性密封圈9的內(nèi)圈頂部超出支撐圈10的內(nèi)圈頂部的一端形成活動(dòng)部91。

為了使支撐圈10和柔性密封圈9之間更加緊密貼合，對(duì)物體進(jìn)行密封時(shí)不會(huì)導(dǎo)致支撐圈10和柔性密封圈9之間的松動(dòng)或滑動(dòng)，本實(shí)施例還提供了壓板框8和固定板11，支撐圈10和柔性密封圈9夾設(shè)在壓板框8和固定板11之間。固定板11的一側(cè)具有傾斜上部，使得固定板11緊密貼合于支撐圈10的與柔性密封圈9相對(duì)的一側(cè)，也即是，固定板11的傾斜上部與支撐圈10的傾斜內(nèi)圈相平行并且緊密貼合。壓板框8緊密貼合在柔性密封圈9的外圈的與支撐圈10相對(duì)的一側(cè)，從而使柔性密封圈9和支撐圈10固定于壓板框8和固定板11之間。因此，整個(gè)密封結(jié)構(gòu)中，壓板框8、柔性密封圈9、支撐圈10和固定板11依次堆疊且具有相同的中心軸。固定板11可以呈連續(xù)的框或環(huán)，當(dāng)然，固定板11也可以分散固定于支撐圈10的一側(cè)。

請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D4，圖4中，晶圓盒6從密封圈9向外傾斜的一側(cè)向密封圈9移動(dòng)，并準(zhǔn)備向密封圈9的內(nèi)圈插入時(shí)，晶圓盒6推著活動(dòng)部91以支撐部10的內(nèi)圈頂部的一點(diǎn)O為支點(diǎn)且隨著晶圓盒6的移動(dòng)方向而旋轉(zhuǎn)，使得活動(dòng)部91側(cè)面完全緊密貼合與晶圓盒6表面，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓盒6和開(kāi)口之間的密封，以及對(duì)微環(huán)境腔室的密封。圖4中，活動(dòng)部91從初始位置A旋轉(zhuǎn)到終止位置B，此時(shí)，活動(dòng)部91的一側(cè)與晶圓盒6表面緊密貼合，活動(dòng)部91與密封圈9的外圈相平行。然后，打開(kāi)機(jī)構(gòu)將晶圓盒6打開(kāi)，晶圓傳送裝置將晶圓傳送至微環(huán)境腔室2。

為了使活動(dòng)部的變形更加順滑同時(shí)使柔性密封圈與支撐圈實(shí)現(xiàn)更加緊密貼合，柔性密封圈的材料優(yōu)選為容易變形材料，較佳的為高分子材料例如PTFE、PFA等；并且，為了更加易于變形，優(yōu)選地柔性密封圈的厚度非常薄，密封圈的厚度在0.3mm以下。

此外，支撐圈應(yīng)當(dāng)具有一定的強(qiáng)度，從而能夠支撐柔性密封圈，特別是在活動(dòng)部變形時(shí)對(duì)活動(dòng)部的旋轉(zhuǎn)提供引導(dǎo)，較佳的，支撐圈的材料為有機(jī)高分子材料，支撐圈的厚度為1～3mm。同時(shí)，支撐圈的厚度還可以大于柔性密封圈的厚度，從而使支撐圈對(duì)密封圈起到更為有力的支撐。

本實(shí)施例中，支撐圈需要一定的強(qiáng)度支撐密封薄片，同時(shí)也具備一定彈性，可輔助密封薄片的變形和變形恢復(fù)。較佳的，支撐圈可以為PTFE或PFA，該支撐圈為環(huán)形薄片圈結(jié)構(gòu)，較佳的，厚度為2mm，該支撐圈具有一定強(qiáng)度，其作用是支撐密封圈，并對(duì)其形狀變化進(jìn)行引導(dǎo)，從而保證整個(gè)密封結(jié)構(gòu)與物體例如晶圓盒進(jìn)行良好貼合。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，支撐圈的內(nèi)圈和外圈分別是支撐圈的傾斜部分和豎直部分。柔性密封圈的內(nèi)圈和外圈分別是柔性密封圈的傾斜部分和豎直部分。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然所述實(shí)施例僅為了便于說(shuō)明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動(dòng)與潤(rùn)飾，本發(fā)明所主張的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書(shū)所述為準(zhǔn)。