用于晶圆加工的负载锁框架数控加工

使用 6061-T6 和 5083 铝（两种铝合金）可实现轻量化结构，使工具占地面积小；具有出色的可加工性，可用于构建复杂的端口模式和安装接口；具有良好的热导率，可快速稳定温度；排气速率低于每秒​​每平方厘米 10⁻⁷ 托升，使抽气时间少于 10 秒；并且具有高通量制造工具的成本效益。304L 和 316L 不锈钢的结构刚性以及在真空压差期间防止超过 0.2 毫米的偏转的能力使这种不锈钢成为首选，因为它还具有优异的耐洁净室化学品腐蚀性能和低于每秒 10⁻⁸ 托升的超低排气量（通过电抛光实现），使用寿命超过 20 年。铝的阳极氧化处理可提高其硬度，这对车门密封表面非常有利，因为数百万次真空循环可减少其磨损。等离子增强系统还受益于其电气绝缘性能。

负载锁框架采用多轴 CNC 铣削设计，集成了门安装法兰、真空端口和机械臂的检修口。精密面铣刀经过调平和平整处理，精度低于 0.005，用于 O 形圈门和接口。Contracted 框架使用坐标钻孔螺栓，将门执行器和真空阀的精度保持在 0.005 以内，端口的精度达到 1.6 Ra，以便密封。机器还设计为精确钻孔，用于抽气端口和埋头孔特征的晶圆传输。框架还设计有应力消除加热装置，铣削螺纹用于安装，埋头用于凹进紧固件。不锈钢框架经过电抛光，可实现最佳排气效果，表面达到 Ra，以达到防护等级。

负载锁框架的公差如下：泄漏密封性达到每秒10⁻⁸标准立方厘米超氦气以上，传感器和端口直接对准的精度为0.005，执行器螺栓孔对准的精度为0.005。门的垂直和相对表面的精度控制在0.010以内，密封表面的精度控制在1.6 Ra微米以内，以拧紧O形圈，最终整个组件的精度控制在0.020以内，以集成到集群中。

Zintilon 的所有组件均按照 ISO 9001 认证的质量管理体系生产，具有所有可追溯性、氦泄漏测试记录（低至每秒 10⁻⁸ 标准 cc 的门密封性能和关闭表面的泄漏测试密封）、密封表面平整度的相关 SEMI 标准以及大气和真空环境的相互污染隔离，控制抽气时间超过 10 万次真空循环。

用于单晶圆系统的标准铝制负载锁框架，包括机械加工、阳极氧化和质量验证，需要15-22个工作日才能完成。另一方面，复杂的不锈钢批量负载锁框架则需要6-9周，而用于抽气测试的原型框架，可以快速开发和优化集群工具并提高产量，可在10-14天内完成。

可用的表面处理选项包括：硬质阳极氧化，在铝上涂上 25 至 50 微米的涂层，以提高门密封界面的耐磨性，同时也起到防腐作用；此外，还有电抛光，去除 10 至 30 微米以达到 Ra 低于 0.8 微米，从而减少排气和颗粒粘附；透明阳极氧化，提供适度的防腐保护，使其变亮；不锈钢也可以进行真空烘烤以降低排气速率，从而实现快速抽气；喷丸和 O 形圈槽的精密加工，使 Ra 水平低于 1.6 微米，以获得理想的密封表面，从而促进密封压缩；表面也可以钝化；喷丸以及设计的不锈钢也可以进行真空烘烤以降低排气速率，从而实现快速抽气。

是的，我们为半导体真空夹具开发、专门针对集群工具和研发系统的小批量生产（生产 5 至 50 个框架）以及商业晶圆加工设备的中等批量生产提供快速原型，每年生产数百至数千个框架，并进行全尺寸 CMM 检查、精确度平面度测试、密封表面氦泄漏测试、表面光洁度测量和结构测试、以及通过 ASTM E595 和我们平台中列出的其他材料认证进行排气分析认证，其中包括我们工作范围内的所有结构组件和基于集群工具 5 至 50 个框架的中等批量生产的研发系统。

当然。我们还生产专为极高吞吐量而设计的负载锁，抽气时间少于 5 秒；用于 -150°C 低温晶圆传输的框架；用于满足 10⁻⁹ Torr 以上分析要求的超高真空负载锁；以及用于 450 毫米晶圆处理的定制大尺寸框架。我们还设计了可同时装载和卸载晶圆堆叠的专用双腔负载锁；适用于空间有限的集群工具的紧凑型负载锁；以及用于制造执行系统的定制集成负载锁，该负载锁带有预清洁等离子源、晶圆脱气装置、方向传感器和 RFID 系统。

在 0.005 英寸以内的平面密封会导致 O 形圈密封泄漏率低于 10⁻⁸ 标准 cc/秒 He 并防止大气污染。大气中的氧气和水分会降低薄膜和蚀刻的质量。端口接近度在 ±0.005 英寸以内有利于阀门和传感器的定位，从而能够在 10 秒内快速顺序抽空至低于 10⁻⁴ Torr 的压力，并使 300 毫米单晶圆系统保持 120 片晶圆/小时的速度。当柔顺的门框在 101 kPa 的气压差下防止框架偏转 0.2 毫米时，结构的足够刚度可使梁门在数百万次循环中保持真空对准。螺栓孔的正确图案保证了门执行器的可重复安装，以防止粘结和密封失效。 Ra 小于 0.8 微米的表面处理可降低排气量，并有助于更快地抽真空至基准压力。优化的几何形状最大限度地减少了框架的内部容积，从而提高了抽真空速率。合理的框架几何形状和更优的表面处理缩短了抽真空时间。门边缘的表面处理可最大程度地延长维护间隔，同时在超过 10 万次循环（相当于该工厂 15 年的连续运行）中保持无泄漏运行。
正确的制造工艺可以在半导体制造过程中实现可靠的大气到真空的转移，同时保持最大化的晶圆吞吐量、环境之间的污染隔离，以及在处理 200 毫米、300 毫米和新兴的 450 毫米晶圆的大批量制造设施中超过 98% 的设备正常运行时间。