一种用于分子束外延设备的基片传输装置的制作方法

本技术属于半导体工艺设备，具体涉及一种用于分子束外延设备的基片传输装置。

背景技术：

1、分子束外延设备是一种超高真空设备，用于半导体行业中基片上的材料生长，此设备包含超高真空、基片传输、材料生长等技术单元。为了实现基片在超高真空中传输，现有技术中的典型方案主要包括：

2、(1)基片放于传输小车工位上，传输小车与齿条齿轮传动组件装配固定在一起，传输小车和齿条齿轮传动组件位于超高真空单元内，驱动电机位于超高真空单元外，齿条齿轮传动组件与驱动电机之间设置磁力耦合装置进行动力传递，驱动电机通过磁力耦合装置驱动齿条齿轮传动组件往复移动，从而实现超高真空单元内的传输小车进行基片传输运动。

3、(2)传输小车与导磁传动组件组装在一起，位于超高真空设备内，导磁驱动件固定在真空设备外。导磁驱动件驱动导磁传动组件，以带动传输小车做往复直线运动，从而实现超高真空单元内的传输小车进行基片传输运动。

4、超高真空单元为了获得超高真空，必须对设备进行烘烤去气。现有方案(1)的齿轮齿条传动结构中，磁力耦合装置在200℃的条件下烘烤后容易出现脱磁等故障，且成本过高。并且此结构需要在设备上增加多个法兰连接点，增加了漏气的风险,安装时对密封要求较高。

5、现有方案(2)的导磁传动结构中为滑动磁铁克服滑动摩擦做功，需要操作人员手动去推动滑动磁铁，摩擦阻力很大，需要施加的力很大，人工为很难推动。而且滑动磁铁多为条形磁铁，磁场大部分暴露在大气中，作用于真空设备内的磁场很少。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是为了改善现有技术中基片传输效率较低的情况，提供一种结构紧凑、操作简单、传动效率高、定位精度高、有利于降低真空设备漏气风险的用于分子束外延设备的基片传输装置。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种用于分子束外延设备的基片传输装置，包括：传输小车和磁耦合驱动组件，所述传输小车用于承载基片，所述磁耦合驱动组件包括相互匹配的主动磁组件和从动磁组件，所述从动磁组件沿着传输小车的移动方向设置在传输小车顶部，传输小车和从动磁组件均密封设置在超高真空单元内部，所述主动磁组件设置在超高真空单元外部；随着主动磁组件旋转，主动磁组件与从动磁组件之间产生磁耦合力，以驱动传输小车在超高真空单元内往复移动至预设位置。

4、作为本实用新型的进一步改进，所述主动磁组件包括同步驱动组件、转动轴和弧形引导磁铁组，多个弧形引导磁铁组分别安装在一一对应的轴承座上，多个轴承座分别通过一一对应的转动轴与同步驱动组件连接，在同步驱动组件的驱动下，弧形引导磁铁组旋转，并与从动磁组件之间产生磁耦合力，以驱动传输小车在超高真空单元内往复移动至预设位置。

5、作为本实用新型的进一步改进，所述同步驱动组件包括同步带、同步轮和驱动元件，多个同步轮与弧形引导磁铁组一一对应，并通过转动轴与弧形引导磁铁组连接，同步带用于实现多个同步轮进行同步转动，所述驱动元件与位于最端部的同步轮连接，在驱动元件的驱动下，多个同步轮进行同步，进而实现多个弧形引导磁铁组进行同步旋转。

6、作为本实用新型的进一步改进，所述同步驱动组件包括链条链轮组件和驱动元件，多个链轮与弧形引导磁铁组一一对应，并通过转动轴与弧形引导磁铁组连接，链条用于实现多个链轮进行同步转动，所述驱动元件与位于最端部的链轮连接，在驱动元件的驱动下，多个链轮进行同步转动，进而实现多个弧形引导磁铁组进行同步旋转。

7、作为本实用新型的进一步改进，所述驱动元件包括驱动电机或手柄。

8、作为本实用新型的进一步改进，所述弧形引导磁铁组包括安装支架、第一弧形引导磁铁和第二弧形引导磁铁，所述安装支架与轴承座连接，第一弧形引导磁铁和第二弧形引导磁铁环绕在安装支架外侧，所述第一弧形引导磁铁和第二弧形引导磁铁的数量相同且间隔布置，所述第一弧形引导磁铁的n极朝向从动磁组件，第二弧形引导磁铁的s极朝向从动磁组件。

9、作为本实用新型的进一步改进，所述传输小车运动至超高真空单元内任意位置时，传输小车顶部至少同时存在三个弧形引导磁铁组。

10、作为本实用新型的进一步改进，所述从动磁组件包括数量相同的第一弧形磁铁和第二弧形磁铁，所述第一弧形磁铁和第二弧形磁铁间隔布置在传输小车顶部，第一弧形磁铁的n极朝向弧形引导磁铁组，第二弧形磁铁的s极朝向弧形引导磁铁组。

11、作为本实用新型的进一步改进，所述第一弧形磁铁、第二弧形磁铁、第一弧形引导磁铁和第二弧形引导磁铁的长度均相等。

12、作为本实用新型的进一步改进，所述传输小车底部均布有多个滚轮，以实现传输小车移动。

13、与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

14、1、本实用新型的用于分子束外延设备的基片传输装置，通过将承载基片的传输小车密封设置在超高真空单元内部，并且在传输小车顶部设置了从动磁组件，而超高真空单元外部相对应的位置则设置了主动磁组件，不仅减少了超高真空设备漏气的风险，而且磁场分布更加合理；当主动磁组件旋转，主动磁组件与从动磁组件之间就会产生磁耦合力，利用内外磁场相互作用产生的力矩来驱动传输小车在超高真空单元内往复移动至预设位置，具有操作简单、传动效率高以及定位精度高等优点，解决了因基片传输效率较低及真空设备容易漏气而导致基片镀膜质量低的问题，实现了基片高质量镀膜。

15、2、本实用新型的用于分子束外延设备的基片传输装置，通过将同步驱动组件与弧形引导磁铁组连接，并且传输小车运动至超高真空单元内任意位置时，传输小车顶部至少同时存在三个弧形引导磁铁组，在同步驱动组件的带动下，多个弧形引导磁铁组进行同步旋转，并与从动磁组件产生磁耦合作用力，使得传输小车受到的驱动力更加均匀，实现传输小车平稳、精准地移动至预设位置。

技术特征：

1.一种用于分子束外延设备的基片传输装置，其特征在于，包括：传输小车(100)和磁耦合驱动组件，所述传输小车(100)用于承载基片，所述磁耦合驱动组件包括相互匹配的主动磁组件和从动磁组件，所述从动磁组件沿着传输小车(100)的移动方向设置在传输小车(100)顶部，传输小车(100)和从动磁组件均密封设置在超高真空单元内部，所述主动磁组件设置在超高真空单元外部；随着主动磁组件旋转，主动磁组件与从动磁组件之间产生磁耦合力，以驱动传输小车(100)在超高真空单元内往复移动至预设位置。

2.根据权利要求1所述的用于分子束外延设备的基片传输装置，其特征在于，所述主动磁组件包括同步驱动组件、转动轴(40)和弧形引导磁铁组(13)，多个弧形引导磁铁组(13)分别安装在一一对应的轴承座(12)上，多个轴承座(12)分别通过一一对应的转动轴(40)与同步驱动组件连接，在同步驱动组件的驱动下，弧形引导磁铁组(13)旋转，并与从动磁组件之间产生磁耦合力，以驱动传输小车(100)在超高真空单元内往复移动至预设位置。

3.根据权利要求2所述的用于分子束外延设备的基片传输装置，其特征在于，所述同步驱动组件包括同步带(14)、同步轮(15)和驱动元件，多个同步轮(15)与弧形引导磁铁组(13)一一对应，并通过转动轴(40)与弧形引导磁铁组(13)连接，同步带(14)用于实现多个同步轮(15)进行同步转动，所述驱动元件与位于最端部的同步轮(15)连接，在驱动元件的驱动下，多个同步轮(15)进行同步，进而实现多个弧形引导磁铁组(13)进行同步旋转。

4.根据权利要求2所述的用于分子束外延设备的基片传输装置，其特征在于，所述同步驱动组件包括链条链轮组件和驱动元件，多个链轮与弧形引导磁铁组(13)一一对应，并通过转动轴(40)与弧形引导磁铁组(13)连接，链条用于实现多个链轮进行同步转动，所述驱动元件与位于最端部的链轮连接，在驱动元件的驱动下，多个链轮进行同步转动，进而实现多个弧形引导磁铁组(13)进行同步旋转。

5.根据权利要求3或4所述的用于分子束外延设备的基片传输装置，其特征在于，所述驱动元件包括驱动电机或手柄(16)。

6.根据权利要求5所述的用于分子束外延设备的基片传输装置，其特征在于，所述弧形引导磁铁组(13)包括安装支架(131)、第一弧形引导磁铁(132)和第二弧形引导磁铁(133)，所述安装支架(131)与轴承座(12)连接，第一弧形引导磁铁(132)和第二弧形引导磁铁(133)环绕在安装支架(131)外侧，所述第一弧形引导磁铁(132)和第二弧形引导磁铁(133)的数量相同且间隔布置，所述第一弧形引导磁铁(132)的n极朝向从动磁组件，第二弧形引导磁铁(133)的s极朝向从动磁组件。

7.根据权利要求5所述的用于分子束外延设备的基片传输装置，其特征在于，所述传输小车(100)运动至超高真空单元内任意位置时，传输小车(100)顶部至少同时存在三个弧形引导磁铁组(13)。

8.根据权利要求5所述的用于分子束外延设备的基片传输装置，其特征在于，所述从动磁组件包括数量相同的第一弧形磁铁(10)和第二弧形磁铁(11)，所述第一弧形磁铁(10)和第二弧形磁铁(11)间隔布置在传输小车(100)顶部，第一弧形磁铁(10)的n极朝向弧形引导磁铁组(13)，第二弧形磁铁(11)的s极朝向弧形引导磁铁组(13)。

9.根据权利要求8所述的用于分子束外延设备的基片传输装置，其特征在于，所述第一弧形磁铁(10)、第二弧形磁铁(11)、第一弧形引导磁铁(132)和第二弧形引导磁铁(133)的长度均相等。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的用于分子束外延设备的基片传输装置，其特征在于，所述传输小车(100)底部均布有多个滚轮(17)，以实现传输小车(100)移动。

技术总结
本技术公开一种用于分子束外延设备的基片传输装置，包括：传输小车和磁耦合驱动组件，传输小车用于承载基片，磁耦合驱动组件包括相互匹配的主动磁组件和从动磁组件，从动磁组件沿着传输小车的移动方向设置在传输小车顶部，传输小车和从动磁组件均密封设置在超高真空单元内部，主动磁组件设置在超高真空单元外部；随着主动磁组件旋转，主动磁组件与从动磁组件之间产生磁耦合力，以驱动传输小车在超高真空单元内往复移动至预设位置。本技术具有结构紧凑、操作简单、传动效率高、定位精度高、有利于降低真空设备漏气风险等优点，解决了因基片传输效率较低及真空设备容易漏气而导致基片镀膜质量低的问题，实现了基片高质量镀膜。

技术研发人员：王炳根,魏唯,龚欣,付宏伟,黄尧,黄一轩,程凯,刘家强,陈峰武,李智
受保护的技术使用者：湖南烁科晶磊半导体科技有限公司
技术研发日：20230918
技术公布日：2024/5/12