反应腔室的制作方法

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种反应腔室。

背景技术：

在半导体制造工艺中，通常需要利用机械手将承载有衬底的托盘在装载腔室和反应腔室之间传输，该传输过程涉及大量互锁，主要目的是保护人身和设备安全。在机械手将托盘传入反应腔室之前，不仅需要判断机械手是否取片成功，以及机械手上是否有托盘，还需要判断反应腔室内是否有托盘，目前的半导体加工设备主要是依靠软件系统的记录来判断反应腔室内是否有托盘。

图1为现有的半导体加工设备的传片流程图。由图1可以看出，在机械手将托盘传入反应腔室之前，首先利用软件系统判断反应腔室内是否有托盘，若是，则机械手不执行放片动作，同时软件报警；若否，则检测机械手上是否有托盘，若否，则软件报警，若是，则打开反应腔室的门阀，机械手执行放片动作。

由于上述半导体加工设备只能依靠软件系统的记录来判断反应腔室内是否有托盘，如果软件系统突发故障或异常等情况，则无法准确并及时地判断反应腔室内是否有托盘。虽然在常规做法中，还可以依靠操作人员通过观察窗进行人为判断，但是由于经常存在人为误判，这给整个系统的运行带来了更大的不确定性，从而很容易出现传片故障，对设备安全造成损害。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种反应腔室，其可以避免因软件系统突发故障或异常等情况，无法准确并及时地判断反应腔室内是否有托盘的情况，从而可以提高设备 的可靠性。

为实现本发明的目的而提供一种反应腔室，包括基座，所述基座包括用于承载托盘的承载面，所述托盘用于承载至少一个被加工工件，还包括工件检测装置，所述工件检测装置用于检测所述基座上是否放置有所述托盘，并发出有关是或者否的数字信号。

优选地，所述工件检测装置包括探针、压缩弹簧和检测开关，其中，所述检测开关包括静触点和动触点，二者在相接触时发出有关是的数字信号，在相分离时发出有关否的数字信号；在所述基座的承载面上设置有贯穿其厚度的第一通孔，所述探针位于所述第一通孔内，且与所述动触点连接；所述压缩弹簧用于承载所述探针；当所述基座上没有所述托盘时，所述压缩弹簧处于原始状态，所述探针的上端高于所述承载面，所述动触点位于与所述静触点相分离的位置处；当所述基座上有所述托盘时，所述托盘利用自身重力向下压住所述探针，所述探针带动所述动触点下移至与所述静触点相接触的位置处，同时所述压缩弹簧被压缩。

优选地，所述静触点与直流电源连接，当所述静触点和动触点相接触时，二者所在电路通电；当所述静触点和动触点相分离时，二者所在电路断电。

优选地，所述工件检测装置设置在所述反应腔室的底部，且在所述反应腔室底部的腔室壁上设置有第二通孔，用以供所述探针伸入所述反应腔室内。

优选地，还包括中心轴、上法兰、下法兰和波纹管，其中，所述中心轴竖直设置，且分别与所述探针的下端和所述下法兰连接；所述上法兰套设在所述中心轴周围，且与所述反应腔室的底部密封连接；所述下法兰由所述压缩弹簧承载，且与所述动触点连接；所述波纹管套设在所述中心轴周围，且位于所述上法兰和下法兰之间，并且分别与二者密封连接。

优选地，所述下法兰与所述动触点采用可分离的方式接触连接。

优选地，在所述下法兰的底部设置有球面接触部，且对应地在所述动触点上竖直设置有接触杆，所述接触杆的上端面为平面；所述 球面接触部与所述接触杆的上端面相接触。

优选地，所述探针采用绝缘材料制作。

优选地，所述探针的上端面具有圆弧倒角，以实现与所述托盘平滑接触。

优选地，还包括控制单元，用于读取由所述工件检测装置发出的所述数字信号，并根据该数字信号判断所述基座上是否放置有所述托盘。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的反应腔室，其设置有工件检测装置，其可以检测基座上是否放置有托盘，并发出有关是或者否的数字信号，从而通过直接读取该数字信号就可以判断出基座上是否放置有托盘，进而即使软件系统突发故障或异常等情况，仍然可以准确并及时地判断反应腔室内是否有托盘，从而可以提高设备的可靠性。

附图说明

图1为现有的半导体加工设备的传片流程图；

图2为本发明实施例提供的反应腔室在无片时的局部剖视图；

图3为本发明实施例提供的反应腔室在有片时的局部剖视图；

图4为本发明实施例提供的反应腔室的传片流程框图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的反应腔室进行详细描述。

本发明提供的反应腔室包括基座和工件检测装置，其中，基座设置在反应腔室的内部，且包括用于承载托盘的承载面，托盘用于承载至少一个被加工工件，该被加工工件诸如为蓝宝石衬底、硅衬底等的晶片。该晶片的直径一般不小于2寸，例如2寸、4寸或者8寸等。工件检测装置用于检测基座上是否放置有托盘，并发出有关是或者否的数字信号(即，DI信号)。所谓数字信号，是指信号的自变量用整数表示，因变量用有限数字中的一个数字来表示的信号。在数字电 路中，数字信号是利用例如数字0和1来表示两种物理状态，且可直接被计算机等微处理器读取。因此，通过直接读取由工件检测装置发送而来的数字信号，就可以判断出基座上是否放置有托盘，从而能即使软件系统突发故障或异常等情况，仍然可以准确并及时地判断反应腔室内是否有托盘，进而可以提高设备的可靠性。

下面对工件检测装置的具体实施方式进行详细描述。具体地，图2为本发明实施例提供的反应腔室在无片时的局部剖视图。图3为本发明实施例提供的反应腔室在有片时的局部剖视图。请一并参阅图2和图3，在反应腔室内设置有基座2，用于承载托盘1，并且在该反应腔室的底部设置有工件检测装置、中心轴6、上法兰5、下法兰8和波纹管7。其中，工件检测装置包括探针3、压缩弹簧10和检测开关，其中，检测开关包括静触点14和动触点13，二者在相接触时发出有关是的数字信号，即该数字信号所对应的物理状态表示基座上放置有托盘；二者在相分离时发出有关否的数字信号，即该数字信号所对应的物理状态表示基座上未放置有托盘。优选的，静触点14与直流电源15连接，当动触点13和静触点14相接触时，二者所在电路通电；当动触点13和静触点14相分离时，二者所在电路断电，从而可以将静触点14是否存在电压这两种物理状态用作数字信号，即：若静触点14存在电压，则表示基座上放置有托盘；若静触点14不存在电压，则表示基座上未放置有托盘。另外，优选的，反应腔室还包括控制单元，用于读取由工件检测装置发出的数字信号，并根据该数字信号判断基座上是否放置有托盘。当然，在实际应用中，也可以人工读取并判断基座上是否放置有托盘。

在反应腔室底部的腔室壁16上设置有第二通孔，用以供探针3伸入反应腔室内。并且，在基座2的承载面上设置有贯穿其厚度的第一通孔，探针3位于该第一通孔内，且其下端与竖直设置的中心轴6的上端连接，中心轴6的下端与下法兰8连接；下法兰8由压缩弹簧10承载，且与动触点13连接。具体来说，压缩弹簧10设置在固定支架11(可以为检测开关的外壳)上，下法兰8和与之连接的中心轴6和探针均由压缩弹簧10承载。当基座2上没有托盘1时，压缩 弹簧10处于原始状态，探针3的上端高于基座1的承载面，此时动触点13位于与静触点14相分离的位置处，如图2所示。当托盘1被放置在基座2的承载面上时，托盘1利用自身重力向下压住探针3，探针3带动动触点13下移至与静触点14相接触的位置处，同时压缩弹簧10被压缩，如图3所示。当托盘1被自基座2取出时，压缩弹簧10利用自身弹力向上推动下法兰8和与之连接的中心轴6和探针同步上移，从而使探针3重新上移至其上端高于基座1的承载面的位置处，同时动触点13重新位于与静触点14相分离的位置处。

上法兰5套设在中心轴6周围，且与反应腔室底部的腔室壁16密封连接，具体地，在上法兰5与腔室壁16之间，且环绕在第二通孔周围设置有密封圈4，用以对二者之间的间隙进行密封。波纹管7环绕套设在中心轴6周围，且位于上法兰5和下法兰8之间，并且分别与二者密封连接。这样，反应腔室的内部以及波纹管7内部均处于真空状态，而检测开关与下法兰5连接的位置已转为大气状态，从而可以保证采集信号的电缆能顺利与检测开关连接。

优选的，下法兰8与动触点13采用可分离的方式接触连接，以避免刚性连接对部件带来的冲击。进一步优选的，在下法兰8的底部设置有球面接触部9，且对应的在动触点13上竖直设置有接触杆12，接触杆12的上端面为平面。当托盘1被放置在基座2的承载面上时，球面接触部9与接触杆12的上端面相接触，由于球面接触9与接触杆12的上端面为球面接触，这可以在允许下法兰8倾斜一定的角度的前提下，仍使得球面接触部9与接触杆12保持接触，且可以避免探针3、中心轴6和接触杆12产生弯曲应力，从而可以提高设备的稳定性和可靠性。

优选的，探针3采用诸如陶瓷或石英等的绝缘材料制作，绝缘材料的探针3在与托盘1相接触时，不会与托盘1电导通，从而不会对反应腔室内部的电场分布产生影响。

优选的，探针3的上端面具有圆弧倒角，以实现与托盘平滑接触，从而不会对托盘造成划伤。另外，托盘的材料可以包括铝或者碳化硅等，并且托盘的重力应满足：在将托盘放置在基座上时，其能够 利用自身重力下压探针，以使动触点下移，并与静触点相接触。

图4为本发明实施例提供的反应腔室的传片流程框图。由图4可知，在机械手将托盘传入反应腔室之前，软件系统(即控制单元)可以通过直接读取工件检测装置的DI值(数字信号值)来判断反应腔室内是否有片，并且当机械手完成放片动作之后，软件系统再次通过读取工件检测装置的DI值，以将状态更新至反应腔室内有片状态。由于工件检测装置的DI值真实准确，从而可以准确并及时地判断反应腔室内是否有托盘，进而可以提高设备的可靠性。

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。