螺接式陶瓷环定位用销的制作方法
【专利摘要】螺接式陶瓷环定位用销，为了解决铝制加热盘外缘所镶嵌的陶瓷环无固定而偏移的技术问题，而在陶瓷环圆周上，通过螺纹连接的方式，均匀固定三个或多个陶瓷定位销，来实现对陶瓷环在圆周或是径向的定位。上述陶瓷环镶嵌在铝制加热盘的外缘，在加热盘凸台面靠外侧处，加工有安装槽，在安装槽内，有一螺纹孔，内部镶嵌一丝套。将定位销上的沉头螺钉安装孔对准加热盘上的螺钉孔，让陶瓷定位销的内表面与加热盘凹槽内表面贴合，用螺钉固定到一起，调整好陶瓷定位销上表面的水平状态后拧紧。本发明可以在原有加热盘的基础上进行改进，在能实现原有加热盘功能外，还可以避免因铝盘裸露而导致的打火现象，解决了陶瓷环的偏移，可广泛用于半导体镀膜设备之中。
【专利说明】螺接式陶瓷环定位用销
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体镀膜设备用螺接式陶瓷环定位用销，属于半导体薄膜沉积应用及制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]现有的半导体镀膜设备，尤其是12英寸半导体镀膜设备中，因铝制加热盘具有热效率高、成本低等优势，故铝制加热盘在当前的半导体镀膜设备中仍担当主角。单一的铝制加热盘虽然可以满足晶圆承载及加热的需求，但由于设备上各部分之间存在大小不同的电压差，容易出现打火(Arcing)现象，会在晶圆上产生不同大小、不同形状的彩虹膜，没导致整个工艺结果失败。因打火时也会在铝加热盘上相应位置留有打火痕迹，重则加热盘报废，轻则需要将设备降温、开腔，清洗加热盘表面后才能再次投入使用，从而影响设备的总产能。为解决铝制加热盘容易出现打火而影响设备产能及增加使用成本的问题，我们在现有的铝制加热盘外缘镶嵌一陶瓷环，来改善工艺过程中铝制加热盘、晶圆及喷淋板相互之间不同程度的打火现象。其具体结构是:在铝制加热盘中心设有一个凸台，凸台上镶嵌有一内侧具有带凹台阶的陶瓷环，共同组成新型的铝制晶圆加热盘。加热盘上的凸台直径及陶瓷环凹台阶直径，随晶圆直径而变。在抽真空或是工艺过程中，因为陶瓷环没有任何固定，会出现偏移现象。工艺过程中，晶圆是放置在陶瓷环上的，会随着陶瓷环的偏移而偏移，从而导致整个工艺结果失败。
【发明内容】
[0003]为了解决上述铝制加热盘外缘所镶嵌的陶瓷环无固定而偏移的技术问题，本发明是在陶瓷环圆周上，通过螺纹连接的方式，均匀固定三个(或多个)定位销，来实现对陶瓷环在圆周或是径向的定位。
[0004]具体技术方案是:螺接式陶瓷环定位用销，包括陶瓷环，上述陶瓷环镶嵌在铝制加热盘的外缘，它与加热盘的接触面是平面。在加热盘凸台面靠外侧处，加工三个或多个安装槽，安装槽位置按圆周均匀分布。在安装槽内，有一螺纹孔，螺纹孔垂直于陶瓷定位销的固定面，即平行于加热盘凸台面，其内部镶嵌一材质为镍的丝套。因为不锈钢材质会对工艺过程有影响。定位销上半部分为圆柱销结构，为该件的主要功能部分。下半部分为方形或圆形或菱形结构，主要作为固定部位，二者为一个实体。方形或圆形或菱形结构块上有沉头螺钉安装孔，用于固定该件。此时，安装固定孔与圆柱销为垂直状态。定位销直接镶嵌到加热盘上的安装槽内，圆柱销部分朝向加热盘上表面，其上表面呈水平状态，并平行于加热盘凸台面。将定位销上的沉头螺钉安装孔对准加热盘上的螺钉孔，让定位销的内表面与加热盘凹槽内表面贴合，用镍螺钉将二者固定到一起，调整好定位销上表面的水平状态后拧紧。
[0005]上述定位销固定结构部分的上表面低于加热盘的凸台表面，但圆柱销的上表面高出凸台表面一定距离，与之对应的在陶瓷环的背面位置，有相应的凹槽，其与销相配合，在圆周上也是均匀分布。[0006]上述定位销采用陶瓷或镍材料制作。
[0007]考虑加工及安装等各方面的因素，可以将该定位销设计为水平放置的结构，即将圆柱销与安装固定孔放置到同一平面上，二者为平行状态存在。凹槽上的螺钉孔垂直于定位销固定面，即也垂直于加热盘凸台表面。该结构较上面的结构占用的水平面积大。无论是定位销，还是加热盘上的安装槽，都较上面的结构便于加工。因为是水平放置，故在安装时，较前面的结构更加方便。
[0008]在安装时，加热盘凸台与陶瓷环二者呈同心状态安装，且之间不会有接触。同时，保证陶瓷环上的定位销安装孔与加热盘上的定位销位置对准，没有错位现象。在高温状态，铝与陶瓷的热膨胀系数存在差异，故陶瓷柱的上表面距离陶瓷环凹槽的上表面有一定的间隙，避免在高温状态下二者出现挤压现象。保证陶瓷环在工作时，始终以水平状态位于加热盘上，无任何歪斜或是其它不稳定的因素存在。
[0009]陶瓷环的外径比铝制加热盘的外径大，在加热到400度时，仍能全面覆盖住铝制加热盘，可以避免铝制加热盘的边缘外露，防止产生薄膜铝，以保护铝制加热盘。无论在常温状态还是高温状态，晶圆外缘下方始终是陶瓷，没有裸露的铝盘，从而避免了打火(Arcing)出现。同时，在圆周上均匀分布的陶瓷定位销，很好的保证了陶瓷环在圆周方向上的定位，不会有任何偏移现象出现。
[0010]本发明的有益效果及特点:
[0011]本发明可以在原有纯铝制加热盘的基础上进行改进，采用简单可靠的镶嵌式结构，使得陶瓷环及加热盘的加工、安装均很方便，整个过程操作简单、快捷。并在实现其基本功能需求的前提下，即:在能完全实现原有加热盘对晶圆的承载、加热功能外，还可以避免因铝盘裸露而导致的打火现象的出现，也可以避免陶瓷环在工艺过程中的偏移，从而很好的保证了工艺结果的有效性、准确性，确保设备的正常产能。同时，该晶圆加热盘的陶瓷环及铝制加热盘均能重复利用，大大节省了成本，并达到优于单纯铝制加热盘工艺效果的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的结构示意图，也是本发明的实施例1。
[0013]图2是图1中A-A的局部剖视放大图。
[0014]图3是本发明的实施例2。
[0015]图4是图3的仰视图。
[0016]图5是图4中B-B的局部剖视放大图。
【具体实施方式】
[0017]实施例1
[0018]参照图1-图2，螺接式陶瓷环定位用销，包括陶瓷环1，上述陶瓷环I镶嵌在铝制加热盘5的外缘，它与加热盘5的接触面16是平面。在加热盘凸台面3上，加工三个或多个安装槽9，安装槽9按圆周均匀分布。陶瓷定位销6直接镶嵌到加热盘5上的安装槽9内，圆柱销部分朝向加热盘5上表面，其上表面18呈水平状态，并平行于加热盘凸台面3。将定位销上的沉头螺钉安装孔21对准加热盘上的螺钉孔23，此时，螺钉孔23的方向平行于加热盘凸台面3。让陶瓷定位销6的内表面20与加热盘凹槽内表面22贴合，用镍螺钉7将二者固定到一起，调整好陶瓷定位销6的上表面18的水平状态后拧紧。此时，镍螺钉7的端面14位于陶瓷定位销6的外表面15以下。
[0019]陶瓷定位销6的底面12与加热盘5上安装槽9的底面13配合，其上表面8低于加热盘凸台面3—定距离。在陶瓷环I的背面位置，有与之对应的凹槽17，其与陶瓷定位销6相配合，在圆周上也是均匀分布。在安装时，加热盘凸台4与陶瓷环I 二者呈同心状态安装，陶瓷环内径2大于加热盘凸台4直径，之间不会有接触。同时，保证陶瓷环I上的定位销安装凹槽17与加热盘5上的陶瓷定位销6的位置对准，没有错位现象。安装后，陶瓷定位销6有一部分嵌入到陶瓷环I的安装凹槽17内，从而起到防止陶瓷环I在圆周或是径向方向上有偏移的作用。
[0020]在高温状态，铝与陶瓷的热膨胀系数存在差异，故陶瓷定位销6的上表面18距离陶瓷环凹槽19的上表面17有一定的间隙，以避免在高温状态下二者出现挤压现象。保证陶瓷环I在工作时，始终以水平状态位于加热盘5上，无任何歪斜或是其它不稳定的因素存在。陶瓷环I的外径10比铝制加热盘的外径11大，在高温状态或是常温下，陶瓷环I均能全面覆盖住铝制加热盘5，可以避免铝制加热盘5的边缘外露，防止产生薄膜铝，以保护铝制加热盘5。无论在常温还是高温状态，晶圆外缘下方始终是陶瓷，没有裸露的铝，从而避免了打火(Arcing)出现。同时，在圆周上均匀分布的陶瓷定位销6，很好的保证了陶瓷环I在圆周方向或径向方向上的定位，不会有任何偏移现象出现，从而很好的保证了工艺过程的稳定性。
[0021]实施例2
[0022]参照图3-图5，螺接式陶瓷环定位用销，根据实际需要，陶瓷定位销6可以水平设置，即螺钉孔23垂直于加热盘凸台表面3设置，螺钉安装孔21与销部分是平行位置存在，也可以同样实现实施例1中所有的功能。
[0023]具体结构:它包括陶瓷环，上述陶瓷环I镶嵌在铝制加热盘5的外缘，它与加热盘5的接触面16是平面。同样，在加热盘凸台面3上，加工三个或多个安装槽9，安装槽9按圆周均匀分布。陶瓷定位销6直接镶嵌到加热盘5上的安装槽9内，圆柱销部分朝向加热盘5上表面，其上表面18呈水平状态，并平行于加热盘凸台面3。将定位销上的沉头螺钉安装孔21对准加热盘上的螺钉孔23，此时，螺钉孔23的方向是垂直于加热盘凸台面3。用镍螺钉7将二者固定到一起，调整好陶瓷定位销6的上表面18的水平状态后拧紧。此时，镍螺钉7的端面14位于陶瓷定位销6的外表面15以下。
[0024]陶瓷定位销6的底面12与加热盘5上安装槽9的底面13配合，其上表面8低于加热盘凸台面3—定距离。在陶瓷环I的背面位置，有与之对应的凹槽17，其与陶瓷定位销6相配合，在圆周上也是均匀分布。在安装时，加热盘凸台4与陶瓷环I 二者呈同心状态安装，陶瓷环内径2大于加热盘凸台4直径，之间不会有接触。同时，保证陶瓷环I上的定位销安装凹槽17与加热盘5上的陶瓷定位销6的位置对准，没有错位现象。安装后，陶瓷定位销6有一部分嵌入到陶瓷环I的安装凹槽17内，从而起到防止陶瓷环I在圆周或是径向方向上有偏移的作用。
[0025]在高温状态，铝与陶瓷的热膨胀系数存在差异，故陶瓷定位销6的上表面18距离陶瓷环凹槽19的上表面17有一定的间隙，以避免在高温状态下二者出现挤压现象。保证陶瓷环I在工作时，始终以水平状态位于加热盘5上，无任何歪斜或是其它不稳定的因素存在。陶瓷环I的外径10比铝制加热盘的外径11大，在高温状态或是常温下，陶瓷环I均能全面覆盖住铝制加热盘5，可以避免铝制加热盘5的边缘外露，防止产生薄膜铝，以保护铝制加热盘5。无论在常温还是高温状态，晶圆外缘下方始终是陶瓷，没有裸露的铝，从而避免了打火(Arcing)出现。同时，在圆周上均匀分布的陶瓷定位销6，很好的保证了陶瓷环I在圆周方向或径向方向上的定位，不会有任何偏移现象出现，从而很好的保证了工艺过程的稳定性。
【权利要求】
1.一种螺接式陶瓷环定位用销，包括陶瓷环，其特征在于:在陶瓷环圆周上，通过螺纹连接的方式，均匀固定三个或多个定位销，来实现对陶瓷环在圆周或是径向的定位。
2.如权利要求1所述的螺接式陶瓷环定位用销，其特征在于:上述陶瓷环镶嵌在铝制加热盘的外缘，它与加热盘的接触面是平面，在加热盘凸台面靠外侧处，加工三个或多个安装槽，安装槽位置按圆周均匀分布，在安装槽内，有一螺纹孔，螺纹孔垂直于陶瓷定位销的固定面，即平行于加热盘凸台面，其内部镶嵌一材质为镍的丝套，陶瓷定位销上半部分为圆柱销结构，下半部分为方形或圆形或菱形结构，二者为一个实体，方形或圆形或菱形结构块上有沉头螺钉安装固定孔，用于固定该件，上述安装固定孔与圆柱销为垂直状态，陶瓷定位销直接镶嵌到加热盘上的安装槽内，圆柱销部分朝向加热盘上表面，其上表面呈水平状态，并平行于加热盘凸台面，将定位销上的沉头螺钉安装孔对准加热盘上的螺钉孔，让陶瓷定位销的内表面与加热盘凹槽内表面贴合，用镍螺钉将二者固定到一起，调整好陶瓷定位销上表面的水平状态后拧紧。
3.如权利要求2所述的螺接式陶瓷环定位用销，其特征在于:上述陶瓷销的方形固定结构部分的上表面低于加热盘的凸台表面，但圆柱销的上表面高出凸台表面一定距离，与之对应的在陶瓷环的背面位置，有相应的凹槽，其与销相配合，在圆周上也是均匀分布。
4.如权利要求2所述的螺接式陶瓷环定位用销，其特征在于:上述定位销还可设计为水平放置的结构，即将圆柱销与安装固定孔放置到同一平面上，二者为平行状态，凹槽上的螺钉孔垂直于陶瓷销固定面，即也垂直于加热盘凸台表面。
5.如权利要求2所述的螺接式陶瓷环定位用销，其特征在于:上述加热盘凸台与陶瓷环二者呈同心状态，且之间不会有接触，同时，保证陶瓷环上的定位销安装孔与加热盘上的定位销位置对准。
6.如权利要求2所述的螺接式陶瓷环定位用销，其特征在于:上述陶瓷定位销可以水平设置，即螺钉孔垂直于加热盘凸台表面，螺钉安装孔与销平行。
7.如权利要求2所述的螺接式陶瓷环定位用销，其特征在于:上述陶瓷环的外径比铝制加热盘的外径大。
8.如权利要求2所述的螺接式陶瓷环定位用销，其特征在于:上述定位销采用陶瓷或镍材料制作。
【文档编号】H01L21/68GK103996648SQ201410240588
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】吴凤丽, 廉杰, 国建花, 朱超群 申请人:沈阳拓荆科技有限公司