卡盘的吊装机构的制作方法

本实用新型涉及微电子加工技术领域，具体地，涉及一种卡盘的吊装机构。

背景技术：

等离子体干法刻蚀技术是半导体晶片制备过程中运用较为广泛的主流技术之一，随着这项技术在微电子制造领域中的不断推广，在整个工艺过程中应将可能对产品良率存在影响的因素降到最低。例如，刻蚀工艺所使用的反应气体通常包括CF₄、Cl₂、Ar等，在刻蚀过程中，这些反应气体会生成大量的Cl基、F基等活性自由基，它们对半导体器件进行刻蚀的同时，也会对铝或者铝合金材料制备的等离子刻蚀工艺腔的内表面产生腐蚀，从而生成大量的颗粒杂质，

而且，在对设备进行日常养护时，暴露在腔室内的金属基体也有可能产生金属颗粒，例如，在吊装静电卡盘时，也可能造成颗粒污染。具体地，图1为现有的吊装机构的剖视图。如图1所示，在静电卡盘1的边缘处设置有多个螺纹孔，吊装机构包括吊杆2，该吊杆2的下端设置有螺杆，该螺杆通过与静电卡盘1的螺纹孔相配合，而固定在静电卡盘1中。

上述吊装机构在实际应用中不可避免地存在以下问题：

其一，由于吊杆2与静电卡盘1之间采用螺纹配合的方式固定连接，在吊杆2旋入或旋出静电卡盘1的螺纹孔时，会在螺纹孔中产生金属碎屑，造成颗粒污染。

其二，由于静电卡盘1的铝基体的材质较软，其上的螺纹孔在经过反复的吊装之后，其内螺纹容易出现脱扣、滑扣等现象，从而容易造成工艺设备损坏。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种卡盘的吊装机构，其不仅可以避免出现颗粒污染，从而提高晶片质量，而且可以避免出现脱扣、滑扣等现象，从而可以减少工艺设备的损坏。

为实现本实用新型的目的而提供一种卡盘的吊装机构，所述卡盘用于承载晶片，且在所述卡盘上设置有安装孔，用以安装所述吊装机构，所述吊装机构包括：

吊杆，在所述吊杆的下端设置有限位部，所述限位部与所述安装孔相配合，用以限制所述吊杆在竖直方向上的位移自由度；

固定组件，用于使所述限位部相对于所述卡盘固定不动。

优选的，所述安装孔包括第一条形孔、第二条形孔和圆形孔，其中，所述第一条形孔自所述卡盘的上表面贯穿所述卡盘的厚度；所述圆形孔自所述卡盘的下表面竖直向上延伸，且其深度小于所述卡盘的厚度，并且所述圆形孔的直径不小于所述第一条形孔的长度；所述第二条形孔自所述第一条形孔的下端面竖直向上延伸，且其上端面低于所述卡盘的上表面，并且所述第二条形孔的长度方向与所述第一条形孔的长度方向之间形成夹角；所述限位部的结构被设置为：能够竖直向下穿过所述第一条形孔，并通过旋转所述夹角移入所述第二条形孔中。

优选的，所述第一条形孔、第二条形孔和所述限位部的形状相适配。

优选的，在所述吊杆的外周壁上，且位于所述限位部的上方设置有环形凸台，所述环形凸台的外周壁具有外螺纹；所述固定组件包括：压帽，套设在所述吊杆上，且具有与所述外螺纹相配合的螺纹孔；套筒，套设在所述吊杆上，且位于所述压帽的下方，并与所述压帽固定连接；所述套筒与所述压帽对接形成封闭空间，所述环形凸台位于所述封闭空间内，用以在所述限位部位于所述安装孔中时，通过向下旋紧所述压帽，而使所述套筒与所述卡盘的上表面之间形成预紧力。

优选的，所述套筒采用树脂材料制作；或者，所述套筒采用金属材料制作，且在所述套筒的外表面包覆有树脂材料。

优选的，所述套筒由两个半环分体对接而成。

优选的，所述安装孔包括第一开孔和第二开孔，其中，所述第一开孔自所述卡盘的上表面竖直向下延伸，且所述第一开孔的长度小于所述卡盘的厚度，所述第一开孔的直径大于所述吊杆的直径；并且，所述第一开孔具有第一槽口，所述第一槽口自所述第一开孔的侧壁水平延伸至所述卡盘的外周壁；所述第二开孔自所述第一开孔的下端面竖直向下延伸，且所述第二开孔的形状与所述限位部的形状相适配；所述第二开孔具有第二槽口，所述第二槽口自所述第二开孔的侧壁水平延伸至所述卡盘的外周壁，且与所述第一槽口的延伸方向一致；所述限位部的结构被设置为：能够水平穿过所述第二槽口，并移入所述第二开孔中。

优选的，所述固定组件包括：滑套，套设在所述吊杆上，且位于所述限位部上方，并且在所述限位部位于所述第二开孔中时，能够下滑至所述第一开孔中；所述滑套的外径大于所述第一槽口的宽度。

优选的，所述滑套采用树脂材料制作；或者，所述滑套采用金属材料制作，且在所述滑套的外表面包覆有树脂材料。

优选的，在所述限位部的外表面包覆有树脂材料。

优选的，在所述吊杆的上端设置有把手。

优选的，所述安装孔的数量为多个，且沿所述卡盘的周向对称分布；所述吊装机构的数量与所述安装孔的数量相对应，且各个吊装机构一一对应地安装在各个安装孔中。

优选的，在所述安装孔的内表面覆盖有绝缘层。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的卡盘的吊装机构，其借助吊杆下端的限位部限制吊杆在竖直方向上的位移自由度，同时借助固定组件使该限位部相对于卡盘固定不动，可以实现吊杆与卡盘的连接，该连接属于非螺纹连接，这与现有技术相比，不仅可以避免出现颗粒污染，从而提高晶片质量，而且可以避免出现脱扣、滑扣等现象，从而可以减少工艺设备的损坏。

附图说明

图1为现有的吊装机构的剖视图；

图2A为本实用新型第一实施例中的卡盘的剖视图；

图2B为图2A中I区域的放大图；

图2C为图2A中卡盘沿C方向的局部视图；

图2D为图2A中卡盘沿D方向的局部视图；

图3A为本实用新型第一实施例提供的卡盘的吊装机构的结构图；

图3B为本实用新型第一实施例提供的卡盘的吊装机构的剖视图；

图3C为本实用新型第一实施例中的吊杆的结构图；

图4A为本实用新型第一实施例提供的卡盘的吊装机构的安装过程图；

图4B为本实用新型第一实施例中在安装吊装机构时卡盘的局部仰视图；

图5A为本实用新型第一实施例提供的卡盘的吊装机构在旋松位置时的剖视图；

图5B为本实用新型第一实施例提供的卡盘的吊装机构在旋紧位置时的剖视图；

图6为本实用新型第一实施例提供的卡盘的吊装机构在完成安装之后的结构图；

图7A为本实用新型第二实施例中的卡盘的侧视图；

图7B为本实用新型第二实施例中的卡盘的局部结构图；

图7C为图7A中卡盘沿E方向的局部视图；

图8A为本实用新型第二实施例提供的卡盘的吊装机构的结构图；

图8B为本实用新型第二实施例提供的卡盘的吊装机构的剖视图；

图9为本实用新型第二实施例提供的卡盘的吊装机构在完成安装之后的结构图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图来对本实用新型提供的卡盘的吊装机构进行详细描述。

第一实施例

请一并参阅图2A～图6，卡盘5用于承载晶片，且在该卡盘5上设置有安装孔，用以安装吊装机构，该吊装机构用于搬运卡盘5，包括吊杆3和固定组件4。其中，在吊杆3的下端设置有限位部31，该限位部31与安装孔相配合，用以限制吊杆3在竖直方向上的位移自由度，从而在升起吊杆3时，可以带动卡盘5一起上升，以实现卡盘5的搬运。固定组件4用于使限位部31相对于卡盘5固定不动，以保证限位部31与卡盘5之间的连接稳定性。

上述吊装机构与卡盘5之间的连接属于非螺纹连接，这与现有技术相比，不仅可以避免出现颗粒污染，从而提高晶片质量，而且可以避免出现脱扣、滑扣等现象，从而可以减少工艺设备的损坏。

在本实施例中，如图2A～图2D所示，安装孔包括第一条形孔53、第二条形孔54和圆形孔55，其中，第一条形孔53自卡盘5的上表面51贯穿卡盘5的厚度。圆形孔55自卡盘5的下表面52竖直向上延伸，且其深度小于卡盘5的厚度，并且圆形孔55的直径不小于第一条形孔53的长度。第二条形孔54自第一条形孔53的下端面竖直向上延伸，且其上端面低于卡盘5的上表面51，并且第二条形孔54的长度方向与第一条形孔53的长度方向之间形成夹角，例如该夹角为90°。

限位部31的结构被设置为：能够竖直向下穿过第一条形孔53，若图4A所示，并通过旋转夹角(例如90°)移入第二条形孔54中，在第二条形孔54的限制下，限位部31无法上移，也无法在圆周方向上旋转，如图4B所示。

优选的，第一条形孔53、第二条形孔54和限位部31的形状相适配。在本实施例中，第一条形孔53、第二条形孔54和限位部31形状均为长圆形，当限位部31的长度方向与第一条形孔53的长度方向一致时，限位部31可以竖直向下穿过第一条形孔53。然后，旋转限位部31，使之长度方向与第二条形孔54的长度一致，从而可以移入第二条形孔54中。当然，在实际应用中，第一条形孔53、第二条形孔54和限位部31的形状也可以不同，只要限位部31能够竖直向下穿过第一条形孔53，并通过旋转移入第二条形孔54中，以及第二条形孔54能够限制限位部31上移和旋转即可。

在本实施例中，在吊杆3的外周壁上，且位于限位部31的上方设置有环形凸台33，该环形凸台33的外周壁具有外螺纹。固定组件包括压帽41和套筒42，其中，压帽41套设在吊杆3上，且具有与环形凸台33的外螺纹相配合的螺纹孔411。套筒42套设在吊杆3上，且位于压帽41的下方，并通过螺钉43与压帽41固定连接。套筒42与压帽41对接形成封闭空间44，环形凸台33位于封闭空间44内，用以在限位部31位于安装孔中时，通过向下旋紧压帽41，而使套筒42与卡盘5的上表面之间形成预紧力，从而能够使限位部31相对于卡盘5固定不动。

如图5A所示，假设卡盘5的上表面51位于位置B，在压帽41处于旋松状态时，套筒42是可以上下移动的，即，封闭空间44在竖直方向上的长度大于环形凸台33的轴向长度，而且套筒42的下端位于位置A，高于卡盘5的上表面51的位置B。如图5B所示，当限位部31能够竖直向下穿过第一条形孔53，并通过旋转移入第二条形孔54中之后，通过向下旋紧压帽41，使压帽41的螺纹孔411与环形凸台33的外螺纹相配合，套筒42的下端下移至卡盘5的上表面51所在位置B，并与之形成预紧力，从而完成吊杆3的安装，如图6所示。

借助套筒42将环形凸台33的外螺纹包覆在其中，可以压帽41与其旋合时可能产生的金属碎屑掉落在卡盘5上，从而可以避免颗粒污染。优选的，套筒42采用树脂材料制作；或者，套筒42采用金属材料制作，且在该套筒42的外表面包覆有树脂材料，从而可以有效保护卡盘5不被划伤。

优选的，套筒42由两个半环分体对接而成，以便于将套筒42安装在吊杆3上。

优选的，在限位部31的外表面包覆有树脂材料，用以有效保护卡盘5不被划伤。

进一步优选的，在吊杆3的上端设置有把手32，以便于吊装。

第二实施例

请一并参阅图7A～图9，吊装机构包括吊杆7和固定组件8。其中，在吊杆7的下端设置有限位部71，该限位部71设置在卡盘5的安装孔6内，用以限制吊杆7在竖直方向上的位移自由度，从而在升起吊杆7时，可以带动卡盘5一起上升，以实现卡盘5的搬运。固定组件8用于使限位部71相对于卡盘5固定不动，以保证限位部71与卡盘5之间的连接稳定性。

上述吊装机构与卡盘5之间的连接属于非螺纹连接，这与现有技术相比，不仅可以避免出现颗粒污染，从而提高晶片质量，而且可以避免出现脱扣、滑扣等现象，从而可以减少工艺设备的损坏。

在本实施例中，如图7A～图7C所示，安装孔包括第一开孔61和第二开孔62，其中，第一开孔61自卡盘5的上表面51竖直向下延伸，且第一开孔61的长度小于卡盘5的厚度，第一开孔61的直径大于吊杆7的直径。并且，第一开孔61具有第一槽口611，该第一槽口611自第一开孔61的侧壁水平延伸至卡盘5的外周壁。第二开孔62自第一开孔61的下端面竖直向下延伸，且第二开孔62的形状与限位部71的形状相适配，用以限制限位部71上移。第二开孔62具有第二槽口621，该第二槽口621自第二开孔62的侧壁水平延伸至卡盘5的外周壁，且与第一槽口611的延伸方向一致。

限位部71的结构被设置为：能够水平穿过第二槽口621，并移入第二开孔62中，即，限位部71自卡盘5的侧面水平穿过第二槽口621，并移入第二开孔62中，同时吊杆7水平穿过第一槽口611，并移入第一开口61中，此时限位部71和第二开孔62相配合，使吊杆7无法上移。

在本实施例中，固定组件8包括滑套，该滑套套设在吊杆7上，且位于限位部71上方，并且在限位部71位于第二开孔62中时，滑套能够下滑至第一开孔61中，而且滑套的外径大于第一槽口611的宽度，从而使滑套无法水平穿过第一槽口611，进而被限制在第一开孔61中，从而能够使限位部71相对于卡盘5固定不动，即完成吊装，如图9所示。

优选的，滑套采用树脂材料制作；或者，如图8B所示，滑套包括采用金属材料制作的本体81，且在该本体81的外表面包覆有树脂材料82，从而有效保护卡盘5不被划伤。

优选的，在限位部71的外表面包覆有树脂材料，用以有效保护卡盘5不被划伤。

进一步优选的，在吊杆7的上端设置有把手72，以便于吊装。

需要说明的是，在上述第一、第二实施例中，安装孔的数量为多个，且沿卡盘5的周向对称分布，以提供吊装的稳定性。并且，吊装机构的数量与安装孔的数量相对应，且各个吊装机构一一对应地安装在各个安装孔中。

还需要说明的是，在上述第一、第二实施例中，优选的，在安装孔的内表面覆盖有绝缘层，以减少卡盘5的金属基体暴露在反应腔室环境中的面积，从而可以减少腔室污染。该绝缘层可以采用阳极氧化的方式获得。

综上所述，本实用新型上述各个实施例提供的卡盘的吊装机构，其可以实现吊杆与卡盘的连接，该连接属于非螺纹连接，这与现有技术相比，不仅可以避免出现颗粒污染，从而提高晶片质量，而且可以避免出现脱扣、滑扣等现象，从而可以减少工艺设备的损坏。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围。