阻挡保护装置及半导体设备的制作方法

本实用新型涉及半导体设备技术领域，特别是涉及一种阻挡保护装置及半导体设备。

背景技术：

在现有一些半导体设备中会具有加热器(heater)及用于驱动加热器上下运动的加热器驱动装置(heatermotor)，加热器经由连接轴与加热器驱动装置相连接；加热器一般位于腔室(chamber)内，而腔室内一般为真空环境；腔室内设有顶针(liftpin)，顶针固定于位于加热器下方的顶针环(liftpinring)之上。

当加热器驱动装置需要更换时，由于腔室内是真空环境，与外界大气环境形成压差，当拆下加热器驱动装置时，加热器将会失去加热器驱动装置的控制，会因为压差而快速向位于其上方的喷淋装置(showerhead)方向冲去；此时，加热器可能因为自身重量，在惯性的作用下中心被连接轴冲击破损或造成连接轴断裂，甚至会撞击到喷淋装置，从而导致加热器和喷淋装置双双损坏；此外，加热器上冲时可能会由于顶针环自身重量的原因而导致顶针与顶针环的衔接处拉扯断裂。

现有的一种避免上述风险的解决方案为：提前将腔室降温，然后破真空使得腔室内与外界环境等压，最后再进行加热器驱动装置的更换。然而，该方案存在如下问题：一般降温需要3小时左右的时间，个别半导体设备更长甚至达到6小时，并且在加热器驱动装置更换后，腔室还需要进行湿洗(wetclean)和升温后才能交回生产部门进行测机，测机时间因制程而定，但一般也需要3小时左右；因此，加热器驱动装置更换从开始到结束需要9小时以上的时间，使得半导体设备的宕机时间较长，严重影响生产效率。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有技术中的半导体设备在更换加热器驱动装置时会导致加热器、喷淋头、顶针及顶针环等部件损坏的问题，以及现有的解决方案存在的半导体设备宕机时间较长，严重影响生产效率的问题，提供一种阻挡保护装置及半导体设备。

为了实现上述目的，一方面，本实用新型提供了一种阻挡保护装置，包括：

包括至少一个阻挡保护结构，阻挡保护结构包括：

底座；

外支撑轴，一端固定于底座的上表面，且外支撑轴的长度方向与底座的上表面相垂直；外支撑轴上形成有对应设置的条状开口，条状开口沿外支撑轴的厚度方向贯穿外支撑轴，且沿外支撑轴的长度方向延伸；

内支撑轴，内支撑轴相对的两侧设有手柄；内支撑轴部分位于外支撑轴内，且内支撑轴的顶部高于外支撑轴的顶部，内支撑轴可沿外支撑轴上下移动；手柄经由条状开口延伸至外支撑轴外侧；

第一调节限位结构，套置于外支撑轴设有条状开口的部分的外围，且位于手柄的下方；第一调节限位结构可沿外支撑轴上下移动。

上述阻挡保护装置用于半导体设备的维护(譬如，加热器驱动装置的更换)，在更换加热器驱动装置的过程中既不需要对工艺腔室进行降温和破真空，节约大量时间，提高生产效率，又可以避免当更换下加热器驱动装置时由于工艺腔室内部环境与外界环境存在压差，晶圆承载台向喷淋装置方向冲，而导致晶圆承载台、喷淋装置、顶针及顶针环等部件损坏的问题。

上述阻挡保护装置通过设置内支撑轴、外支撑轴、手柄及第一调节限位结构，可以根据需要调节阻挡保护结构的长度，使得阻挡保护结构可以抵紧加热器基座及硬停止件，以达到最佳的阻挡保护效果。

在其中一个实施例中，内支撑轴的顶部设有凹槽。

在上述实施例中，通过在内支撑轴的顶部设置凹槽，在进行加热器驱动装置的更换前，可以将硬停止件卡置于凹槽内，阻挡保护效果更好。

在其中一个实施例中，阻挡保护结构还包括第二调节限位结构，第二调节限位结构套置于外支撑轴设有条状开口的部分的外围，且位于第一调节限位结构的上方，与第一调节限位结构具有间距；第二调节限位结构可沿外支撑轴上下移动；手柄位于第一调节限位结构与第二调节限位结构之间。

在上述实施例中，第二调节限位结构与第一调节限位结构共同限制内支撑轴调节的距离，以实现更精确的长度调节。

在其中一个实施例中，外支撑轴包括波纹管，第一调节限位结构及第二调节限位结构均包括固定螺丝。

在其中一个实施例中，阻挡保护装置包括两个阻挡保护结构，两个阻挡保护结构平行间隔排布；阻挡保护装置还包括连接结构，连接结构位于两个阻挡保护结构之间，一端与一阻挡保护结构中的底座相连接，另一端与另一阻挡保护结构中的底座相连接。

在上述实施例中，通过设置两个阻挡保护结构，且使用连接结构将两个阻挡保护结构连接，可以确保阻挡保护装置在放置于半导体设备中时更加稳固，不会发生倾倒等。

在其中一个实施例中，连接结构的下表面与阻挡保护结构的下表面相平齐。

在其中一个实施例中，连接结构包括：

第一连接部，一端与一阻挡保护结构中的底座相连接，另一端设有容纳槽；

第二连接部，一端与另一阻挡保护结构中的底座相连接，另一端插入至容纳槽内；

调节锁定结构，位于第一连接部及第二连接部上；调节锁定结构松开时，第二连接部可与容纳槽内抽插运动，以调节两个阻挡保护结构之间的间距；调节锁定结构锁紧时，第一连接部与第二连接部的位置固定。

在上述实施例中，连接结构的长度可以调节，可以适用于具有不同硬停止件间距的多种半导体设备。

在其中一个实施例中，调节锁定结构包括：

若干条凸条，位于第二连接部的上表面；凸条沿第二连接部的宽度方向延伸，若干条凸条沿第二连接部的长度方向平行间隔排布；

锁扣结构，位于第一连接部的上表面，且一端延伸至第二连接部的上方，锁扣结构延伸至第二连接部的一端为向下延伸的尖端部，调节锁定结构锁紧时，尖端部与凸条相接触。

本实用新型还提供一种半导体设备，包括：

工艺腔室；

加热器基座，位于工艺腔室的下方，且与工艺腔室具有间距；

硬停止件，位于工艺腔室的下表面；

如上述任一方案中所述的阻挡保护装置，位于工艺腔室与加热器基座之间，且阻挡保护装置的底座位于加热器基座的上表面，阻挡保护装置的内支撑轴抵住硬停止件；

晶圆承载台，位于工艺腔室内；

加热器，位于晶圆承载台内；

连接轴，一端与晶圆承载台的底部固定连接，另一端与加热器基座的上表面固定连接；

喷淋装置，位于工艺腔室内，且位于晶圆承载台的上方，与晶圆承载台具有间距；

顶针环，位于工艺腔室内，且套置于连接轴的外围；

顶针，位于工艺腔室内，且固定于顶针环上，顶针由晶圆承载台的下方延伸至晶圆承载台的上方；

加热器驱动装置，与连接轴相连接，用于驱动连接轴以带动晶圆承载台及加热器基座上下运动。

上述半导体设备在维护(譬如，加热器驱动装置的更换)时，由于有阻挡保护装置的保护，在更换加热器驱动装置的过程中既不需要对工艺腔室进行降温和破真空，节约大量时间，提高生产效率，又可以避免当更换下加热器驱动装置时由于工艺腔室内部环境与外界环境存在压差，晶圆承载台向喷淋装置方向冲，而导致晶圆承载台、喷淋装置、顶针及顶针环等部件损坏的问题。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例中提供的阻挡保护结构的正视图；

图2为图1中所示的阻挡保护结构的侧视图；

图3为图1中所示的阻挡保护结构的爆炸图；

图4为本实用新型另一个实施例中提供的阻挡保护装置的正视图；

图5为图4中所示的阻挡保护装置的俯视图；

图6为本实用新型另一个实施例中提供的半导体设备的正视图；

图7为本实用新型另一个实施例中提供的半导体设备的维护方法的流程图。

附图标号说明：

1阻挡保护装置

11阻挡保护结构

111底座

112外支撑轴

113条状开口

114内支撑轴

115手柄

116第一调节限位结构

117凹槽

118第二调节限位结构

12连接结构

121第一连接部

122第二连接部

123调节锁定结构

123a凸条

123b锁扣结构

123c尖端部

21加热器基座

22工艺腔室

23加热器

24硬停止件

25连接轴

26喷淋装置

27顶针环

28顶针

29波纹套管

30升降圈

h1外支撑轴的高度

h2内支撑轴的高度

h3凹槽的深度

d1外支撑轴的内径

d2外支撑轴的外径

d3凹槽的宽度

d4内支撑轴的宽度

l1第一连接部的长度

l2第二连接部的长度

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在一个实施例中，如图1至图3所示，本实用新型一种阻挡保护装置，阻挡保护装置包括至少一个阻挡保护结构11，阻挡保护结构11包括：底座111；外支撑轴112，外支撑轴112的一端固定于所述底座111的上表面，且外支撑轴112的长度方向与底座111的上表面相垂直；外支撑轴112上形成有对应设置的条状开口113，条状开口113沿外支撑轴112的厚度方向贯穿外支撑轴112，且沿外支撑轴112的长度方向延伸；内支撑轴114，内支撑轴114相对的两侧设有手柄115；内支撑轴114部分位于外支撑轴112内，且内支撑轴114的顶部高于外支撑轴112的顶部，内支撑轴114可沿外支撑轴112上下移动；手柄115经由条状开口113延伸至外支撑轴112外侧；第一调节限位结构116，第一调节限位结构116套置于外支撑轴112设有条状开口113的部分的外围，且位于手柄115的下方；第一调节限位结构116可沿外支撑轴112上下移动。

上述阻挡保护装置1用于半导体设备的维护(譬如，加热器驱动装置的更换)，在更换加热器驱动装置的过程中既不需要对工艺腔室进行降温和破真空，节约大量时间，提高生产效率，又可以避免当更换下加热器驱动装置时由于工艺腔室内部环境与外界环境存在压差，晶圆承载台向喷淋装置方向冲，而导致晶圆承载台、喷淋装置、顶针及顶针环等部件损坏的问题。

上述阻挡保护装置1通过设置内支撑轴114、外支撑轴112、手柄115及第一调节限位结构116，可以根据需要调节阻挡保护结构11的长度，以达到最佳的阻挡保护效果。

在一个实例中，内支撑轴14的顶部可以设有凹槽117；凹槽117的宽度及深度可以根据实际需要进行设定。通过在内支撑轴114的顶部设置凹槽117，在进行加热器驱动装置的更换前，可以将硬停止件卡置于凹槽117内，阻挡保护效果更好。

在一个示例中，阻挡保护结构11还包括第二调节限位结构118，第二调节限位结构118套置于外支撑轴112设有条状开口113的部分的外围，且位于第一调节限位结构116的上方，与第一调节限位结构116具有间距；第二调节限位结构118可沿外支撑轴112上下移动；手柄115位于第一调节限位结构116与第二调节限位结构118之间。第二调节限位结构118与第一调节限位结构116共同限制内支撑轴114调节的距离，以实现更精确的长度调节。

在一个示例中，外支撑轴12包括波纹管，第一调节限位结构116及第二调节限位结构118均包括固定螺丝。第一调节限位结构116及第二调节限位结构118通过旋转的方式沿外支撑轴112的长度方向上下移动。

在一个示例中，外支撑轴112的高度h1、外支撑轴112的内径d1、外支撑轴112的外径d2、内支撑轴114的高度h2、内支撑轴114的宽度d4、凹槽117的宽度d3及凹槽117的深度h3可以根据实际需要进行设定；譬如，在一个可选的示例中，外支撑轴112的高度h1可以为25mm(毫米)，外支撑轴112的内径d1可以为16mm，外支撑轴112的外径d2可以为18mm，内支撑轴114的高度h2可以为30mm，内支撑轴114的宽度d4可以为15mm，凹槽117的宽度d3可以为12mm，凹槽117的深度h3可以为5mm。

在一个示例中，底座111、外支撑轴112、内支撑轴113、手柄115、第一调节限位结构116及第二调节限位结构118的材料可以根据实际需要进行设定；优选地，本实施例中，底座111及内支撑轴112的材料可以为但不仅限于铁氟龙，外支撑轴112、手柄115第一调节限位结构116及第二调节限位结构118的材料可以为但不仅限于不锈钢。

在另一个示例中，如图4及图5所示，阻挡保护装置1可以包括两个阻挡保护结构11，两个阻挡保护结构11平行间隔排布；阻挡保护装置1还包括连接结构12，连接结构12位于两个阻挡保护结构111之间，连接结构12的一端与一阻挡保护结构111中的底座相连接，连接结构12的另一端与另一阻挡保护结构11中的底座相连接。通过设置两个阻挡保护结构11，且使用连接结构12将两个阻挡保护结构11连接，可以确保阻挡保护装置1在放置于半导体设备中时更加稳固，不会发生倾倒等。

在一个示例中，连接结构12的下表面与阻挡保护结构11的下表面相平齐。

在一个示例中，第一连接部121的长度l1及第二连接部122的长度l2可以根据实际需要进行设定；譬如，在一个可选的示例中，第一连接部121的长度l1可以为60mm，第二连接部122的长度l2可以为60mm。

在一个示例中，连接结构12可以包括：第一连接部121，第一连接部121的一端与一阻挡保护结构11中的底座111相连接，第一连接部121的另一端设有容纳槽(未示出)；第二连接部122，第二连接部122的一端与另一阻挡保护结构11中的底座111相连接，第二连接部122的另一端插入至容纳槽内；调节锁定结构123，调节锁定结构123位于第一连接部121及第二连接部122上；调节锁定结构123松开时，第二连接部122可与容纳槽内抽插运动，以调节两个阻挡保护结构11之间的间距；调节锁定结构123锁紧时，第一连接部121与第二连接部122的位置固定。连接结构12的长度可以调节，可以适用于具有不同硬停止件(hardstop)间距的多种半导体设备。

在一个示例中，调节锁定结构123可以包括：若干条凸条123a，凸条123a位于第二连接部122的上表面；凸条123a沿第二连接部122的宽度方向延伸，若干条凸条123a沿第二连接部122的长度方向平行间隔排布；锁扣结构123b，锁扣结构123b位于第一连接部121的上表面，且锁扣结构123b一端延伸至第二连接部122的上方，锁扣结构123b延伸至第二连接部122的一端为向下延伸的尖端部123c，调节锁定结构123锁紧时，尖端部123c与凸条123a相接触。

在另一个实施例中，如图6所示，本实用新型还提供一种半导体设备，半导体设备包括：工艺腔室22；加热器基座21，加热器基座21位于工艺腔室22的下方，且加热器基座21与工艺腔室22具有间距；硬停止件24，硬停止件24位于工艺腔室22的下表面；如上述任一方案中所述的阻挡保护装置1，阻挡保护装置1位于工艺腔室22与加热器基座21之间，且阻挡保护装置1的底座111位于加热器基座21的上表面，阻挡保护装置1的内支撑轴114抵住硬停止件24；晶圆承载台23，晶圆承载台23位于工艺腔室22内；加热器(未示出)，加热器位于晶圆承载台23内；连接轴25，连接轴25一端与晶圆承载台23的底部固定连接，另一端与加热器基座21的上表面固定连接；喷淋装置26，喷淋装置26位于工艺腔室22内，且喷淋装置26位于晶圆承载台23的上方，喷淋装置26与晶圆承载台23具有间距；顶针环27，顶针环27位于工艺腔室22内，且顶针环27套置于连接轴25的外围；顶针28，顶针28位于工艺腔室22内，且顶针28固定于顶针环27上，顶针28由晶圆承载台23的下方延伸至晶圆承载台23的上方；加热器驱动装置(未示出)，加热器驱动装置与连接轴25相连接，加热器驱动装置用于驱动连接轴25以带动晶圆承载台23及加热器基座21上下运动。

在一个示例中，当内支撑轴114的顶部形成有凹槽117时，凹槽117的宽度可以与硬停止件的宽度相同，凹槽117的深度可以与硬停止件的高度相同或小于硬停止件的高度。阻挡保护装置1的内支撑轴114抵住硬停止件24时具体为内支撑轴114的凹槽117抵住硬停止件24，即硬停止件24位于凹槽117内。

在一个示例中，硬停止件24的数量可以根据实际需要设置，图6中以硬停止件24的数量为两个作为示例。

在一个示例中，半导体设备还包括：升降圈30，升降圈30位于工艺腔室22内，升降圈30套置于连接轴25的外围，且位于顶针环27的下方；波纹管29，波纹管29套置于连接轴25的外围，且位于工艺腔室22与加热器基座21之间。

以包括两个阻挡保护结构11的阻挡保护装置1作为示例，本实用新型的阻挡保护装置1对半导体设备进行维护的原理为：首先，将阻挡保护装置1置于加热器基座21的上表面，调节连接结构12的长度，使得两个阻挡保护结构11分别于两个硬停止件24一一对应；其次，调节第一调节限位结构116及第二调节限位结构118以调整内支撑轴114的长度，使得硬停止件24卡置于凹槽117内；然后，卸除加热器驱动装置。由于工艺腔室22固定不动，晶圆承载台23与加热器基座21相连接，将阻挡保护结构11设置于工艺腔室22与加热器基座21之间，且阻挡保护结构11抵紧加热器基座21及工艺腔室22下部的硬停止件24，在卸除加热器驱动装置时，即使工艺腔室22与外界环境存在压差，由于阻挡保护装置1的支撑保护作用，晶圆承载台23失去加热器驱动装置的控制也不会向喷淋装置26方向冲，从而避免晶圆承载台、喷淋装置、顶针及顶针环等部件的损坏。

在另一个实施例中，请结合图1至图6参阅图7，本实用新型还提供一种半导体设备的维护方法，半导体设备包括：工艺腔室22；加热器基座21，加热器基座21位于工艺腔室22的下方，且加热器基座21与工艺腔室22具有间距；硬停止件24，硬停止件24位于工艺腔室22的下表面；如上述任一方案中所述的阻挡保护装置1，阻挡保护装置1位于工艺腔室22与加热器基座21之间，且阻挡保护装置1的底座111位于加热器基座21的上表面，阻挡保护装置1的内支撑轴114抵住硬停止件24；晶圆承载台23，晶圆承载台23位于工艺腔室22内；加热器(未示出)，加热器位于晶圆承载台23内；连接轴25，连接轴25一端与晶圆承载台23的底部固定连接，另一端与加热器基座21的上表面固定连接；喷淋装置26，喷淋装置26位于工艺腔室22内，且喷淋装置26位于晶圆承载台23的上方，喷淋装置26与晶圆承载台23具有间距；顶针环27，顶针环27位于工艺腔室22内，且顶针环27套置于连接轴25的外围；顶针28，顶针28位于工艺腔室22内，且顶针28固定于顶针环27上，顶针28由晶圆承载台23的下方延伸至晶圆承载台23的上方；加热器驱动装置(未示出)，加热器驱动装置与连接轴25相连接，加热器驱动装置用于驱动连接轴25以带动晶圆承载台23及加热器基座21上下运动；半导体设备的维护方法包括如下步骤：

s11：提供如上述任一方案中所述的阻挡保护装置；

s12：将所述阻挡保护装置置于所述加热器基座与所述加热器水平板之间，且使得所述内支撑轴抵住所述硬停止件；

s13：拆卸所述加热器驱动装置。

在一示例中，阻挡保护装置1的具体结构请参阅图4及图4相关的描述，此处不再累述。

在一示例中，步骤s12中将阻挡保护装置1设置于加热器基座21与加热器水平板22之间，且使得内支撑轴114抵住硬停止件24包括如下步骤：

s121：将阻挡保护装置1置于所述加热器基座21的上表面；

s122：调节第一调节限位结构116及内支撑轴114的高度，直至内支撑轴114抵住硬停止件24。

需要说明的是，当阻挡保护装置1包括第二调节限位结构118时，同时调节第一调节限位结构116及第二调节限位结构118以调节内支撑轴114的高度。

需要进一步说明的是，当阻挡保护装置1包括连接结构12时，步骤s121与步骤s122之间还包括调节连接部12的长度使得两个阻挡保护装置11分别于两个硬停止件24一一对应的步骤。

上述半导体设备的维护方法使用阻挡保护装置1抵紧加热器基座21及硬停止件24，在更换加热器驱动装置的过程中既不需要对工艺腔室22进行降温和破真空，可以节约大量时间，提高生产效率，又可以避免当更换下加热器驱动装置时由于工艺腔室22内部环境与外界环境存在压差，晶圆承载台23向喷淋装置26方向冲，而导致晶圆承载台23、喷淋装置26、顶针28及顶针环27等部件损坏的问题。

上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。