用于半导体腔室的支撑装置及半导体设备的制作方法

1.本发明涉及半导体设备技术领域，具体地，涉及一种用于半导体腔室的支撑装置及半导体设备。


背景技术：

2.物理气相沉积(physical vapor deposition，简称pvd)工艺指采用物理方法制备半导体薄膜的工艺，该工艺涉及的半导体设备的传片方式通常是通过机械手将晶片(wafer)送入半导体腔室11内，并放置于半导体腔室11内的支撑装置上，待机械手移出半导体腔室11后，半导体腔室11内的基座12上升将支撑装置上的晶片托起，以通过基座12承载晶片进行工艺。
3.如图1所示，现有的支撑装置包括固定结构15和支撑主体13，其中，固定结构15固定在半导体腔室11的底部，支撑主体13与固定结构15固定，支撑主体13上可以设置有多个支撑件14，多个支撑件14可以均贯穿基座12，或环绕在基座12的周围，用于在基座12下降后对诸如晶片等待加工工件进行支撑。现有的支撑主体13与固定结构15的固定，通常是先对支撑主体13相对于基座12的位置进行调节，使设置在支撑主体13上的多个支撑件的14的中心与基座12的中心重合后，再通过螺钉16将支撑主体13与固定结构15固定连接，以避免由于多个支撑件14的中心与基座12的中心偏心造成基座12在升降过程中与支撑件14发生摩擦，导致基座12或支撑件14的损坏，以及造成基座12上升承载晶片后，晶片的中心与基座12的中心偏心，导致工艺重复性差，甚至掉片、碎片等情况发生。
4.但是，在固定支撑主体13与固定结构15时，由于螺钉16需要旋紧，螺钉16会与支撑主体13之间有很大的摩擦力，因此螺钉16的转动会带动支撑主体13转动，导致支撑主体13偏离对中位置，使多个支撑部件14的中心与基座12的中心偏心。而若要使支撑主体13在螺钉16旋紧后位于对中位置，就需要安装人员根据个人经验在对支撑主体13相对于基座12的位置进行调节时，提前预留支撑主体13在固定过程中可能的转动量，以使支撑主体13在与固定结构15固定后恰好转动至对中位置，而这需要安装人员反复安装调试，导致安装难度和安装时间的增加。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种用于半导体腔室的支撑装置及半导体设备，其能够避免支撑主体在与固定结构固定时相对于固定结构产生位移，同时降低安装难度，减少安装时间，并提高支撑主体安装位置的准确性，避免待加工工件或半导体设备相关部件的损坏。
6.为实现本发明的目的而提供一种用于半导体腔室的支撑装置，所述支撑装置包括固定结构、支撑结构和连接件，其中，所述固定结构用于与所述半导体腔室固定连接；
7.所述支撑结构包括支撑主体和固定件，所述支撑主体设置在所述固定结构上，用于支撑进入所述半导体腔室中的待加工工件，所述固定件固定设置在所述支撑主体上，并
与所述固定结构同轴设置；
8.所述连接件间隔设置于所述固定件上方，并与所述固定结构固定连接，且与所述固定件采用非接触的方式配合将所述支撑结构固定于所述固定结构上。
9.优选的，所述固定件包括第一磁性件，所述连接件包括第二磁性件，所述第一磁性件与所述第二磁性件相对设置，且二者相对的两个磁极相同，以使所述第一磁性件与所述第二磁性件之间产生相互斥力，所述第二磁性件利用所述斥力与所述第一磁性件非接触的配合，并将所述支撑结构固定于所述固定结构上。
10.优选的，所述固定件与所述支撑主体可拆卸的连接。
11.优选的，所述支撑装置还包括第一螺纹连接件，所述固定件和所述支撑主体中的一个上设置有第一通孔，另一个上设置有第一螺纹孔，所述第一螺纹连接件穿过所述第一通孔，并与所述第一螺纹孔螺纹配合，以将所述固定件与所述支撑主体固定连接。
12.优选的，所述连接件与所述固定结构可拆卸的连接。
13.优选的，所述支撑装置还包括第二螺纹连接件，所述连接件和所述固定结构中的一个上设置有第二通孔，另一个上设置有第二螺纹孔，所述固定件上设置有第三通孔，所述支撑主体上设置有第四通孔，所述第二螺纹连接件穿过所述第二通孔、所述第三通孔和所述第四通孔，并与所述第二螺纹孔螺纹配合，以将所述连接件与所述固定结构固定连接；
14.所述第三通孔的内径和所述第四通孔的内径均大于与所述第二螺纹连接件的外径。
15.优选的，所述支撑装置还包括磁屏蔽件，所述磁屏蔽件用于将所述第一磁性件的磁场和所述第二磁性件的磁场屏蔽在其中。
16.优选的，所述磁屏蔽件包括磁屏蔽罩，所述支撑主体的制作材料包括磁屏蔽材料，所述磁屏蔽罩将所述第一磁性件和所述第二磁性件罩设在其中，并分别与所述固定结构和所述支撑主体固定连接。
17.优选的，所述支撑装置还包括第三螺纹连接件，所述磁屏蔽罩包括罩体和连接凸部，所述连接凸部设置在所述罩体的罩口端面，并相对于所述罩口端面凸出，所述固定结构的周侧设置有第三螺纹孔，所述连接凸部上设置有第五通孔，所述第三螺纹连接件穿过所述第五通孔，并与所述第三螺纹孔螺纹配合，以将所述磁屏蔽罩与所述固定结构固定连接；
18.所述支撑主体上设置有与所述罩口端面配合的卡槽，所述罩口端面卡接在所述卡槽中，以使所述磁屏蔽罩与所述支撑主体固定连接。
19.本发明还提供一种半导体设备，包括半导体腔室和如本发明提供的所述用于半导体腔室的支撑装置，所述支撑装置设置在所述半导体腔室中，用于支撑进入所述半导体腔室中的所述待加工工件。
20.本发明具有以下有益效果：
21.本发明提供的用于半导体腔室的支撑装置，借助与固定件间隔设置于固定件上方的连接件，与设置在支撑主体上的固定件采用非接触的方式配合，将支撑结构固定于固定结构上，使支撑主体与固定结构的固定，可以通过与支撑主体间隔设置于支撑主体上方，不与支撑主体接触的连接件来实现，从而避免在对支撑主体与固定结构进行固定时，连接件与支撑主体之间发生摩擦，继而能够避免支撑主体在与固定结构固定时相对于固定结构产生位移，同时降低安装难度，减少安装时间，并提高支撑主体安装位置的准确性，避免待加
工工件或半导体设备相关部件的损坏。
22.本发明提供的半导体设备，借助本发明提供的用于半导体腔室的支撑装置，能够避免支撑主体在与固定结构固定时相对于固定结构产生位移，同时降低安装难度，减少安装时间，并提高支撑主体安装位置的准确性，避免待加工工件或半导体设备相关部件的损坏。
附图说明
23.图1为现有的用于半导体腔室的支撑装置及半导体设备的结构示意图；
24.图2为本发明实施例提供的用于半导体腔室的支撑装置及半导体设备的结构示意图；
25.图3为本发明实施例提供的用于半导体腔室的支撑装置的结构示意图；
26.图4为本发明实施例提供的用于半导体腔室的支撑装置的结构示意图；
27.图5为本发明实施例提供的用于半导体腔室的支撑装置的结构示意图；
28.图6为本发明实施例提供的用于半导体腔室的支撑装置的结构示意图；
29.图7为本发明实施例提供的用于半导体腔室的支撑装置的固定件的结构示意图；
30.图8为本发明实施例提供的用于半导体腔室的支撑装置的支撑主体的结构示意图；
31.图9为本发明实施例提供的用于半导体腔室的支撑装置的连接件的结构示意图；
32.图10为本发明实施例提供的用于半导体腔室的支撑装置的固定结构的结构示意图；
33.图11为本发明实施例提供的用于半导体腔室的支撑装置的磁屏蔽罩的结构示意图；
34.附图标记说明：
35.11
‑
半导体腔室；12
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基座；13
‑
支撑主体；14
‑
支撑件；15
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固定结构；16
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螺钉；21
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固定结构；22
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支撑主体；23
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支撑部件；24
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固定件；25
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连接件；26
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第一螺纹连接件；27
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第一通孔；28
‑
第一螺纹孔；29
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第二螺纹连接件；31
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第二通孔；32
‑
第二螺纹孔；33
‑
第三通孔；34
‑
第四通孔；35
‑
磁屏蔽罩；351
‑
罩体；352
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连接凸部；36
‑
第三螺纹连接件；37
‑
第三螺纹孔；38
‑
第五通孔；39
‑
卡槽；41
‑
半导体腔室；42
‑
基座。
具体实施方式
36.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用于半导体腔室的支撑装置及半导体设备进行详细描述。
37.如图2
‑
图5所示，本实施例提供一种用于半导体设备的支撑装置，包括固定结构21、支撑结构和连接件25，其中，固定结构21用于与半导体腔室41固定连接；支撑结构包括支撑主体22和固定件24，支撑主体22设置在固定结构21上，用于支撑进入半导体腔室41中的待加工工件，固定件24固定设置在支撑主体22上，并与固定结构21同轴设置；连接件25间隔设置于固定件24上方，并与固定结构21固定连接，且与固定件24采用非接触的方式配合将支撑结构固定于固定结构21上。
38.本实施例提供的用于半导体腔室的支撑装置，借助与固定件24间隔设置于固定件
24上方的连接件25，与设置在支撑主体22上的固定件24采用非接触的方式配合，将支撑结构固定于固定结构21上，使支撑主体22与固定结构21固定，可以通过与支撑主体22间隔设置于支撑主体22上方，不与支撑主体22接触的连接件25来实现，从而避免在对支撑主体22与固定结构21进行固定时，连接件25与支撑主体22之间发生摩擦，进而能够避免支撑主体22在与固定结构21固定时相对于固定结构21产生位移，同时降低安装难度，减少安装时间，并提高支撑主体22安装位置的准确性，避免待加工工件或半导体设备相关部件的损坏。
39.如图3
‑
图5所示，在本发明一优选实施例中，固定件24可以包括第一磁性件，连接件25可以包括第二磁性件，第一磁性件与第二磁性件相对设置，且二者相对的两个磁极相同，以使第一磁性件与第二磁性件之间产生相互斥力，第二磁性件利用斥力与第一磁性件非接触的配合，并将支撑结构固定于固定结构21上。
40.如图3
‑
图5所示，第一磁性件固定设置在支撑主体22上，同支撑主体22共同设置在固定结构21上，第二磁性件与固定结构21固定连接，并与第一磁性件间隔的位于第一磁性件的上方，且与第一磁性件相对设置，即，第一磁性件与第二磁性件相对设置，且第一磁性件与第二磁性件相对的两个磁极相同，即，第一磁性件与第二磁性件相对的两个磁极均为正极，或者，第一磁性件与第二磁性件相对的两个磁极均为负极，以使第二磁性件与第一磁性件之间能够产生斥力。
41.第二磁性件利用其与第一磁性件之间的斥力实现与第一磁性件非接触的配合，将支撑结构固定于固定结构21上，即，第二磁性件借助其与第一磁性件之间的斥力，不仅能够向第一磁性件施加向下的压力，以向第一磁性件和支撑主体22施加使朝向固定结构21的压力，并且还能够使其与第一磁性件之间不接触，以使其与第一磁性件和支撑主体22之间保持间隔，从而使第二磁性件能够与第一磁性件和支撑主体22间隔的向第一磁性件和支撑主体22施加朝向固定结构21的压力，即，第二磁性件能够与支撑结构间隔的向支撑结构施加朝向固定结构21的压力，以与支撑结构间隔的将支撑结构固定于固定结构上，从而实现连接件25与固定件24采用非接触的方式配合将支撑结构固定于固定结构21上。
42.如图2和图5所示，在本发明一优选实施例中，支撑主体22上可以设置有多个支撑部件23，多个支撑部件23沿支撑主体22的周向间隔分布，并均贯穿基座42，以在基座42下降后对待加工工件进行支撑。但是，多个支撑部件23的设置方式并不以此为限，多个支撑部件23也可以环绕在基座42的周围。
43.在本发明一优选实施例中，固定件24可以与支撑主体22可拆卸的连接，以便于对固定件24及支撑主体22进行维护或更换。
44.在本发明一优选实施例中，支撑装置可以还包括第一螺纹连接件26，固定件24和支撑主体22中的一个上设置有第一通孔27，另一个上设置有第一螺纹孔28，第一螺纹连接件26穿过第一通孔27，并与第一螺纹孔28螺纹配合，以将固定件24与支撑主体22连接，从而实现固定件24与支撑主体22可拆卸的连接。
45.例如，如图3、图7和图8所示，固定件24上设置有第一通孔27，支撑主体22上设置有第一螺纹孔28，第一螺纹连接件26穿过固定件24上的第一通孔27，再与支撑主体22上的第一螺纹孔28螺纹配合，以通过第一螺纹连接件26将固定件24与支撑主体22连接。
46.可选的，第一螺纹连接件26可以包括第一螺钉。
47.可选的，支撑装置可以包括多个第一螺纹连接件26，固定件24和支撑主体22中的
一个上可以设置有多个第一通孔27，多个第一通孔27沿固定件24和支撑主体22中的一个的周向间隔设置，另一个上可以设置有多个第一螺纹孔28，多个第一螺纹孔28沿固定件24和支撑主体22中的另一个的周向间隔设置，第一通孔27与第一螺纹孔28一一对应，第一螺纹连接件26一一对应的穿过第一通孔27，并与第一螺纹孔28一一对应的螺纹配合。
48.在本发明一优选实施例中，连接件25可以与固定结构21可拆卸的连接，以便于对连接件25及固定结构21进行维护或更换。
49.在本发明一优选实施例中，支撑装置可以还包括第二螺纹连接件29，连接件25和固定结构21中的一个上设置有第二通孔31，另一个上设置有第二螺纹孔32，固定件24上设置有第三通孔33，支撑主体22上设置有第四通孔34，第二螺纹连接件29穿过第二通孔31、第三通孔33和第四通孔34，并与第二螺纹孔32螺纹配合，以将连接件25与固定结构21连接，从而实现连接件25与固定结构21可拆卸的连接，第三通孔33的内径和第四通孔34的内径均大于与第二螺纹连接件29的外径，以避免第二螺纹连接件29对固定件24和支撑主体22的移动造成干涉，从而能够对支撑结构相对于固定结构21的位置进行调节。
50.例如，如图9和图10所示，连接件25上设置有第二通孔31，固定结构21上设置有第二螺纹孔32，固定件24上设置有第三通孔33，支撑主体22上设置有第四通孔34，第二螺纹连接件29穿过连接件25上的第二通孔31，再穿过固定件24上的第三通孔33，再穿过支撑主体22上的第四通孔34，最后与固定结构21上的第二螺纹孔32螺纹配合，以通过第二螺纹连接件29将连接件25与固定结构21连接。
51.可选的，第二螺纹连接件29可以包括第二螺钉。
52.可选的，固定结构21可以包括多个第二螺纹连接件29，连接件25和固定结构21中的一个上可以设置有多个第二通孔31，多个第二通孔31沿连接件25和固定结构21中的一个的周向间隔设置，另一个上可以设置有多个第二螺纹孔32，多个第二螺纹孔32沿连接件25和固定结构21中的另一个的周向间隔设置，固定件24上可以设置有多个第三通孔33，多个第三通孔33沿固定件24的周向间隔设置，支撑主体22上可以设置有多个第四通孔34，多个第四通孔34沿支撑主体22的周向间隔设置，多个第二通孔31、多个第三通孔33、多个第四通孔34和多个第二螺纹孔32一一对应，多个第二螺纹连接件29一一对应的穿过多个第二通孔31、多个第三通孔33和多个第四通孔34，并与多个第二螺纹孔32一一对应的螺纹配合。
53.如图4和图5所示，下面以待加工工件为晶片，用于在半导体工艺中承载待加工工件的承载装置为基座42，固定件24为第一磁性件，连接件25为第二磁性件为例，对支撑主体22相对于基座42的位置进行调节，以使多个支撑部件23的中心与基座42的中心重合，并在支撑主体22相对于基座42的位置调节好后，将支撑主体22与固定结构21固定的过程进行说明。
54.在该过程中，通过旋松第二螺纹连接件29，可以使第二磁性件远离第一磁性件，以使第一磁性件受到的第二磁性件的斥力降低，由于第三通孔33的内径和第四通孔34的内径均大于与第二螺纹连接件29的外径，因此，此时可以对支撑主体22的位置进行调节，以对支撑主体22相对于基座42对位置进行调节，使多个支撑部件23的中心与基座42的中心重合，当支撑主体22相对于基座42的位置调节好后，即，多个支撑部件23的中心与基座42的中心重合后，通过旋紧第二螺纹连接件29，可以使第二磁性件靠近第一磁性件，以使第一磁性件受到的第二磁性件的斥力增加，从而借助第二磁性件与第一磁性件之间的斥力，将支撑主
体22压紧在固定结构21上，由于在该过程中，第一磁性件与第二磁性件之间不会接触，因此，在旋紧第二螺纹连接件29的过程中，第二螺纹连接件29对第二磁性件的旋转力，并不会施加在第一磁性件上，也就不会施加在支撑主体22上，从而使支撑主体22不会因受到第二螺纹连接件29的旋转力而旋转，也就使支撑主体22在相对于基座42的位置调节好后，在与固定结构21固定的过程中位置不会再发生变化，继而能够使支撑主体22与固定结构21固定好之后，仍然处于支撑主体22相对于基座42的位置调节好时的位置，即，多个支撑部件23的中心与基座42的中心重合的位置。
55.在本发明一优选实施例中，支撑装置可以还包括磁屏蔽件，磁屏蔽件用于将第一磁性件的磁场和第二磁性件的磁场屏蔽在其中，以避免第一磁性件的磁场和第二磁性件的磁场泄漏至半导体腔室41中，对半导体腔室41中正在进行对半导体工艺造成影响。
56.如图3
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图6所示，在本发明一优选实施例中，磁屏蔽件可以包括磁屏蔽罩35，支撑主体22的制作材料可以包括磁屏蔽材料，磁屏蔽罩35将第一磁性件和第二磁性件罩设在其中，并分别与固定结构21和支撑主体22固定连接。
57.支撑主体22的制作材料包括磁屏蔽材料，以借助支撑主体22对第一磁性件的磁场和第二磁性件的磁场进行屏蔽，避免第一磁性件的磁场和第二磁性件的磁场向下泄漏至半导体腔室41中，磁屏蔽罩35分别与固定结构21和支撑主体22连接，并将第一磁性件和第二磁性件罩设在其中，以借助磁屏蔽罩35对第一磁性件的磁场和第二磁性件的磁场进行屏蔽，避免第一磁性件的磁场和第二磁性件的磁场向上泄漏至半导体腔室41中，从而借助磁屏蔽罩35与支撑主体22共同将第一磁性件的磁场和第二磁性件的磁场屏蔽在二者中，避免第一磁性件的磁场和第二磁性件的磁场泄漏至半导体腔室41中。
58.可选的，磁屏蔽罩35的屏蔽材料可以包括304不锈钢(sus304)或316l不锈钢(sus316l)。
59.可选的，支撑主体22的屏蔽材料可以包括304不锈钢(sus304)或316l不锈钢(sus316l)。
60.如图8、图10和图11所示，在本发明一优选实施例中，支撑装置可以还包括第三螺纹连接件36，磁屏蔽罩35包括罩体351和连接凸部352，连接凸部352设置在罩体351的罩口端面，并相对于罩口端面凸出，固定结构21的周侧设置有第三螺纹孔37，连接凸部352上设置有第五通孔38，第三螺纹连接件36穿过第五通孔38，并与第三螺纹孔37螺纹配合，以将磁屏蔽罩35与固定结构21固定连接；支撑主体22上可以设置有与罩口端面配合的卡槽39，罩口端面卡接在卡槽39中，以使磁屏蔽罩35与支撑主体22固定连接。
61.通过第三螺纹连接件36穿过第五通孔38，并与第三螺纹孔37螺纹配合，以将连接凸部352与固定结构21连接，从而将将磁屏蔽罩35与固定结构21连接，并使连接凸部352能够与固定结构21可拆卸的连接，通过将罩体351的罩口端面卡接在卡槽39中，以使罩体351与支撑主体22连接，从而使磁屏蔽罩35与支撑主体22连接，并使罩体351能够与支撑主体22可拆卸的连接，从而可以使磁屏蔽罩35能够与固定结构21和支撑主体22可拆卸的连接，进而便于对磁屏蔽罩35、固定结构21及支撑主体22进行维护或更换。
62.如图2所示，作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种半导体设备，包括半导体腔室41和如本发明实施例提供的用于半导体腔室41的支撑装置，支撑装置设置在半导体腔室41中，用于支撑进入半导体腔室41中的待加工工件。
63.本发明实施例提供的半导体设备，借助本发明实施例提供的用于半导体腔室41的支撑装置，能够避免支撑主体22在与固定结构21固定时相对于固定结构21产生位移，同时降低安装难度，减少安装时间，并提高支撑主体22安装位置的准确性，避免待加工工件或半导体设备相关部件的损坏。
64.如图2
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图6所示，支撑主体22可以通过固定结构21连接于半导体腔室41内的底壁上，固定结构21可以与半导体腔室41的底壁可拆卸的连接，以便于对固定结构21进行维护或更换，可选的，固定结构21可以与半导体腔室41的底壁螺纹连接。
65.综上所述，本发明实施例提供的用于半导体腔室的支撑装置及半导体设备能够避免支撑主体22在与固定结构21固定时相对于固定结构21产生位移，同时降低安装难度，减少安装时间，并提高支撑主体22安装位置的准确性，避免待加工工件或半导体设备相关部件的损坏。
66.可以解的是，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。