一种用于集成电路设备改善抽气均匀性的装置的制作方法

1.本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种用于集成电路设备改善抽气均匀性的装置。


背景技术：

2.对于现有技术的用于集成电路设备改善抽气均匀性的装置，真空腔室的中央位置为用于放置晶圆的平台和晶圆升降装置，分子泵放在真空腔室的一侧，从而导致真空抽气口的位置相对于中央平台是偏置的，这样会导致工艺气体在真空腔室内分布不均匀，靠近分子泵抽气口一侧的浓度往往较高，远离分子泵抽气口一侧的浓度往往较低，从而导致工艺均匀性差。因此，如何实现真空腔室内气体分布浓度对称且均匀，同时不影响晶圆的升降和放置成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种用于集成电路设备改善抽气均匀性的装置，以使得用于集成电路设备改善抽气均匀性的装置能够在实现均匀抽气的前提下，又不会影响晶圆的升降和放置。
4.本发明的目的是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种用于集成电路设备改善抽气均匀性的装置，包括抽气部、升降部、腔体以及安装架，所述腔体的底部的中央开设有抽气孔，所述抽气部设置于所述腔体的下表面的中央并通过所述抽气孔与所述腔体连通，所述升降部设置于所述腔体的下表面的一侧，并与所述安装架固定连接以驱动所述安装架升降，所述安装架设置于所述腔体的内部，所述安装架用于在升降过程中接取以及放置晶圆。
5.在一些实施方式中，所述安装架包括多个支撑柱，多个所述支撑柱沿所述安装架的外周方向均匀地竖直设置。
6.在一些实施方式中，所述用于集成电路设备改善抽气均匀性的装置还包括载台，所述载台设置于所述腔体的内部的中央，所述载台位于所述安装架的上方。
7.在一些实施方式中，所述载台上开设有多个第二通孔，所述支撑柱穿过所述第二通孔。
8.在一些实施方式中，所述升降部包括驱动组件和动密封组件，所述驱动组件用于驱动所述动密封组件做升降运动，所述动密封组件与所述安装架固定连接。
9.在一些实施方式中，所述动密封组件包括多个轴承、中心轴、第一法兰以及第二法兰，所述中心轴的顶部设置有所述第一法兰，所述第二法兰的内部嵌入多个所述轴承，所述中心轴穿过多个所述轴承，所述第一法兰与所述安装架固定连接。
10.在一些实施方式中，所述动密封组件还包括柔性密封管，所述柔性密封管套置在位于所述第一法兰以及所述第二法兰之间的所述中心轴上。
11.在一些实施方式中，所述柔性密封管的顶端与所述第一法兰的下表面抵接，所述
柔性密封管的底端与所述第二法兰的顶端抵接。
12.在一些实施方式中，所述动密封组件还包括柔性密封管罩，所述柔性密封管罩罩设在所述柔性密封管的外部。
13.在一些实施方式中，所述驱动组件包括伺服电机和用于将所述伺服电机的旋转轴的旋转运动转化为直线运动的滚珠丝杠，所述中心轴与所述滚珠丝杠上的滑块固定连接。
14.本发明的有益效果至少包括：
15.1、本发明通过将抽气部设置于腔体的下表面的中央处，并与腔体连通，从而使得真空抽气孔在腔体的底部的中心位置，避免了真空抽气口偏置造成的抽气不均匀，将升降部设置于腔体的下表面的一侧，并与安装架固定连接以驱动安装架升降，安装架用于在升降过程中接取以及放置晶圆，在实现均匀抽气的前提下，又不会影响晶圆的升降和放置。
16.2、本发明通过设置中心轴并使得中心轴穿过多个轴承，在升降过程中对中心轴进行导向，避免中心轴位置偏移。
17.3、通过将波纹管套置在中心轴的外部，实现了在动态密封组件升降过程中的动态密封。
18.4、波纹管罩罩设在波纹管的外部，随波纹管一起升降，波纹管罩采用聚醚醚酮材质，可以防止波纹管的金属材质对腔室内造成金属污染。
19.5、本发明所述的百叶窗位于腔体的抽气孔的正下方且位于抽气部的正上方、腔体的内部设置有复合真空计和薄膜规真空计、复合真空计和薄膜规真空计均与驱动机构通信连接，实现了驱动机构根据检测数据实时控制百叶窗的开度，从而调整抽气部的抽气速率，使腔体内浓度均匀平衡，同时避免工艺气体浪费。
20.6、本发明的载台下方的包括安装架以及支撑腿在内的结构均关于腔体的底部中央开设的抽气孔的中心对称，从而使得抽气部抽出的工艺气体的整体轨迹是同心且均匀对称的，提高了腔体内气体浓度的均匀性。
21.7、百叶窗的开度的调节范围是0
°
到90
°
，能够提高抽气速率的调节范围。
22.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
23.图1示出了根据本发明的一个实施例的用于集成电路设备改善抽气均匀性的装置的立体示意图；
24.图2为根据本发明的一个实施例的动密封组件的平面结构示意图；
25.图3示出了根据本发明的一个实施例的波纹管罩的立体结构示意图；
26.图4示出了根据本发明的一个实施例的用于集成电路设备改善抽气均匀性的装置的另一结构示意图。
具体实施方式
27.为更进一步阐述本发明的技术手段，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的用于集成电路设备改善抽气均匀性的装置的具体实施方式详细说明。
28.本发明中涉及的诸如“包括”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。
29.本发明中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更至少两个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.如图1所示，射频线圈6位于本发明所述用于集成电路设备改善抽气均匀性的装置的最上方，用于在工艺过程中产生等离子体，射频线圈6的下方为石英材质的上盖板7，在上盖板7中心位置有工艺气体导入口，可以理解的是，也可采用其他形式或其他位置的将气体导入。腔体3被构造成圆柱形，在一些其他实施例中，腔体3也可被构造成棱柱体或其他形状，腔体3一侧有晶圆传输口(图中未示)，外部机械臂(图中未示)可通过该晶圆传输口向腔体内传输晶圆。
31.本发明所述的用于集成电路设备改善抽气均匀性的装置包括抽气部1、升降部2、腔体3以及安装架4，抽气部1设置于腔体3的下表面的中央处，腔体3的底部的中央开设有抽气孔，抽气部1通过该抽气孔与腔体3的内部空间连通，以将腔体3内部的工艺气体抽出，抽气部3优选为分子泵。升降部2设置于腔体3的下表面的侧部，安装架4设置于腔体3的内部，腔体3的底部开设有第一通孔，升降部2穿过该第一通孔并与腔体3内部的安装架4固定连接以驱动安装架4做升降运动，安装架4用于在上升到第一位置时从外部机械臂上接取晶圆，还用于在下降到第二位置时将接取的晶圆放置在载台5上。本发明通过将抽气部1设置于腔体3的下表面的中央处，并与腔体3连通，从而使得真空抽气孔在腔体3的底部的中心位置，避免了真空抽气口偏置造成的抽气不均匀。在另一方面，本发明通过将升降部2设置于腔体3的下表面的一侧，并与安装架4固定连接以驱动安装架4升降，安装架4用于在升降过程中接取以及放置晶圆，在实现均匀抽气的前提下，又不会影响晶圆的升降和放置。
32.如图1所示，安装架4包括多个支撑柱41，在一个优选实施例中，多个支撑柱41具有相同的形状和长度，安装架4优选地被构造成环形结构的框架，多个支撑柱41沿安装架4的圆周方向均匀地竖直设置，支撑柱41用于在安装架4升降过程中接取和放置晶圆。本发明所述用于集成电路设备改善抽气均匀性的装置还包括载台5，载台5设置于腔体3的内部的中央，载台5的上表面用于放置晶圆。载台5被构造成圆柱体，沿载台5的圆周方向上开设有多个第二通孔，支撑柱41穿过第二通孔。载台5通过多个支撑腿51固定于腔体3的内部的中央，并位于安装架4的上方，安装架4形成的环形结构将多个支撑腿51包围在环形结构的内部。安装架4在上升到第一位置时，多个支撑柱41能够从外部机械臂上接取晶圆，安装架4在下降到第二位置时，多个支撑柱41的顶端下降至与载台5的上表面齐平的位置，从而将晶圆放置在载台5的上表面上。
33.如图1以及图2所示，升降部2包括驱动组件21和动密封组件22，驱动组件21用于驱动动密封组件22做升降运动，动密封组件22穿过腔体3底部的第一通孔并与安装架4固定连接。具体地，驱动组件21包括伺服电机和用于将伺服电机的旋转轴的旋转运动转化为直线运动的滚珠丝杠。动密封组件22包括多个轴承221、中心轴222、第一法兰223以及第二法兰224，中心轴222的顶部设置有第一法兰223，中心轴222与第一法兰223一体成型，第一法兰223与安装架4固定连接。具体地，可通过螺纹件或卡扣实现第一法兰223与安装架4之间的
固定连接。第二法兰224的内部嵌入多个轴承221，在一个优选实施例中，多个轴承221具有相同的形状和尺寸。多个轴承221在轴向方向上的中心在同一条直线上，中心轴222穿过多个轴承221，以用于在升降过程中对中心轴222进行导向，避免中心轴222位置偏移。第二法兰224套置在中心轴222的一部分上。动密封组件22还包括波纹管225，波纹管225套置在位于第一法兰223以及第二法兰224之间的中心轴222上，波纹管225的顶端与第一法兰223的下表面抵接，波纹管225的底端与第二法兰224的顶端抵接，用于在动密封组件22的升降过程中对第一通孔进行动态密封，可以理解的是，波纹管225也可以采用其他柔性密封管代替。滚珠丝杠上的滑块可与中心轴222固定连接以驱动中心轴222进行升降运动。
34.如图3所示，在一些其他实施例中，动密封组件22还包括波纹管罩226，波纹管罩226罩设在波纹管225的外部，随波纹管225一起升降，在一个优选实施例中，波纹管罩226采用聚醚醚酮材质，可以防止波纹管225的金属材质对腔室3内造成金属污染。
35.如图4所示，在一个优选实施例中，本发明所述的用于集成电路设备改善抽气均匀性的装置还包括百叶窗8，百叶窗8设置于腔体3与抽气部1之间，用于调整抽气部1的抽气速率。具体地，百叶窗8设置于腔体3底部中央的抽气孔的正下方，百叶窗8位于抽气部1的正上方。驱动机构(图中未示)与百叶窗8连接，用于控制百叶窗8的开度，从而调整抽气部1的抽气速率。百叶窗8的开度的调节范围是0
°
(也即，完全封闭)到90
°
(也即，完全开启)，能够提高抽气速率的调节范围。腔体3的内部设置有复合真空计(图中未示)和薄膜规真空计(图中未示)，复合真空计用于测量腔体3内的高低真空，薄膜规真空计用于测量腔体3内的工艺真空，复合真空计和薄膜规真空计均与驱动机构通信连接，用于将检测数据反馈给驱动机构，驱动机构根据检测数据实时控制百叶窗8的开度，从而调整抽气速率，使腔体3内浓度均匀平衡，同时避免工艺气体浪费。
36.在一些实施例中，载台5下方的包括安装架4以及支撑腿51在内的结构均关于腔体3的底部中央开设的抽气孔的中心对称，从而使得抽气部1抽出的工艺气体的整体轨迹是同心且均匀对称的，提高了腔体3内气体浓度的均匀性。
37.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够实施本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。