一种半导体设备腔体盖板自对中装置的制作方法

1.本发明涉及半导体制造设备技术领域，更具体的说，涉及一种半导体设备腔体盖板自对中装置。


背景技术：

2.薄膜沉积技术用于制造微电子器件的薄膜，在基板衬底上形成沉积物，常见的薄膜沉积技术包括物理气相沉积、化学气相沉积等技术。
3.真空环境是半导体薄膜沉积的必要条件，现有技术采用腔体、盖板和密封胶圈来实现真空环境。
4.图1揭示了现有技术的半导体薄膜沉积设备的侧视图，如图1所示，现有设备的盖板110与腔体120采用铰链连接，盖板110通过铰链130围绕铰链130转动，实现盖板110与腔体120的扣合。
5.盖板110与腔体120采用人工安装，由于安装过程中的装配误差和密封胶圈的变形，导致盖板110与腔体120之间会出线偏差，安装完后盖板110与腔体120的对中效果变差，使腔体120和盖板110之间真空度无法满足要求，沉积的膜层也受到影响。
6.图2a揭示了现有技术的半导体薄膜沉积设备的俯视图，图2b揭示了图2a虚线框之内的局部放大图，如图2a和图2b所示，腔体120和盖板110之间偏差可能大于2mm。
7.随着半导体线宽的减小，对腔体的空间及精度、真空度要求更高。因为在盖板110用于固定喷淋板而腔体120用于固定加热盘，腔体120与盖板110之间的偏差会直接影响到加热盘和喷淋板的位置偏差。
8.因此，随着半导体制造工艺要求的提高，腔体120与盖板110之间的间隙要求控制在1mm以内甚至更高，这就要求盖板110与腔体120之间的对中准确无误。


技术实现要素：

9.本发明的目的是提供一种半导体设备腔体盖板自对中装置，解决现有技术中盖板与腔体之间的对中效果差的问题。
10.为了实现上述目的，本发明提供了一种半导体设备腔体盖板自对中装置，包括公头部件和母头部件：
11.所述公头部件，固定在盖板上；
12.所述母头部件，固定在腔体上，安装位置与公头部件相对应；
13.盖板关闭过程中，公头部件对准母头部件，盖板在公头部件、母头部件的导向限制作用下与腔体对中扣合。
14.在一实施例中，所述公头部件为球头结构；
15.所述母头部件为凹面结构，凹面与公头部件的球头形状相匹配。
16.在一实施例中，所述公头部件及母头部件的分布方式包括同侧分布、对角分布和四角分布。
17.在一实施例中，所述公头部件至少为2个，所述母头部件的数量与公头部件一致。
18.在一实施例中，所述公头部件为柱状结构；
19.所述母头部件为楔形结构，楔形与公头部件的柱状形状相匹配。
20.在一实施例中，所述公头部件的柱状结构包括球体结构和导向销结构。
21.在一实施例中，所述公头部件和母头部件的数量均为2个：
22.所述公头部件，在盖板的对角分布；
23.所述母头部件，在对应位置的腔体对角分布。
24.在一实施例中，所述公头部件和母头部件的数量均为4个：
25.所述公头部件，在盖板的四角分布；
26.所述母头部件，在腔体的四角分布。
27.本发明提供的半导体设备腔体盖板自对中装置，具体具有以下有益效果：
28.1)通过在盖板和腔体增加自对中的公头部件和母头部件，完成盖板与腔体之间的盖合，限制了腔体和盖板之间的对中偏差；
29.2)针对密封圈产生的偏差，自对中装置随着盖板和腔体之间的间隙减小而更加准确，对中效果更好；
30.3)减少日常维护过程中铰链磨损和密封胶圈收缩带来的偏移，实现盖板和腔体之间长期稳定的对中效果，进而保证喷淋板和加热盘的对中效果和稳定性，有利于工艺的重复性；
31.4)实现更精确的盖板和腔体的对中效果，创造更有利的沉积环境。
附图说明
32.本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
33.图1揭示了现有技术的半导体薄膜沉积设备的侧视图；
34.图2a揭示了现有技术的半导体薄膜沉积设备的俯视图；
35.图2b揭示了现有技术的半导体薄膜沉积设备的局部放大俯视图；
36.图3a揭示了根据本发明的实施例1的半导体薄膜沉积设备的侧视图；
37.图3b揭示了根据本发明的实施例1的半导体薄膜沉积设备的局部放大侧视图；
38.图4a揭示了根据本发明的实施例1的半导体薄膜沉积设备的俯视图；
39.图4b揭示了根据本发明的实施例1的半导体薄膜沉积设备的局部放大俯视图；
40.图5a揭示了根据本发明的实施例2的半导体薄膜沉积设备的俯视图；
41.图5b揭示了根据本发明的实施例2的半导体薄膜沉积设备的局部放大侧视图；
42.图6a揭示了根据本发明的实施例2的公头母头的第一形状示意图；
43.图6b揭示了根据本发明的实施例2的公头母头的第二形状示意图。
44.图中各附图标记的含义如下：
45.110盖板；
46.120腔体
47.130铰链；
48.210盖板；
49.211公头部件；
50.220腔体；
51.221母头部件；
52.310盖板；
53.311公头部件；
54.320腔体；
55.321母头部件。
具体实施方式
56.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释发明，并不用于限定发明。
57.需要说明的是，下述实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
58.实施例1
59.图3a揭示了根据本发明的实施例1的半导体薄膜沉积设备的侧视图，图3b揭示了图3a虚线框之内的局部放大图，如图3a和图3b所示，本发明提出的一种半导体设备腔体盖板自对中装置，包括公头部件211和母头部件221：
60.所述公头部件211，固定在盖板210上；
61.所述母头部件221，固定在腔体220上，安装位置与公头部件211相对应。
62.在本实施例中，所述公头部件211为球头结构；
63.所述母头部件221为凹面结构，凹面与公头部件211的球头形状相匹配。
64.图4a揭示了根据本发明的实施例1的半导体薄膜沉积设备的俯视图，图4b揭示了图4a虚线框之内的局部放大图，如图4a和图4b所示，在关腔的过程中，公头部件211具有导向的作用。
65.如图4b所示，母头部件221限制了公头部件211四个方向(黑色箭头指示)的自由度。
66.在本实施例中，公头部件211的数量为2个，布置在盖板210的一侧，母头部件221的数量同样为2个，布置在腔体220的对应一侧。
67.显然，2个公头部件211也可以在盖板210上对角布置，对应的2个公头部件221也布置在腔体220的对角侧。
68.在其他实施例中，公头部件211的数量可以多于2个，母头部件221的数量与公头部件211一致。
69.针对公头部件211和母头部件221的分布状况，具体实施过程中，不限于同侧分布、对角分布还是四角分布，也不限于结合铰链。
70.盖板210关闭过程中，公头部件211对准母头部件221，因为自对中装置的公头部件211和母头部件221的限制，实现对盖板210的微调，盖板210在公头部件211的导向作用下与
腔体220对中扣合，实现精确对中。
71.需要说明的是，即使公头部件211设置在腔体220上，母头部件221设置在盖板210上，也能实现半导体设备腔体盖板的自对中，也可以一部分公头部件211设置在腔体220上，一部分公头部件211设置在盖板210上，这都是布置方式的不同，本质原理是相同的，均属于本发明的保护范围，这里不再赘述。
72.实施例2
73.图5a揭示了根据本发明的实施例2的半导体薄膜沉积设备的俯视图，图5b揭示了根据本发明的实施例2的半导体薄膜沉积设备的局部放大侧视图，如图5a和图5b所示，本发明提出的一种半导体设备腔体盖板自对中装置，包括公头部件311和母头部件321：
74.所述公头部件311，固定在盖板310上；
75.所述母头部件321，固定在腔体320上，安装位置与公头部件311相对应。
76.在本实施例中，所述公头部件311为柱状结构；
77.所述母头部件321为楔形结构，楔形与公头部件311的柱状形状相匹配。
78.在本实施例中，公头部件311和母头部件321的形状不再限于球形，采用柱状公头和楔形母头，也可实现同样的效果。
79.如图5a所示，相比与实施例1，实施例2的柱状公头和楔形母头只能限制两个方向(黑色箭头指示)的自由度，因此需要对角分布使用，同时，由于此结构接触是点接触，自对中所需的受力更小，在实际使用过程中也更有利于实现。
80.对角分布的两组公头部件311和母头部件321，分别实现2个方向的自由度限制，最终实现4个方向的自由度限制。
81.在本实施例中，公头部件311的数量为2个，在盖板310的对角分布；母头部件321，在对应位置的腔体320对角分布。
82.在其他实施例中，公头部件311的数量可以多于2个，母头部件321的数量与公头部件311一致。
83.例如，公头部件311和母头部件321的数量均为4个：
84.所述公头部件311，在盖板310的四角分布；
85.所述母头部件321，在腔体320的四角分布。
86.更进一步的，公头部件311的柱状结构包括而不限于球体结构和导向销结构，对应的母头部件321为楔形结构。
87.针对公头部件311和母头部件321的分布状况，具体实施过程中，不限于对角还是四角分布，也不限于结合铰链。
88.盖板310关闭过程中，公头部件311对准母头部件321，因为自对中装置的公头部件311和母头部件321的限制，实现对盖板310的微调，盖板310在公头部件311的导向作用下与腔体320对中扣合，实现精确对中。
89.需要说明的是，即使公头部件311设置在腔体320上，母头部件321设置在盖板310上，也能实现半导体设备腔体盖板的自对中，也可以一部分公头部件311设置在腔体320上，一部分公头部件311设置在盖板310上，这都是布置方式的不同，本质原理是相同的，均属于本发明的保护范围，这里不再赘述。
90.图6a揭示了根据本发明的实施例2的公头母头的第一形状示意图，如图6a所示，公
头部件311为球体结构，对应的母头部件321为楔形结构，上述结构接触为点接触。
91.图6b揭示了根据本发明的实施例2的公头母头的第二形状示意图，如图6b所示，公头部件311为导向销结构，对应的母头部件321为楔形结构，上述结构接触为点接触。
92.本发明提供的半导体设备腔体盖板自对中装置，具体具有以下有益效果：
93.1)通过在盖板和腔体增加自对中的公头部件和母头部件，完成盖板与腔体之间的盖合，限制了腔体和盖板之间的对中偏差；
94.2)针对密封圈产生的偏差，自对中装置随着盖板和腔体之间的间隙减小而更加准确，对中效果更好；
95.3)减少日常维护过程中铰链磨损和密封胶圈收缩带来的偏移，实现盖板和腔体之间长期稳定的对中效果，进而保证喷淋板和加热盘的对中效果和稳定性，有利于工艺的重复性；
96.4)实现更精确的盖板和腔体的对中效果，创造更有利的沉积环境。
97.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
98.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
99.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多个该特征。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，除非另有明确的限定。
100.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
101.上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。