一种托举机构及半导体设备的制作方法

本发明涉及半导体制造设备，尤其涉及一种托举机构及半导体设备。

背景技术：

1、随着igbt功率器件应用场景的扩大，对igbt功率器件的性能要求也越来越高，并最终反应到功率器件上游mems薄片生产工艺性能稳定性的要求上来。其中，在半导体制备过程中，厚度为200um～400um的晶圆为薄片晶圆。

2、晶圆在加工过程中，需要承载在吸盘或加热盘等承载件上进行加工，晶圆在承载件上的取放及在不同承载件之间的传输通常需要配合顶针机构和升降机构进行。现有的顶针机构通常包括多个竖直设置的顶柱，顶柱的下端螺纹旋拧于底座上，底座位于承载件下方并与升降机构连接，顶柱上端穿过承载件以实现对晶圆的支撑和顶举。

3、现有顶针机构通常通过三个顶柱对晶圆进行三点支撑，以实现对晶圆的托举，当多个顶柱顶端高度不一致时，晶圆容易产生倾斜、滑移甚至掉落，尤其对于薄片晶圆，由于其较为轻薄，一旦倾斜则容易发生晶圆滑移或掉落，影响传输过程的正常进行，影响晶圆取放和传输的安全性和可靠性。而现有的顶针机构，通常通过调节顶柱在底座上的连接位置来调节顶柱顶端高度，以使多个顶柱的上端高度相同。然而，由于在顶针机构使用过程中，底座位于承载件下方，底座和顶柱的连接位置受承载件等结构的遮挡而导致调节便利性较差，且需要将顶针机构从承载件上卸下后才能够进行调节，影响调节的效率；同时，调节完毕后再重新装配承载件与顶针机构，也容易因装配误差导致调节后的晶圆支撑面仍然不水平，影响调节效果，且影响顶针机构与承载件的使用配合。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种托举机构及半导体设备，以解决现有技术的晶圆托举机构不能灵活调节顶针上端高度，晶圆水平度的调节效率低从而影响晶圆生产的问题。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种托举机构，该托举机构包括：

4、托举底座；

5、顶针，竖直设置且下端与所述托举底座连接，所述顶针的顶端具有球形的球托部，所述顶针至少间隔设置有三个；

6、球帽，与所述顶针一一对应设置，所述球帽上开设有球形槽，所述球托部安装于所述球形槽中并与所述球形槽的槽壁转动配合，所述球帽的球心与所述球托部的球心间隔设置，且所述球帽能绕所述球托部转动，以调节所述球帽的顶端高度；

7、紧固件，所述紧固件用于锁紧调节后的所述球帽和所述顶针，所述紧固件与所述球帽可拆卸连接。

8、作为一种托举机构的可选技术方案，所述球帽上设置有与所述球形槽连通的紧固螺纹孔，所述紧固件螺纹旋拧于所述紧固螺纹孔中且末端抵接于所述球托部。

9、作为一种托举机构的可选技术方案，所述紧固螺纹孔至少于所述球形槽的两侧各设置一个。

10、作为一种托举机构的可选技术方案，在经过所述球托部球心的竖直平面内，所述球帽的允许转动角度α为90°～270°；

11、作为一种托举机构的可选技术方案，所述球帽的顶端相对所述球托部的高度调节范围为0～h，h为0.2mm～1mm。

12、作为一种托举机构的可选技术方案，所述球帽的球心位于所述球托部的球心外侧，所述球帽部的球心与所述球托部的球心之间的间距为1mm~4mm。

13、作为一种托举机构的可选技术方案，所述球形槽的槽壁及所述球托部的外表面均为经抛光处理的面。

14、作为一种托举机构的可选技术方案，所述顶针包括连接部和主体，所述连接部设置为锥形圆台，所述连接部的小端连接所述球托部且大端连接所述主体，所述主体的下端与所述托举底座连接。

15、作为一种托举机构的可选技术方案，所述顶针的下端设置外螺纹，所述托举底座上设置有固定螺纹孔，所述顶针与所述托举底座通过所述外螺纹与所述固定螺纹孔螺纹连接。

16、本发明提供一种半导体设备，包括升降机构和水平设置的承载件，所述承载件上开设有安装孔，所述半导体设备还包括所述的托举机构，所述托举底座位于所述承载件的下方，所述顶针穿过所述安装孔，所述升降机构能带动所述托举机构升降，以使所述球帽能选择性地陷入所述安装孔或向上伸出所述承载件。

17、有益效果：

18、本发明提供的托举机构，通过在顶针的顶部设置球托部及转动套设在球托部上的球帽，当多个球帽的顶端高度不相同造成晶圆不水平时，通过使球帽相对球托部的转动，即可调节对应球帽的顶端高度，无需对顶针与托举底座的连接高度位置进行调节，调节便利性强；且由于球帽设置于顶针的顶端，在托举机构使用时，球帽位于承载件的上方，球帽与球托部的连接位置不会被承载件遮挡，使得可以在托举机构的使用过程中进行调节，无需将托举机构从承载件上卸下，进一步提高托举机构顶举水平度的调节便利性，提高调节效率。

19、本发明提供的半导体设备，通过采用上述托举机构，能够提高半导体设备使用过程中的晶圆水平度调节便利性和调节效率，保证晶圆的水平度，降低晶圆加工或传输过程中跌落的概率，提高晶圆加工的效率，降低晶圆加工成本。

技术特征：

1.一种托举机构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的托举机构，其特征在于，所述球帽（30）上设置有与所述球形槽（31）连通的紧固螺纹孔（32），所述紧固件螺纹旋拧于所述紧固螺纹孔（32）中且末端抵接于所述球托部（21）。

3.根据权利要求2所述的托举机构，其特征在于，所述紧固螺纹孔（32）至少于所述球形槽（31）的两侧各设置一个。

4.根据权利要求1所述的托举机构，其特征在于，在经过所述球托部（21）球心的竖直平面内，所述球帽（30）的允许转动角度α为90°～270°。

5.根据权利要求1所述的托举机构，其特征在于，所述球帽（30）的顶端相对所述球托部（21）的高度调节范围为0～h，h为0.2mm～1mm。

6.根据权利要求1所述的托举机构，其特征在于，所述球帽（30）的球心位于所述球托部（21）的外侧，所述球帽（30）的球心与所述球托部（21）的球心之间的间距为1mm～4mm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的托举机构，其特征在于，所述球形槽（31）的槽壁及所述球托部（21）的外表面均为经抛光处理的面。

8.根据权利要求1-6任一项所述的托举机构，其特征在于，所述顶针（20）包括连接部（22）和主体（23），所述连接部（22）设置为锥形圆台，所述连接部（22）的小端连接所述球托部（21）且大端连接所述主体（23），所述主体（23）的下端与所述托举底座（10）连接。

9.根据权利要求1-6任一项所述的托举机构，其特征在于，所述顶针（20）的下端设置外螺纹，所述托举底座（10）上设置有固定螺纹孔，所述顶针（20）与所述托举底座（10）通过所述外螺纹与所述固定螺纹孔螺纹连接。

10.一种半导体设备，包括升降机构（60）和水平设置的承载件（50），所述承载件（50）上开设有安装孔（501），其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的托举机构，所述托举底座（10）位于所述承载件（50）的下方，所述顶针（20）穿过所述安装孔（501），所述升降机构（60）能带动所述托举机构升降，以使所述球帽（30）能选择性地陷入所述安装孔（501）或向上伸出所述承载件（50）。

技术总结
本发明属于半导体制造设备技术领域，公开了一种托举机构及半导体设备。该托举机构包括托举底座、顶针和球帽，顶针竖直设置且下端与托举底座连接，顶针的顶端具有球形的球托部，顶针至少间隔设置有三个，所述球帽上开设有球形槽，所述球托部安装于所述球形槽中并与所述球形槽的槽壁转动配合，所述球帽的球心与所述球托部的球心间隔设置且球帽能绕球托部转动，以调节球帽的顶端高度。本发明通过顶针竖直设置在托举底座上，在晶圆顶针的顶部设置配合的球帽，通过转动球帽即可快速调节球帽的支撑高度，完成晶圆水平度的调节，调节方式灵活便捷，效率高。

技术研发人员：李庆伟,孙文彬
受保护的技术使用者：无锡邑文电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12