工艺腔室以及半导体加工设备的制造方法_3

文档序号:8432201阅读:来源:国知局
径。当然,在实际应用中,也可以省去支撑部,并使通孔的直径小于晶片的直径,在这种情况下,晶片由旋转基盘上表面的靠近通孔周边的部分支撑,并且升降基座的外径应小于该通孔的直径。
[0060]在本实施例中,晶片传输装置还包括旋转驱动机构,用于驱动旋转基盘14围绕其轴向中心线作旋转运动。具体地,如图2D所示,该旋转驱动机构包括磁流体轴承181和旋转电机183。其中,磁流体轴承181设置在工艺腔室10内的中心位置处,并与旋转基盘14连接;旋转电机181用于通过减速器182驱动磁流体轴承183围绕工艺腔室的中心旋转,从而带动旋转基盘14旋转。磁流体轴承181是采用导电流体作润滑剂并有外加磁场的滑动轴承,借助磁流体轴承181,可以利用由其产生的磁场而对流体的运动起阻滞作用,从而可以使流体的等效粘度成倍增加,进而可以提高轴承的承载能力。当然,在实际应用中,还可以采用其他任意结构的旋转驱动机构,本发明对旋转驱动机构的结构没有限制,只要其具有驱动旋转基盘在水平面内旋转的功能即可。
[0061]另外,优选的,为了能够准确地控制和校准旋转基盘14的旋转角度,以保证各个承载位能够旋转到位,晶片传输装置还包括归零传感器感应片171、定位传感器感应片172、归零传感器(图中未示出)和定位传感器(图中未示出)。其中,归零传感器感应片171设置在旋转基盘14的外周壁上,且与预设的原点位置相对应的位置处;所谓原点位置,是指旋转基盘14的旋转角度为零时的初始位置。归零传感器用于在旋转基盘14旋转时,通过识别归零感应片171而检测旋转基盘14的原点位置。定位传感器感应片172的数量与承载位的数量相对应,定位传感器感应片172设置在旋转基盘14的外周壁上,且与承载位一一对应的位置处;定位传感器用于在旋转基盘14旋转时,通过识别各个定位传感器感应片172而检测各个承载位的位置。
[0062]在本实施例中,晶片传输装置还包括升降驱动机构,该升降驱动机构的数量与升降基座的数量相对应,即,升降驱动机构的数量为四个,用于一一对应地驱动升降基座作升降运动。每个升降驱动机构的结构具体为:如图2D所示,每个升降驱动机构设置在工艺腔室10的底部,且包括旋转电机215、基座提升轴212、直线轴承211、直线传动机构。其中,直线轴承211固定在工艺腔室10的底部;基座提升轴212的上端沿竖直方向穿过直线轴承211 ( 二者滑动配合),并延伸至工艺腔室10内与升降基座连接;旋转电机215用于提供旋转动力;直线传动机构用于将旋转电机215的旋转动力转换为竖直方向上的直线动力,并传递至基座提升轴212。具体地,直线传动机构包括螺母213和丝杠214,其中,螺母213套制在丝杠214上,且可沿丝杠214滑动,并且螺母213与基座提升轴212的下端连接;丝杠214分别与基座提升轴212的下端和旋转电机215的驱动轴连接。
[0063]在旋转电机215的驱动下,丝杠214作旋转运动,以使螺母213作升降运动,从而带动基座提升轴212和与之连接的升降基座同步作升降运动。优选的,升降驱动机构还可以包括用于对基座提升轴起导向作用的直线导轨。另外,优选的,还可以在基座提升轴212上套制波纹管216,用以对基座提升轴212与工艺腔室10之间的间隙进行密封。
[0064]在实际应用中,升降驱动机构也可以采用直线电机直接驱动基座提升轴作升降运动。或者,还可以采用其他任意结构的升降驱动机构,本发明对升降驱动机构的结构没有限制,只要其具有驱动升降基座作升降运动的功能即可。
[0065]在本实施例中,在工艺腔室10的侧壁上设置有传片口 11,用以供晶片移入或移出工艺腔室10 ;顶针装置15设置在工艺腔室10内与传片口 11相对的位置处,如图2B所示。顶针装置15通过作升降运动,而使其顶端贯穿承载位,并到达高于或低于旋转基盘14的位置。
[0066]顶针装置15的结构具体为:其包括至少三个顶针151和用于驱动至少三个顶针同步作升降运动的顶针提升机构152。当需要将完成加工的晶片自旋转基盘14上取出,并移出工艺腔室10时,首先,旋转基盘14将完成加工的晶片所在的承载位旋转至至少三个顶针151的上方(顶针151的初始位置位于旋转基盘14的下方),S卩,旋转至与传片口 11相对的位置处;然后,至少三个顶针151在顶针提升机构152的驱动下上升,直至其顶端穿过该承载位,并到达高于旋转基盘14的位置处,在此过程中,至少三个顶针151顶起承载位上的晶片,以使其脱离旋转基盘14 ;工艺腔室10之外的机械手经由传片口 11移入工艺腔室10内,并自顶针151上取出晶片16,然后携带晶片16移出工艺腔室10,从而完成晶片16的卸载。将待加工的晶片装载至旋转基盘14的流程与上述晶片的卸载流程相类似,而仅是运动顺序相反,因而不再赘述。容易理解,在旋转基盘14作旋转运动时,顶针装置15位于旋转基盘14的下方且静止不动;待需要装卸的承载位旋转到位后,使顶针装置15上升至高于旋转基盘15的位置处,此时旋转基盘14静止不动,从而保证旋转基盘14和顶针装置15的运动互不干涉。
[0067]下面对进气系统的结构和进气方式,以及反应舱的内部结构进行详细描述。请一并参阅图3A-3C,图中仅示出了单个反应舱12A的具体结构,而其余三个反应舱12B-12C的结构与反应舱12A相同。具体地,每个反应舱设置有匀流腔,该匀流腔与进气系统连接,且具有多个出气口,多个出气口沿匀流腔的周向均匀分布,用以将来自进气系统的工艺气体均匀地输送至反应舱内。
[0068]下面对匀流腔的结构进行详细描述。具体地,如图3B所示,在反应舱12A内还设置有衬环组件,该衬环组件包括下环体25和上环体23,且上环体23位于下环体25的内侧。下环体25和上环体23用于起到保护反应舱的侧壁的作用,以防止其上附着污染物。在实际应用中,下环体和上环体与反应舱采用可拆卸的方向连接,以方便清洗。容易理解,由下环体和上环体组成的环壁应能够覆盖整个反应舱的侧壁表面。
[0069]在本实施例中,在反应舱12A的侧壁内部形成有沿其周向环绕的环形通道244,该环形通道244用作匀流腔与进气系统连接,并且在反应舱12A的内侧壁上,且沿其周向均匀分布有多个用作出气口的径向通孔245,该径向通孔245分别与环形通道244和反应舱12A的内部连接,即,径向通孔245的外端(图3B中所示的径向通孔245的右端)与环形通道244连接;径向通孔245的内端位于反应舱12A的内侧壁上。由上可知,上述匀流腔(即,环形通道244)内嵌在反应舱12A的侧壁内部,这不仅可以简化设备的结构,而且有利于加工和安装。
[0070]进气系统包括在反应舱12A的侧壁24内形成的进气通道243,该进气通道243的出气端与环形通道244连接;进气通道241的进气端位于反应舱的上表面,并与气路(图中未示出)的接头242连接。
[0071]当反应舱12A工作时,工艺气体首先通过进气通道243进入用作匀流腔的环形通道244,并向四周扩散直至充满环形通道244,然后自各个径向通孔245均匀地流入环形间隙272内,最终流入反应舱12A内。由此,进气系统的气路可以依次通过进气通道243和匀流腔直接将工艺气体输送至反应舱12A内,这不仅可以缩短工艺气体到达反应舱内部的流动时间,而且可以更准确地控制参与工艺过程的工艺气体的流量,从而有利于工艺结果。此夕卜,由于反应舱的尺寸相对于工艺腔室较小,这使得直接流入反应舱内的工艺气体可以分布地更均匀,从而可以提高工艺均匀性。另外,通过使进气通道243的进气端设置在反应舱的上表面,这可以节省反应舱周围的空间,从而不仅使工艺腔室的结构更紧凑,而且有利于气体管道等元件的装卸。
[0072]在本实施例中,在反应舱12A内还设置有压环26,压环26用于在升降基座13A上升至反应舱12A内,如图3A中的位置E时,利用自身重力将晶片固定在升降基座13A上,此时升降基座13A和压环26共同将反应舱12A的底部开口封闭,从而使反应舱12A形成相对独立的工艺环境。此外,当升降基座13A下降,并移出反应舱12A时,压环26由下环体25支撑,具体地,下环体25的下端具有用于支撑压环26的弯曲部252,该弯曲部252在升降基座13A位于位置E时,其顶端低于压环26底部被支撑的部分;而当升降基座13A移出反应舱12A时,压环26自动下落至该弯曲部252的顶端。
[0073]优选的,在每个反应舱的顶部设置有开盖机构,用于开启或关闭反应舱的顶部开口,以便于独立地对每个反应舱的内部零件进行维护和保养。在本实施例中,如图2D所示,每个开盖机构包括上电极腔室221,其设置在反应舱的顶部,且在上电极腔室221与反应舱之间还设置有绝缘环,用以使二者电绝缘,该绝缘环可以采用陶瓷、玻璃等的绝缘材料制作。
[0074]优选的,开盖机构还包括开盖驱动装置19,用于驱动上电极腔室221作翻转运动,即,使上电极腔室221扣合在反应舱的顶部,以关闭反应舱的顶部开口 ;或者自反应舱的顶部向外翻转,以开启反应舱的顶部开口。开盖驱动装置19可以采用气动或者液压的方式驱动。本发明对开盖驱动
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