一種舉升裝置、反應腔室及等離子體加工設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體設備制造領域，具體地，涉及一種舉升裝置、反應腔室及等離子體加工設備。
【背景技術】
[0002]等離子體加工設備是加工半導體器件的常用設備，其主要用于實施刻蝕、濺射和沉積等工藝。
[0003]圖1為現有的等離子體加工設備的結構示意圖。如圖1所示，等離子體加工設備包括工藝腔室I和機械手(圖中未示出)。其中，工藝腔室I的底部設置有靜電卡盤2，其用于承載晶片3，并在工藝過程中通過其與晶片3的接觸面對晶片3進行加熱和冷卻。在靜電卡盤2的下方設置有舉升裝置，舉升裝置包括頂針機構4和用于驅動頂針機構4作升降運動的頂針驅動電機(圖中未示出)，頂針機構4包括頂針底盤5和頂針6,在靜電卡盤2上與頂針6相對應的位置處設置有貫穿其厚度的通孔，在頂針驅動電機驅動頂針機構4作升降運動時，頂針6可通過該通孔使其頂端高出或低于靜電卡盤2的上表面。機械手用于向靜電卡盤2上傳輸晶片3，以及將晶片3從靜電卡盤2上傳輸至工藝腔室I外部。
[0004]在上述等離子體加工設備中，舉升裝置與機械手相配合完成晶片3在機械手與靜電卡盤2之間的轉移。具體地,在頂針驅動電機驅動頂針機構4向上運動,使頂針6的頂端高于靜電卡盤2的上表面時，機械手可以向下運動至頂針6頂端下方位置處，將其裝載的晶片3轉移至頂針6的頂端，從而在頂針機構4向下運動使頂針6的頂端低于靜電卡盤2的上表面時，可以將晶片3轉移至靜電卡盤2上；或者，在頂針6的頂端高于靜電卡盤2的上表面時，其將置于靜電卡盤2上的晶片3轉移至頂針6的頂端上，從而使機械手可以自頂針6頂端與靜電卡盤2之間的位置處向上運動至頂針6頂端上方位置處，將晶片3從頂針6頂端轉移至機械手上。
[0005]上述等離子體加工設備的舉升裝置與機械手相配合可以完成晶片3在機械手與靜電卡盤2之間的轉移，但其頂針6需要滿足下述兩個方面的要求:第一，由于在工藝過程中，靜電卡盤2無法對晶片3的與靜電卡盤2上的通孔相對應的區域進行有效的加熱和冷卻處理，為保證晶片3的工藝均勻性，靜電卡盤2上的通孔的孔徑需要盡可能地小，這就要求頂針6的水平截面直徑盡可能地小；第二，為使頂針6的頂端可以在頂針底盤5與靜電卡盤2的下表面之間存在一定間隙的前提下高出靜電卡盤2的上表面，頂針6需要具有足夠的長度。這就要求頂針6需要同時具有較長的長度和較小的水平截面直徑，從而使得頂針6的加工過程較為困難，加工成本較高；并且導致頂針6的結構強度較低，在靜電卡盤2上的通孔的孔徑較小的情況下，頂針6在安裝及工作過程中容易斷裂。
【發明內容】
[0006]本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種舉升裝置、反應腔室及等離子體加工設備，其頂針在具有足夠的結構強度的前提下具有較長的長度，且頂針上部具有較小的水平截面直徑，使與頂針相配合的靜電卡盤上的通孔可以具有較小的孔徑，從而可以減小該通孔在工藝過程中對工藝均勻性的影響。
[0007]為實現本發明的目的而提供一種舉升裝置，包括頂針驅動機構和至少三個頂針，所述至少三個頂針與所述頂針驅動機構連接，用于在所述頂針驅動機構的驅動下作升降運動；所述頂針包括上部和下部，且所述頂針下部的水平截面直徑大于所述頂針上部的水平截面直徑。
[0008]其中，所述頂針上部與頂針下部之間還設有將其二者連接的連接部，所述連接部的水平截面直徑大于所述頂針上部的水平截面直徑，且小于所述頂針下部的水平截面直徑。
[0009]其中，所述頂針上部包括第一子頂針，所述頂針下部包括第二子頂針，且所述第二子頂針的上端設有安裝孔，所述第一子頂針安裝于所述安裝孔內。
[0010]其中，所述連接部包括沿豎直方向依次連接的多個第三子頂針，其中，位于最上方的第三子頂針與所述頂針上部連接，位于最下方的第三子頂針與所述頂針下部連接；并且，在所述多個第三子頂針中，位于下方的第三子頂針的水平截面直徑大于位于上方的第三子頂針的水平截面直徑。
[0011]其中，所述位于最上方的第三子頂針的上端設有安裝孔，所述頂針上部安裝于所述安裝孔內。
[0012]其中，所述第一子頂針與所述安裝孔以間隙配合的方式安裝。
[0013]其中，所述頂針上部的長度大于4mm。
[0014]其中，所述第一子頂針的長度為20mm，水平截面直徑為1.5?2mm ;所述第二子頂針的長度為40?50mm,水平截面直徑為4?6mm。
[0015]作為另一個技術方案，本發明還提供一種反應腔室，其內設有靜電卡盤，所述靜電卡盤上設有貫穿其厚度的通孔，且所述靜電卡盤下方設有舉升裝置，所述舉升裝置采用本發明提供的上述舉升裝置，其中，所述通孔的數量與所述舉升裝置的頂針的數量相等，且其所在位置和所述頂針的位置相互對應，并且所述通孔沿豎直方向具有不同的孔徑，其分別與所述頂針的沿豎直方向依次分布的不同部分的水平截面直徑相對應。
[0016]作為另一個技術方案，本發明還提供一種等離子體加工設備，包括反應腔室和機械手，其中，反應腔室用于對晶片進行工藝處理，其內設有靜電卡盤，機械手用于向靜電卡盤傳輸晶片，以及將置于靜電卡盤上的晶片傳輸至反應腔室外部；并且，所述反應腔室采用本發明提供的上述反應腔室。
[0017]本發明具有以下有益效果:
[0018]本發明提供的舉升裝置，其頂針的下部具有較大的水平截面直徑，可以使舉升裝置的結構強度增強，使其在安裝及工藝過程中不易斷裂，并且易于加工，從而降低舉升裝置的制造成本；其頂針的上部具有較小的水平截面直徑，可以使與其相配合的靜電卡盤上的通孔的上部的孔徑相應減小，從而在靜電卡盤對晶片進行加熱、冷卻等處理的過程中，減小通孔對工藝均勻性所造成的影響，提高工藝的均勻性。
[0019]本發明提供的反應腔室，其采用本發明提供的上述舉升裝置，使其頂針具有較大的結構強度，在安裝及工藝過程中不易斷裂，并且易于加工，從而降低制造成本；且頂針的上部具有較小的水平截面直徑，可以使與其相配合的靜電卡盤上的通孔的上部的孔徑相應減小，從而在靜電卡盤對晶片進行加熱、冷卻等處理的過程中，減小通孔對工藝均勻性所造成的影響，提高工藝的均勻性。
[0020]本發明提供的等離子體加工設備，其采用本發明提供的上述反應腔室，使其頂針具有較大的結構強度，在安裝及工藝過程中不易斷裂，并且易于加工，從而降低制造成本；且頂針的上部具有較小的水平截面直徑，可以使與其相配合的靜電卡盤上的通孔的上部的孔徑相應減小，從而在靜電卡盤對晶片進行加熱、冷卻等處理的過程中，減小通孔對工藝均勻性所造成的影響，提高工藝的均勻性。
【附圖說明】
[0021]圖1現有的等離子體加工設備的結構示意圖；
[0022]圖2為本發明第一實施例提供的舉升裝置的結構示意圖；以及
[0023]圖3為本發明第二實施例提供的舉升裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖來對本發明提供的舉升裝置、反應腔室及等離子體加工設備進行詳細描述。
[0025]請參看圖2，圖2為本發明第一實施例提供的舉升裝置的結構示意圖。舉升裝置設于反應腔室內的靜電卡盤20的下方，其包括頂針驅動機構(圖中未示出)和至少三個頂針10，該至少三個頂針10與頂針驅動機構連接，用于在頂針驅動機構的驅動下作升降運動；靜電卡盤20的與頂針10相對應的位置處設有貫穿其厚度且與頂針相配合的通孔，在頂針驅動機構驅動頂針10作升降運動時，頂針10的頂端高出或低于靜電卡盤20的上表面。
[0026]在本實施例中，頂針10包括上部和下部，且頂針10下部的水平截面直徑大于頂針10上部的水平截面直徑，這樣可以使頂針10的下部具有較大的水平截面直徑，從而提高頂針10的整體結構強度；同時還可以使頂針10的上部具有較小的水平截面直徑，從而使靜電卡盤20上貫穿其厚度的通孔的上部的孔徑較小，并在靜電卡盤20對晶片進行加熱、冷卻等處理的過程中，減小通孔對工藝均勻性的影響，提高工藝的均勻性。
[0027]具體地，頂針10的上部包括第一子頂針11，頂針10的下部包括第二子頂針12，第二子頂針12的上端設有安裝孔，第一子頂針11安裝于該安裝孔內。這樣設置可以使舉升裝置可以通過下述方式安裝:首先，從靜電卡盤20上的通孔的下端將第二子頂針12安裝于通孔內，其后，將第一子頂針11從靜電卡盤20上的通孔的上端安裝到第二子頂針12上端的安裝孔內；這樣將第一子頂針11和第二子頂針12分別安裝可以減小第一子頂針11與通孔之間產生的碰撞，從而避免水平截面較小，且結構強度相對較低的第一子頂針11在安裝過程中斷裂。優選地，在本實施例中，第一子頂針11與該安裝孔以間隙配合的方式安裝，這樣可以降低第一子頂針11和第二子頂針12頂端的安裝孔之間的裝配精度，從而降低的安裝成本，并且由于在晶片的傳輸過程中，頂針10的受力方向是向下的，這樣第一子頂針11和第二子頂針12頂端的通孔之間的不緊固連接不會影響晶片的傳輸。
[0028]在實際應用中，靜電卡盤20需要具有一定的厚度，以使靜電卡盤20對晶片具有良好的加熱、冷卻效果。而在本實施例中，由于頂針10下部的水平截面直徑大于頂針10上部的水平截面直徑，相應地，與頂針10相配合的靜電卡盤20上的通孔的下部的孔徑