專利名稱：螺栓和半導(dǎo)體制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及螺栓和半導(dǎo)體制造裝置，特別地，涉及優(yōu)選用于夾持晶片的晶片夾持設(shè)備的螺栓，其中離子束輻射到該晶片，并且涉及通過向晶片輻射離子束對(duì)晶片進(jìn)行處理的半導(dǎo)體制造裝置。
背景技術(shù)：
制造半導(dǎo)體器件的一個(gè)重要的步驟是使用少量的化學(xué)元素?fù)诫s半導(dǎo)體材料的步驟。已知離子注入是一種使用摻雜劑原子摻雜半導(dǎo)體晶片的方法。離子注入是一種用于摻雜半導(dǎo)體晶片的技術(shù)，其方法是，使摻雜劑原子離子化，使離子化的原子加速以形成具有所需能量的離子束，并且使離子束輻射到晶片的前表面。離子化的原子與半導(dǎo)體晶體的組成原子反復(fù)碰撞，并且最終停止在晶體中。
在離子注入中，晶片的不充分的接地引起了晶片帶電，導(dǎo)致離子束對(duì)晶片的前表面的不均勻的輻射。結(jié)果，摻雜劑在晶片表面中的分布的均勻性變差，引起半導(dǎo)體器件的質(zhì)量下降和產(chǎn)量損失。
日本公開專利申請(qǐng)(JP-A-Heisei 7-180053)公開了一種傳統(tǒng)的晶片夾持設(shè)備，其使電荷從晶片的后表面放電到基臺(tái)。
圖1和2示出了根據(jù)日本公開專利申請(qǐng)(JP-A-Heisei 7-180053)的晶片夾持設(shè)備。圖1示出了夾持晶片400的晶片夾持設(shè)備的截面視圖。圖2示出了晶片夾持設(shè)備的平面視圖。在圖2中，略去了晶片400。該晶片夾持設(shè)備安裝在半導(dǎo)體制造裝置中。
通常，在晶片400的前表面上形成了諸如抗蝕層的絕緣膜或者絕緣氧化物，并且因此，晶片400不能經(jīng)由將晶片400的外圍部分按壓到基臺(tái)401的夾鉗403接地。此外，與晶片400的后表面接觸的類似橡膠的彈性體402是電介質(zhì)，并且因此，晶片400不能經(jīng)由類似橡膠的彈性體402接地。
因此，在這樣的晶片夾持設(shè)備中，通過在基臺(tái)401中安裝電傳導(dǎo)材料的銷釘404、彈簧405和蓋罩406，在類似橡膠的彈性體402中制作通孔402a，并且將具有彈簧405的銷釘404按壓到晶片400的后表面以產(chǎn)生銷釘404和后表面之間的接觸，形成了放電通路。
當(dāng)銷釘404和彈簧405的滑動(dòng)部分劣化，引起了銷釘404的不順暢的移動(dòng)時(shí)，并且當(dāng)銷釘404和彈簧405的表面被污染，增加了銷釘404和彈簧405的接觸電阻時(shí)，應(yīng)更換新的銷釘404和彈簧405。
然而，當(dāng)更換銷釘404和彈簧405時(shí)，有必要從基臺(tái)401移除蓋罩406，用于移除舊的銷釘404和彈簧405，并且將新的銷釘404和彈簧405安裝在基臺(tái)401上，隨后將蓋罩406附裝到基臺(tái)401。因此，需要許多更換步驟。
特別地，在基臺(tái)401固定到用于使晶片夾持設(shè)備旋轉(zhuǎn)的電機(jī)軸的狀態(tài)下，不能更換銷釘404和彈簧405，此時(shí)需要從軸移除基臺(tái)一次并且再將其附裝到軸的步驟，并且因此，不能使用半導(dǎo)體制造裝置的時(shí)段變長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是，提出了一種螺栓和一種半導(dǎo)體制造裝置，其能夠容易地更換用于使晶片接地的銷釘。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，一種螺栓，包括主體和彈簧銷釘。主體包括栓頭和軸。彈簧銷釘包括基臺(tái)部分和末端部分。軸包括外螺紋部分和中空部分。栓頭包括頂部表面和在頂部表面上開的孔。該孔連接到中空部分?；_(tái)部分被配置在中空部分中，以沿主體的軸線移動(dòng)。末端部分被配置在該孔中，以沿軸線移動(dòng)。使彈簧銷釘朝向栓頭側(cè)蓄能，由此末端部分突出超出頂部表面。末端部分電氣連接到外螺紋部分。
在本發(fā)明的另一方面，一種半導(dǎo)體制造裝置，包括用于夾持晶片的晶片夾持設(shè)備、用于將離子束輻射到晶片的離子束輻射裝置、支撐晶片夾持設(shè)備的支架、和將晶片夾持設(shè)備緊固到支架的螺栓。該螺栓包括主體和彈簧銷釘。主體包括栓頭和軸。軸包括外螺紋部分和中空部分。彈簧銷釘包括基臺(tái)部分和末端部分。栓頭包括頂部表面和在頂部表面上開的孔。該孔連接到中空部分?；_(tái)部分被配置在中空部分中，以沿主體的軸線移動(dòng)。末端部分被配置在該孔中，以沿軸線移動(dòng)。支架包括內(nèi)螺紋部分，其中旋接了外螺紋部分。該晶片夾持設(shè)備包括具有支撐表面的基臺(tái)。支撐表面接觸晶片的后表面?；_(tái)包括在支撐表面中開的锪孔，以及將該锪孔連接到內(nèi)螺紋部分的軸孔。栓頭配置在锪孔中。使彈簧銷釘朝向栓頭側(cè)蓄能，由此末端部分突出超出頂部表面。末端部分電氣連接到外螺紋部分。使支架接地。
本發(fā)明使得易于更換用于使晶片接地的銷釘。


通過下面的描述，結(jié)合附圖，本發(fā)明的上面的和其他的目的、優(yōu)點(diǎn)和特性將是更加顯而易見的，在附圖中圖1是示出了傳統(tǒng)的晶片夾持設(shè)備的截面視圖；圖2是示出了傳統(tǒng)的晶片夾持設(shè)備的平面視圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體制造裝置；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的晶片夾持設(shè)備的平面視圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的晶片夾持設(shè)備的截面視圖；
圖6示出了示出了根據(jù)本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例的螺栓；圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的晶片夾持設(shè)備的平面視圖；以及圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的晶片夾持設(shè)備的截面視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將通過參考說明性實(shí)施例描述本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，使用本發(fā)明的教授內(nèi)容可以實(shí)現(xiàn)許多可替換的實(shí)施例，并且本發(fā)明不限于出于解釋性目的而說明的實(shí)施例。
下面將通過參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體制造裝置100。半導(dǎo)體制造裝置100包括用于在真空容器11中夾持晶片14的晶片夾持設(shè)備200、用于支撐晶片夾持設(shè)備200的支架15以及用于將離子束13輻射到晶片14的離子束輻射裝置12。當(dāng)支架15是電機(jī)16(諸如旋轉(zhuǎn)角電機(jī))的軸時(shí)，晶片14可以同晶片夾持設(shè)備200一起旋轉(zhuǎn)。電機(jī)16包括軸承161，用于支撐支架15，以使支架15能夠旋轉(zhuǎn)；以及機(jī)架162，其配備有軸承161。軸承161由滾珠軸承示例。支架15經(jīng)由軸承161和機(jī)架162接地。
半導(dǎo)體制造裝置100由離子注入裝置、離子束刻蝕裝置和使用離子束的濺射裝置示例。
將參考圖4～6描述晶片夾持設(shè)備200和螺栓300，螺栓300是內(nèi)六角圓柱頭螺栓，并且將晶片夾持設(shè)備200緊固到支架15。
圖4和5分別示出了晶片夾持設(shè)備200的平面視圖和截面視圖。晶片夾持設(shè)備200具有基臺(tái)210，其配備有晶片支架部件211。根據(jù)第一實(shí)施例，晶片支架部件211是絕緣橡膠。晶片支架部件211的支撐表面211a面對(duì)晶片14的后表面14b并且與之接觸。晶片14包括與后表面14b相反的前表面。離子束13輻射到前表面14a。晶片夾持設(shè)備200包括夾具環(huán)251、環(huán)形板252、連接軸253和彈簧254。夾具環(huán)251將晶片14的外圍部分按壓到基臺(tái)210?；_(tái)210配置在環(huán)形板252和夾具環(huán)251之間。連接軸253延伸通過基臺(tái)210中的通孔212。連接軸253的一個(gè)末端同夾具環(huán)251連接，另一末端同環(huán)形板252連接。彈簧254在基臺(tái)210和環(huán)形板252之間蓄能，以保持其之間的距離。換言之，夾具環(huán)251通過作用于環(huán)形板252的彈簧254的蓄能力，將晶片14按壓到基臺(tái)210。結(jié)果，后表面14b與支撐表面211a緊密接觸。支撐表面211a用作用于安置晶片14的安置面。
晶片夾持設(shè)備200由支架15支撐?；_(tái)210配置在晶片支架部件211和支架15之間。支架15具有內(nèi)螺紋部分150，其連接到基臺(tái)210中的通孔213。通孔213具有锪孔213a和軸孔213b。锪孔213a貫穿晶片支架部件211，并且在支撐表面211a中開口。在锪孔213a的底部開軸孔213b。軸孔213b使锪孔213a同內(nèi)螺紋部分150連接。
基臺(tái)210和支架15具有通孔213和內(nèi)螺紋部分150的多個(gè)耦合。在每個(gè)耦合中，配置了螺栓300或者螺栓301。螺栓301是內(nèi)六角圓柱頭螺栓?；_(tái)210和支架15通過一個(gè)螺栓300和三個(gè)螺栓301緊固。螺栓300具有觸及后表面14b的彈簧銷釘330。螺栓301不具有彈簧銷釘。
使用內(nèi)六角圓柱頭螺栓，諸如螺栓300和301，將基臺(tái)210固定到支架15，允許使锪孔213a的直徑較小，并且允許使接觸晶片支架部件211的晶片14的面積較大。因此，可以防止晶片14的變形。
基臺(tái)210具有管道(圖4和5中未示出)，其中冷卻劑流動(dòng)，用于冷卻晶片14。自支架15提供冷卻劑，其在基臺(tái)210的管道中流動(dòng)，由晶片14吸收熱量，并且返回到支架15。
圖6示出了螺栓300的截面視圖。螺栓300具有主體310、彈簧320、彈簧銷釘330和彈簧固定部件340。主體310具有栓頭311和軸312。栓頭311具有在栓頭311的頂部表面311a中開的六角形槽(內(nèi)六角形孔)310a。軸312具有外螺紋部分312a和中空部分310c。栓頭311中的連接孔310b使六角形槽310a同中空部分310c連接，并且在六角形槽310a的底部中開口。彈簧銷釘330具有基臺(tái)部分332，其可以在中空部分310c中沿主體310的軸線S移動(dòng)；以及末端部分331，其同基臺(tái)部分332連接。末端部分331插入到連接孔310b中，以到達(dá)六角形槽310a。中空部分310c具有軸312的末端中的開口310d。彈簧固定部件340，其固定到軸312的末端，將開口310d封閉。配置在基臺(tái)部分332和彈簧固定部件340之間的中空部分310c中的彈簧320由基臺(tái)部分332朝向栓頭側(cè)311蓄能。彈簧320是螺旋狀壓縮彈簧。
當(dāng)在開口310d中制作內(nèi)螺紋并且將作為固定螺釘?shù)膹椈晒潭ú考?40旋入開口310d中時(shí)，可以容易地制作螺栓300。
主體310、彈簧320、彈簧銷釘330和彈簧固定部件340由電傳導(dǎo)材料制成，其由諸如不銹鋼的金屬示例。
圖6示出了垂直于軸線S的虛擬面L1～L5。在從栓頭311觀察軸312的方向中，虛擬面L1～L5以此順序配置。虛擬面L3指出了頂部表面311a的位置。虛擬面L5指出了栓頭311的軸承表面311b的位置。當(dāng)栓頭300將基臺(tái)210緊固到支架15時(shí)，虛擬面L5還指出了锪孔213a的底部位置。
末端部分331和基臺(tái)部分332具有圓柱的形狀。連接孔310b具有圓形截面。末端部分331的直徑小于連接孔310b的內(nèi)直徑?；_(tái)332的直徑大于連接孔310b的內(nèi)直徑。因此，彈簧銷釘330，其由彈簧320蓄能，停止在如下位置，其中彈簧銷釘330的末端表面331a位于虛擬面L1上。此時(shí)，末端部分331突出超過頂部表面311a。
當(dāng)使用螺栓300將基臺(tái)210緊固到支架15時(shí)，螺栓300插入到通孔213中，使用六角形扳手(未示出)使外螺紋部分312a旋入并緊固到內(nèi)螺紋部分150，直至軸承表面311b接觸锪孔213a的底部。此時(shí)，通過六角形扳手壓下彈簧銷釘330，并且末端表面331a位于由虛擬面L4指出的位置。
將晶片14安裝在支撐表面211a上，以使后表面14b同支撐表面211a緊密接觸，導(dǎo)致了晶片14將彈簧銷釘330壓下到如下位置，其中末端表面331a位于由虛擬面L2指出的位置。此時(shí)，虛擬面L2指出了支撐表面211a和后表面14b的位置。
在該狀態(tài)下，由彈簧320使彈簧銷釘330蓄能，并且因此，后表面14b穩(wěn)固地接觸末端表面331a。此外，螺栓300將基臺(tái)210緊固到支架15，并且因此，外螺紋部分312a穩(wěn)固地接觸內(nèi)螺紋部分150。此外，使彈簧320壓縮，并且因此，彈簧320穩(wěn)固地接觸基臺(tái)332和彈簧固定部件340。并且，如果彈簧固定部件340旋入到開口310d，則彈簧固定部件340穩(wěn)固地同軸312接觸。因此，晶片14穩(wěn)固地接地。
螺栓300直接連接至接地支架15。因此，在從晶片14到地的放電通路中存在很少的按壓接觸(face contacts)。結(jié)果，降低了由于接觸失效引起的晶片14不充分接地的概率。
因此，半導(dǎo)體制造裝置100具有保持晶片14接地的高度可靠性。因此，抑制了晶片14上的電荷積累，并且離子束13均勻地輻射到前表面14a。因此，改善了由半導(dǎo)體制造裝置100制造的半導(dǎo)體器件的性能和產(chǎn)量。而且，由于不需要頻繁維護(hù)用于保持晶片14的良好的接地狀態(tài)，因此，提高了半導(dǎo)體制造裝置100的操作速率。
當(dāng)末端表面331a被污染時(shí)，并且當(dāng)彈簧銷釘330滑動(dòng)不順暢時(shí)，所需要的只是更換新的螺栓300。由于觸及晶片14的彈簧銷釘330和使彈簧銷釘330蓄能的彈簧320被制造為單元，并且由于通過螺紋附裝和分離螺栓300，因此可以容易地更換螺栓300。而且，更換螺栓300不需要從支架15移除基臺(tái)210，并且因此，可以在短時(shí)間中更換螺栓300。
在圖4和5中，使用一個(gè)螺栓300和三個(gè)螺栓301將基臺(tái)210緊固到支架15。然而，可以使用兩個(gè)螺栓300和兩個(gè)螺栓將基臺(tái)210緊固到支架15。使用多個(gè)螺栓300，即使在一個(gè)螺栓300的末端表面331a被污染的情況中，仍能夠利用其他的螺栓300使晶片14接地。
如果需要，可以改變螺栓300和螺栓301的數(shù)目和配置。
(第二實(shí)施例)對(duì)于半導(dǎo)體制造裝置100，當(dāng)不需要晶片14旋轉(zhuǎn)時(shí)，可通過靜電吸附夾持晶片14。
圖7和8分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的晶片夾持設(shè)備200′的平面視圖和截面視圖。晶片夾持設(shè)備200′具有與根據(jù)第一實(shí)施例的晶片夾持設(shè)備200共同的元件。這些元件由與針對(duì)第一實(shí)施例使用的符號(hào)相同的符號(hào)標(biāo)出。將省略這些元件的描述。
晶片夾持設(shè)備200′在真空容器11中夾持晶片14。晶片夾持設(shè)備200′具有基臺(tái)210，其通過螺栓300和螺栓301緊固到支架15。根據(jù)第二實(shí)施例，支架15可以不是電機(jī)16的軸。當(dāng)支架15不旋轉(zhuǎn)時(shí)，支架15可以直接接地。
晶片夾持設(shè)備200′具有雙極類型的靜電卡盤260。靜電卡盤260包括晶片支架部件211以及直流電源255和256。根據(jù)第二實(shí)施例的晶片支架部件211是具有配置在相同面上的兩個(gè)電極板211b和211c以及覆蓋電極板211b和211c的絕緣層211d的板。晶片14安裝在晶片支架部件211上。直流電源255向電極板211b施加正電壓，在晶片14和電極板211b上感生了相反極性的電荷。直流電源256向電極板211c施加負(fù)電壓，在晶片14和電極板211c上感生了相反極性的電荷。通過晶片支架部件211上的靜電吸附夾持晶片14，導(dǎo)致了后表面14b緊密地接觸支撐表面211a。
在根據(jù)本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例中，描述了具有彈簧銷釘330的內(nèi)六角圓柱頭螺栓。然而，該彈簧銷釘還可以應(yīng)用到六角頭螺栓。
顯而易見，本發(fā)明不限于上面的實(shí)施例，并且可以在不偏離本發(fā)明的前提下進(jìn)行修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種螺栓，包括主體，其包括栓頭和軸；和彈簧銷釘，其包括基臺(tái)部分和末端部分，其中所述軸包括外螺紋部分和中空部分，所述栓頭包括頂部表面和在所述頂部表面上開的孔，所述孔連接到所述中空部分，所述基臺(tái)部分被配置在所述中空部分中，以沿所述主體的軸線移動(dòng)，所述末端部分被配置在所述孔中，以沿所述軸線移動(dòng)，使所述彈簧銷釘朝向所述栓頭側(cè)蓄能，由此所述末端部分突出超出所述頂部表面，并且所述末端部分電氣連接到所述外螺紋部分。
2.權(quán)利要求1的螺栓，其中一部分所述孔是六角形孔，并且上述的一部分所述孔在所述頂部表面中開口。
3.權(quán)利要求1的螺栓，進(jìn)一步包括固定螺釘；和螺旋壓縮彈簧，其中所述固定螺釘旋入所述中空部分的開口部分，所述開口部分在所述軸的末端開口，并且所述螺旋壓縮彈簧配置在所述基臺(tái)部分和所述固定螺釘之間的所述中空部分中。
4.一種半導(dǎo)體制造裝置，包括用于夾持晶片的晶片夾持設(shè)備；用于將離子束輻射到所述晶片的離子束輻射裝置；支撐所述晶片夾持設(shè)備的支架；和將所述晶片夾持設(shè)備緊固到所述支架的螺栓，其中所述螺栓包括主體和彈簧銷釘，所述主體包括栓頭和軸，所述軸包括外螺紋部分和中空部分，所述彈簧銷釘包括基臺(tái)部分和末端部分，所述栓頭包括頂部表面和在所述頂部表面上開的孔，所述孔連接到所述中空部分，所述基臺(tái)部分被配置在所述中空部分中，以沿所述主體的軸線移動(dòng)，所述末端部分被配置在所述孔中，以沿所述軸線移動(dòng)，所述支架包括內(nèi)螺紋部分，其中旋接了所述外螺紋部分，所述晶片夾持設(shè)備包括具有支撐表面的基臺(tái)，所述支撐表面接觸所述晶片的后表面，所述基臺(tái)包括在所述支撐表面中開的锪孔，以及將所述锪孔連接到所述內(nèi)螺紋部分的軸孔，所述栓頭配置在所述锪孔中，使所述彈簧銷釘朝向所述栓頭側(cè)蓄能，由此所述末端部分突出超出所述頂部表面，所述末端部分電氣連接到所述外螺紋部分，并且所述支架接地。
5.權(quán)利要求4的半導(dǎo)體制造裝置，其中所述支架是電機(jī)的軸。
6.權(quán)利要求5的半導(dǎo)體制造裝置，其中所述晶片夾持設(shè)備包括夾具環(huán)，其將所述晶片的外圍部分按壓到所述基臺(tái)。
7.權(quán)利要求4的半導(dǎo)體制造裝置，其中所述晶片夾持設(shè)備包括雙極類型的靜電卡盤。
全文摘要
一種螺栓(300)，包括主體(310)和彈簧銷釘(330)。主體包括栓頭(311)和軸(312)。彈簧銷釘包括基臺(tái)部分(332)和末端部分(331)。軸包括外螺紋部分(312a)和中空部分(310c)。栓頭包括頂部表面(311a)和在頂部表面上開的孔(310a、310b)。該孔連接到中空部分。基臺(tái)部分被配置在中空部分中，以沿主體的軸線(S)移動(dòng)。末端部分被配置在該孔中，以沿軸線移動(dòng)。使彈簧銷釘朝向栓頭側(cè)蓄能，由此末端部分突出超出頂部表面。末端部分電氣連接到外螺紋部分。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101038005SQ20071008780
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2007年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月17日
發(fā)明者島田好朗, 衛(wèi)藤宏樹, 樫原玲 申請(qǐng)人:恩益禧電子股份有限公司