晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)、反應(yīng)腔室及半導(dǎo)體加工設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備制造領(lǐng)域，具體地，涉及一種晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)、反應(yīng)腔室及半導(dǎo)體加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在半導(dǎo)體加工設(shè)備中，往往無法在工藝過程中保護(hù)到晶片邊緣(S卩，晶片上表面的邊緣區(qū)域)，導(dǎo)致晶片邊緣因受到工藝過程的影響而在其表面產(chǎn)生細(xì)微的孔洞，從而造成在后續(xù)清洗工藝過程中細(xì)微孔洞中存在的顆粒物污染晶片。為了避免此類顆粒物污染晶片，就需要采用一種邊緣保護(hù)環(huán)機(jī)構(gòu)保護(hù)晶片邊緣。
[0003]圖1為現(xiàn)有的反應(yīng)腔室的示意圖。如圖1所示，反應(yīng)腔室包括下電極裝置1、晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)和真空系統(tǒng)。其中，下電極裝置I設(shè)置在反應(yīng)腔室內(nèi)，晶片2置于下電極裝置I的上表面上；保護(hù)機(jī)構(gòu)包括邊緣保護(hù)環(huán)3和用于驅(qū)動(dòng)該邊緣保護(hù)環(huán)3作升降運(yùn)動(dòng)的升降驅(qū)動(dòng)裝置，在升降驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，邊緣保護(hù)環(huán)3可以在進(jìn)行工藝之前下降，直至壓住晶片邊緣；以及在完成工藝之后上升至晶片上方，以進(jìn)行晶片的裝卸。此外，真空系統(tǒng)用于在進(jìn)行工藝時(shí)抽取反應(yīng)腔室內(nèi)的氣體。
[0004]下面結(jié)合圖1和圖2對(duì)升降驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述。具體地，升降驅(qū)動(dòng)裝置包括升降氣缸4、支撐架5、波紋管6和三個(gè)升降桿7。其中，升降氣缸4、支撐架5和波紋管6均位于反應(yīng)腔室的下方，支撐架5在水平面上的投影形狀為U形，升降桿7的下端與支撐架5連接，且三個(gè)升降桿7呈三角形分布在下電極裝置I的外圍，如圖2所示。而且，在反應(yīng)腔室的底壁上，且分布與三個(gè)升降桿7相對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置有貫穿底壁厚度的通孔，升降桿7的上端自該通孔豎直向上延伸至反應(yīng)腔室內(nèi)，用以支撐邊緣保護(hù)環(huán)3。波紋管6的數(shù)量與升降桿7的數(shù)量相對(duì)應(yīng)，波紋管6 —一對(duì)應(yīng)地套制在升降桿7上，用以對(duì)通孔進(jìn)行密封。
[0005]上述反應(yīng)腔室在實(shí)際應(yīng)用中不可避免地存在以下問題，即:由于上述升降驅(qū)動(dòng)裝置占用了反應(yīng)腔室下方的空間，這不僅給下電極裝置I的安裝和調(diào)試帶來困難，而且還使得真空系統(tǒng)只能采用側(cè)下抽的方式抽取反應(yīng)腔室內(nèi)的氣體，即，真空系統(tǒng)的接口位于反應(yīng)腔室的側(cè)下方，由于側(cè)下抽的方式往往會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)腔室內(nèi)的氣流場(chǎng)不對(duì)稱，這給工藝均勻性帶來了不良影響。
[0006]圖3為現(xiàn)有的另一種反應(yīng)腔室的示意圖。如圖3所示，反應(yīng)腔室同樣包括下電極裝置、保護(hù)機(jī)構(gòu)和真空系統(tǒng)。該反應(yīng)腔室與前述反應(yīng)腔室的區(qū)別僅在于:該保護(hù)機(jī)構(gòu)的升降驅(qū)動(dòng)裝置采用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過兩套滾珠絲杠和導(dǎo)軌分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)兩個(gè)升降桿同步作升降運(yùn)動(dòng)。然而，該種升降驅(qū)動(dòng)裝置不僅仍然存在前述升降驅(qū)動(dòng)裝置所存在的上述問題，而且由于其采用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)、兩套滾珠絲杠和導(dǎo)軌，導(dǎo)致制造成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)、反應(yīng)腔室及半導(dǎo)體加工設(shè)備，該晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)的升降驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在環(huán)形基座內(nèi)，其不占用反應(yīng)腔室下方的空間，從而可以將抽真空裝置設(shè)置在反應(yīng)腔室下方，有助于提高工藝的均勻性。
[0008]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)，用于在進(jìn)行工藝時(shí)保護(hù)置于下電極裝置上的晶片的邊緣，所述保護(hù)機(jī)構(gòu)包括環(huán)形基座、邊緣保護(hù)環(huán)和升降驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述環(huán)形基座環(huán)繞在所述下電極裝置周圍，并支撐所述下電極裝置；所述邊緣保護(hù)環(huán)位于所述下電極裝置上方；所述升降驅(qū)動(dòng)裝置包括氣源和至少三個(gè)氣動(dòng)升降機(jī)構(gòu)，其中，所述至少三個(gè)氣動(dòng)升降機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述環(huán)形基座的內(nèi)部，且沿所述環(huán)形基座的周向間隔分布，用以驅(qū)動(dòng)所述邊緣保護(hù)環(huán)作升降運(yùn)動(dòng)，以使其與晶片邊緣相接觸或相分離；所述氣源用于向位于所述環(huán)形基座外壁和內(nèi)壁之間的所述氣動(dòng)升降機(jī)構(gòu)提供氣體。
[0009]其中，每個(gè)所述氣動(dòng)升降機(jī)構(gòu)包括缸筒、缸桿和升降桿，其中所述缸筒為設(shè)置在所述環(huán)形基座的上表面上的安裝孔；所述缸桿位于所述缸筒內(nèi)，且所述缸桿的上端與所述升降桿的下端連接；所述缸桿的下端將所述缸筒分隔為彼此之間密封的上部空間和下部空間；并且，在所述環(huán)形基座的內(nèi)周壁上分別設(shè)置有與所述上部空間連通的第一氣孔，以及與下部空間連通的第二氣孔；所述氣源經(jīng)由所述第一氣孔和第二氣孔分別向所述上部空間和下部空間輸送氣體；所述升降桿的上端沿豎直方向向上延伸，用以支撐所述邊緣保護(hù)環(huán)。
[0010]其中，所述氣源與每個(gè)所述氣動(dòng)升降機(jī)構(gòu)之間連接有控制裝置，所述控制裝置用于控制氣源與多個(gè)氣動(dòng)升降機(jī)構(gòu)的缸筒的所述上部空間或下部空間同步連通，且控制所述氣源向多個(gè)所述氣動(dòng)升降機(jī)構(gòu)中通入相同流量的氣體。
[0011 ] 其中，所述控制裝置為換向閥。
[0012]其中，所述升降桿上端設(shè)有定位件，所述邊緣保護(hù)環(huán)下表面設(shè)有與所述定位件相配合的凹孔，所述凹孔與所述定位件相配合，對(duì)所述邊緣保護(hù)環(huán)進(jìn)行定位，并將所述保護(hù)環(huán)固定。
[0013]其中，所述缸筒上端設(shè)有支撐套筒，所述支撐套筒的外壁與所述缸筒的側(cè)壁緊密貼合，所述支撐套筒上設(shè)有豎直的通孔，所述缸桿穿過所述通孔，且所述通孔的孔徑與所述缸桿的外壁相對(duì)應(yīng)，以將所述缸筒上端密封；所述缸桿上設(shè)有環(huán)形凸緣，所述環(huán)形凸緣位于所述支撐套筒內(nèi)；所述支撐套筒內(nèi)設(shè)有波紋管，所述波紋管環(huán)繞所述缸桿的上部，且其上端與所述缸筒的頂壁連接，下端與所述環(huán)形凸緣連接。
[0014]其中，所述缸筒下端設(shè)有密封件，所述密封件沿所述缸筒的側(cè)壁環(huán)繞一周。
[0015]其中，所述缸筒的下端設(shè)有彈性部件，所述彈性部件用于在缸桿的下端運(yùn)動(dòng)至缸筒的底部時(shí)，緩沖缸桿與缸筒的底部之間的沖擊力。
[0016]作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種反應(yīng)腔室，其內(nèi)部設(shè)有下電極裝置和晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)，所述下電極裝置上表面用于放置晶片，所述晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)用于保護(hù)所述晶片的邊緣，所述晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)采用本發(fā)明提供的上述晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)。
[0017]作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，包括反應(yīng)腔室，所述反應(yīng)腔室采用本發(fā)明提供的上述反應(yīng)腔室；所述反應(yīng)腔室的正下方設(shè)置有抽真空裝置，且所述反應(yīng)腔室的底壁上設(shè)有多個(gè)與抽真空裝置連通的排氣口。
[0018]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]本發(fā)明提供的晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)，其升降驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在環(huán)形基座內(nèi)，使其不占用反應(yīng)腔室下方的空間，從而可以將抽真空設(shè)置在反應(yīng)腔室的下方，并在反應(yīng)腔室的底部均勻地設(shè)置多個(gè)排氣口，這樣在向外排出反應(yīng)腔室內(nèi)的氣體時(shí)，反應(yīng)腔室內(nèi)的氣體分別向多個(gè)排氣口處流動(dòng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，這樣使反應(yīng)腔室內(nèi)的氣流場(chǎng)更均勻，從而有助于提高工藝的均勻性。
[0020]本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室，其采用本發(fā)明提供的上述晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)，可以將抽真空設(shè)置在反應(yīng)腔室的下方，并在反應(yīng)腔室的底部均勻地設(shè)置多個(gè)排氣口，這樣在向外排出反應(yīng)腔室內(nèi)的氣體時(shí)，反應(yīng)腔室內(nèi)的氣體分別向多個(gè)排氣口處流動(dòng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，這樣使反應(yīng)腔室內(nèi)的氣流場(chǎng)更均勻，從而有助于提高工藝的均勻性。
[0021]本發(fā)明提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備，其采用本發(fā)明提供的上述反應(yīng)腔室，可以將抽真空設(shè)置在反應(yīng)腔室的下方，并在反應(yīng)腔室的底部均勻地設(shè)置多個(gè)排氣口，這樣在向外排出反應(yīng)腔室內(nèi)的氣體時(shí)，反應(yīng)腔室內(nèi)的氣體分別向多個(gè)排氣口處流動(dòng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，這樣使反應(yīng)腔室內(nèi)的氣流場(chǎng)更均勻，從而有助于提高工藝的均勻性。
【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有的反應(yīng)腔室的示意圖；
[0023]圖2為升降驅(qū)動(dòng)裝置的俯視圖；
[0024]圖3為現(xiàn)有的另一種反應(yīng)腔室的示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5為圖4所示晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)的剖視圖；以及
[0027]圖6為圖4所示晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)的立體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來對(duì)本發(fā)明提供的晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)、反應(yīng)腔室及半導(dǎo)體加工設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0029]請(qǐng)參看圖4、圖5和圖6，圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4所示晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)的剖視圖；圖6為圖4所示晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)的立體示意圖。晶片邊緣的保護(hù)機(jī)構(gòu)用于在進(jìn)行工藝時(shí)保護(hù)置于下電極裝置11上的晶片的邊緣，其包括環(huán)形基座13、邊緣保護(hù)環(huán)14和升降驅(qū)動(dòng)裝置15。其中，環(huán)形基座13環(huán)繞在下電極裝置11周圍，并通過設(shè)置在環(huán)形基座13上方的支撐環(huán)160支撐下電極裝置11，該支撐環(huán)160上方設(shè)有絕緣環(huán)161。邊緣保護(hù)環(huán)14位于下電極裝置11上方，用于在進(jìn)行工藝時(shí)將晶片的邊緣覆蓋。升降驅(qū)動(dòng)裝置15包括氣源和至少三個(gè)氣動(dòng)升降機(jī)構(gòu)，其中，至少三個(gè)氣動(dòng)升降機(jī)構(gòu)設(shè)置在環(huán)形基座13的內(nèi)部，且沿環(huán)形基座13的周向間隔分布，用以驅(qū)動(dòng)邊緣保護(hù)環(huán)14作升降運(yùn)動(dòng)，以使其與晶片邊緣相接觸或相分離；氣源用于向位于環(huán)形基座13外壁和內(nèi)壁之間的氣動(dòng)升降機(jī)構(gòu)提供氣體。
[0030]每個(gè)氣動(dòng)升降機(jī)構(gòu)包括缸筒150、缸桿151和升降桿152。其中，缸筒150為設(shè)置在環(huán)形基座13的上表面上的安裝孔；也就是說，缸筒150設(shè)置在環(huán)形基座13內(nèi)部。缸桿151位于缸筒150內(nèi)，其上端與升降桿152的下端連接；缸桿151的下端將缸筒150的內(nèi)部空間分隔為彼此之間密封的上部空間A和下部空間B。在環(huán)形基座13的內(nèi)周壁上分別設(shè)置有與上部空間A連通的第一氣孔，以及