CN106571284B - 遮挡盘系统、反应腔室及半导体加工设备 - Google Patents

遮挡盘系统、反应腔室及半导体加工设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种遮挡盘系统、反应腔室及半导体加工设备。该遮挡盘系统用于遮挡承载装置，包括遮挡盘、传送臂和固定件，固定件用于将所述遮挡盘固定在所述传送臂的下方，且所述遮挡盘与所述传送臂之间具有预设垂直间距，在向所述遮挡盘施加向上作用力时所述遮挡盘在所述预设垂直间距内相对所述传送臂上升。本发明提供的遮挡盘系统，可以避免顶针损坏，从而可以降低成本、提高反应腔室和半导体加工设备的可靠性遮挡盘系统。

Description

遮挡盘系统、反应腔室及半导体加工设备
技术领域
本发明属于微电子加工技术领域，具体涉及一种遮挡盘系统、反应腔室及半导体加工设备。
背景技术
磁控溅射设备是目前应用比较广泛的镀膜设备，其借助荷能粒子轰击靶材的表面，引起表面的分子、原子或团束从靶材表面逸出而沉积在基片的表面，从而形成薄膜。
在磁控溅射过程中，由于金属靶材的纯度一般很高，在工艺间歇时间内非常容易被氧化，为此，在进行工艺之前需要先去除金属靶材表面的氧化物，而为防止去除掉的氧化物掉落在承载装置上对其污染，采用图1a和图1b所示的反应腔室10，反应腔室10包括承载靶材11的靶位、承载装置12、遮挡盘系统、车库13和顶针机构。其中，承载装置12设置在反应腔室10内，且与靶材11相对位置处，用于承载基片；遮挡盘系统包括遮挡盘14、传送臂15和驱动机构16，传送臂15用于承载遮挡盘14，驱动机构16用于驱动传送臂15在车库13内的存放位置(如图1a所示的位置)和承载装置12上方的预设遮挡位置(如图1b所示的位置)之间移动，以带动承载盘14移动；顶针机构包括顶针17和升降机构18，顶针17贯穿承载装置12，升降机构18用于驱动顶针17相对承载装置12升降。具体地，反应腔室10的初始状态如图1b所示，在需要去除氧化物时，先借助驱动机构16驱动传送臂15移动至预设遮挡位置，如图1b所示；接着升降机构18驱动顶针17上升，将遮挡盘14顶起，这样，在去除氧化物时氧化物会直接掉落在遮挡盘14上，从而遮挡承载装置12；在去除氧化物过程完成后，借助升降机构18驱动顶针17下降，直至使遮挡盘14落在传送臂15上，再借助驱动机构16驱动承载有遮挡盘14的传送臂传回至车库的存放位置，如图1a所示。
然而，采用上述的遮挡盘系统在实际应用中不可避免地会存在以下问题：由于操作失误或者驱动机构16存在问题，会造成传送臂15移动至的预设遮挡位置发生偏差，在这种情况下，顶针17仍然上升会与传送臂15发生硬碰撞而损坏。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种遮挡盘系统、反应腔室及半导体加工设备，可以避免顶针损坏，从而可以降低成本、提高反应腔室和半导体加工设备的可靠性。
为解决上述问题之一，本发明提供了一种遮挡盘系统，用于遮挡承载装置，包括遮挡盘和传送臂，还包括：固定件，用于将所述遮挡盘固定在所述传送臂的下方，且所述遮挡盘与所述传送臂之间具有预设垂直间距，在向所述遮挡盘施加向上作用力时所述遮挡盘在所述预设垂直间距内相对所述传送臂上升。
具体地，所述固定件，还用于实现所述遮挡盘和所述传送臂可拆卸固定连接。
具体地，所述固定件包括在所述遮挡盘上设置的提手；所述提手，用于套挂在所述传送臂上。
具体地，所述固定件还包括在所述传送臂上设置的定位件，用于定位所述提手，以防止所述提手相对所述传送臂移动。
具体地，所述定位件为与所述提手一一对应设置的凹槽，所述凹槽用于容纳与之对应的所述提手。
具体地，所述提手设置在所述遮挡盘的上表面上或侧壁。
具体地，所述固定件包括：第一挂钩，设置在所述遮挡盘上且朝上设置，第二挂钩，设置在所述传送臂上且朝下设置，其与所述第一挂钩匹配使用。
具体地，所述固定件包括弹性部件，所述弹性部件的沿其弹性形变方向的两端分别与所述遮挡盘和所述传送臂固定连接。
具体地，所述遮挡盘系统还包括：驱动机构，用于驱动所述传送臂在存放位置和预设遮挡位置之间移动。
作为另外一个技术方案，本发明还提供一种反应腔室，包括承载装置和遮挡盘系统，所述遮挡盘系统采用本发明提供的反应腔室。
具体地，所述反应腔室还包括顶针机构，所述顶针机构包括：顶针，所述顶针贯穿所述承载装置；升降机构，用于驱动所述顶针相对所述承载装置升降。
作为另外一个技术方案，本发明还提供一种半导体加工设备，包括反应腔室，所述反应腔室采用本发明提供的反应腔室。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的遮挡盘系统，借助固定件将遮挡盘固定在传送臂的下方，且遮挡盘与传送臂之间具有预设垂直间距，在向遮挡盘施加向上作用力时遮挡盘在预设垂直间距内相对传送臂上升，可以通过设置预设垂直间距的大小，来实现在向遮挡盘施加向上作用力(例如，顶针向其施加的向上作用力)时遮挡盘在该预设垂直间距内相对传送臂上升而不会与传送臂的硬碰撞。因此，本发明提供的遮挡盘系统与现有技术相比，可以避免在传送臂移动至预设遮挡位置发生偏差的情况下顶针仍然上升与传送臂发生硬碰撞而损坏的现象发生，从而可以降低成本、提高反应腔室的可靠性。
本发明提供的反应腔室，其采用本发明另一技术方案提供的遮挡盘系统，可以避免顶针损坏，从而可以降低成本、提高反应腔室的可靠性。
本发明提供的半导体加工设备，其采用本发明另一技术方案提供的反应腔室，可以降低成本、提高半导体加工设备的可靠性。
附图说明
图1a为应用现有的遮挡盘系统的反应腔室的一种状态示意图；
图1b为应用现有的遮挡盘系统的反应腔室的另一种状态示意图；
图2a为应用本发明实施例提供的遮挡盘系统的反应腔室的一种状态示意图；
图2b为应用本发明实施例提供的遮挡盘系统的反应腔室的一种状态示意图；
图3a为图2a和图2b中遮挡盘的俯视图；
图3b为沿图3a的A-B线的剖视图；
图4a为图2a和图2b中传送臂的俯视图；
图4b为沿图4a的C-D线的剖视图；
图5为本发明提供的遮挡盘系统的另一种结构示意图；
图6为本发明提供的遮挡盘系统的再一种结构示意图。
其中，附图标记包括：10，反应腔室；11，靶材；12，承载装置；13，车库；14，遮挡盘；15，传送臂；16，驱动机构；17，顶针；18，升降机构；19，提手；20，凹槽；191，第一挂钩；192，第二挂钩；193，弹性部件；L，预设垂直间距。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的遮挡盘系统、反应腔室及半导体加工设备进行详细描述。
图2a为应用本发明实施例提供的遮挡盘系统的反应腔室的一种状态示意图；图2b为应用本发明实施例提供的遮挡盘系统的反应腔室的一种状态示意图。请一并参阅图2a和图2b，本发明实施例提供的遮挡盘系统用于遮挡承载装置12，承载装置12包括静电卡盘或机械卡盘等；该遮挡盘系统包括遮挡盘14、传送臂15、驱动机构16和固定件。其中，固定件用于将遮挡盘14固定在传送臂15的下方，且遮挡盘14与传送臂15之间具有预设垂直间距L，在向遮挡盘14施加向上作用力时遮挡盘14在预设垂直间距L内相对传送臂15上升。
在本实施例中，反应腔室10包括顶针机构，顶针机构包括顶针17和升降机构18。其中，顶针17贯穿承载装置12，升降机构18用于驱动顶针17相对承载装置12升降，在遮挡盘14位于承载装置12上方的预设遮挡位置(如图2b所示位置)时，升降机构18驱动顶针17上升将遮挡盘14顶起，此时，遮挡盘14受到向上的作用力上升而传送臂15保持不动，即，遮挡盘14在预设垂直间距L内相对传送臂15上升。
由上可知，本发明实施例提供的遮挡盘系统，借助固定件将遮挡盘14固定在传送臂15的下方，且遮挡盘14与传送臂15之间具有预设垂直间距L，在向遮挡盘14施加向上作用力时遮挡盘14在预设垂直间距L内相对传送臂15上升，可以通过设置预设垂直间距L的大小，来实现在向遮挡盘14施加向上作用力(例如，顶针17向其施加的向上作用力)时遮挡盘14在该预设垂直间距L内相对传送臂15上升而不会与传送臂15的硬碰撞。因此，本发明实施例提供的遮挡盘系统与现有技术相比，可以避免在传送臂15移动至预设遮挡位置发生偏差的情况下顶针17仍然上升与传送臂15发生硬碰撞而损坏的现象发生，从而可以降低成本、提高反应腔室10的可靠性。
其中，驱动机构16用于驱动传送臂15在存放位置(如图2a所示位置)和预设遮挡位置之间移动。具体地，在本实施例中，驱动机构16为旋转驱动机构，旋转驱动机构的旋转轴与传送臂15相连，以驱动传送臂15同一平面上旋转，这样，预设遮挡位置与存放位置在同一圆周上。
优选地，固定件用于实现遮挡盘14和传送臂15可拆卸固定连接，这样，在顶针17将遮挡盘14顶起之后可通过传送臂15与遮挡盘14分离并传回至反应腔室10的车库13，来避免传送臂15的表面受到污染；在需要将遮挡盘14传回至车库13时，空载的传送臂15自车库13的存放位置移动至预设遮挡位置，再将传送臂15和遮挡盘14固定，之后驱动机构16驱动传送臂15传回至存放位置，以带动遮挡盘14移动至存放位置。
在此说明的是，往往在传送臂15移动至车库13后，借助升降机构18驱动顶针17下降和/或借助另一升降机构18驱动承载装置12上升，来实现遮挡盘14落于承载装置12的上表面上，不仅可以降低遮挡盘14掉落的风险，而且可以更有效地对承载装置12进行遮挡。
进一步优选地，如图3a和图3b所示，固定件包括在遮挡盘14上设置的提手19；提手19用于套挂在传送臂15上，这样，预设垂直间距L则为提手19与遮挡盘14之间的垂直间距，在顶针17上升将遮挡盘14顶起时可实现提手19与传送臂15分离；顶针17下降带动遮挡盘14下降直至提手19再套挂在传送臂15上，可实现遮挡盘14和传送臂15固定。可以理解，该固定件不仅结构简单，而且便于遮挡盘14和传送臂15的固定和分离。
如图3a所示，遮挡盘14为圆盘状，提手19的数量为两个，两个提手19以遮挡盘14的中心线(即，图3a中A-B所在线)对称设置，这样，可以有助于遮挡盘14平稳地固定在传送臂15上。
并且，提手19设置在遮挡盘14的上表面上，当然，提手19还可以设置在遮挡盘14的侧壁上，只要满足传送臂15在遮挡盘14的上方能够穿过该提手19，即，使提手19套挂在传送臂15上。
更进一步优选地，固定件还包括在传送臂15上设置的定位件，定位件用于定位提手19，以防止提手19相对传送臂15移动，这样可以避免传送臂15和遮挡盘14相对移动。
具体地，在本实施例中，如图4a和图4b所示，定位件为与提手19一一对应设置的凹槽20，凹槽20用于容纳与之对应的提手19。可以理解，采用为凹槽20结构的定位件，结构简单便于制作。当然，在实际应用中，定位件还可以采用其他结构，例如，设置在传送臂15上的挂钩，通过提手19钩在该挂钩上实现对提手19定位。
需要说明的是，在实际应用中，定位件还可以采用其他结构，只要满足以下条件即可：将遮挡盘14固定在传送臂15的下方，且遮挡盘14与传送臂15之间具有预设垂直间距L，在向遮挡盘14施加向上作用力时遮挡盘14在预设垂直间距L内相对传送臂15上升。
下面举例说明：如图5所示，固定件包括：第一挂钩191和第二挂钩192，其中，第一挂钩191设置在遮挡盘14上；第二挂钩192设置在传送臂15上，其与第一挂钩191匹配使用。在这种情况下，预设垂直间距L即为第二挂钩192与第一挂钩191实现传送臂15和遮挡盘14固定时第二挂钩192的顶端与传送臂15之间的垂直间距，在顶针17上升将遮挡盘14顶起时第二挂钩192向上移动，可实现提手19与传送臂15分离；顶针17下降带动遮挡盘14下降直至第二挂钩192挂在第一挂钩191上，可实现提手19与传送臂15固定。该结构的固定件不仅结构简单，而且便于遮挡盘14和传送臂15的固定和分离。
如图6所示，固定件包括弹性部件193，弹性部件193的沿其弹性形变方向的两端分别与遮挡盘14和传送臂15固定连接，具体地，弹性部件193包括弹簧。在这种情况下，预设垂直间距L即为弹性部件193在向上作用力下最大的垂直形变量，在顶针17上升将遮挡盘14顶起时弹性部件193被压缩，可实现提手19与传送臂15分离；顶针17下降带动遮挡盘14逐渐下降直至弹性部件193的弹性形变恢复，可实现提手19与传送臂15固定。同样地，该结构的固定件不仅结构简单，而且便于遮挡盘14和传送臂15的固定和分离。
还需要说明的是，尽管本发明提供的遮挡盘系统应用在磁控溅射反应腔室10中，来遮挡承载装置12以避免金属靶材11表面去除的氧化物污染承载装置12；但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，该遮挡盘系统还可以应用于其他反应腔室的遮挡其他部件的不同情况。
作为另外一个技术方案，本发明实施例还提供一种反应腔室，请参考图2a和图2b，反应腔室10为磁控溅射反应腔室，包括承载有靶材11的靶位、承载装置12、遮挡盘系统和顶针机构。其中，承载装置12设置在反应腔室10内，且与靶位相对位置处，用于承载基片或遮挡盘14；遮挡盘系统采用上述实施例提供的遮挡盘系统；顶针机构包括顶针17和升降机构18，顶针17贯穿承载装置12；升降机构18用于驱动顶针17相对承载装置12升降。
本发明实施例提供的反应腔室，其采用本发明另一实施例提供的遮挡盘系统，可以避免顶针17损坏，从而可以降低成本、提高反应腔室的可靠性。
作为另外一个技术方案，本发明实施例还提供一种半导体加工设备，包括反应腔室，反应腔室上述实施例提供的反应腔室。
具体地，半导体加工设备包括磁控溅射设备。
本发明实施例提供的半导体加工设备，其采用本发明另一实施例另提供的反应腔室，可以降低成本、提高半导体加工设备的可靠性。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种遮挡盘系统，用于遮挡承载装置，包括遮挡盘和传送臂，其特征在于，还包括：
固定件，用于将所述遮挡盘固定在所述传送臂的下方，且所述遮挡盘与所述传送臂之间具有预设垂直间距，在向所述遮挡盘施加向上作用力时所述遮挡盘在所述预设垂直间距内相对所述传送臂上升。
2.根据权利要求1所述的遮挡盘系统，其特征在于，所述固定件，还用于实现所述遮挡盘和所述传送臂可拆卸固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的遮挡盘系统，其特征在于，所述固定件包括在所述遮挡盘上设置的提手；
所述提手，用于套挂在所述传送臂上。
4.根据权利要求3所述的遮挡盘系统，其特征在于，所述固定件还包括在所述传送臂上设置的定位件，用于定位所述提手，以防止所述提手相对所述传送臂移动。
5.根据权利要求4所述的遮挡盘系统，其特征在于，所述定位件为与所述提手一一对应设置的凹槽，所述凹槽用于容纳与之对应的所述提手。
6.根据权利要求3所述的遮挡盘系统，其特征在于，所述提手设置在所述遮挡盘的上表面上或侧壁。
7.根据权利要求1或2所述的遮挡盘系统，其特征在于，所述固定件包括：
第一挂钩，设置在所述遮挡盘上且朝上设置，
第二挂钩，设置在所述传送臂上且朝下设置，其与所述第一挂钩匹配使用。
8.根据权利要求1所述的遮挡盘系统，其特征在于，所述固定件包括弹性部件，所述弹性部件的沿其弹性形变方向的两端分别与所述遮挡盘和所述传送臂固定连接。
9.根据权利要求1所述的遮挡盘系统，其特征在于，所述遮挡盘系统还包括：
驱动机构，用于驱动所述传送臂在存放位置和预设遮挡位置之间移动。
10.一种反应腔室，包括承载装置和遮挡盘系统，其特征在于，所述遮挡盘系统采用权利要求1-9任意一项所述的遮挡盘系统。
11.根据权利要求10所述的反应腔室，其特征在于，所述反应腔室还包括顶针机构，所述顶针机构包括：
顶针，所述顶针贯穿所述承载装置；
升降机构，用于驱动所述顶针相对所述承载装置升降。
12.一种半导体加工设备，包括反应腔室，其特征在于，所述反应腔室采用权利要求10-11任意一项所述的反应腔室。
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