CN111793786B - 一种物理气相淀积设备防止粘片的屏蔽环装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种物理气相淀积设备防止粘片的屏蔽环装置，包括主体边缘防淀积屏蔽环、若干竖直限位块、若干水平定位弹簧片、弹片固定螺钉、若干弹片压块、若干脱片手指、重力环、手指安装螺钉和限位块固定螺钉。本发明解决了工艺过程硅片易于与屏蔽环粘在一起不易分离而造成碎片的问题。

Description

一种物理气相淀积设备防止粘片的屏蔽环装置
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造以及微机电系统(MEMS)制造中的5500系列物理气相淀积工艺领域，具体是一种物理气相淀积设备防止粘片的屏蔽环装置。
背景技术
在半导体集成电路和微机电系统(MEMS)制造的工艺过程中，物理气相淀积是一种淀积金属层工艺方式，被广泛应用。随着集成电路及微机电系统(MEMS)制造工艺的发展，目前水平方向传片及淀积，且采用屏蔽环对硅片边缘以外工艺腔各传送部件防止被淀积的方式应用广泛。
由于硅片边缘及外部采用屏蔽环的方式，在屏蔽环使用一段时间后，金属淀积工艺过程中就产生硅片边缘与屏蔽环间由于淀积的金属而粘在一起，硅片不能及时与屏蔽环分离或完全分离，特别是厚铝工艺，粘片频繁，约100千瓦时造成碎片等故障，维护周期短。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种物理气相淀积设备防止粘片的屏蔽环装置，包括主体边缘防淀积屏蔽环、若干竖直限位块、若干水平定位弹簧片、弹片固定螺钉、若干弹片压块、若干脱片手指、重力环、手指安装螺钉和限位块固定螺钉。
所述主体边缘防淀积屏蔽环和重力环同心布置。所述主体边缘防淀积屏蔽环的半径大于重力环半径。
所述主体边缘防淀积屏蔽环的内侧开设有若干供脱片手指末端嵌入的凹槽。
每个竖直限位块通过限位块固定螺钉固定在主体边缘防淀积屏蔽环上。
每个竖直限位块的中轴线和一个主体边缘防淀积屏蔽环的凹槽的中轴线重合。
竖直限位块均匀分布。水平定位弹簧片均匀分布。弹片压块均匀分布。脱片手指均匀分布。
所述水平定位弹簧片的一端固定在竖直限位块上，另一端通过弹片固定螺钉和弹片压块固定在重力环上。
所述水平定位弹簧片限制重力环的水平移动。
每个脱片手指通过手指安装螺钉固定在重力环上。每个脱片手指的末端接触需要进行物理气相淀积的晶圆片边缘。
脱片手指、水平定位弹簧片处于同一竖直平面。
物理气相淀积时，重力环通过水平定位弹簧片限制水平方向的移动，重力环带动脱片手指向上移动，脱片手指的末端嵌入主体边缘防淀积屏蔽环的凹槽，避免脱片手指的末端被淀积。
物理气相淀积后，当主体边缘防淀积屏蔽环静止不动后，重力环带动脱片手指继续向下移动，脱片手指将重力环的重力传递到晶圆片边缘，给晶圆片施加向下的压力，使晶圆片与主体边缘防淀积屏蔽环脱落。
本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明通过其主体边缘防淀积屏蔽环设计、活动重力环结构设计和水平定位结构设计，使该装置在半导体物理气相淀积工艺中，实现了阻止粘片机构和屏蔽环盖装配成一体，占用空间不变，不改变原动作，解决了工艺过程硅片易于与屏蔽环粘在一起不易分离而造成碎片等传片问题。本发明的物理气相淀积设备防止粘片的屏蔽环装置可应用于半导体集成电路制造以及微机电系统(MEMS)制造中的物理气相淀积工艺。
在ENDURA5500磁控溅射设备采用本发明的物理气相淀积设备防止粘片的屏蔽环装置后，与现有屏蔽环结构相比，粘片的可能性大大降低，如无其他故障原因，可延长维护周期4倍以上。
本发明主体边缘防淀积屏蔽环完成现有屏蔽环的晶圆片边缘以外的屏蔽作用；重力环和脱片手指采用手指安装螺钉连接一体，与主体边缘防淀积屏蔽环间由四个弹簧片连接，重力环和脱片手指只能上下位移移动，不能水平方向位移；安装后四个脱片手指末端可嵌入主体边缘防淀积屏蔽环接触硅片的四个小岛的槽内和移出槽内，防止在金属淀积工艺时脱片手指末端被淀积金属介质；重力环和脱片手指的重力，可剥离晶圆片边缘与主体边缘防淀积屏蔽环(1)间的金属介质粘结，使晶圆片随承片台下降而同时下降。
附图说明
图1是本发明装置的整体结构俯视示意图；
图2是本发明装置的整体结构延A—A向的剖视示意图；
图3是本发明装置的主体边缘防淀积屏蔽环的俯视结构示意图；
图4是本发明装置的主体边缘防淀积屏蔽环的延B—B向的剖视示意图；
图5是本发明装置的重力环和脱片手指及固定件组装的俯视结构示意图；
图6是本发明装置的重力环和脱片手指及固定件组装延C—C向的剖视示意图；
图7是本发明装置在使用中进行淀积工艺时相对位置示意图；
图8是本发明装置在使用中硅片脱开主体边缘防淀积屏蔽环后相对位置示意图；
图9是弹片压块5和弹片固定螺钉4结构示意图；
图中：主体边缘防淀积屏蔽环1、若干竖直限位块2、若干水平定位弹簧片3、弹片固定螺钉4、若干弹片压块5、若干脱片手指6、重力环7、手指安装螺钉8和限位块固定螺钉9。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
参见图1至图9，一种物理气相淀积设备防止粘片的屏蔽环装置，包括主体边缘防淀积屏蔽环1、若干竖直限位块2、若干水平定位弹簧片3、弹片固定螺钉4、若干弹片压块5、若干脱片手指6、重力环7、手指安装螺钉8和限位块固定螺钉9。
所述主体边缘防淀积屏蔽环1和重力环7同心布置。所述主体边缘防淀积屏蔽环1的半径大于重力环7半径。
所述主体边缘防淀积屏蔽环1的内侧开设有若干供脱片手指6末端嵌入的凹槽。
每个竖直限位块2通过限位块固定螺钉9固定在主体边缘防淀积屏蔽环1上。
每个竖直限位块2的中轴线和一个主体边缘防淀积屏蔽环1的凹槽的中轴线重合。
竖直限位块2均匀分布在主体边缘防淀积屏蔽环1上。水平定位弹簧片3均匀分布。弹片压块5均匀分布。脱片手指6均匀分布。竖直限位块、水平定位弹簧片3、弹片压块一一对应。
所述水平定位弹簧片3的一端固定在竖直限位块2上，另一端通过弹片固定螺钉4和弹片压块5固定在重力环7上。
所述水平定位弹簧片3限制重力环7的水平移动，令重力环7只能带动脱片手指6上下移动。
每个脱片手指6通过手指安装螺钉8固定在重力环7上。每个脱片手指6的末端接触需要进行物理气相淀积的晶圆片边缘。脱片手指6为柱状结构。
脱片手指6、水平定位弹簧片3处于同一竖直平面。
物理气相淀积时，晶圆片10嵌在屏蔽环装置内，晶圆片10放在承片台11上。承片台11可升降。重力环7通过按压水平定位弹簧片3带动脱片手指6向主体边缘防淀积屏蔽环1移动时，脱片手指6的末端嵌入主体边缘防淀积屏蔽环1的凹槽，避免脱片手指6的末端被淀积。物理气相淀积时，重力环7通过水平定位弹簧片3限制水平方向的移动，即重力环7和脱片手指6不往水平方向移动，重力环7带动脱片手指6向上移动，脱片手指6的末端嵌入主体边缘防淀积屏蔽环1的凹槽，避免脱片手指6的末端被淀积；
物理气相淀积后，重力环7带动脱片手指6朝主体边缘防淀积屏蔽环1反方向移动，脱片手指6的末端从主体边缘防淀积屏蔽环1的凹槽中脱落。重力环7和脱片手指6的重力，可剥离晶圆片10边缘与主体边缘防淀积屏蔽环1间的金属介质粘结，使晶圆片10随承片台11下降而同时下降。
实施例2：
参见图1至图8，一种物理气相淀积设备防止粘片的屏蔽环装置，包括主体边缘防淀积屏蔽环1、4个竖直限位块2、4个水平定位弹簧片3、弹片固定螺钉4、4个弹片压块5、4个脱片手指6、重力环7、手指安装螺钉8和限位块固定螺钉9。
主体边缘防淀积屏蔽环1的总体外径、内圈直径和高度与实际设备的屏蔽环一致。阻止粘片的重力环7、脱片手指6组成的核心机构放置在主体边缘防淀积屏蔽环1内，由水平定位弹簧片3连接，限制重力环7在圆平面方向位移，但由于水平定位弹簧片3在轴向的弹性，所以可以轴向位移，装配在重力环7上脱片手指6就可以进出主体边缘防淀积屏蔽环1小岛内的槽内。固定在主体边缘防淀积屏蔽环1的竖直限位块2，限制重力环7的轴向位移范围。
图4中显示了环形均匀分布的四组固定座和槽，方形平台为固定座，螺孔用于固定装置的水平定位弹簧片3的一段和竖直限位块2。
四个脱片手指6通过四颗手指安装螺钉8按圆周均匀安装到重力环7，手指指向圆心方向。与重力环7也按圆周均匀安装的还有四个水平定位弹簧片3，水平定位弹簧片3的另外一端连接的是竖直限位块2，用于固定到主体边缘防淀积屏蔽环1。

Claims (4)

1.一种物理气相淀积设备防止粘片的屏蔽环装置，其特征在于，包括主体边缘防淀积屏蔽环（1）、多个竖直限位块（2）、多个水平定位弹簧片（3）、弹片固定螺钉（4）、多个弹片压块（5）、多个脱片手指（6）、重力环（7）、手指安装螺钉（8）和限位块固定螺钉（9）；
所述主体边缘防淀积屏蔽环（1）和重力环（7）同心布置；所述主体边缘防淀积屏蔽环（1）的半径大于重力环（7）半径；
所述主体边缘防淀积屏蔽环（1）的内侧开设有多个供脱片手指（6）末端嵌入的凹槽；
每个竖直限位块（2）通过限位块固定螺钉（9）固定在主体边缘防淀积屏蔽环（1）上；
每个竖直限位块（2）的中轴线和一个主体边缘防淀积屏蔽环（1）的凹槽的中轴线重合；
所述水平定位弹簧片（3）的一端固定在竖直限位块（2）上，另一端通过弹片固定螺钉（4）和弹片压块（5）固定在重力环（7）上；
每个脱片手指（6）通过手指安装螺钉（8）固定在重力环（7）上，每个脱片手指（6）的末端接触需要进行物理气相淀积的晶圆片边缘；
脱片手指（6）、水平定位弹簧片（3）处于同一竖直平面。
2.根据权利要求1所述的一种物理气相淀积设备防止粘片的屏蔽环装置，其特征在于：物理气相淀积时，重力环（7）通过水平定位弹簧片（3）限制水平方向的移动，重力环（7）带动脱片手指（6）向上移动，脱片手指（6）的末端嵌入主体边缘防淀积屏蔽环（1）的凹槽，避免脱片手指（6）的末端被淀积；
物理气相淀积后，重力环（7）带动脱片手指（6）离开主体边缘防淀积屏蔽环（1）继续向下移动，脱片手指（6）将重力环（7）的重力传递到晶圆片边缘，给晶圆片施加向下的压力，脱片手指（6）的末端从主体边缘防淀积屏蔽环（1）的凹槽中脱落，使晶圆片与主体边缘防淀积屏蔽环（1）脱落。
3.根据权利要求1所述的一种物理气相淀积设备防止粘片的屏蔽环装置，其特征在于：竖直限位块（2）均匀分布；水平定位弹簧片（3）均匀分布；弹片压块（5）均匀分布；脱片手指（6）均匀分布。
4.根据权利要求1所述的一种物理气相淀积设备防止粘片的屏蔽环装置，其特征在于：所述水平定位弹簧片（3）限制重力环（7）的水平移动。
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