CN116837339B - 一种承盘装置和磁控溅射设备 - Google Patents

一种承盘装置和磁控溅射设备 Download PDF

Info

Publication number
CN116837339B
CN116837339B CN202311117846.9A CN202311117846A CN116837339B CN 116837339 B CN116837339 B CN 116837339B CN 202311117846 A CN202311117846 A CN 202311117846A CN 116837339 B CN116837339 B CN 116837339B
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
cavity
corrugated pipe
bearing platform
platform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202311117846.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116837339A (zh
Inventor
宋永辉
沈健
刘超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Shangji Semiconductor Technology Co ltd
Original Assignee
Wuxi Shangji Semiconductor Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Shangji Semiconductor Technology Co ltd filed Critical Wuxi Shangji Semiconductor Technology Co ltd
Priority to CN202311117846.9A priority Critical patent/CN116837339B/zh
Publication of CN116837339A publication Critical patent/CN116837339A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116837339B publication Critical patent/CN116837339B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/50—Substrate holders
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/20—Means for supporting or positioning the object or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405—Magnetron sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68742—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a lifting arrangement, e.g. lift pins
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

本申请公开了一种承盘装置和磁控溅射设备，其中，承盘装置包括承载平台、提降机构、传动机构和抽气装置；提降机构包括波纹管和大气侧连接管，二者连通并形成一腔体；承载平台一面固定有载片平台，另一面连接波纹管；传动机构穿过腔体与承载平台连接，传动机构推动承载平台以带动载片平台往复运动，波纹管随承载平台的往复运动进行拉伸或压缩；抽气装置与腔体连通；当波纹管的外部气压小于预设阈值时，抽气装置抽取腔体内的气体直至腔体内与波纹管的外部的气压差到达预设值时停止抽取操作，当波纹管拉伸或压缩时，需承受腔体与波纹管外部的气压差带来的压力，利用抽气装置抽取腔体内的气体，以减小内外气压差，避免高压差对波纹管带来的损害。

Description

一种承盘装置和磁控溅射设备
技术领域
本发明涉及物理气相沉积领域，尤其涉及一种承盘装置和磁控溅射设备。
背景技术
现有技术中，基于磁控溅射的物理气相沉积技术工艺的需求，需要把载片台的晶圆从工艺腔体的取片位置上升到工艺位置。目前采用真空焊接波纹管的方式实现真空密封和载片台的上升下降，在工艺腔体内一般需要达到的超高真空度，而波纹管的内部为约/>的大气压；将载片台从取片位置上升至工艺位置，一般需要波纹管拉伸，这就造成了波纹管一方面要承受拉伸力，另一方面要承受/>的大气压降到/>的超高真空度的压力。
在制作工艺中，单片晶圆的工艺时间从几十秒到几十分钟不等，就造成波纹管在不停地拉伸和压缩，按一分钟一次计算，波纹管一天会运动1440次，长期如此，会造成波纹管的磨损及机械损伤，导致波纹管的使用寿命减短。
目前，亟需一种新型装置来解决上述问题。
发明内容
本申请旨在提供一种承盘装置和磁控溅射设备，其中，在承盘装置中利用抽气装置抽取波纹管内的气体，减小了波纹管在升降运动中承受的内部与外部的气压差带来的压力。
本申请第一方面公开了一种承盘装置，应用于半导体制造设备中，
半导体制造设备包括工艺腔室与设于工艺腔室内的载片平台和底座；
载片平台与底座沿工艺腔室的竖向轴线方向由上至下依次设置；
底座与工艺腔室固定连接；
承盘装置包括承载平台、提降机构、传动机构和抽气装置；提降机构包括波纹管和大气侧连接管，波纹管和大气侧连接管相互连通并形成一腔体；
载片平台固定于承载平台的顶面；
承载平台的底面与波纹管连接；底座围设于部分波纹管的四周；
传动机构穿过腔体与承载平台连接，传动机构推动承载平台以带动载片平台向靠近或远离底座的方向往复运动，波纹管随承载平台的往复运动进行拉伸或压缩；
抽气装置与腔体连通；
当波纹管的外部气压小于预设阈值时，抽气装置抽取腔体内的气体直至腔体内与波纹管的外部的气压差到达预设值时停止抽取操作。
优选地，半导体制造设备还包括若干顶针；
顶针包括穿设于载片平台和承载平台的顶杆；顶杆远离底座的一端连接有顶座；若干顶座间形成用于支撑晶圆的第一支撑面；
载片平台远离底座的一端壁设有用于支撑晶圆的第二支撑面；
初始状态下，顶杆远离顶座的一端与底座抵接，顶座与载片平台间设有起始距离，且第一支撑面高于第二支撑面；
第一运行状态下，载片平台在承载平台的带动下相对顶针向远离底座的方向运动直至达到第一预设位置；在第一预设位置下，第一支撑面低于第二支撑面；
第二运行状态下，顶针与载片平台在承载平台的带动下同步运动直至达到第二预设位置。
优选地，提降机构还包括支撑台；
支撑台被配置为连接波纹管和大气侧连接管；
支撑台将波纹管固定于工艺腔室内。
优选地，提降机构还包括密封装置；
密封装置包括设置于大气侧连接管远离波纹管的一端的密封盖和设置于密封盖上的密封圈；
密封圈与大气侧连接管的内壁贴合。
优选地，承盘装置还包括驱动机构；
驱动机构包括伺服电机；
传动机构包括传动轴，传动轴穿过腔体与承载平台连接；
伺服电机用于驱动传动轴，以使传动轴带动承载平台沿传动轴的轴向运动。
优选地，密封盖上设置有滑道；
滑道内设置有若干密封块，密封块与传动轴贴合，密封块被配置为随着传动轴在滑道内往复运动；
或，
滑道内设置有泛塞密封件，泛塞密封件包括塞体和围设于塞体内部的弹簧，塞体围绕传动轴设置，并与传动轴贴合。
优选地，大气侧连接管远离波纹管的一端设置有若干贯穿的气孔；
抽气装置包括真空发生器和柔性管路；
柔性管路穿设气孔；
真空发生器与腔体通过柔性管路连接；
真空发生器被配置为使腔体产生负压。
进一步地，抽气装置还包括具有压缩机、蓄压罐和电磁阀的供气装置；
压缩机被配置为将空气进行压缩，并将压缩空气传输至蓄压罐；
蓄压罐被配置为储存压缩空气，并向真空发生器提供压缩空气；
电磁阀一端与蓄压罐连接，另一端与真空发生器连接，用于调节蓄压罐向真空发生器提供的压缩空气的流量。
进一步地，真空发生器包括压缩空气入口、排气口与真空吸入口；
压缩空气入口与电磁阀连接，用于通入压缩空气；
真空吸入口与柔性管路连接，用于通入被流动的压缩空气卷吸入的腔体的气体；
排气口用于排出压缩空气和真空吸入口卷吸入的气体。
优选地，抽气装置还包括压力传感器；
压力传感器用于检测腔体的气压和波纹管的外部气压；
当压力传感器检测到波纹管的外部气压小于预设阈值，且腔体的气压大于波纹管的外部气压时，电磁阀打开，蓄压罐向压缩空气入口通入压缩空气。
本申请第二方面公开了一种磁控溅射设备，应用于半导体制造领域，设备包括第一方面的承盘装置和位于工艺腔室内的载片装置；
载片装置设于承载平台上，用于支撑晶圆。
本申请提供了一种承盘装置和磁控溅射设备，应用于半导体制造设备中，半导体制造设备包括工艺腔室与设于工艺腔室内的载片平台和底座；载片平台与底座沿工艺腔室的竖向轴线方向由上至下依次设置；底座与工艺腔室固定连接；其中，承盘装置包括承载平台、提降机构、传动机构和抽气装置；提降机构包括波纹管和大气侧连接管，波纹管和大气侧连接管相互连通并形成一腔体；载片平台固定于承载平台的顶面；承载平台的底面与波纹管连接；底座围设于部分波纹管的四周；传动机构穿过腔体与承载平台连接，传动机构推动承载平台以带动载片平台向靠近或远离底座的方向往复运动，波纹管随承载平台的往复运动进行拉伸或压缩；抽气装置与腔体连通；当波纹管的外部气压小于预设阈值时，抽气装置抽取腔体内的气体直至腔体内与波纹管的外部的气压差到达预设值时停止抽取操作，当波纹管拉伸或压缩时，需承受承载平台对其的拉伸力，还需承受腔体与波纹管外部的气压差带来的压力，利用抽气装置抽取腔体内的气体，以减小内外气压差，避免高压差对波纹管带来的损害，提高了波纹管的使用寿命，进而提高了承盘装置的稳定性。
进一步地，提降机构包括密封装置；密封装置包括设置于大气侧连接管远离波纹管的一端的密封盖与设置在密封盖上的密封圈；密封圈与大气侧连接管的内壁贴合，有效地防止了外部气体进入腔体内部，为抽气装置的抽气操作提供了良好的密闭空间。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一个实施例提供的承盘装置和半导体制造设备的整体剖面视角示意图；
图2是本申请一个实施例提供的承盘装置的第一视角示意图；
图3是本申请一个实施例提供的承盘装置的第二视角示意图；
图4是本申请一个实施例提供的承盘装置的剖面视角示意图。
附图标号：10、承载平台；20、波纹管；30、传动轴；40、真空发生器；41、气孔；42、柔性管路；50、大气侧连接管；51、圆环结构；60、支撑台；70、密封装置；71、密封圈；72、密封盖；100、工艺腔室；110、载片平台；120、底座；130、顶针；131、顶座；132、顶杆；140、第一支撑面；150、第二支撑面。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请中关于“左”、“右”、“左端”、“右端”、“上部”、“下部”、“顶部”、“底部”等方向上的描述均是基于附图所示的方位或位置的关系定义的，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所述的结构必须以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请提供了一种承盘装置和磁控溅射设备，应用于半导体制造设备中，半导体制造设备包括工艺腔室与设于工艺腔室内的载片平台和底座；载片平台与底座沿工艺腔室的竖向轴线方向由上至下依次设置；底座与工艺腔室固定连接；其中，承盘装置包括承载平台、提降机构、传动机构和抽气装置；提降机构包括波纹管和大气侧连接管，波纹管和大气侧连接管相互连通并形成一腔体；载片平台固定于承载平台的顶面；承载平台的底面与波纹管连接；底座围设于部分波纹管的四周；传动机构穿过腔体与承载平台连接，传动机构推动承载平台以带动载片平台向靠近或远离底座的方向往复运动，波纹管随承载平台的往复运动进行拉伸或压缩；抽气装置与腔体连通；当波纹管的外部气压小于预设阈值时，抽气装置抽取腔体内的气体直至腔体内与波纹管的外部的气压差到达预设值时停止抽取操作，当波纹管拉伸或压缩时，需承受承载平台对其的拉伸力，还需承受腔体与波纹管外部的气压差带来的压力，利用抽气装置抽取腔体内的气体，以减小内外气压差，避免高压差对波纹管带来的损害，提高了波纹管的使用寿命，进而提高了承盘装置的稳定性。
实施例1
一般情况下，波纹管内部约为的大气压，外部为具有/>的超高真空度的工艺腔室，将晶圆从工艺腔室的取片位置上升至工艺位置的过程中，波纹管需承受内外气压差产生的压力和承载平台对其施加的拉伸力，两个力的同时施加，易导致波纹管产生损坏，进而影响波纹管的使用寿命，本申请的实施例1提供了一种承盘装置，使用抽气装置抽取波纹管内部的气体以降低波纹管的内外气压差，减小波纹管承受的压力，进而提高波纹管的使用寿命。
如图1、图2、图3和图4所示，一种承盘装置，应用于半导体制造设备中，半导体设备包括工艺腔室100与设于工艺腔室100内的载片平台110和底座120；载片平台110与底座120沿工艺腔室100的竖向轴线方向由上至下依次设置；底座120与工艺腔室100固定连接；承盘装置包括承载平台10、提降机构、传动机构和抽气装置；提降机构包括波纹管20和大气侧连接管50，波纹管20和大气侧连接管50相互连通并形成一腔体；载片平台110固定于承载平台10的顶面；承载平台10的底面与波纹管20连接；底座120围设于部分波纹管20的四周；传动机构穿过腔体与承载平台10连接，传动机构推动承载平台10以带动载片平台110向靠近或远离底座120的方向往复运动，波纹管20随承载平台10的往复运动进行拉伸或压缩；抽气装置与腔体连通；当波纹管20的外部气压小于预设阈值时，抽气装置抽取腔体内的气体直至腔体内与波纹管20的外部的气压差到达预设值时停止抽取操作。
其中，载片平台110用于放置晶圆；承载平台10用于承载放置有晶圆的载片平台110；传动机构用于带动承载平台10在预设方向往返运动，预设方向为垂直于水平面的上下方向；提降机构用于为承载平台10提供辅助支撑和缓冲；抽气装置用于抽取波纹管20内部的气体。该承盘装置通过传动机构和波纹管20的配合实现了承载平台10的垂直升降运动。传动机构将驱动力传递至承载平台10，为承载平台10提供了支撑力；波纹管20为承载平台10提供了辅助支撑，其承受了承载平台10对其施加的拉伸力，缓冲了承载平台10升降过程中产生的振动和冲击。波纹管20与大气侧连接管50相互连通，腔体内气压等同于波纹管20内部的气压，波纹管20的外部气压远小于内部气压，故波纹管20在进行上下往复运动时需承受内外气压差带来的压力。将腔体与抽气装置连接，使用抽气装置抽取波纹管20内部的气体，使得波纹管20内部的气压下降，进而减小了波纹管20内外气压差产生的压力，避免了压力过大造成的波纹管20损坏，降低其使用寿命的问题。当波纹管20的外部气压小于预设阈值时，抽气装置抽取腔体内的气体直至腔体内与波纹管的外部的气压差到达预设值时停止抽取操作。
在本申请的一个实施例中，预设阈值为，预设值约为当腔体内部气压为，波纹管20外部气压为/>时二者的差值。此时，波纹管20受到的压力几乎忽略不计，仅承受承载平台10对其施加的拉伸力，避免了波纹管20承受压力过大而产生爆裂的问题，进而提升了波纹管20的使用寿命。
在本申请的另一个实施例中，当腔体内部处于大气状态，波纹管20外部处于真空状态时，开启抽气装置以抽取波纹管20内部的大气；当腔体内部处于大气状态，波纹管20外部也处于大气状态时，抽气装置不开启。以此，使得波纹管20的外部不管是真空状态还是大气状态均能实现波纹管20内外保持较小的压力差。
优选地，波纹管20采用金属焊接波纹管，其具有更好的密封性和抗压性，提高承盘装置的稳定性。
优选地，半导体制造设备还包括若干顶针130；顶针130包括穿设于载片平台110和承载平台10的顶杆132；顶杆132远离底座120的一端连接有顶座131；若干顶座131间形成用于支撑晶圆的第一支撑面140；载片平台110远离底座120的一端壁设有用于支撑晶圆的第二支撑面150；
初始状态下，顶杆132远离顶座131的一端与底座120抵接，顶座131与载片平台110间设有起始距离，且第一支撑面140高于第二支撑面150；
第一运行状态下，载片平台110在承载平台10的带动下相对顶针130向远离底座120的方向运动直至达到第一预设位置；在第一预设位置下，第一支撑面140低于第二支撑面150；
第二运行状态下，顶针130与载片平台110在承载平台10的带动下同步运动直至达到第二预设位置。
其中，底座120为顶针130提供了辅助支撑，顶针130为晶圆提供了支撑。在本申请的一个实施例中，顶针130包括两根顶杆132；载片平台110具有与顶杆132数量相同的让行孔，承载平台10具有与顶杆132数量相同的通行孔，让行孔和通行孔一一对应且同轴心，顶杆132穿过载片平台110的让行孔和承载平台10的通行孔。
具体地，底座120相对承载平台10的一侧开设有若干放置槽，放置槽的个数与顶针130的数量相等；放置槽内置有垫座，放置槽朝向底座120的外侧壁贯穿开设有缺口，垫座部分伸出缺口，缺口与垫座的外侧壁相互抵接。垫座的设置为顶针130提供了辅助支撑。
优选地，提降机构还包括支撑台60；支撑台60被配置为连接波纹管20和大气侧连接管50；支撑台60将波纹管20固定于工艺腔室内，避免了波纹管20在工艺腔室内往复运动时产生偏移的问题，提高了波纹管20连接的稳定性。
在本申请的一个实施例中，支撑台60具有一圆盘结构，大气侧连接管50包括侧壁和设于侧壁顶部的沿远离侧壁方向延伸的圆环结构51；支撑台60设于圆环结构51上，支撑台60与圆环结构51螺纹连接。
在本申请的另一个实施例中，支撑台60分别与波纹管20和大气侧连接管50的圆环结构51通过焊接的方式直接密封连接，保证了腔体的气密性。
其中，圆环结构51的存在可以增强大气侧连接管50的强度和刚度，且圆环结构51的表面积小于支撑台60的表面积，为支撑台60提供了支撑及额外的稳定性；大气侧连接管50和支撑台60的设置为波纹管20提供了坚固的支撑结构，进而使得承载平台10能稳固地依靠波纹管20和传动机构进行升降运动和停留在所需的高度，同时，螺纹连接确保了大气侧连接管50与支撑台60之间的可靠性。
实施例2
在现有的承盘装置当中，大气侧连接管底部往往采用普通金属盘作为基底，这就使得抽气装置完成抽气操作后，大气又会随着金属盘与大气侧连接管的缝隙中流入腔体中，造成腔体内气压增大，本申请的实施例2提供了一种承盘装置，在实施例1的基础上，增加了密封装置，提高了腔体的密封性。
一种承盘装置，如图2、图3和图4所示，提降机构还包括密封装置70；密封装置70包括设置于大气侧连接管远离波纹管一端的密封盖72和设置于密封盖72上的密封圈71；密封圈71与大气侧连接管50的内壁贴合。
其中，密封装置70位于大气侧连接管50的底面，为大气侧连接管50及大气侧连接管50上面的所有结构提供了稳定的支撑，同时，密封盖72的存在保证了密封装置70的连接的稳定性，使得密封装置70能够牢固地连接到大气侧连接管50上，使其在升降过程中不会松动或脱落。密封圈71与大气侧连接管50的内壁贴合，使得腔体具有了密封性，防止在抽气装置工作的过程中外部的气体或杂质进入腔体内，使腔体内的气压保持稳定，进而确保承盘装置的稳定性。
进一步地，承盘装置还包括驱动机构；驱动机构包括伺服电机；传动机构包括传动轴30，传动轴30穿过腔体与承载平台10连接；伺服电机用于驱动传动轴30，以使传动轴30带动承载平台10沿传动轴30的轴向运动。
其中，伺服电机作为驱动机构的核心部件，可以提供驱动力传递至传动轴30上，以便传动轴30具有足够的驱动力以推动承载平台10升降运动；同时，伺服电机具有高精度的位置控制能力，可以根据控制信号精准地控制承载平台10的运动位置。优选地，通过伺服电机与其他传感器或编码器的配合，可以实现伺服电机对承载平台10的精确运动控制，以此满足对承载平台10对精度的高要求，提高承盘装置的准确性。
优选地，密封盖72、大气侧连接管50、支撑台60、波纹管20和传动轴30同轴心，该设计可以确保传动轴30在运动过程中不会发生偏移，从而保证承载平台10的稳定运动，其次，传动轴30与上述结构接触处的相对运动较小，可以减少摩擦和磨损，延长传动轴30的使用寿命，提高传动轴30运动的平稳性和准确性。
优选地，当腔体内部与波纹管20外部的气压差逐渐降低时，大气施加给波纹管的径向压力逐渐减小，传动轴30的负载也随之减小，进而伺服电机的转矩降低，以此延长了伺服电机和传动轴30的使用寿命。
优选地，密封盖72上设置有滑道；滑道内设置有若干密封块；密封块与传动轴30贴合；密封块被配置为随着传动轴30在滑道内往复运动。
其中，密封块贴合于传动轴30，该设计可以防止外部气体和物质进入传动轴30与密封盖72的内部，同时，可以减少磨损，密封块通常采用如橡胶或聚合物的低摩擦材料制成，当传动轴30运动时，密封块会相对滑道滑动，减少传动轴与滑道之间的直接接触，从而降低摩擦损耗并延长密封装置70的使用寿命。密封块被配置为随着传动轴30运动且密封块与传动轴30之间始终保持接触并紧密贴合，该设计可以在不同工作状态下保持一致的密封性能，确保密封装置70在传动轴30运动过程中仍能有效地阻止外部气体进入腔体内，以此保持稳定的密封效果。
在本申请的一个实施例中，密封盖72上设置有滑道；滑道内设置有泛塞密封件；泛塞密封件包括塞体和围设于塞体内部的弹簧；塞体围绕传动轴30设置，并与传动轴30贴合。
泛塞封密封原理是通过将密封件置于两个接合的表面之间，使得两个表面之间的空隙得以被填充，从而达到密封的效果。其中，泛塞密封件为轴用泛塞密封圈，泛塞密封圈的塞体采用聚四氟乙烯材料制成，其内部的弹簧可为V形悬臂弹簧或O形片状弹簧或椭圆形弹簧；当传动轴30运动时，塞体与传动轴30紧密接触，防止外部气体进入腔体内；弹簧在塞体内部的四周施加辅助的压缩力，以使塞体适应传动轴30带来的不同的压力和振动，以确保塞体和传动轴30始终保持贴合，以保证良好的密封效果。
优选地，大气侧连接管50远离波纹管20的一端设置有若干贯穿的气孔41；抽气装置包括真空发生器40和柔性管路42；柔性管路42穿设气孔41；真空发生器40与腔体通过柔性管路42连接；真空发生器40被配置为使腔体产生负压。
其中，真空发生器40通过柔性管路42连接腔体，使得腔体内形成负压环境，进而排出腔体内的气体。若干气孔41的设计，用户可以根据实际需求，设置多根柔性管路42或多个真空发生器40对腔体进行抽气以提高抽气的效率。柔性管路42的存在使得整个抽气装置具备一定的灵活性和适应性，通过调整柔性管路42的长度、弯曲度等，可以根据用户的实际需求进行布置和连接，以适应不同尺寸和形状的腔体以及承盘装置。
在本申请的一个实施例中，气孔41设置于密封盖72上。
优选地，柔性管路为蛇形管。蛇形管具有抗扭曲性，多层次的设计可以避免承盘装置运动时导致的管道因扭曲破裂的问题，提高装置运行的稳定性。
实施例3
在物理气相沉积领域采取分子泵或者真空泵作为真空设备，成本高，操作不易，且该类真空设备功率大，在实际运用中难以发挥其全部性能，故采用一种成本低、简单易用的真空发生器应用于本场景是一个可行的选择。本申请的实施例3提供了一种承盘装置，在实施例2的基础上，提供了真空发生器的具体结构及真空发生器的配套设施，以提高排出腔体内大气的效率，保障了装置的可靠性和稳定性。
一种承盘装置，如图2、图3和图4所示，抽气装置还包括具有压缩机（图中未示出）、蓄压罐（图中未示出）和电磁阀（图中未示出）的供气装置；压缩机被配置为将空气进行压缩，并将压缩空气传输至蓄压罐；蓄压罐被配置为储存压缩空气，并向真空发生器40提供压缩空气；电磁阀一端与蓄压罐连接，另一端与真空发生器40连接，用于调节蓄压罐向真空发生器40提供的压缩空气的流量。
其中，压缩机将空气进行压缩，增加其压力和密度，并将其输送至蓄压罐中。蓄压罐作为压缩空气的储存装置，能稳定地供气给真空发生器40，同时，在真空发生器40短时间内需要大量压缩空气的时候，蓄压罐能快速响应并提供足够的压缩空气，以保证供气装置的稳定性。调节电磁阀的开启大小，能控制真空发生器40的供气量，以满足实际需求。通过上述的配置，整个供气装置的配合工作可以确保真空发生器40获得稳定可控的压缩空气供应，从而实现排出腔体内大气的效果。
具体地，真空发生器40包括压缩空气入口（图中未示出）、排气口（图中未示出）与真空吸入口（图中未示出）；压缩空气入口与电磁阀连接，用于通入具有高流速的压缩空气；真空吸入口与柔性管路连接，用于通入被流动的压缩空气卷吸入的腔体的气体；排气口用于排出压缩空气和被压缩空气通过真空吸入口卷吸入的腔体的气体。
其中，高流速的压缩空气能提供更大的动力和抽取力，增加真空发生器40对腔体和柔性管路42内大气的抽取效率，通过排气口快速高效地将压缩空气和腔体内的气体排出，保证了装置的稳定运行。真空吸入口被配置为通入被流动的压缩空气卷吸入的腔体内的气体，其中，利用真空发生器40结合伯努利原理可以实现增强真空抽气效果。伯努利原理描述了在流体中速度增加时，其压力将降低的现象，通过使用伯努利原理，真空发生器40可以增加气体的流动速度，从而提高抽气效果。
在本申请的另一个实施例中，真空发生器40采用喷嘴来加速压缩空气的流动。喷嘴的形状和尺寸设计得当，使压缩空气在喷嘴中的流速增加，利用具有高速的压缩空气通过真空吸入口卷吸腔体和柔性管路内的气体至真空发生器的管道内并排出。采用喷嘴加速压缩空气的流动提高了真空发生器40的抽取效率，能够快速排出腔体和柔性管路42内的空气，加快排出过程。
优选地，抽气装置还包括压力传感器；压力传感器用于检测腔体的气压和波纹管20的外部气压；当压力传感器检测到波纹管20的外部气压小于预设阈值，且腔体的气压大于波纹管20的外部气压时，电磁阀打开，蓄压罐向压缩空气入口通入压缩空气。
在本申请的一个实施例中，当压力传感器检测到波纹管20的外部气压大于预设阈值时，电磁阀关闭，蓄压罐关闭，压缩空气入口无压缩空气通入。
其中，压力传感器能感知波纹管20内外气压的差异，可以了解到腔体密封性的状况及气体抽取的情况。压力传感器检测到波纹管20的外部气压小于预设阈值，且腔体内气压大于波纹管20外部的气压时，压力传感器发出信号至控制器，控制器控制电磁阀打开，使得蓄压罐中的压缩空气通过压缩空气入口向真空发生器40供气，以提高腔体内气体抽取的效率。此外，压力传感器与电磁阀构成一个控制系统，通过实时地监测气压并自动调节，可以稳定维持用户设定的气压范围，进而控制真空发生器40按需要工作，有助于提高抽气装置的工作稳定性。同时，压力传感器与电磁阀配合使用能根据实际情况准确地控制蓄压罐中的压缩空气供应，避免不必要的能源浪费，只有在需要时才向抽气装置供应额外的压缩空气，有效地降低能源消耗。
实施例4
对应于上述实施例，本申请的实施例4还提供了一种磁控溅射设备，其中，在本实施例中与上述实施例1至3相同或相似的内容，可参考上文介绍，后续不再赘述。
一种磁控溅射设备，应用于半导体制造领域，设备包括：
位于工艺腔室内的载片装置；
实施例1至3公开的承盘装置；
载片装置设于承载平台上，用于支撑晶圆。
其中，载片装置上安装有合适的夹持机构，确保晶圆在工艺腔室内的位置稳定，并能承受相应的力量。承盘装置通过其升降功能，可以将载片装置上的晶圆从一个位置移至另一个位置，完成晶圆的传递和移动，其对于半导体制造过程中的不同工艺步骤和设备间的连接至关重要。进一步地，通过可靠准确地操作承盘装置，使得晶圆的传递和移动可以快速完成，提高了生产效率，缩短设备的工作周期，提高产线的产量。
以上对本申请所提供的技术方案，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的结构及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (8)

1.一种承盘装置，应用于半导体制造设备中，其特征在于，
所述半导体制造设备包括工艺腔室与设于所述工艺腔室内的载片平台和底座；
所述载片平台与所述底座沿所述工艺腔室的竖向轴线方向由上至下依次设置；
所述底座与所述工艺腔室固定连接；
所述承盘装置包括承载平台、提降机构、传动机构和抽气装置；所述提降机构包括波纹管和大气侧连接管，所述波纹管和所述大气侧连接管相互连通并形成一腔体；
所述载片平台固定于所述承载平台的顶面；
所述承载平台的底面与所述波纹管连接；所述底座围设于部分所述波纹管的四周；
所述传动机构穿过所述腔体与所述承载平台连接，所述传动机构推动所述承载平台以带动所述载片平台向靠近或远离所述底座的方向往复运动，所述波纹管随所述承载平台的往复运动进行拉伸或压缩；
所述抽气装置与所述腔体连通；
当所述波纹管的外部气压小于预设阈值时，所述抽气装置抽取所述腔体内的气体直至所述腔体内与所述波纹管的外部的气压差到达预设值时停止抽取操作；
所述提降机构还包括密封装置；
所述密封装置包括设置于所述大气侧连接管远离所述波纹管的一端的密封盖和设置于所述密封盖上的密封圈；
所述密封圈与所述大气侧连接管的内壁贴合；
所述承盘装置还包括驱动机构；
所述驱动机构包括伺服电机；
所述传动机构包括传动轴，所述传动轴穿过所述腔体与所述承载平台连接；
所述伺服电机用于驱动所述传动轴，以使所述传动轴带动所述承载平台沿所述传动轴的轴向运动；
所述密封盖上设置有滑道；
所述滑道内设置有若干密封块，所述密封块与所述传动轴贴合，所述密封块被配置为随着所述传动轴在所述滑道内往复运动；
或，
所述滑道内设置有泛塞密封件，所述泛塞密封件包括塞体和围设于所述塞体内部的弹簧，所述塞体围绕所述传动轴设置，并与所述传动轴贴合。
2.根据权利要求1所述的承盘装置，其特征在于，所述半导体制造设备还包括若干顶针；
所述顶针包括穿设于所述载片平台和所述承载平台的顶杆；所述顶杆远离所述底座的一端连接有顶座；若干所述顶座间形成用于支撑晶圆的第一支撑面；
所述载片平台远离所述底座的一端壁设有用于支撑晶圆的第二支撑面；
初始状态下，所述顶杆远离所述顶座的一端与所述底座抵接，所述顶座与所述载片平台间设有起始距离，且所述第一支撑面高于所述第二支撑面；
第一运行状态下，所述载片平台在所述承载平台的带动下相对所述顶针向远离所述底座的方向运动直至达到第一预设位置；在所述第一预设位置下，所述第一支撑面低于所述第二支撑面；
第二运行状态下，所述顶针与所述载片平台在所述承载平台的带动下同步运动直至达到第二预设位置。
3.根据权利要求1所述的承盘装置，其特征在于，所述提降机构还包括支撑台；
所述支撑台被配置为连接所述波纹管和所述大气侧连接管；
所述支撑台将所述波纹管固定于所述工艺腔室内。
4.根据权利要求1所述的承盘装置，其特征在于，所述大气侧连接管远离所述波纹管的一端设置有若干贯穿的气孔；
所述抽气装置包括真空发生器和柔性管路；
所述柔性管路穿设所述气孔；
所述真空发生器与所述腔体通过所述柔性管路连接；
所述真空发生器被配置为使所述腔体产生负压。
5.根据权利要求4所述的承盘装置，其特征在于，所述抽气装置还包括具有压缩机、蓄压罐和电磁阀的供气装置；
所述压缩机被配置为将空气进行压缩，并将压缩空气传输至所述蓄压罐；
所述蓄压罐被配置为储存所述压缩空气，并向所述真空发生器提供所述压缩空气；
所述电磁阀一端与所述蓄压罐连接，另一端与所述真空发生器连接，用于调节所述蓄压罐向所述真空发生器提供的所述压缩空气的流量。
6.根据权利要求5所述的承盘装置，其特征在于，所述真空发生器包括压缩空气入口、排气口与真空吸入口；
所述压缩空气入口与所述电磁阀连接，用于通入所述压缩空气；
所述真空吸入口与所述柔性管路连接，用于通入被流动的所述压缩空气卷吸入的所述腔体内的气体；
所述排气口用于排出所述压缩空气和所述真空吸入口卷吸入的气体。
7.根据权利要求6所述的承盘装置，其特征在于，所述抽气装置还包括压力传感器；
所述压力传感器用于检测所述腔体的气压和所述波纹管的外部气压；
当所述压力传感器检测到所述波纹管的外部气压小于所述预设阈值，且所述腔体的气压大于所述波纹管的外部气压时，所述电磁阀打开，所述蓄压罐向所述压缩空气入口通入所述压缩空气。
8.一种磁控溅射设备，应用于半导体制造领域，其特征在于，所述设备包括：
位于工艺腔室内的载片装置；
如权利要求1-7任一项所述的承盘装置；
所述载片装置设于所述承载平台上，用于支撑晶圆。
CN202311117846.9A 2023-09-01 2023-09-01 一种承盘装置和磁控溅射设备 Active CN116837339B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311117846.9A CN116837339B (zh) 2023-09-01 2023-09-01 一种承盘装置和磁控溅射设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311117846.9A CN116837339B (zh) 2023-09-01 2023-09-01 一种承盘装置和磁控溅射设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116837339A CN116837339A (zh) 2023-10-03
CN116837339B true CN116837339B (zh) 2023-11-28

Family

ID=88172923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311117846.9A Active CN116837339B (zh) 2023-09-01 2023-09-01 一种承盘装置和磁控溅射设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116837339B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11214489A (ja) * 1998-01-27 1999-08-06 Mitsubishi Electric Corp 真空処理装置
CN104810195A (zh) * 2015-05-05 2015-07-29 西安交通大学 一种高气体压力下真空灭弧室波纹管的保护结构及应用
CN105088173A (zh) * 2014-04-17 2015-11-25 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种半导体设备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11214489A (ja) * 1998-01-27 1999-08-06 Mitsubishi Electric Corp 真空処理装置
CN105088173A (zh) * 2014-04-17 2015-11-25 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种半导体设备
CN104810195A (zh) * 2015-05-05 2015-07-29 西安交通大学 一种高气体压力下真空灭弧室波纹管的保护结构及应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN116837339A (zh) 2023-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4080107A (en) Bellows pump and pumping plant for oil-filled electric cables
US20080011974A1 (en) Multiposition angle valve
CN114141691B (zh) 半导体工艺设备
CN116837339B (zh) 一种承盘装置和磁控溅射设备
WO2020029562A1 (zh) 一种压缩机及制冷设备
CN109520788B (zh) 一种大气环境质量检测方法
CN109520787B (zh) 一种大气环境检测设备
CN112144037B (zh) 半导体设备
CN115655602B (zh) 一种空调热交换盘管高压气密检测装置
CN113107808B (zh) 一种气体压缩机及其防漏检测方法
WO2023279506A1 (zh) 一种气体压缩装置及其实现方法
CN101881264B (zh) 一种线性压缩机用吸排气一体化吸排气装置
CN114572686A (zh) 一种真空取料装置及取料方法
CN103742395B (zh) 一种一级抽气装置的设计方法
CN221149980U (zh) 一种晶圆升降装置
CN201053517Y (zh) 一种真空截止阀
JP5074807B2 (ja) エアーポンプ
CN219495587U (zh) 用于立式气瓶批量氦检漏设备
CN218931013U (zh) 一种吸附装置
CN220934022U (zh) 板体键合机台
CN216847285U (zh) 一种低温弹性气体驱动膜片装置
CN217319358U (zh) 热压设备
CN116221076B (zh) 一种压缩机进气阀卸荷结构及控制方法
CN220082135U (zh) 一种气控流量放大设备
CN215928568U (zh) 启闭转换器及具有该启闭转换器的真空阀启闭系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant