CN1426284B - 一种可变间隙止动装置、一种半导体处理装置及一种用以使驱动单元的移动停止的方法 - Google Patents

Abstract

一种可变间隙停止动装置(30、32)其能够使一驱动单元的移动停止，例如一汽缸可在一半导体处理设备中移动固定有一半导体晶片的夹盘(21)，该汽缸驱动单元包括至少一个定位表面。一可移动的间隙止动单元(33、34)包括至少一个止动表面，在一较佳的具体实施例中，可包括在不同高度处的二个或更多不同的止动表面。一汽缸(31)移动所述可移动的间隙止动单元，以使至少一个止动表面系与驱动单元的所述至少一个定位表面对齐或不对齐。利用该结构与操作，驱动单元的至少一个定位表面可紧靠着可移动的间隙止动单元的可变止动表面。以驱动单元的定位表面所紧靠着的多个止动表面为基础，可以控制汽缸移动夹盘的高度，从而控制半导体处理室内夹盘的高度。因此，本发明提供一种可简单地加以控制的方式，以致一物体诸如半导体晶片可在一装置内(诸如一处理室)可简单且有效率地以可变化的高度加以配置。

Description

一种可变间隙止动装置、一种半导体处理装置及一种用以使驱动单元的移动停止的方法

发明背景

发明领域

本发明涉及一种用于驱动单元的可变间隙止动装置，作为一范例，其在一半导体处理室内将一半导体晶片移至一所需高度。

背景技术

在半导体晶片的处理中，半导体晶片在不同的时间被放置在处理室、淀积室等内部。半导体晶片在该室中接受不同的处理。

例如，在蚀刻处理室内，半导体晶片被放置在一半导体支撑元件上，诸如一夹盘(其也用作一下电极)。在夹盘上方有一上电极。再者，围绕着夹盘与上电极沿周向布置有一转动的磁铁。夹盘、上电极以及转动的磁铁产生一等离子体，用于蚀刻置于夹盘上的半导体晶片。

在该蚀刻处理室中，半导体晶片必须被放置在距上电极一段特定的距离处。为完成该操作，使安装半导体晶片的夹盘在加工室内借助于驱动系统而上下移动至位于上电极下方的所需高度处。

图1显示一背景驱动系统，用以将一夹盘置于一半导体处理室中的所需高度上。图1显示一汽缸10，其中一夹盘(未显示)安装在汽缸上，以及一半导体晶片(未显示)依次固定在夹盘上。在图1中，配置三个驱动螺钉12，其转动时将汽缸10上下驱动。围绕着三个驱动螺钉12而形成一驱动链(未显示)，用以转动三个驱动螺钉12，而驱动链又通过一马达(未显示)驱动。

利用图1的驱动系统，半导体处理设备操作员可以在处理室内设定半导体晶片的所需高度。接着，马达带动驱动链而依次带动三个驱动螺钉12，其又将汽缸10在一半导体处理室内移动至一所需高度。再者，不同的传感器与反馈系统可用以监视在处理室内夹盘的高度，用以确保夹盘将半导体晶片支撑在所需高度。因此，利用用于支撑着夹盘的汽缸10(如图1中所示)的驱动系统，可容许半导体晶片在处理室内以可变化的高度而被放置回原处。

然而，图1的链驱动系统对于半导体处理来说有几个缺点。第一，半导体处理需相当精密的操作，同时需要高度的洁净。图1的链驱动的缺点在于常常在半导体设备内产生振动，对于半导体设备来说这是不利的。再者，链驱动需润滑，将会使污染物进入半导体设备中，在半导体设备中的任何污染会导致所处理的半导体晶片受到污染。

图2中显示一种可任择的系统，用于将一半导体支撑元件置于适当的位置。图2显示一夹盘21，半导体晶片固定在夹盘上。夹盘21依次由一汽缸22所支撑，汽缸上、下移动而穿过一上支撑托座27与下支撑托座25。汽缸22还包括一下底座26，其装在汽缸上，用以与汽缸22一起移动。汽缸22可以是一气动式空气驱动汽缸，其在标准方式下以气流控制其向上及向下移动。

为确保夹盘21在处理室内可位于一适当的高度，下底座26包括三个止动螺钉24。止动螺钉24具有可调整的高度(如图2中阴影线所示)。当汽缸22向上移动而将固定在夹盘21上的半导体晶片移入一处理室中时，止动螺钉24会紧靠下支撑托座25的底部，用以使汽缸22停止在适当的位置，因而将夹盘21停止在处理室内一适当的高度。半导体设备(包括图2的驱动系统)的操作员可手动地调整止动螺钉24的定位(如图中以虚线所示的位于正面的止动螺钉24)，用以在处理室中调整夹盘21停止的高度。利用该装置，通过止动螺钉24紧靠着下支撑托座25来使汽缸22的移动停止。

相对于图1的驱动系统，图2的驱动系统的优点在于其不需链驱动并因而能避免链驱动系统的振动与潜在的污染。图2的驱动系统的缺点在于，因为执行该调整需使操作员以手动方式适当地调整止动螺钉24的位置，所以使操作员调整位于处理室内汽缸22的高度更加困难且麻烦。

发明概述

本发明的一个目的在于提供一种新式的驱动系统，其尤其可应用在半导体处理设备中，它的优点在于可以变化物体支撑的高度。

本发明的另一目的在于提供一种新式的驱动系统，其尤其可应用在半导体处理设备中，操作员可轻易地变化物体支撑的高度，并且不会产生振动与污染。

本发明的另一个目的在于提供一种新式的驱动系统，其尤其可应用在半导体处理设备中，其可用于这种半导体处理设备，该设备利用气动的汽缸驱动单元，用以驱动安置有半导体晶片的夹盘。

为了达到上述以及其他目的，本发明提出一种新式的可变间隙止动装置，它可使驱动单元的移动停止，例如一气动式驱动汽缸(它可使在半导体处理设备中固定有半导体晶片的夹盘移动)。在本发明中，驱动单元包括至少一个定位表面。一可移动的间隙止动单元包括至少一个止动表面，且在一较佳的具体实施例中可包括二个或更多不同的止动表面，该每一表面位于不同的高度。带有一杆件的汽缸使可移动的间隙止动单元移动而使至少一止动表面与驱动单元的至少一个定位表面对齐或不对齐。

利用本发明的该结构与操作，驱动单元的至少一个定位表面可紧靠着可移动的间隙止动单元的多个止动表面之一。以驱动单元的定位表面所紧靠着的多个止动表面为基础，可以控制驱动单元移动定位表面的高度，例如汽缸移动夹盘的高度，因此在半导体处理室内夹盘的高度可受到控制。

因此，本发明的结构提供了一种可简单执行的控制方式，这样，一物体诸如半导体晶片在一装置内(诸如一处理室)可简单且有效率地被置于可变化的高度处。

附图的简要说明

本发明的更完整的应用以及其许多伴随的优点将通过参考下列详细说明以及附图而得到较好的了解。

图1示出用于半导体支撑装置的一种现有链驱动系统；

图2示出用于半导体支撑装置的另一种现有驱动系统；

图3为本发明的一种用于半导体支撑装置的驱动系统的构造形式；

图4为一方块图，示出用于本发明半导体支撑装置的驱动系统的特定元件；

图5示出本发明的可变间隙止动系统的一特定元件；

图6示出位于第一位置的本发明的可变间隙止动系统；

图7示出位于第二位置的本发明的可变间隙止动系统；

图8示出位于第三位置的本发明的可变间隙止动系统。

优选实施例的说明

现在参考附图，其中相同的参考数字代表相同的或对应的元件，特别地参看图3，示出了用于一半导体支撑装置的一种驱动系统，包括本发明的一种可变间隙的止动装置。

如图3中所示用于本发明的系统与图2中的系统相似之处在于夹盘21安装在汽缸22上并由其加以定位。汽缸22依次装有一下底座26，该下底座包括有止动螺钉24。汽缸22为气动控制的，从而可上、下移动。然而，如图3中所示的本发明的系统包括一可变止动间隙机构，其容许夹盘21被置于一处理室(未显示)内可变化的高度处。为完成该操作，如图3所示，在本发明中，在一导件30内部配置有一环32。在图5中进一步地详细显示了环32。环32包括不同的止动表面33、34，其各具有不同的高度，且当汽缸22向上移动时，它可移动而与下底座26的止动螺钉24对齐或不对齐，并因而与止动螺钉24接触或是不接触。

环32的位置可藉由一汽缸31以一杆件37沿圆周方向移动。当环32沿圆周方向移动时，环32可移动，因此(1)止动表面33底部与止动螺钉24相对并对齐，(2)中间高度止动表面34的底部与止动螺钉24相对并对齐，或(3)环32没有表面与止动螺钉24相对，因此，在汽缸22完全向上移动时，止动螺钉24紧靠着下托座25的下表面。

这样，通过改变环32的位置，汽缸22可停止在三个不同的位置，该位置对应于(1)紧靠着止动表面33的止动螺钉24，对应于位于处理室内一最低位置处的夹盘21，(2)紧靠着止动表面34的止动螺钉24，地应于位于处理室内一相对中间位置处的夹盘21，及(3)紧靠着下托座25的止动螺钉24，如图2具体实施例所示，对应于位于处理室内一最高位置处的夹盘21。

在本发明中，通过利用该可变间隙止动装置，夹盘21可在一处理室中停止在三个不同的位置。再者，在本发明中通过利用该可变间隙止动装置，仍然可以调整止动螺钉24的定位，用以改变夹盘21在处理室中可位于的三个位置的绝对值。

在图3所示的具体实施例中，环32形成于导件30之中，该导件装在下托座25上。导件30用以确保环32沿圆周方向上平移地移动。

在图3所示的具体实施例中，汽缸31用以将环32配置在上述三个不同的位置。已经发现完成该操作的一汽缸为一种串列式汽缸，可选择XC11或XC12(以Global SeriesTM之名制造)的空气汽缸。该汽缸31可为一串列式汽缸，在需要三个不同的杆件位置时使用。汽缸31可由二汽缸所构成，该二汽缸用螺栓自上到下以螺纹旋入前汽缸的后安装孔中装配而成。这种具有二个不同行程的汽缸(其中较短的行程位于后汽缸)使一单一杆件37不伸展、延伸至一正向的中间位置或是伸展至一完全伸展的位置。

汽缸31可为一空气驱动型式的汽缸，其由不同空气管线36供应空气。供应空气可由电磁阀39加以控制，它通过控制空气管线36中的空气供应来控制三位置汽缸31的操作。

同时如图3中所示，三个传感器38安装在汽缸31上。传感器38用以监测汽缸31的杆件37的位置。利用传感器38能够提供反馈控制，用以确定汽缸31的杆件37的位置，并因而再确定环32的位置。

图4示出本发明的整个控制系统的方块图。

如图4中所示，汽缸31控制环32的位置。汽缸31再由一控制单元40加以控制。控制单元40接收一高度输入41，它一般由操作员以键盘、触摸式荧幕等输入处理室内夹盘21所需高度而提供。当控制单元40接收高度输入41时，控制单元40控制汽缸31而将杆件37伸展至一所需位置，而汽缸31从而控制环32，用以沿圆周方向移动至所需位置。控制单元40同时接收来自传感器38的反馈信号。如上所述，传感器38为确定汽缸31内杆件37位置的传感器。以该方式，控制单元40能够确定位于汽缸31内的杆件37位于所需位置。

同时，控制单元40能够接收来自第二组传感器42的信号，其可配置在处理室内或是接近汽缸22的位置，且其能检测处理室内夹盘21的位置或是汽缸22的位置。在本具体实施例中，传感器42应配置在三种高度中的每一种高度位置上，夹盘21可配置在处理室内。该传感器42可提供一附加的方式而使控制单元40能够确认处理室内夹盘21的位置。

图6至8示出隔离的可变间隙止动系统，分别地显示环32能够采取的三种不同的位置。

更具体地，图6显示出隔离的本发明可变间隙止动系统，其中汽缸31的杆件37不伸展，因此汽缸31位于一位置以致环32的止动表面33与止动螺钉24对齐。利用图6中所示的定位，当汽缸22上升至一位置以致安装在夹盘21上的半导体晶片位于处理室内时，安装在汽缸22的下底座26上的止动螺钉24紧靠着环32的止动表面33，用以使汽缸22的移动停止。如上所述，在该位置中，夹盘21在处理室内位于其最低的位置。

图7显示出本发明可变间隙止动系统，其中汽缸31的杆件37伸展至一中间的位置。在图7所示的位置中，环32的止动表面34与止动螺钉24对齐。在该操作中，当汽缸22上升时止动螺钉24的顶部紧靠着中间止动表面34，因此夹盘21在处理室内位于一中间位置。

图8显示出本发明的可变间隙止动系统，其中汽缸31的杆件37伸展至一最大的范图，以致环32没有任何部分与止动螺钉24对齐。在图8中所示的位置中，当汽缸22上升时止动螺钉24的顶部紧靠着下托座25的底部。在该位置，夹盘21在处理室内位于其最高范围的位置。

因此，利用上述图中所示本发明的操作，夹盘21可被控制而在一处理室内采取不同的高度位置。

上述的本发明的具体实施例中，环32包括二个不同的止动表面33及34，因此三种不同的间隙止动位置或高度可以得到。环32显然可根据需要而修改成仅包括一个间隙止动表面，或三个或者更多的间隙止动表面。

再者，止动表面33及34可与环32构成为整体部分，也可构成为装至环32上的不同的元件。假若止动表面33及34构成为装至环32上的不同的元件，则能够利用不同的止动表面33及34。亦即，可选择不同高度的止动表面33及34的不同的组，并可结合在所述环中，用以增加本发明装置的灵活性。

再者，汽缸31不必为一空气驱动的汽缸，可以是任何型式的可将环32移动至不同位置的汽缸。

再者，所示的间隙止动表面33及34为环32的一部分，但间隙止动表面33及34可根据需要而形成于一非圆周装置上。

上述相对于一可变间隙止动装置而描述的本发明用于一半导体处理装置中。本发明当然可以用于其他型式的装置，但是本发明的申请人已了解到本发明的这一装置在半导体处理设备上特别地有用。

显然地，依照以上论述，本发明可有许多附加的修改与变化。因此应了解的是，在附加的权利要求的范围内，本发明可以以在此特别地说明之外的其他方法加以实践。

Claims (14)

1.一种可变间隙止动装置，用以使包括至少一个定位表面的驱动单元的移动停止，包括：

一可移动的间隙止动单元，其包括至少第一和第二止动表面，各止动表面位于不同的高度；

一汽缸，其用以使该可移动的间隙止动单元移动，以使该至少第一和第二止动表面与一个位置对齐或不对齐，从而接触所述驱动单元的所述至少一个定位表面。

2.如权利要求1所述的可变间隙止动装置，其中该可移动的间隙止动单元包括一环状构件，用于支撑该至少第一及第二止动表面，该汽缸沿周向移动该环状构件。

3.如权利要求1所述的可变间隙止动装置，其中该汽缸包括串列式汽缸，具有一连接至该可移动的间隙止动单元的杆件，而该杆件可采取三种不同的位置。

4.如权利要求3所述的可变间隙止动装置，其进一步在该汽缸上包括至少一个传感器，用以检测该杆件的位置。

5.一种半导体处理装置，包括：

一支撑构件，一待处理的半导体晶片置于该支撑构件上；

一驱动单元，用以使该支撑构件位于一处理室内的一高度位置处，该驱动单元包括至少一个定位表面；

一可移动的间隙止动单元，包括至少第一和第二止动表面，各止动表面位于不同的高度；

及一汽缸，用以移动该可移动的间隙止动单元，以使该至少第一和第二止动表面与一个位置对齐或不对齐，从而接触该驱动单元的所述至少一个定位表面。

6.如权利要求5所述的半导体处理装置，其中该可移动的间隙止动单元包括一环状构件，用于支撑该至少第一及第二止动表面，该汽缸沿周向移动该环状构件。

7.如权利要求5所述的半导体处理装置，其中该汽缸包括串列式汽缸，具有一个连接至该可移动的间隙止动单元的杆件，而该杆件可采取三种不同的位置。

8.如权利要求7所述的半导体处理装置，其进一步在该汽缸上包括至少一个传感器，用以检测该杆件的位置。

9.一种半导体处理装置，包括：

支撑装置，用以支撑一待处理的半导体晶片；

驱动装置，用以驱动该支撑装置至一处理室内一高度处，该驱动装置包括至少一个定位表面装置；

可变间隙止动装置，包括至少第一和第二止动表面装置，各止动表面装置位于不同的高度；及

定位装置，用以将该可变间隙止动装置定位，以使该至少第一和第二止动表面装置与一个位置对齐或不对齐，从而接触该驱动装置的该定位表面装置。

10.如权利要求9所述的半导体处理装置，其进一步在该定位装置上包括至少一个传感器装置，用以检测一位置，该位置为该定位装置将该可变间隙止动装置定位的位置。

11.一种方法，用以使驱动单元的移动停止，该驱动单元包括至少一个定位表面，包括以下的步骤：

提供一可移动的间隙止动单元，其包括至少第一和第二止动表面，各止动表面位于不同的高度；

移动该可移动的间隙止动单元，以使该至少第一和第二止动表面与一个位置对齐或不对齐，从而接触该驱动单元的该至少一个定位表面。

12.如权利要求11所述的方法，其中该可移动的间隙止动单元包括一环状构件，用于支撑该至少第一及第二止动表面，移动步骤沿周向移动该环状构件。

13.如权利要求11所述的方法，其中该驱动单元包括一支撑构件，一待处理的半导体晶片置于其上，该支撑构件在一处理室内位于一高度位置处。

14.如权利要求13所述的方法，其中该可移动的间隙止动单元包括一环状构件，用于支撑该至少第一及第二止动表面，移动步骤沿周向移动该环状构件。

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