CN211620611U - 化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，包括：基座，所述基座上设有基座孔；托针机构，所述托针机构活动安装在所述基座孔中；调节机构，所述调节机构安装在所述基座上，所述调节机构靠抵所述托针机构，所述调节机构能够伸缩用以将所述托针机构顶出所述基座的上表面；所述调节机构具有刻度用以指示调节机构伸长的长度。据此，根据刻度能够准确获知调节机构顶出的高度，从而降低了高度参数调节的工程师的经验参与，基本上一次能够完成晶圆与基座之间间隙的设定，提高了加工效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制造设备技术领域，特别涉及一种化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置。
背景技术
在半导体器件的制造工艺中，其中包含通过化学气相沉积（CVD）形成薄膜。其中，有一种设备的具体工艺是：在腔体内的高温环境下，通过对特定的工艺气体在等离子体增强条件下在硅片表面进行化学气相沉积形成薄膜。这样的工艺特点是成膜速度快，薄膜均匀度好。具体地，成膜过程是由四个喷淋头（showerhead）完成，根据工艺要求不同由每个喷淋头成膜25%、50%、100%等来完成成膜过程，腔体温度为400℃。
为了防止由于晶圆（Wafer）和该设备中用来承载晶圆的基座（Pedestal）表面直接接触产生热应力变化（接触腔体和接触基座导致温度差），现有技术中，通过托球和托针（MCA Ball & Pin）组成的结构支撑晶圆，让晶圆和基座表面之间存在一定间隙。而托球-托针结构伸出的高度会影响晶圆的水平基准和间隙，最终将影响膜厚。
现有技术通过一个顶杆来调节托球-托针结构伸出的高度，而这个顶杆就是一个简单的伸缩结构，在调整高度的时候需要凭借工程师的经验来进行预估，并且，再通过后续的测量，并进一步调整高度，来达到所需要的调节高度。
现有技术的问题在于，需要进行多次测量反馈调整等操作才能完成晶圆与基座表面的间隙调整，完成所形成的晶圆的支撑面的水平度的调整，受工程师的经验影响较大，浪费调节时间，生产效率低。
实用新型内容
为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，其目的在于：降低调整晶圆-基座表面间隙、和晶圆的支撑面水平度的时间，提高生产效率。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，包括：
基座，所述基座上设有基座孔；
托针机构，所述托针机构活动安装在所述基座孔中；
调节机构，所述调节机构安装在所述基座上，所述调节机构靠抵所述托针机构，所述调节机构能够伸缩用以将所述托针机构顶出所述基座的上表面；
所述调节机构具有刻度用以指示调节机构伸长的长度。
优选地，所述托针机构包含托针座、托球和托针；
所述托针座包含管状机构，所述管状机构一端封口且具有圆锥形内底部，所述管状机构的外形为圆柱形管；
所述托针包含棒状机构，所述棒状机构外形为圆柱形棒，一端为平面，另外一端为半球形；
所述托球和托针容置于所述托针座的管状机构内，所述托球和所述圆锥形内底部接触，所述托针的平面靠抵所述托球，所述托针的半球形这一端伸出所述管状机构外。
优选地，所述托针座的材质为铝；所述托球的材质为蓝宝石；所述托针的材质为蓝宝石。
优选地，所述调节机构包含：
螺纹传动机构，所述螺纹传动机构包含螺杆和内螺纹块，所述螺杆和内螺纹块螺纹传动连接；
第一壳体，所述第一壳体与内螺纹块固定连接，所述内螺纹块位于所述第一壳体内部；
第二壳体和顶杆，所述顶杆与螺杆固定连接，所述第二壳体与顶杆固定连接且设置在顶杆外，所述第二壳体套设于所述第一壳体内；
第一壳体在周向上设有等分的第一刻度，第一壳体的开口容设第二壳体处有边缘线；第二壳体在轴向上设有等分的第二刻度，且第二刻度具有刻度轴线。
优选地，所述调节机构还包含：
棘轮机构，所述棘轮机构包含棘轮和止回棘爪，所述棘轮连接螺杆，所述止回棘爪连接弹簧。
优选地，所述第一壳体通过安装支架与所述基座固定连接；
所述顶杆对准所述托针机构用以推动所述托针机构在所述基座孔中滑动；
所述调节机构还包含旋转握持部，所述旋转握持部固定连接螺杆，所述旋转握持部和所述第二壳体分设于所述内螺纹块两侧，所述旋转握持部套设于所述第一壳体内。
优选地，所述螺杆上设有第一限位部和第二限位部，所述第一限位部为比螺杆的螺纹大径粗的第一凸起，所述第二限位部为比螺杆的螺纹大径粗的第二凸起。
优选地，所述螺纹传动机构的导程为L；所述第二壳体相对第一壳体运动一周所述第二刻度运动一个刻度单元；所述第一刻度等分为N份。
优选地，所述螺杆的第一限位部和所述内螺纹块抵靠时，所述第一壳体的边缘线对准所述第二刻度的零点，所述第二刻度的刻度轴线对准所述第一刻度的零点。
优选地，所述化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，用以加工晶圆，所述基座孔、所述托针机构、所述调节机构数量至少为三个，所述基座孔以所述晶圆的中心为中心均匀分布在所述晶圆对应的外围圆内。
与现有技术相比，本实用新型提供了化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，包括：基座，所述基座上设有基座孔；托针机构，所述托针机构活动安装在所述基座孔中；调节机构，所述调节机构安装在所述基座上，所述调节机构靠抵所述托针机构，所述调节机构能够伸缩用以将所述托针机构顶出所述基座的上表面；所述调节机构具有刻度用以指示调节机构伸长的长度。据此，根据刻度能够准确获知调节机构顶出的高度，从而降低了高度参数调节的工程师的经验参与，基本上一次能够完成晶圆与基座之间间隙的设定，提高了加工效率。
附图说明
图1为本实用新型的化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置的一实施例的结构示意图。
图2为本实用新型的化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置中的托针机构的一实施例的结构示意图。
图3为本实用新型的化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置中的调节机构的一实施例的结构示意图。
附图标记说明。
基座1
基座孔11
基座的上表面12
托针机构2
托针座21
圆锥形内底部211
圆柱形管212
凸缘213
托球22
托针23
圆柱形棒231
平面232
半球形233
调节机构3
第一刻度311
第一刻度的零点3110
第二刻度312
第二刻度的零点3120
刻度轴线313
螺纹传动机构32
螺杆321
内螺纹块322
第一限位部323
第二限位部324
第一壳体33
第一壳体边缘线331
第二壳体34
顶杆35
棘轮机构36
棘轮361
止回棘爪362
弹簧363
安装支架37
旋转握持部38
晶圆4
喷淋头5
等离子体6。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。
参阅图1所示，本实用新型提供的化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，包括：基座1、托针机构2、调节机构3。基座1上设有基座孔11。托针机构2活动安装在基座孔11中。调节机构3安装在基座1上，调节机构3靠抵托针机构2，调节机构3能够伸缩用以将托针机构2顶出基座1的上表面12。调节机构3具有刻度311、312用以指示调节机构3伸长的长度。据此，能够根据刻度311、312调节调节机构3伸长的长度，从而精确控制托针机构2被顶出基座上表面12的高度，而在托针机构12上放置待加工的晶圆4，也就是精确控制了晶圆4和基座上表面12之间的间隙。
参阅图2所示，托针机构2包含托针座21、托球22和托针23。托针座21包含管状机构，所述管状机构一端封口且具有圆锥形内底部211，所述管状机构的外形为圆柱形管212。托针23包含棒状机构，棒状机构外形为圆柱形棒231，一端为平面232，另外一端为半球形233。托球22和托针23容置于托针座21的管状机构内，托球22和圆锥形内底部211接触，托针的平面232靠抵托球22，托针的半球形233这一端伸出所述管状机构212外。据此，托针的半球形233支撑晶圆4，而脱离基座1。而，托针座21，上部还具有凸缘213，这样可以卡在基座孔11上，从基座孔11中掉落。
托针座21的材质为铝（Al）。托球22的材质为蓝宝石（一种现有材质，刚玉中除了红宝石之外的一种，Al2O3为其主要成分）。托针23的材质为蓝宝石。
参阅图3所示，调节机构3包含：螺纹传动机构32、第一壳体33、第二壳体34、顶杆35。螺纹传动机构32包含螺杆321和内螺纹块322，螺杆321和内螺纹块322螺纹传动连接。第一壳体33与内螺纹块322固定连接，内螺纹块322位于第一壳体33内部。顶杆35与螺杆321固定连接。第二壳体34与顶杆35固定连接，且第二壳体34设置在顶杆35外，第二壳体34套设于第一壳体33内。据此，第二壳体34可以相对第一壳体33滑动。
第一壳体33在周向上设有等分的第一刻度311，第一壳体33的开口容设第二壳体34处有边缘线331。第二壳体34在轴向上设有等分的第二刻度312，且第二刻度312具有刻度轴线313。
调节机构3还包含：棘轮机构36，棘轮机构36包含棘轮361和止回棘爪362，棘轮361连接螺杆321，止回棘爪362连接弹簧363。据此，通过调节弹簧363的弹力，可以控制顶杆35与晶圆4之间的接触力。
第一壳体33通过安装支架37与基座1固定连接。
顶杆35对准托针机构2用以推动托针机构2在所述基座孔11中滑动。
调节机构3还包含旋转握持部38，旋转握持部38固定连接螺杆321，旋转握持部38和所述第二壳体34分设于内螺纹块322两侧，旋转握持部38套设于所述第一壳体33内。据此，转动旋转握持部38，由于内螺纹块322相对位置固定，即转化为螺杆321的上下运动，据此带动第二壳体34转动和上下运动，从而显示相关的刻度表示顶杆35伸出的长度。
螺杆321上设有第一限位部323和第二限位部324，第一限位部323为比螺杆321的螺纹大径粗的第一凸起，第二限位部324为比螺杆321的螺纹大径粗的第二凸起。据此，可以限定顶杆35能够伸出的距离是第一限位部323和第二限位部324两个之间相对面的距离。
螺纹传动机构32的导程为L；第二壳体34相对第一壳体33运动一周，第二刻度312运动一个刻度单元；第一刻度311等分为N份。L=0.5mm，N=50，时第一刻度311每一刻度单元为0.01mm，第二刻度每一个刻度单元为0.5mm。据此，该调节装置的高度调节精度为L/N。
螺杆的第一限位部323和内螺纹块322抵靠时，第一壳体的边缘线331对准所述第二刻度的零点3120，第二刻度的刻度轴线313对准所述第一刻度的零点3110。
本实用新型提供的调节装置，用以加工晶圆4，晶圆4位于基座1之上，喷淋头5之下，用等离子体6进行化学气相沉积。基座孔11、托针机构2、调节机构3数量至少为三个，基座孔11以晶圆4的中心为中心均匀分布在晶圆对应的外围圆内。换句话说，基座孔11的中心位于一个正边形上，该正变形的对称中心和晶圆的对称中心重合，而所有基座孔的外切圆的半径要比晶圆的半径小。三点形成一个面，调整所有的支撑点至一个平面上，据此，所有的托针机构2的顶部点构成一个支撑面，从而托起晶圆4。本实用新型提供的方案有，基座孔11的数量设置为6个，图1中所示的其中两个基座孔被剖到的剖面图方案展示。
以上所述即为本实用新型提供的主要技术方案。据此，本实用新型所达到的技术效果在于：采用本实用新型提供的化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，据此，根据刻度能够准确获知调节机构顶出的高度，从而降低了高度参数调节的工程师的经验参与，基本上一次能够完成晶圆与基座之间间隙的设定，并且能够在多个调节机构的情况下能够保证调节机构伸出的长度一致，保证了支撑面的水平度和平面度，提高了加工效率，也提升了产品加工的质量。
上述具体实施例和附图说明仅为例示性说明本实用新型的技术方案及其技术效果，而非用于限制本实用新型。任何熟于此项技术的本领域技术人员均可在不违背本实用新型的技术原理及精神的情况下，在权利要求保护的范围内对上述实施例进行修改或变化，均属于本实用新型的权利保护范围。
Claims (10)
1.一种化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，其特征在于，包括：
基座，所述基座上设有基座孔；
托针机构，所述托针机构活动安装在所述基座孔中；
调节机构，所述调节机构安装在所述基座上，所述调节机构靠抵所述托针机构，所述调节机构能够伸缩用以将所述托针机构顶出所述基座的上表面；
所述调节机构具有刻度用以指示调节机构伸长的长度。
2.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，其特征在于，
所述托针机构包含托针座、托球和托针；
所述托针座包含管状机构，所述管状机构一端封口且具有圆锥形内底部，所述管状机构的外形为圆柱形管；
所述托针包含棒状机构，所述棒状机构外形为圆柱形棒，一端为平面，另外一端为半球形；
所述托球和托针容置于所述托针座的管状机构内，所述托球和所述圆锥形内底部接触，所述托针的平面靠抵所述托球，所述托针的半球形这一端伸出所述管状机构外。
3.根据权利要求2所述的化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，其特征在于，
所述托针座的材质为铝；所述托球的材质为蓝宝石；所述托针的材质为蓝宝石。
4.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，其特征在于，所述调节机构包含：
螺纹传动机构，所述螺纹传动机构包含螺杆和内螺纹块，所述螺杆和内螺纹块螺纹传动连接；
第一壳体，所述第一壳体与内螺纹块固定连接，所述内螺纹块位于所述第一壳体内部；
第二壳体和顶杆，所述顶杆与螺杆固定连接，所述第二壳体与顶杆固定连接且设置在顶杆外，所述第二壳体套设于所述第一壳体内；
第一壳体在周向上设有等分的第一刻度，第一壳体的开口容设第二壳体处有边缘线；第二壳体在轴向上设有等分的第二刻度，且第二刻度具有刻度轴线。
5.根据权利要求4所述的化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，其特征在于，所述调节机构还包含：
棘轮机构，所述棘轮机构包含棘轮和止回棘爪，所述棘轮连接螺杆，所述止回棘爪连接弹簧。
6.根据权利要求4或5所述的化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，其特征在于，
所述第一壳体通过安装支架与所述基座固定连接；
所述顶杆对准所述托针机构用以推动所述托针机构在所述基座孔中滑动；
所述调节机构还包含旋转握持部，所述旋转握持部固定连接螺杆，所述旋转握持部和所述第二壳体分设于所述内螺纹块两侧，所述旋转握持部套设于所述第一壳体内。
7.根据权利要求4所述的化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，其特征在于，所述螺杆上设有第一限位部和第二限位部，所述第一限位部为比螺杆的螺纹大径粗的第一凸起，所述第二限位部为比螺杆的螺纹大径粗的第二凸起。
8.根据权利要求4所述的化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，其特征在于，所述螺纹传动机构的导程为L；所述第二壳体相对第一壳体运动一周所述第二刻度运动一个刻度单元；所述第一刻度等分为N份。
9.根据权利要求7所述的化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，其特征在于，所述螺杆的第一限位部和所述内螺纹块抵靠时，所述第一壳体的边缘线对准所述第二刻度的零点，所述第二刻度的刻度轴线对准所述第一刻度的零点。
10.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置，其特征在于，用以加工晶圆，所述基座孔、所述托针机构、所述调节机构数量至少为三个，所述基座孔以所述晶圆的中心为中心均匀分布在所述晶圆对应的外围圆内。
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|---|---|---|---|---|
| CN113684470A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-23 | 长鑫存储技术有限公司 | 硅片载台、沉积方法、及薄膜沉积设备 |
| CN116254599A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-06-13 | 南京原磊纳米材料有限公司 | 一种外延用动密封沉积装置 |
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| CN113684470B (zh) * | 2021-08-20 | 2024-03-26 | 长鑫存储技术有限公司 | 硅片载台、沉积方法、及薄膜沉积设备 |
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