頂針機構和除氣腔室的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種頂針機構，該頂針機構包括多個頂針、升降托架和升降裝置，多個所述頂針間隔地設置在所述升降托架上，所述升降裝置的輸出軸與所述升降托架相連，其中，所述頂針包括朝向所述升降托架的中部延伸的支撐部和向上延伸的限位部。本發明還提供一種除氣腔室。由于頂針包括限位部，因此，在頂針將設置在加熱件上的基片頂起時，基片被限制在多個頂針的限位部共同限定的區域內，并且由多個頂針的支撐部共同支撐，因此，基片不會從多個頂針上滑落，位置也不會發生偏移，從而避免了基片被機械手碰碎的風險。
【專利說明】
頂針機構和除氣腔室
技術領域
[0001]本發明涉及半導體加工設備領域，具體地，涉及一種頂針機構和一種包括該頂針機構的除氣腔室。
【背景技術】
[0002]在對基片進行刻蝕或沉積等加工工藝時，需要先對基片進行除氣處理(degas)。具體地，將基片設置在除氣腔室中，然后將基片加熱至預定溫度(通常可以為350°C)，以去除基片上的水蒸汽以及其他易揮發的雜質。進行除氣處理后，可以利用機械手將半導體基板從除氣腔室中取出。
[0003]圖1中所示的是一種常見的除氣腔室示意圖，如圖1中所示，除氣腔室包括加熱件100和頂針機構。如圖中所示，頂針機構包括升降裝置201、升降托架202和設置在升降托架上的頂針203。升降托架202與升降裝置201的驅動軸相連，并且能夠在升降裝置201的驅動下升起或降落。升降裝置201的驅動軸穿過除氣腔室的底壁伸入所述除氣腔室內部。加熱件100上設置有沿豎直方向貫穿該加熱件100的通孔，頂針203能夠穿過加熱件100上的通孔做沿豎直方向的往復移動。
[0004]在對基片300進行加熱時，頂針203在升降托架202和升降裝置201的帶通下降至加熱件100的上表面的下方，經基片300設置在加熱件的上表面上。
[0005]加熱完畢后，利用升降裝置201將升降托架202以及頂針203升起，以使得頂針203的上端穿過加熱件100上的通孔，并且凸出于加熱件100的上表面，從而將基片300從加熱件100上頂起。
[0006]如圖2和圖3中所示，相鄰頂針203之間具有間隔，因此，平臺機械手400可以從相鄰頂針203之間的間隔插入升起的基片300的下方，并將基片300從除氣腔室中取出。
[0007]如圖2和圖3中所示，頂針203的頂端與基片300的接觸面積較小，在頂起基片300時，基片300容易發生偏移，并從其中一個頂針203上滑落。如果基片300發生偏移，平臺機械手進入除氣腔室時容易和基片300發生碰撞，并且有可能會將基片300碰碎。
[0008]因此，如何防止將基片從加熱件上頂起時從頂針上滑落成為本領域亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在于提供一種頂針機構和一種包括該頂針機構的除氣腔室，在利用所述頂針機構可以將基片從加熱件上穩定地頂起。
[0010]為了實現上述目的，作為本發明的一個方面，提供一種頂針機構，該頂針機構包括多個頂針、升降托架和升降裝置，多個所述頂針間隔地設置在所述升降托架上，所述升降裝置的輸出軸與所述升降托架相連，其中，所述頂針包括朝向所述升降托架的中部延伸的支撐部和向上延伸的限位部。
[0011]優選地，所述頂針還包括安裝部和連接部，所述安裝部與所述升降托架固定連接，所述連接部連接在所述安裝部與所述支撐部之間。
[0012]優選地，所述頂針機構包括至少三個所述頂針。
[0013]優選地，多個所述頂針均勻地分布在所述升降托架上。
[0014]優選地，所述支撐部包括支撐部本體和形成在所述支撐部本體上的支撐銷，所述支撐銷的上端部低于所述限位部的上端面。
[0015]優選地，所述升降裝置包括還活塞缸和活塞桿，所述輸出軸與所述活塞桿相連。
[0016]優選地，所述升降裝置還包括第一安裝板和限位銷，所述第一安裝板與所述活塞桿固定相連，所述活塞缸位于所述第一安裝板的一側，所述限位銷設置在所述第一安裝板上，且位于所述第一安裝板的另一側。
[0017]優選地，所述升降裝置還包括第二安裝板，所述第二安裝板用于固定在除氣腔室的外壁上，所述輸出軸穿過所述第二安裝板，所述輸出軸的外部套設有波紋管，所述波紋管的一端固定在所述第一安裝板上，另一端固定在所述第二安裝板上。
[0018]作為本發明的另一個方面，提供一種除氣腔室，所述除氣腔室包括用于加熱基片的加熱件和頂針機構，所述加熱件包括加熱部和設置在所述加熱部下方的安裝部，其中，所述頂針機構為本發明所提供的上述頂針機構，所述升降裝置位于所述除氣腔室的工藝腔外部，所述升降托架和所述頂針位于所述除氣腔室的工藝腔內部，所述加熱件的安裝部穿過所述升降托架的中空部延伸至所述除氣腔室的工藝腔外部。
[0019]優選地，所述加熱部的邊緣形成有缺口，所述缺口的數量與所述頂針的數量相同，所述頂針的所述支撐部和所述限位部能夠穿過所述缺口。
[0020]由于頂針包括限位部，因此，在頂針將設置在加熱件上的基片頂起時，基片被限制在多個頂針的限位部共同限定的區域內，并且由多個頂針的支撐部共同支撐，因此，基片不會從多個頂針上滑落，位置也不會發生偏移，從而避免了基片被機械手碰碎的風險。
【附圖說明】
[0021]附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0022]圖1是現有技術中的除氣腔室的示意圖；
[0023]圖2是圖1中所示的除氣腔室中的頂針機構的示意圖；
[0024]圖3是圖2中所示的頂針機構的俯視圖；
[0025]圖4是本發明所提供的頂針機構的俯視圖；
[0026]圖5是圖4中所示的頂針機構中的頂針的俯視圖；
[0027]圖6是圖5中所示的頂針機構的剖視圖；
[0028]圖7是圖4中所示的頂針機構的主剖示意圖；
[0029]圖8是本發明所提供的除氣腔室的示意圖；
[0030]圖9是圖8中所示的除氣腔室中的加熱件的俯視圖。
[0031]附圖標記說明
[0032]100:加熱件201:升降裝置
[0033]201a:輸出軸201b:活塞缸
[0034]201c:活塞桿20 Id:第一安裝板
[0035]201e:限位銷201f:波紋管
[0036]20 Ig:第二安裝板202:升降托架
[0037]203:頂針203a:限位部
[0038]203b:支撐部203b1:支撐部本體
[0039]203b2:支撐銷300:基片
[0040]400:平臺機械手100a:缺口
【具體實施方式】
[0041]以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0042]作為本發明的一個方面，如圖4和圖7所示，提供一種頂針機構，該頂針機構包括多個頂針203、升降托架202和升降裝置201，多個頂針203間隔地設置在升降托架202上，升降裝置201的輸出軸201a與升降托架202相連，其中，頂針203包括朝向升降托架202的中部延伸的支撐部203b和向上延伸的限位部203a。
[0043]如圖8中所示，在所述頂針機構組裝在除氣腔室中時，升降托架202和所述頂針位于所述除氣腔室的工藝腔內部，升降裝置201位于所述除氣腔室的工藝腔外部。
[0044]如圖7和圖8中所示，當所述頂針機構的所述頂針將基片300頂起時，基片300被向上延伸的限位部203a所限定，因此，不會從支撐部203b上滑落。當平臺機械手400從相鄰兩個頂針之間的間隙伸入到基片300的下方時，不存在將基片300碰碎的風險。
[0045]在本發明中，對升降托架202的具體結構并沒有特殊的限定，如圖4中所示，升降托架202為圓環形結構，升降托架202的一部分與升降裝置201的輸出軸相連。升降裝置201可以包括活塞缸201b、活塞桿201c和輸出軸201a，該活塞桿201c與升降裝置201的輸出軸201a相連。活塞缸201b可以是氣缸，也可以是液壓缸。
[0046]為了便于控制頂針203上升的高度，優選地，升降裝置201還可以包括第一安裝板201d和限位銷201e，活塞桿201c與第一安裝板201d相連，活塞缸201b設置在第一安裝板201d的一側，限位銷201e設置在第一安裝板201d上，且位于第一安裝板201d的另一側。
[0047]第一安裝板201d可以隨活塞桿201c—起移動。當活塞桿201c上升到一定程度時，限位銷201e將會頂住除氣腔室的外壁或者除氣腔室的外壁上的其他結構，從而限制活塞桿201c的繼續上升。
[0048]優選地，升降裝置201還可以包括第二安裝板201g，第二安裝板201g用于固定在除氣腔室的外壁上，輸出軸201a穿過第二安裝板201g，輸出軸201a的外部套設有波紋管201f，該波紋管201f的一端固定在第一安裝板201d上，另一端固定在第二安裝板201g上。
[0049]當輸出軸201a在活塞桿201c的帶動下向上移動時，波紋管201f將被壓縮。而設置波紋管201f的優點在于，可以使得輸出軸201a的上升過程更加平穩，并且可以對輸出軸201a進行保護。在這種實施方式中，當活塞桿201c上升到預定高度時，限位銷201e將頂在第二安裝板201g上。
[0050]作為本發明的一種【具體實施方式】，如圖5和圖6所示，所述頂針還包括安裝部203d和連接部203e，安裝部203d與升降托架202固定連接，連接部203e連接在安裝部203d與支撐部203b之間。
[0051]由于設置了連接部203e，因此，可以將限位部203a的尺寸做的較小。
[0052]在本發明中，對所述頂針的具體數量并不做具體限定，只要可以確保將基片頂起并且防止基片滑動即可。優選地，所述頂針機構包括至少三個所述頂針。所述頂針的數量越多，則越能穩定地頂起并支撐所述基片。當然，所述頂針的數量也不宜過多。在圖4中所示的實施方式中，所述頂針機構包括四個頂針203。
[0053]為了穩定地將所述基片頂起，優選地，多個頂針203均勻地分布在升降托架202上。
[0054]作為本發明的一種優選實施方式，支撐部203b包括支撐部本體2031^和形成在該支撐部本體203bi上的支撐銷203b 2，該支撐銷203b2的上端部低于限位部203a的上端面。將基片頂起時，基片僅與支撐銷203b2的頂端接觸，從而可以減小支撐部與基片的接觸面積，防止基片受到污染。
[0055]作為本發明的另一個方面，如圖8所示，提供一種除氣腔室，所述除氣腔室包括用于加熱基片的加熱件100和頂針機構，加熱件100包括加熱部和設置在所述加熱部下方的安裝部，其中，所述頂針機構為本發明所提供的上述頂針機構，升降裝置201位于所述除氣腔室的工藝腔外部，升降托架202和所述頂針位于所述除氣腔室的工藝腔內部，加熱件100的安裝部穿過升降托架202的中空部延伸至所述除氣腔室的工藝腔外部。
[0056]當升降裝置201驅動該升降裝置的驅動軸向上移動時，升降托架202帶動頂針203向上移動，從而可以將設置在加熱件100的加熱部的上表面上的基片300頂起，并且，基片300被限定在限位部203a所限定的空間內，不會發生滑落或偏移。當平臺機械手400從相鄰兩個頂針203之間間隙伸入到基片300的下方時，不存在將基片300碰碎的風險。
[0057]本領域技術人員應當理解的是，頂針的上端(包括支撐部和限位部)應當可以從加熱件的上表面的下方移動至加熱件的上表面上方，從而將設置在加熱件的上表面上的基片300頂起。
[0058]為了便于頂針的上端從加熱件的上表面的下方移動至加熱件的上表面的上方，優選地，如圖9所示，所述加熱部的邊緣形成有缺口 100a，缺口 10a的數量與所述頂針的數量相同，所述頂針的所述支撐部和所述限位部能夠穿過缺口 100a。
[0059]當利用加熱件100對基片300進行加熱時，頂針的限位部203a和支撐部203b在升降裝置201的帶動下沿缺口 10a下降至加熱件100的上表面的下方。加熱完成后，升降裝置201帶動頂針向上，使得限位部203a和支撐部203b穿過缺口 100a，并將基片300頂起。
[0060]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種頂針機構，該頂針機構包括多個頂針、升降托架和升降裝置，多個所述頂針間隔地設置在所述升降托架上，所述升降裝置的輸出軸與所述升降托架相連，其特征在于，所述頂針包括朝向所述升降托架的中部延伸的支撐部和向上延伸的限位部。2.根據權利要求1所述的頂針機構，其特征在于，所述頂針還包括安裝部和連接部，所述安裝部與所述升降托架固定連接，所述連接部連接在所述安裝部與所述支撐部之間。3.根據權利要求1或2所述的頂針機構，其特征在于，所述頂針機構包括至少三個所述頂針。4.根據權利要求1或2所述的頂針機構，其特征在于，多個所述頂針均勻地分布在所述升降托架上。5.根據權利要求1或2所述的頂針機構，其特征在于，所述支撐部包括支撐部本體和形成在所述支撐部本體上的支撐銷，所述支撐銷的上端部低于所述限位部的上端面。6.根據權利要求1或2所述的頂針機構，其特征在于，所述升降裝置包括還活塞缸和活塞桿，所述輸出軸與所述活塞桿相連。7.根據權利要求6所述的頂針機構，其特征在于，所述升降裝置還包括第一安裝板和限位銷，所述第一安裝板與所述活塞桿固定相連，所述活塞缸位于所述第一安裝板的一側，所述限位銷設置在所述第一安裝板上，且位于所述第一安裝板的另一側。8.根據權利要求7所述的頂針機構，其特征在于，所述升降裝置還包括第二安裝板，所述第二安裝板用于固定在除氣腔室的外壁上，所述輸出軸穿過所述第二安裝板，所述輸出軸的外部套設有波紋管，所述波紋管的一端固定在所述第一安裝板上，另一端固定在所述第二安裝板上。9.一種除氣腔室，所述除氣腔室包括用于加熱基片的加熱件和頂針機構，所述加熱件包括加熱部和設置在所述加熱部下方的安裝部，其特征在于，所述頂針機構為權利要求1至8中任意一項所述的頂針機構，所述升降裝置位于所述除氣腔室的工藝腔外部，所述升降托架和所述頂針位于所述除氣腔室的工藝腔內部，所述加熱件的安裝部穿過所述升降托架的中空部延伸至所述除氣腔室的工藝腔外部。10.根據權利要求9所述的除氣腔室，其特征在于，所述加熱部的邊緣形成有缺口，所述缺口的數量與所述頂針的數量相同，所述頂針的所述支撐部和所述限位部能夠穿過所述缺口。
【文檔編號】H01L21/67GK105990181SQ201510045397
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月28日
【發明人】張偉, 邱國慶, 李強
【申請人】北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司