[發明專利]頂針裝置、下電極組件及其安裝和拆卸方法

有效

• 申請號: 201210200446.X
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN103515280A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 萬宇;李俊杰
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H01L21/687
• 分類號: H01L21/687;H01L21/683
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

技術領域

本發明涉及半導體技術，特別涉及頂針裝置、下電極組件及其安裝和拆卸方法。

背景技術

在半導體加工設備中，靜電卡盤用于在半導體工藝期間，利用靜電卡盤和晶片之間的靜電吸附力，將晶片吸附在靜電卡盤上以進行晶片的刻蝕等工藝。配合靜電卡盤一起使用的還有頂針裝置，利用頂針裝置可以完成晶片在靜電卡盤上的入座和離座過程。

請參閱圖1，其中示出了目前常用的靜電卡盤及頂針裝置的結構。其中，靜電卡盤3固定在靜電卡盤基座5上，并且在靜電卡盤3的靠近邊緣的位置處設置有定位孔6，通過將定位孔6對準定位銷7可以幫助將靜電卡盤3固定在靜電卡盤基座5上；在靜電卡盤3的大致中央位置處設置有作為頂針1升起或落下的通道的頂針孔4。頂針裝置包括頂針1和在頂針1下方支撐頂針1的頂針底座2，頂針底座2固定在頂針升降裝置8上，

頂針升降裝置8設置在靜電卡盤基座5內部，頂針升降裝置8可以進行伸縮從而使得頂針1沿靜電卡盤中的頂針孔4升起或落下。

上面結合圖1介紹了靜電卡盤和頂針裝置的基本結構，下面結合圖2A和圖2B說明通過頂針裝置和靜電卡盤進行的晶片入座和離座過程。如圖2A所示，在加工一片晶片9之前，通過頂針升降裝置8使頂針1沿頂針孔4升起，以使頂針1的頂端部處于靜電卡盤3的上表面之上，由機械手將晶片9放置在升起的頂針1上，將晶片9托住，然后頂針升降裝置8使得頂針1沿頂針孔4落下，以使頂針1的頂端部處于靜電卡盤3的上表面之下，從而將晶片9置于靜電卡盤3上，如圖2B所示，此為晶片的入座過程。在晶片9的加工完成后，釋放晶片9的靜電電荷，待電荷釋放完畢之后，頂針升降裝置8升起頂針1從而將晶片9升起，恢復到圖2A所示的情形，然后由機械手取走晶片9，此為晶片的離座過程，然后進行下一片晶片的加工。

通過上述晶片入座和離座的過程，可以看出在半導體加工工藝中，頂針需反復的沿頂針孔升起和落下，因此在頂針裝置和靜電卡盤的安裝過程中，需要保證頂針和頂針孔完全對齊。如果頂針和頂針孔不對齊，則不僅在工藝過程中頂針不能沿頂針孔順利升起或落下，而且在靜電卡盤的安裝過程中很容易出現靜電卡盤與頂針碰觸而造成頂針變形或斷裂等不利情形。

為了防止出現上述不利情形，目前在頂針裝置和靜電卡盤的安裝過程中采取了如下措施：首先，在頂針裝置的安裝過程中，通過頂針校具調整頂針裝置的位置，待調整好頂針裝置的位置后再將其固定在升降裝置8上，其中，頂針校具設置有與靜電卡盤3一致的頂針孔，因而可幫助確定頂針1的位置是否合適。其次，在靜電卡盤3的安裝過程中，借助于靜電卡盤底座5上的定位銷7，以及靜電卡盤3上與定位銷7相配合的定位孔6來進行靜電卡盤3的安裝，定位銷和定位孔在靜電卡盤的安裝過程中可以對靜電卡盤起到引導作用，降低了靜電卡盤和頂針觸碰的概率，有助于實現頂針裝置和靜電卡盤的順利安裝。

雖然上述措施在一定程度有助于實現頂針和頂針孔的對齊，并且降低頂針和靜電卡盤發生觸碰而造成頂針變形或斷裂的概率，但是仍然不能有效避免在靜電卡盤安裝過程中發生靜電卡盤與頂針觸碰而造成頂針變形或斷裂。這是因為：

其一，由于利用頂針校具調整頂針裝置的位置以及將頂針裝置固定在升降裝置上均是通過人工完成，因而很容易出現誤差，使得頂針并沒有處于合適的位置上，因此在后續靜電卡盤的安裝過程中，很容易出現頂針和靜電卡盤的觸碰，造成頂針的變形或斷裂。

其二，即使人工確定頂針的位置正確，但在安裝靜電卡盤的過程中，由于定位銷與靜電卡盤上定位孔的接觸緊密，摩擦系數很大，并且靜電卡盤具有相當的重量，因此工作人員很難輕松裝好靜電卡盤，在靜電卡盤的安裝過程中也很容易出現頂針和靜電卡盤的觸碰，導致頂針的變形或斷裂。

其三，在頂針位置不合理，需要取下靜電卡盤重新安裝的過程中，或者在其它拆卸靜電卡盤的過程中，同樣地，由于定位銷與靜電卡盤周圍定位孔的接觸緊密，摩擦系數很大，且靜電卡盤具有相當的重量，工作人員很難輕松取下靜電卡盤，如果用力稍有不慎，便會造成頂針與靜電卡盤的觸碰，導致頂針的變形或斷裂。

因此，由于上述原因所造成的靜電卡盤的安裝過程以及拆卸過程中頂針的變形或斷裂將影響設備的安裝以及調試，增加生產成本，并造成生產效率的降低。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種頂針裝置，其能夠在下電極組件的安裝和拆卸過程中，減少或避免頂針與靜電卡盤之間的觸碰。