[發明專利]一種頂針機構、反應腔室及半導體加工設備

有效

• 申請號: 201410240737.0
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN105097609B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 陳春偉
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/687
• 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

本發明涉及一種頂針機構、反應腔室及半導體加工設備，上述頂針機構用于在機械手和承載裝置之間傳輸托盤，其包括多個頂針，多個頂針可相對于承載裝置在豎直方向上作升降運動，托盤底面上設有環形凹槽，環形凹槽與多個頂針相對應；每個頂針的側面設有檢測裝置，檢測裝置的頂端低于頂針的頂端，且檢測裝置的頂端和頂針的頂端在豎直方向上的高度差小于托盤底面上環形凹槽的深度。上述頂針機構可以確定托盤相對于頂針機構是否偏離，從而在托盤相對頂針機構偏離的情況下，可以對托盤的位置及時進行校正，防止托盤在傳輸過程中未被置于承載裝置上的指定位置，影響工藝效果。

技術領域

本發明涉及半導體設備制造領域，具體地，涉及一種頂針機構、反應腔室及半導體加工設備。

背景技術

物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，以下簡稱為PVD)設備廣泛地用于對被加工工件進行濺射沉積工藝；其具體過程是：在工藝過程中，向處于真空狀態的反應腔室內通入工藝氣體，并將其激發為等離子體；而后通過上述等離子體轟擊靶材，使靶材分子或原子從靶材表面上脫離，并沉積至位于靶材下方的被加工工件上，從而在被加工工件上獲得所需的薄膜。

在實際應用中，在上述PVD設備停用一段時間或者反應腔室內進入空氣后，靶材上會產生氧化物或其他雜質。在此情況下，一般通過濺射的方式去除靶材表面的氧化物和雜質，即：向反應腔室內通入工藝氣體，將其激發為等離子體；而后通過等離子體轟擊靶材，使氧化物和雜質從靶材表面脫離。

圖1為現有PVD設備的結構示意圖。如圖1所示，PVD設備包括反應腔室1和傳輸腔室10；其中，反應腔室1包括承載裝置2、靶材3、頂針機構4、第一托盤5和第一機械手6。其中，承載裝置2設于反應腔室1內部，其用于承載被加工工件。靶材3設于承載裝置2上方，其用于提供濺射沉積工藝過程中沉積至被加工工件上的材料。頂針機構4設于承載裝置2下方，其包括驅動裝置7和多個頂針8；承載裝置2上與多個頂針8在豎直方向相對應的位置處設有通孔，使多個頂針8可在驅動裝置7的驅動下沿通孔相對于承載裝置2作升降運動，并在此過程中，使多個頂針8頂端可以高出或低于承載裝置2的上表面。第一托盤5設于反應腔室1內的車庫中，其用于在去除靶材3表面的氧化物和雜質時，覆蓋于承載裝置2上，以防止從靶材3表面脫離的氧化物和雜質掉落在承載裝置2上，對承載裝置2造成污染。第一機械手6用于在車庫和承載裝置2上方之間傳輸第一托盤5。

傳輸腔室10內設有第二托盤11和第二機械手12。其中，第二托盤11上設有多個承載位，每個承載位上放置有一個被加工工件；第二機械手12用于將傳輸腔室10內的第二托盤11傳輸至反應腔室1內的承載裝置2上，使第二托盤11上放置的多個被加工工件在反應腔室1內進行濺射沉積工藝。

在第一機械手6/第二機械手12向承載裝置2上傳輸第一托盤5/第二托盤11的過程中，其首先將第一托盤5/第二托盤11傳輸至頂端高出承載裝置2上表面的多個頂針8上，而后由驅動裝置7驅動多個頂針8作下降運動，使多個頂針8的頂端低于承載裝置2的上表面，從而使放置于多個頂針8的頂端的第一托盤5/第二托盤11轉移至承載裝置2上，完成第一托盤5/第二托盤11由第一機械手6/第二機械手12向承載裝置2的傳輸。

在上述傳輸過程中，由于第一托盤5/第二托盤11未被準確地放置在第一機械手6/第二機械手12上，或在第一機械手6/第二機械手12運動的過程中，第一機械手6/第二機械手12和第一托盤5/第二托盤11產生相對運動等原因，第一機械手6/第二機械手12向多個頂針8的頂端上傳輸第一托盤5/第二托盤11時，第一托盤5/第二托盤11很可能被放偏，對工藝效果造成影響，甚至會掉落至反應腔室1底部，使第一托盤5/第二托盤11損壞。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種頂針機構、反應腔室及半導體加工設備，其可以檢測托盤是否被準確地放置在頂針機構上，從而在托盤相對頂針機構偏離時，可以對其進行校正，避免對工藝效果的影響及托盤的損壞。