一种顶针机构、反应腔室及半导体加工设备制造技术

本发明专利技术涉及一种顶针机构、反应腔室及半导体加工设备，上述顶针机构用于在机械手和承载装置之间传输托盘，其包括多个顶针，多个顶针可相对于承载装置在竖直方向上作升降运动，托盘底面上设有环形凹槽，环形凹槽与多个顶针相对应；每个顶针的侧面设有检测装置，检测装置的顶端低于顶针的顶端，且检测装置的顶端和顶针的顶端在竖直方向上的高度差小于托盘底面上环形凹槽的深度。上述顶针机构可以确定托盘相对于顶针机构是否偏离，从而在托盘相对顶针机构偏离的情况下，可以对托盘的位置及时进行校正，防止托盘在传输过程中未被置于承载装置上的指定位置，影响工艺效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体设备制造领域，具体地，涉及一种顶针机构、反应腔室及半导体加工设备。
技术介绍
物理气相沉积(Physical Vapor Deposit1n,以下简称为PVD)设备广泛地用于对被加工工件进行溅射沉积工艺；其具体过程是:在工艺过程中，向处于真空状态的反应腔室内通入工艺气体，并将其激发为等离子体；而后通过上述等离子体轰击靶材，使靶材分子或原子从靶材表面上脱离，并沉积至位于靶材下方的被加工工件上，从而在被加工工件上获得所需的薄膜。在实际应用中，在上述PVD设备停用一段时间或者反应腔室内进入空气后，靶材上会产生氧化物或其他杂质。在此情况下，一般通过溅射的方式去除靶材表面的氧化物和杂质，即:向反应腔室内通入工艺气体，将其激发为等离子体；而后通过等离子体轰击靶材，使氧化物和杂质从靶材表面脱离。图1为现有PVD设备的结构示意图。如图1所示，PVD设备包括反应腔室I和传输腔室10 ;其中，反应腔室I包括承载装置2、靶材3、顶针机构4、第一托盘5和第一机械手6。其中，承载装置2设于反应腔室I内部，其用于承载被加工工件。靶材3设于承载装置2上方，其用于提供溅射沉积工艺过程中沉积至被加工工件上的材料。顶针机构4设于承载装置2下方，其包括驱动装置7和多个顶针8 ;承载装置2上与多个顶针8在竖直方向相对应的位置处设有通孔，使多个顶针8可在驱动装置7的驱动下沿通孔相对于承载装置2作升降运动，并在此过程中，使多个顶针8顶端可以高出或低于承载装置2的上表面。第一托盘5设于反应腔室I内的车库中，其用于在去除靶材3表面的氧化物和杂质时，覆盖于承载装置2上，以防止从靶材3表面脱离的氧化物和杂质掉落在承载装置2上，对承载装置2造成污染。第一机械手6用于在车库和承载装置2上方之间传输第一托盘5。传输腔室10内设有第二托盘11和第二机械手12。其中,第二托盘11上设有多个承载位，每个承载位上放置有一个被加工工件；第二机械手12用于将传输腔室10内的第二托盘11传输至反应腔室I内的承载装置2上，使第二托盘11上放置的多个被加工工件在反应腔室I内进行溅射沉积工艺。在第一机械手6/第二机械手12向承载装置2上传输第一托盘5/第二托盘11的过程中，其首先将第一托盘5/第二托盘11传输至顶端高出承载装置2上表面的多个顶针8上，而后由驱动装置7驱动多个顶针8作下降运动，使多个顶针8的顶端低于承载装置2的上表面，从而使放置于多个顶针8的顶端的第一托盘5/第二托盘11转移至承载装置2上，完成第一托盘5/第二托盘11由第一机械手6/第二机械手12向承载装置2的传输。在上述传输过程中，由于第一托盘5/第二托盘11未被准确地放置在第一机械手6/第二机械手12上，或在第一机械手6/第二机械手12运动的过程中，第一机械手6/第二机械手12和第一托盘5/第二托盘11产生相对运动等原因，第一机械手6/第二机械手12向多个顶针8的顶端上传输第一托盘5/第二托盘11时，第一托盘5/第二托盘11很可能被放偏，对工艺效果造成影响，甚至会掉落至反应腔室I底部，使第一托盘5/第二托盘11损坏。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种顶针机构、反应腔室及半导体加工设备，其可以检测托盘是否被准确地放置在顶针机构上，从而在托盘相对顶针机构偏离时，可以对其进行校正，避免对工艺效果的影响及托盘的损坏。为实现本专利技术的目的而提供一种顶针机构，用于在机械手和承载装置之间传输托盘，其包括多个顶针，所述多个顶针可相对于所述承载装置在竖直方向上作升降运动，所述托盘底面上设有环形凹槽，所述环形凹槽与所述多个顶针相对应；每个顶针的侧面设有检测装置，所述检测装置的顶端低于顶针的顶端，且所述检测装置的顶端和顶针的顶端在竖直方向上的高度差小于所述托盘底面上环形凹槽的深度，所述检测装置用于检测其顶端是否与所述托盘底面相接触。其中，当所述顶针位于所述托盘底面的环形凹槽内时，所述检测装置顶端与所述托盘底面相接触；当所述顶针未处于所述托盘底面的环形凹槽内时，所述检测装置顶端与所述托盘底面不接触。其中，所述检测装置包括沿竖直方向由下至上依次设置的传感器和传感器延长件，以及导向件；所述传感器固定设置于所述顶针的侧面，所述传感器和传感器延长件之间设有弹性部件，所述导向件用于对所述传感器延长件进行导向，使其保持竖直状态。其中，当所述顶针未处于所述托盘底面的环形凹槽内时，所述传感器延长件顶端与所述托盘底面不接触，所述弹性部件未被压缩，所述传感器上端不与所述传感器延长件下端接触，使所述传感器未被触发；当所述顶针位于所述托盘底面的环形凹槽内时，所述传感器延长件顶端与所述托盘底面相接触，所述托盘压缩所述弹性部件，使所述传感器上端与所述传感器延长件下端接触，触发所述传感器发出信号。其中，所述传感器为微动开关或压力开关。其中，所述导向件为环绕所述传感器延长件，且固定于顶针上的环形套。其中，所述顶针和导向件由金属材料制成。作为另一个技术方案，本专利技术还提供一种反应腔室，包括承载装置和顶针机构，所述顶针机构采用本专利技术提供的上述顶针机构。作为另一个技术方案，本专利技术还提供一种半导体加工设备，包括反应腔室，所述反应腔室采用本专利技术提供的上述反应腔室。本专利技术具有以下有益效果:本专利技术提供的反应腔室，其通过每个检测装置检测其顶端是否与托盘的底面相接触，可以确定该检测装置所在的顶针是否位于托盘的环形凹槽内；而根据多个顶针相对于环形凹槽的位置，其可以确定托盘相对于顶针机构是否偏离；从而在托盘相对顶针机构偏离的情况下，可以对托盘的位置及时进行校正，防止托盘在传输过程中未被置于承载装置上的指定位置，影响工艺效果。本专利技术提供的反应腔室，其采用本专利技术提供的上述顶针机构，其可以确定托盘相对于顶针机构是否偏离；从而在托盘相对顶针机构偏离的情况下，可以对托盘的位置及时进行校正，防止托盘在传输过程中未被置于承载装置上的指定位置，影响工艺效果。本专利技术提供的半导体加工设备，其采用本专利技术提供的上述反应腔室，其可以确定托盘相对于顶针机构是否偏离；从而在托盘相对顶针机构偏离的情况下，可以对托盘的位置及时进行校正，防止托盘在传输过程中未被置于承载装置上的指定位置，影响工艺效果。【附图说明】图1为现有PVD设备的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的顶针机构的结构示意图；图3为托盘的结构示意图；图4为图2所示顶针机构中顶针的结构示意图；以及图5为图2所示顶针机构中检测装置的结构示意图。【具体实施方式】为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图来对本专利技术提供的顶针机构、反应腔室及半导体加工设备进行详细描述。图2为本专利技术实施例提供的顶针机构的结构示意图。图3为托盘的结构示意图。请一并参看图2和图3，顶针机构20用于在机械手和承载装置之间传输托盘21，其包括驱动装置(图中未示出)和多个顶针22。在驱动装置的驱动下，多个顶针22可相对于承载装置在竖直方向上作升降运动；且在其相对于承载装置作升降运动的过程中，多个顶针22的顶端高出或低于承载装置的上表面，从而实现托盘21在多个顶针22的顶端和承载装置的上表面之间传输；同时，在机械手和/或驱动装置的驱动下，机械手和多个顶针22之间在竖直方向上相对运动，使多个顶针22的顶端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种顶针机构，用于在机械手和承载装置之间传输托盘，其包括多个顶针，所述多个顶针可相对于所述承载装置在竖直方向上作升降运动，其特征在于，所述托盘底面上设有环形凹槽，所述环形凹槽与所述多个顶针相对应；每个顶针的侧面设有检测装置，所述检测装置的顶端低于顶针的顶端，且所述检测装置的顶端和顶针的顶端在竖直方向上的高度差小于所述托盘底面上环形凹槽的深度，所述检测装置用于检测其顶端是否与所述托盘底面相接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈春伟，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11