半导体工艺腔室制造技术

本发明专利技术提供一种半导体工艺腔室，包括腔体、基座、升降轴以及沿高度方向相对设置的第一磁性组件和第二磁性组件，基座、第一磁性组件和第二磁性组件设置在腔体中，腔体的底壁上形成有避让通孔，升降轴的顶端固定连接在基座的底部，升降轴的底端通过避让通孔穿出至腔体外部，第一磁性组件固定设置在基座的底部，第二磁性组件固定设置在腔体的底壁上，第二磁性组件用于选择性地与第一磁性组件相互作用以产生排斥磁力或吸引磁力，从而在磁力作用下带动基座上升或下降。本发明专利技术可以利用磁体之间的磁力作用带动基座上升和下降，且第一磁性组件和第二磁性组件均设置在腔体内部，无需占用狭小的机台下部空间，降低了安装维护难度，提高了机台维护效率。了机台维护效率。了机台维护效率。

【技术实现步骤摘要】
半导体工艺腔室


[0001]本专利技术涉及半导体工艺设备领域，具体地，涉及一种半导体工艺腔室。

技术介绍

[0002]等离子体设备广泛用于半导体、太阳能电池、平板显示等制作工艺中，物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)设备属于等离子体设备的一种，物理气相沉积工艺是指在真空条件下采用物理方法将原材料气化成气态原子或分子，或部分电离成离子，以在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。在目前的物理气相沉积设备中，通常使用基座实现晶圆(wafer)的承载。
[0003]在一些物理气相沉积设备中，基座需要具有上下升降能力，以满足特定工艺需求。该物理气相沉积设备的基座一般在底部连接升降轴，升降轴的底端穿出至腔体外部并与腔体下方的升降机构连接，再通过波纹管结构对升降轴进行密封，由升降机构带动升降轴以及基座进行升降，波纹管随之伸缩变换，以维持腔体的密闭性。例如，该升降机构可以包括丝杠导轨结构，通过利用螺纹配合关系驱动升降轴的底端沿导轨升降，以带动基座升降。
[0004]然而，现有的升降机构设置在腔体下方，需占用大量机台下部空间，且由于升降机构结构通常较为复杂，其自身的安装以及与升降轴之间的安装连接步骤繁琐，维护效率低，尤其在空间较为狭小的机台下部安装升降机构通常需要花费大量时间。此外，升降机构的丝杠、导轨等结构需保持与升降轴高度平行，一旦平行度出现偏差，很容易导致升降轴与其他部件之间发生剐蹭，严重时甚至会导致升降轴卡死，并烧毁升降机构中的电机，大大缩短零部件使用寿命，且更换零件时需要重新拆卸装配，耗费大量时间人力。
[0005]因此，如何提供一种结构简单、便于维护的半导体工艺腔室结构，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在提供一种半导体工艺腔室，该半导体工艺腔室结构简单、便于维护。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供一种半导体工艺腔室，包括腔体、基座、升降轴以及沿高度方向相对设置的第一磁性组件和第二磁性组件；
[0008]所述基座、所述第一磁性组件和所述第二磁性组件设置在所述腔体中，所述腔体的底壁上形成有避让通孔，所述升降轴的顶端固定连接在所述基座的底部，所述升降轴的底端通过所述避让通孔穿出至所述腔体外部，所述第一磁性组件固定设置在所述基座的底部，所述第二磁性组件固定设置在所述腔体的底壁上；
[0009]所述第二磁性组件用于选择性地与所述第一磁性组件相互作用以产生排斥磁力或吸引磁力；
[0010]所述第一磁性组件用于在所述排斥磁力作用下带动所述基座上升，在所述吸引磁力的作用下带动所述基座下降。
[0011]可选地，所述第二磁性组件还用于选择性地停止与所述第一磁性组件相互作用，
以使所述第一磁性组件和所述基座在自身重力作用下下降。
[0012]可选地，所述第一磁性组件包括磁性部和屏蔽罩，所述磁性部和所述屏蔽罩同轴且环绕所述升降轴设置，所述屏蔽罩固定于所述基座面向所述腔体的底壁的一面，且所述屏蔽罩背离所述基座的一面具有凹槽，所述磁性部设置于所述凹槽内。
[0013]可选地，所述半导体工艺腔室还包括顶针组件，所述顶针组件包括驱动组件和多个顶针，所述基座上形成有与多个所述顶针位置一一对应的多个顶针孔，所述磁性部和所述屏蔽罩上均形成有与多个所述顶针孔位置一一对应的多个顶针避让孔，所述驱动组件用于驱动多个所述顶针上升并依次穿过对应的所述顶针避让孔以及所述顶针孔从而穿出至所述基座的承载面上方，或者，驱动多个所述顶针下降并通过对应的所述顶针孔以及所述顶针避让孔缩回至所述基座的承载面下方。
[0014]可选地，所述第二磁性组件包括电磁铁线圈和保护壳体，所述电磁铁线圈环绕所述升降轴设置在所述保护壳体中，所述保护壳体与所述腔体的底壁固定连接，用于将所述电磁铁线圈与腔体环境隔绝。
[0015]可选地，所述保护壳体包括顶盖、底板、内筒和外筒，所述外筒的直径大于所述内筒的直径，且所述内筒、所述电磁铁线圈和所述外筒同心套设在所述升降轴上；所述顶盖环绕所述升降轴并固定设置在所述内筒和所述外筒的顶端，所述底板环绕所述升降轴并固定设置在所述内筒和所述外筒的底端，以将所述电磁铁线圈密封在所述顶盖、所述底板、所述内筒和所述外筒限定的环形空间内。
[0016]可选地，所述半导体工艺腔室还包括波纹管、上端法兰和下端法兰，所述波纹管、所述上端法兰和所述下端法兰均套设在所述升降轴上，所述波纹管的顶端与所述上端法兰连接，所述波纹管的底端与所述下端法兰连接，所述上端法兰与所述升降轴的外周面密封固定连接，所述下端法兰与所述腔体的底壁密封固定连接，所述上端法兰的外径大于所述内筒的内径。
[0017]可选地，所述半导体工艺腔室还包括信号转接盒与固定组件，所述固定组件固定设置在所述升降轴的外侧壁上，所述信号转接盒通过所述固定组件与所述升降轴固定连接，且所述信号转接盒与所述升降轴底端伸出的线缆连接，以向所述基座提供电信号。
[0018]可选地，所述半导体工艺腔室还包括直线轴承和轴承固定块，所述轴承固定块用于将所述直线轴承固定在所述腔体的底壁下方，所述直线轴承套设在所述升降轴上，以使所述升降轴能够在所述直线轴承中沿竖直方向上升或下降，所述直线轴承的底端具有第一接触面，所述固定组件的顶部具有与所述第一接触面相对的第二接触面，且所述第二接触面能够在所述升降轴上升后与所述第一接触面接触，以使所述升降轴停止上升。
[0019]可选地，所述固定组件包括一对固定抱块，每个所述固定抱块均具有与所述升降轴的外侧壁对应的配合面，两个所述固定抱块由所述升降轴轴线的两侧对接并固定连接，以使两个所述配合面拼接形成环绕所述升降轴的配合柱面；所述升降轴的外侧壁上形成有环绕所述升降轴轴线的环形凹槽，所述配合柱面上形成有与所述环形凹槽形状对应的环形凸起，所述环形凸起位于所述环形凹槽中，以将所述固定组件固定在所述升降轴的外侧壁上。
[0020]在本专利技术提供的半导体工艺腔室中，基座的底部固定有第一磁性组件，腔体的底壁上固定有与第一磁性组件相对设置的第二磁性组件，第二磁性组件能够选择性地与第一
磁性组件相互作用以产生排斥磁力或者吸引磁力，从而利用磁体之间的磁力作用推动第一磁性组件带动基座以及升降轴上升或下降，进而实现基座高度控制功能。在本专利技术中用于驱动基座升降运动的第一磁性组件和第二磁性组件均设置在腔体内部，无需占用狭小的机台下部空间，且二者之间通过磁场驱动，与机械结构相比零部件更少结构更加简单，降低了安装维护难度，提高了机台维护效率。
[0021]此外，本专利技术中利用第一磁性组件与第二磁性组件之间的磁力推动基座上升或下降，该结构不会对基座的升降轨迹进行重复限制，规避了现有技术中通过导轨等结构限制基座升降路径时，导轨与升降轴平行度不佳时产生的升降轴剐蹭、卡死、电机过载等问题，进而提高了半导体工艺设备的安全性能，延长了半导体工艺设备中部件的使用寿命。
附图说明
[0022]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体工艺腔室，其特征在于，包括腔体、基座、升降轴以及沿高度方向相对设置的第一磁性组件和第二磁性组件；所述基座、所述第一磁性组件和所述第二磁性组件设置在所述腔体中，所述腔体的底壁上形成有避让通孔，所述升降轴的顶端固定连接在所述基座的底部，所述升降轴的底端通过所述避让通孔穿出至所述腔体外部，所述第一磁性组件固定设置在所述基座的底部，所述第二磁性组件固定设置在所述腔体的底壁上；所述第二磁性组件用于选择性地与所述第一磁性组件相互作用以产生排斥磁力或吸引磁力；所述第一磁性组件用于在所述排斥磁力作用下带动所述基座上升，在所述吸引磁力的作用下带动所述基座下降。2.根据权利要求1所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述第二磁性组件还用于选择性地停止与所述第一磁性组件相互作用，以使所述第一磁性组件和所述基座在自身重力作用下下降。3.根据权利要求1所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述第一磁性组件包括磁性部和屏蔽罩，所述磁性部和所述屏蔽罩同轴且环绕所述升降轴设置，所述屏蔽罩固定于所述基座面向所述腔体的底壁的一面，且所述屏蔽罩背离所述基座的一面具有凹槽，所述磁性部设置于所述凹槽内。4.根据权利要求3所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述半导体工艺腔室还包括顶针组件，所述顶针组件包括驱动组件和多个顶针，所述基座上形成有与多个所述顶针位置一一对应的多个顶针孔，所述磁性部和所述屏蔽罩上均形成有与多个所述顶针孔位置一一对应的多个顶针避让孔，所述驱动组件用于驱动多个所述顶针上升并依次穿过对应的所述顶针避让孔以及所述顶针孔从而穿出至所述基座的承载面上方，或者，驱动多个所述顶针下降并通过对应的所述顶针孔以及所述顶针避让孔缩回至所述基座的承载面下方。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述第二磁性组件包括电磁铁线圈和保护壳体，所述电磁铁线圈环绕所述升降轴设置在所述保护壳体中，所述保护壳体与所述腔体的底壁固定连接，用于将所述电磁铁线圈与腔体环境隔绝。6.根据权利要求5所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述保护壳体包括顶盖、底板、内筒和外筒，所述外筒的直径大...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冲，田西强，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：