一種片盒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，具體涉及一種濺射工藝(或稱為物理氣相沉積PVD)中所用的基片片盒。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體集成電路制造過程中，濺射工藝(或稱為物理氣相沉積(PVD))被用于沉積許多種不同的金屬層及相關(guān)材料層。其中應(yīng)用最為廣泛的濺射工藝之一是直流磁控濺射技術(shù)。典型的直流磁控濺射設(shè)備如圖1所示，該設(shè)備具有圓環(huán)型反應(yīng)腔體1。真空栗系統(tǒng)2可對反應(yīng)腔體進(jìn)行抽氣而達(dá)到約10 6Torr的背底真空度。通過流量計(jì)3連接到腔體的氣體源4可供給濺射反應(yīng)氣體(如氬氣、氮?dú)獾?。5為承載晶片的底座(帶加熱或冷卻功能)。6為靶材，其被密封在真空腔體上。7為一種絕緣材料(例如G10)，該材料和靶材6中間充滿了去離子水8。濺射時(shí)DC電源會(huì)施加偏壓至靶材6，使其相對于接地的腔體成為負(fù)壓，以致氬氣放電而產(chǎn)生等離子體，將帶正電的氬離子吸引至負(fù)偏壓的靶材6。當(dāng)氬離子的能量足夠高時(shí)，會(huì)使金屬原子逸出靶材表面并沉積在晶片上。
[0003]為了獲得更大的等離子體密度、濺射沉積速率以及靶材利用率，在靶材背部使用了磁控管9，其包括具有相反極性的內(nèi)外磁極。在靶材6的表面內(nèi)磁極以及外磁極之間散布的磁場可以迫使等離子中的電子按照一定的軌道運(yùn)動(dòng)，增加了電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，從而增加了電子和要電離的氣體的碰撞的機(jī)會(huì)，從而得到高密度的等離子體區(qū)10，可大幅度的提高濺射沉積速率。如果該磁控管為非平衡的磁控管(即外磁極的總磁場強(qiáng)度遠(yuǎn)大于內(nèi)磁極的總磁場強(qiáng)度，如大于兩倍或兩倍以上)，則非平衡磁場會(huì)從靶材6朝向晶片11投射而使等離子體擴(kuò)展，并將濺射出來的離子導(dǎo)向晶片，同時(shí)減小等離子體擴(kuò)展至側(cè)壁。馬達(dá)12會(huì)驅(qū)動(dòng)固定磁極的不銹鋼平板沿中央軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣可在各個(gè)角度上產(chǎn)生時(shí)間均化磁場，以達(dá)到更均勻的靶材濺射型態(tài)。因此磁控管所控的電子的軌道不僅會(huì)影響不同位置的靶材的侵蝕速率，影響靶材的壽命，而且還會(huì)影響薄膜的沉積的均勻性。
[0004]在先進(jìn)的集成電路以及LED芯片制造流程中，許多基片由于尺寸較小經(jīng)常需要放置在托盤中進(jìn)行傳輸。托盤放置在片盒內(nèi)再進(jìn)行傳輸。傳輸時(shí)由于機(jī)械手對承載重量的限制，托盤的主要材料為鋁。
[0005]現(xiàn)有片盒為整體式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示，其中，圖3為托盤14與片盒側(cè)壁16的相對擺放位置示意圖，片盒側(cè)壁16安裝在片盒底座13-1上。片盒13內(nèi)可容納7片5_厚的鋁制托盤14 (托盤厚度為考慮機(jī)械強(qiáng)度后的設(shè)計(jì))，托盤14直徑為300_。片盒13和托盤14的材質(zhì)均為鋁(單個(gè)托盤重量約1kg)。托盤14通過片盒側(cè)壁16每一層的平臺(tái)16-3放置在片盒13中。
[0006]片盒13放置在裝載腔17中的片盒升降臺(tái)20上，片盒13和裝載腔17的相對位置如圖4所示。由于托盤14需要通過機(jī)械手21傳輸，并保證傳輸時(shí)托盤14可順利從片盒13中取出，在靠近傳輸門閥19 一側(cè)的片盒第一側(cè)壁16-1設(shè)計(jì)在與傳輸門閥19平行的托盤中心線兩側(cè)，兩塊第一側(cè)壁16-1的距離略大于托盤14直徑。為了避免托盤14在機(jī)械手21傳輸過程中超行程導(dǎo)致與裝載腔腔門18碰撞，片盒第二側(cè)壁16-2設(shè)計(jì)在托盤靠近裝載腔腔門18 —側(cè)，并且兩塊第二側(cè)壁16-2之間的距離約為1/2托盤直徑，以便對托盤14進(jìn)行限位。在實(shí)際的操作中，如果預(yù)先將片盒13放入裝載腔17，則托盤14將無法放入片盒13中，故，只能在裝載腔外預(yù)先將托盤14放入片盒13內(nèi)，再整體搬運(yùn)片盒13至裝載腔17。當(dāng)片盒13放滿托盤14時(shí)，由于托盤14數(shù)量較多，整體重量約15kg，因此，在卸載和裝載托盤/基片時(shí)，不僅十分費(fèi)力，而且易對人體造成傷害。另外，由于片盒整體重量較重，無法再擺放更多的托盤14進(jìn)行傳輸，因此，每做完7次工藝(一個(gè)托盤一次工藝)就需要卸載和裝載托盤/基片，而設(shè)備在裝卸載托盤時(shí)需要對裝載腔17進(jìn)行充氣至大氣壓和抽氣至90mTorr(傳輸所需的門閥開啟壓力)，不僅增加能耗，而且大大降低了設(shè)備的產(chǎn)能。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種新型結(jié)構(gòu)的片盒，該片盒不僅方便放入裝載腔，而且托盤承載能力可根據(jù)需要調(diào)整。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型技術(shù)方案如下:
[0009]—種片盒，包括底座和側(cè)壁，其中，側(cè)壁為積木式結(jié)構(gòu)，由模塊沿上下方向?qū)訉硬褰佣?，最底層模塊固定在底座上，每層模塊上通過設(shè)置托盤支撐平臺(tái)而形成一個(gè)托盤裝載層。
[0010]進(jìn)一步，所述模塊上設(shè)置有插孔和插頭，上下相鄰模塊上插孔和插頭相配形成二者間的插接連接結(jié)構(gòu)。
[0011]進(jìn)一步，所述最底層模塊與其他模塊結(jié)構(gòu)相同，最底層模塊與所述底座之間采用與相鄰模塊之間相同的插接結(jié)構(gòu)；或者，所述最底層模塊固定設(shè)置在所述底座上，最底層模塊與第二層模塊之間采用與其他相鄰模塊之間相同的插接結(jié)構(gòu)。
[0012]進(jìn)一步，所述側(cè)壁包括至少兩塊第一側(cè)壁和至少一塊第二側(cè)壁，構(gòu)成第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁的模塊相同或不同。
[0013]進(jìn)一步，同一所述托盤裝載層中的各所述模塊相互連接成一整體。
[0014]進(jìn)一步，所述底座上設(shè)置有手柄。
[0015]本實(shí)用新型采用積木式結(jié)構(gòu)的側(cè)壁后，在裝卸載托盤時(shí)，如果托盤較多，可以預(yù)先將片盒底座放入裝載腔，并單片裝卸載托盤；如果只需要裝載少量托盤，托盤和片盒整體重量較輕時(shí)也可整體搬運(yùn)，因此，可實(shí)現(xiàn)更多托盤的裝載(超過7個(gè)或更多)，滿足更大產(chǎn)能的需求，極大的提高了設(shè)備產(chǎn)能，在安裝并搬運(yùn)托盤和片盒的過程中，也避免了負(fù)重對人體的傷害。
【附圖說明】
[0016]圖1為現(xiàn)有直流磁控濺射設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為現(xiàn)有整體式基片片盒結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為片盒中托盤與片盒側(cè)壁的相對擺放位置示意圖；
[0019]圖4為片盒和裝載腔的相對位置示意圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型片盒結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合示例對本實(shí)用新型片盒進(jìn)行說明。
[0022]本實(shí)用新型片盒包括底座和側(cè)壁，側(cè)壁固定在底座上，側(cè)壁上設(shè)置有支撐平臺(tái)，用于放置基片的托盤一一放置在側(cè)壁上的各支撐平臺(tái)上；所述側(cè)壁為積木式結(jié)構(gòu)，由模塊上下層層插接而成，最底層模塊固定在底座上，每層模塊上通過設(shè)置托盤支撐平臺(tái)而形成一個(gè)托盤裝載層。
[0023]圖5所示為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例。
[0024]如圖5中所示，片盒底座13-1上的側(cè)壁由模塊22層層插接而成，每個(gè)模塊22上均設(shè)置有支撐平臺(tái)22-1，并由此形成與各層模塊一一對應(yīng)的托盤承載層。
[0025]模塊之間的插接結(jié)構(gòu)可以是由插孔、插頭構(gòu)成的插接結(jié)構(gòu)，也可以是現(xiàn)有技術(shù)任何適用的插接結(jié)構(gòu)，而且，所說的插孔可以是插槽形式的插孔。
[0026]為方便搬運(yùn)，底座13-1上設(shè)置手柄15。手柄15可以插接方式或螺紋連接安裝在底座13-1上。
[0027]底座13-1上的側(cè)壁包括與現(xiàn)有技術(shù)相對應(yīng)的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，當(dāng)然，在實(shí)現(xiàn)第二側(cè)壁功能的情況下，第二側(cè)壁可以只有一個(gè)。
[0028]因側(cè)壁有模塊插接而成，故，為減少模塊數(shù)量，同一托盤裝載層中起第一側(cè)壁功能和第二側(cè)壁功能的模塊可以連接成一整體式模塊，這樣每個(gè)托盤裝載層均有一個(gè)整體式模塊構(gòu)成。
[0029]另外，圖5中的最底層模塊也可直接固定設(shè)置在底座13-1，最底層模塊與第二層模塊插接連接。
[0030]因上述模塊結(jié)構(gòu)的變化，以及最底層模塊與底座13-1連接形式的變化都是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員看到上述文字說明后即可做出的，故，不再通過附圖一一示出。
[0031]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本實(shí)用新型的原理而采用的示例性實(shí)施方式，本實(shí)用新型并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種片盒，包括底座和側(cè)壁，其特征在于，所述側(cè)壁為積木式結(jié)構(gòu)，由模塊沿上下方向?qū)訉硬褰佣?，最底層模塊固定在底座上，每層模塊上通過設(shè)置托盤支撐平臺(tái)而形成一個(gè)托盤裝載層。2.如權(quán)利要求1所述的片盒，其特征在于，所述模塊上設(shè)置有插孔和插頭，上下相鄰模塊上插孔和插頭相配形成二者間的插接連接結(jié)構(gòu)。3.如權(quán)利要求1所述的片盒，其特征在于，所述最底層模塊與其他模塊結(jié)構(gòu)相同，最底層模塊與所述底座之間采用與相鄰模塊之間相同的插接結(jié)構(gòu)；或者，所述最底層模塊固定設(shè)置在所述底座上，最底層模塊與第二層模塊之間采用與其他相鄰模塊之間相同的插接結(jié)構(gòu)。4.如權(quán)利要求1所述的片盒，其特征在于，所述側(cè)壁包括至少兩塊第一側(cè)壁和至少一塊第二側(cè)壁，構(gòu)成第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁的模塊相同或不同。5.如權(quán)利要求4所述的片盒，其特征在于，同一所述托盤裝載層中的各所述模塊相互連接成一整體。6.如權(quán)利要求1所述的片盒，其特征在于，所述底座上設(shè)置有手柄。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種片盒，該片盒包括底座和側(cè)壁，所述側(cè)壁為積木式結(jié)構(gòu)，由模塊沿上下方向?qū)訉硬褰佣桑畹讓幽K固定在底座上，每層模塊上通過設(shè)置托盤支撐平臺(tái)而形成一個(gè)托盤裝載層。本實(shí)用新型片盒不僅方便放入裝載腔，而且托盤承載能力可根據(jù)需要調(diào)整。
【IPC分類】C23C14/50
【公開號】CN205062172
【申請?zhí)枴緾N201520814022
【發(fā)明人】耿波, 張同文, 羅建恒, 高攀
【申請人】北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月21日