本發(fā)明涉及半導(dǎo)體處理設(shè)備，具體而言，涉及一種半導(dǎo)體的晶圓頂升裝置。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域中，集成電路通常是制作在晶圓(wafer)上，而一個(gè)完整的芯片的制作需要經(jīng)過多個(gè)步驟。在進(jìn)行各工藝步驟中，需要將晶圓放置到對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體設(shè)備的工藝腔中，在晶圓的放置都是自動(dòng)化進(jìn)行的，在進(jìn)行晶圓的自動(dòng)取放過程中需要采用的晶圓升降裝置，通過晶圓升降裝置來使工藝腔的晶圓上升和下降，方便機(jī)械手的取放。

2、經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)大多通過氣缸、氣源等升降頂針，而氣缸通常需要在設(shè)備中占據(jù)一定的空間來安裝，這可能導(dǎo)致設(shè)備設(shè)計(jì)的靈活性受限，在某些緊湊的工藝腔室中，氣缸的安裝位置可能難以滿足，從而限制了晶圓升降裝置的應(yīng)用范圍；若使用氣源的話，為了確保氣源輸入的均勻性，需要安裝額外的閥門控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)氣壓，這增加了設(shè)備的復(fù)雜性和成本，若不安裝的話，則會(huì)導(dǎo)致氣源輸入不均勻，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致晶圓升降過程中出現(xiàn)磨損、傾斜或卡頓現(xiàn)象，影響晶圓的加工質(zhì)量和設(shè)備的穩(wěn)定性。

3、如何發(fā)明一種半導(dǎo)體的晶圓頂升裝置來解決這些問題，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了彌補(bǔ)以上不足，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體的晶圓頂升裝置，旨在解決上述背景中所提到的問題。

2、本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體的晶圓頂升裝置，包括工藝腔體、支撐部和晶圓，所述支撐部由平面部和支撐軸所組成，所述平面部上安裝有吸盤，所述平面部位于工藝腔體內(nèi)，用于支撐晶圓，平面部和吸盤內(nèi)對(duì)應(yīng)間隔開設(shè)有若干通槽，所述支撐軸與平面部底部連接，且自工藝腔體內(nèi)部延伸到工藝腔體外部，還包括：

4、頂升組件：所述頂升組件設(shè)置于工藝腔體內(nèi)部，所述頂升組件用于彈性升降晶圓；

5、勻流通氣組件：所述勻流通氣組件設(shè)置于工藝腔體內(nèi)部，所述勻流通氣組件用于保證氣流均勻作用于彈性頂升組件；

6、阻排氣組件：所述阻排氣組件設(shè)置于工藝腔體的底部，所述阻排氣組件根據(jù)勻流通氣組件的狀態(tài)控制頂升組件內(nèi)部的氣路流通。

7、優(yōu)選的，所述頂升組件包括活動(dòng)部、安裝腔和波紋套管，所述安裝腔位于工藝腔體的底部側(cè)壁內(nèi)，所述活動(dòng)部的底部安裝有密封墊，所述活動(dòng)部的頂部貫穿工藝腔體的內(nèi)側(cè)底壁，所述活動(dòng)部的頂部安裝有頂針，所述頂針的底部設(shè)置有螺桿，所述活動(dòng)部的頂部設(shè)置有與螺桿相嚙合的螺槽。

8、優(yōu)選的，所述波紋套管的上端與密封墊的底部固定連接，下端與安裝腔的底部固定連接，所述波紋套管的內(nèi)部設(shè)置有第三彈簧，所述第三彈簧的端部分別與密封墊的底部、波紋套管的內(nèi)底壁固定連接，所述安裝腔、波紋套管的底部均為貫通設(shè)置。

9、優(yōu)選的，所述安裝腔、波紋套管均呈環(huán)狀且與支撐軸同軸心，所述頂針與通槽相匹配式設(shè)置，所述螺槽與通槽的數(shù)量相等，所述頂針、第三彈簧沿活動(dòng)部的邊緣環(huán)狀分布。

10、優(yōu)選的，所述活動(dòng)部與安裝腔頂部、密封墊與安裝腔內(nèi)壁之間均為滑動(dòng)密封連接，第三彈簧處于初始狀態(tài)時(shí)的所述頂針的頂部位于通槽內(nèi)部，活動(dòng)部的底部與安裝腔的頂部接觸時(shí)的所述頂針的頂部位于平面部的頂部之上。

11、優(yōu)選的，所述勻流通氣組件包括工藝腔體底部內(nèi)設(shè)置的蓄氣槽，所述蓄氣槽的底壁連接有通氣管，朝向平面部外側(cè)的所述蓄氣槽的一側(cè)開設(shè)有排氣環(huán)槽。

12、優(yōu)選的，所述蓄氣槽具有一定高度且為環(huán)狀設(shè)置，所述排氣環(huán)槽位于蓄氣槽的底部，所述通氣管的上端位于蓄氣槽的中部，所述通氣管的下端延伸至工藝腔體的外部，所述通氣管的下端與輸氣泵通過管路連接，所述排氣環(huán)槽的端部與安裝腔的底部連通。

13、優(yōu)選的，所述勻流通氣組件還包括工藝腔體底部設(shè)置的凸臺(tái)和排氣環(huán)槽底部設(shè)置的限位腔，所述限位腔的頂部貫穿排氣環(huán)槽的底壁，所述限位腔的底壁沿其邊緣環(huán)形連接有若干第一彈簧，所述第一彈簧的上端固定連接有環(huán)形擋塊，朝向蓄氣槽的所述環(huán)形擋塊的一側(cè)為棱形設(shè)置，所述環(huán)形擋塊呈環(huán)狀且其截面為直角梯形，第一彈簧處于初始狀態(tài)下的所述環(huán)形擋塊的頂部與排氣環(huán)槽的頂部形成接觸密封。

14、優(yōu)選的，所述阻排氣組件包括凸臺(tái)底部設(shè)置的滑動(dòng)腔、通氣槽以及環(huán)形擋塊底部安裝的磁柱，所述限位腔與滑動(dòng)腔之間貫穿設(shè)置有腰孔，靠近于腰孔的所述滑動(dòng)腔的側(cè)壁上固定連接有第二彈簧，所述第二彈簧的端部固定連接有截流磁板，所述通氣槽的端部貫穿工藝腔體和凸臺(tái)的側(cè)壁，所述通氣槽的底部安裝有濾板。

15、優(yōu)選的，所述磁柱位于第一彈簧的內(nèi)部，所述截流磁板的寬度大于通氣槽的寬度，所述磁柱與截流磁板的相對(duì)面為同極磁性設(shè)置，初始狀態(tài)下的所述截流磁板位于滑動(dòng)腔內(nèi)、磁柱底部位于滑動(dòng)腔上方，所述磁柱與截流磁板正對(duì)時(shí)的所述截流磁板與通氣槽之間形成接觸密封。

16、本發(fā)明的有益效果是：

17、1、勻流通氣組件通過蓄氣槽、環(huán)形擋板的設(shè)置，能夠確?；顒?dòng)部在上升過程中受到的是均勻且穩(wěn)定的推力，從而避免了因壓力不均導(dǎo)致的磨損、傾斜或卡頓現(xiàn)象，這不僅延長了設(shè)備的使用壽命，還提高了晶圓頂升的精度和穩(wěn)定性，同時(shí)僅需一個(gè)輸氣泵即可實(shí)現(xiàn)氣體的輸送、儲(chǔ)存和均勻排放，無需額外的閥門控制系統(tǒng)，不僅降低了系統(tǒng)的制造成本和維護(hù)難度，還提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

18、2、阻排氣組件通過磁控機(jī)制在頂升過程中實(shí)現(xiàn)了對(duì)通氣槽的開閉控制，確保氣體在頂升過程中的穩(wěn)定流動(dòng)，且在頂升完成后會(huì)自動(dòng)排氣，無需額外泵吸處理，節(jié)約了能源消耗，整體結(jié)構(gòu)簡單，減少了故障點(diǎn)和維護(hù)成本。

19、3、在波紋套管作為主密封和緩沖元件的基礎(chǔ)上，在活動(dòng)部上增加了密封墊，確保了即使在波紋套管意外破裂等極端情況下，晶圓也能被安全頂升、支撐和下降，減少了生產(chǎn)中斷和晶圓損失的風(fēng)險(xiǎn)；第三彈簧與波紋套管協(xié)同為活動(dòng)部的升降提供了良好的彈性支撐和緩沖效果，顯著減少了頂升和下降過程中的振動(dòng)和沖擊，有效保護(hù)了晶圓免受損傷；頂針的數(shù)量和高度可根據(jù)晶圓的規(guī)格進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，滿足了不同尺寸和重量晶圓的處理需求，增強(qiáng)了設(shè)備的通用性和適應(yīng)性。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體的晶圓頂升裝置，包括工藝腔體（1）、支撐部和晶圓（10），所述支撐部由平面部（2）和支撐軸（21）所組成，所述平面部（2）上安裝有吸盤（4），所述平面部（2）位于工藝腔體（1）內(nèi)，用于支撐晶圓（10），平面部（2）和吸盤（4）內(nèi)對(duì)應(yīng)間隔開設(shè)有若干通槽（22），所述支撐軸（21）與平面部（2）底部連接，且自工藝腔體（1）內(nèi)部延伸到工藝腔體（1）外部，其特征在于，還包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體的晶圓頂升裝置，其特征在于，所述頂升組件包括活動(dòng)部（3）、安裝腔（5）和波紋套管（9），所述安裝腔（5）位于工藝腔體（1）的底部側(cè)壁內(nèi)，所述活動(dòng)部（3）的底部安裝有密封墊（34），所述活動(dòng)部（3）的頂部貫穿工藝腔體（1）的內(nèi)側(cè)底壁，所述活動(dòng)部（3）的頂部安裝有頂針（31），所述頂針（31）的底部設(shè)置有螺桿（32），所述活動(dòng)部（3）的頂部設(shè)置有與螺桿（32）相嚙合的螺槽（33）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體的晶圓頂升裝置，其特征在于，所述波紋套管（9）的上端與密封墊（34）的底部固定連接，下端與安裝腔（5）的底部固定連接，所述波紋套管（9）的內(nèi)部設(shè)置有第三彈簧（91），所述第三彈簧（91）的端部分別與密封墊（34）的底部、波紋套管（9）的內(nèi)底壁固定連接，所述安裝腔（5）、波紋套管（9）的底部均為貫通設(shè)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種半導(dǎo)體的晶圓頂升裝置，其特征在于，所述安裝腔（5）、波紋套管（9）均呈環(huán)狀且與支撐軸（21）同軸心，所述頂針（31）與通槽（22）相匹配式設(shè)置，所述螺槽（33）與通槽（22）的數(shù)量相等，所述頂針（31）、第三彈簧（91）沿活動(dòng)部（3）的邊緣環(huán)狀分布。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種半導(dǎo)體的晶圓頂升裝置，其特征在于，所述活動(dòng)部（3）與安裝腔（5）頂部、密封墊（34）與安裝腔（5）內(nèi)壁之間均為滑動(dòng)密封連接，第三彈簧（91）處于初始狀態(tài)時(shí)的所述頂針（31）的頂部位于通槽（22）內(nèi)部，活動(dòng)部（3）的底部與安裝腔（5）的頂部接觸時(shí)的所述頂針（31）的頂部位于平面部（2）的頂部之上。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體的晶圓頂升裝置，其特征在于，所述勻流通氣組件包括工藝腔體（1）底部內(nèi)設(shè)置的蓄氣槽（6），所述蓄氣槽（6）的底壁連接有通氣管（61），朝向平面部（2）外側(cè)的所述蓄氣槽（6）的一側(cè)開設(shè)有排氣環(huán)槽（62）。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種半導(dǎo)體的晶圓頂升裝置，其特征在于，所述蓄氣槽（6）具有一定高度且為環(huán)狀設(shè)置，所述排氣環(huán)槽（62）位于蓄氣槽（6）的底部，所述通氣管（61）的上端位于蓄氣槽（6）的中部，所述通氣管（61）的下端延伸至工藝腔體（1）的外部，所述通氣管（61）的下端與輸氣泵通過管路連接，所述排氣環(huán)槽（62）的端部與安裝腔（5）的底部連通。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種半導(dǎo)體的晶圓頂升裝置，其特征在于，所述勻流通氣組件還包括工藝腔體（1）底部設(shè)置的凸臺(tái)（11）和排氣環(huán)槽（62）底部設(shè)置的限位腔（71），所述限位腔（71）的頂部貫穿排氣環(huán)槽（62）的底壁，所述限位腔（71）的底壁沿其邊緣環(huán)形連接有若干第一彈簧（72），所述第一彈簧（72）的上端固定連接有環(huán)形擋塊（7），朝向蓄氣槽（6）的所述環(huán)形擋塊（7）的一側(cè)為棱形設(shè)置，所述環(huán)形擋塊（7）呈環(huán)狀且其截面為直角梯形，第一彈簧（72）處于初始狀態(tài)下的所述環(huán)形擋塊（7）的頂部與排氣環(huán)槽（62）的頂部形成接觸密封。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種半導(dǎo)體的晶圓頂升裝置，其特征在于，所述阻排氣組件包括凸臺(tái)（11）底部設(shè)置的滑動(dòng)腔（81）、通氣槽（12）以及環(huán)形擋塊（7）底部安裝的磁柱（73），所述限位腔（71）與滑動(dòng)腔（81）之間貫穿設(shè)置有腰孔（74），靠近于腰孔（74）的所述滑動(dòng)腔（81）的側(cè)壁上固定連接有第二彈簧（82），所述第二彈簧（82）的端部固定連接有截流磁板（8），所述通氣槽（12）的端部貫穿工藝腔體（1）和凸臺(tái)（11）的側(cè)壁，所述通氣槽（12）的底部安裝有濾板（13）。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種半導(dǎo)體的晶圓頂升裝置，其特征在于，所述磁柱（73）位于第一彈簧（72）的內(nèi)部，所述截流磁板（8）的寬度大于通氣槽（12）的寬度，所述磁柱（73）與截流磁板（8）的相對(duì)面為同極磁性設(shè)置，初始狀態(tài)下的所述截流磁板（8）位于滑動(dòng)腔（81）內(nèi)、磁柱（73）底部位于滑動(dòng)腔（81）上方，所述磁柱（73）與截流磁板（8）正對(duì)時(shí)的所述截流磁板（8）與通氣槽（12）之間形成接觸密封。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體的晶圓頂升裝置，屬于半導(dǎo)體處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。該發(fā)明包括工藝腔體、支撐部和晶圓，還包括：頂升組件，勻流通氣組件，阻排氣組件；通過蓄氣槽、環(huán)形擋板的設(shè)置，確保活動(dòng)部在上升過程中受到的是均勻且穩(wěn)定的推力，避免了因壓力不均導(dǎo)致的磨損、傾斜或卡頓現(xiàn)象，同時(shí)僅需一個(gè)輸氣泵即可實(shí)現(xiàn)氣體均勻排放，無需額外的閥門控制系統(tǒng)；通過磁控機(jī)制在頂升過程中實(shí)現(xiàn)了對(duì)通氣槽的開閉控制，且在頂升完成后會(huì)自動(dòng)排氣，無需額外泵吸處理，節(jié)約了能源消耗；波紋套管與密封墊雙重保障，確保極端情況也能提供支撐，彈簧與波紋套管協(xié)同緩沖減振，以保護(hù)晶圓；頂針靈活調(diào)節(jié)，適應(yīng)多規(guī)格晶圓的頂升處理，增強(qiáng)了設(shè)備通用性。

技術(shù)研發(fā)人員：彭勁松,張巍,郭天宇,劉志坤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇愛矽半導(dǎo)體科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19