本發(fā)明涉及一種頂針托架，該頂針托架配裝在工藝腔中的基座處，用于所加工晶元在基座上的取放。

背景技術(shù)：

PVD(Physical Vapor Deposition)即物理氣相沉積，是當(dāng)前國際上廣泛應(yīng)用的先進(jìn)的表面處理技術(shù)。其工作原理就是在真空條件下，利用氣體放電使氣體部分離化，離化后的氣體離子轟擊靶材，將濺射的靶材離子或其反應(yīng)物沉積在晶元(Wafer)上。

晶元作為濺射的對象，在工藝過程中需要逐片地傳入、傳出真空腔室。此外，為了保證濺射離子的純潔度，工藝之前經(jīng)常需要使用遮蔽盤(Shutter Disk)取代晶元，在真空腔室中進(jìn)行預(yù)濺射，清潔靶材表面。這兩個(gè)過程均需要利用頂針托架承載頂針(Pin)來完成相應(yīng)的工藝取放功能，具體參見圖1。

圖1所示為頂針托架工作原理圖。工藝取放結(jié)構(gòu)包括基座(ESC pedestal)1、頂針(Pin)2、頂針托架3、頂針升降機(jī)構(gòu)4、基座升降機(jī)構(gòu)5、工藝腔底板6、遮蔽盤(Shutter Disk)7、快門托架8、快門轉(zhuǎn)軸9、晶元(Wafer)10和機(jī)械手11。其中，機(jī)械手11位于傳輸腔中，用于在不同腔室間傳遞晶元10，其余各部件均位于工藝腔內(nèi)；頂針升降機(jī)構(gòu)4與基座升降機(jī)構(gòu)5通過螺釘安裝于底板6上；頂針托架3、基座1分別通過螺釘安裝于頂針升降機(jī)構(gòu)4和基座升降機(jī)構(gòu)5上，并通過升降機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在工藝腔內(nèi)的垂直升降。三根頂針2固定安裝在頂針托架3上，并穿過基座1上的三個(gè)通孔?？扉T轉(zhuǎn)軸9通過螺釘安裝在底板6上，快門轉(zhuǎn)軸9旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)快門托架8將遮蔽盤7送到基座1正上方，或者送回圖1中所示的初始位置。工藝放片時(shí)，機(jī)械手11帶著晶元10運(yùn)動(dòng)到基座1正上方，頂針托架3帶著三根頂針2升起并托起晶元10，機(jī)械手11退回到初始位置；工藝取片時(shí)，先將三根頂針2升起并托起晶元10，然后機(jī)械手11伸入工藝腔中晶元10的下方，三根頂針2下降將晶元10放于機(jī)械手11上，機(jī)械手11退回到初始位置。遮蔽盤7的取放過程與晶元10相同。最后，隨著基座1沿垂直方向升降，三根頂針2伸出基座1的長度發(fā)生變化，由此實(shí)現(xiàn)晶元10或者遮蔽盤7在頂針2與基座1上的位置交替，以進(jìn)行相關(guān)工藝濺射。

考慮到濺射鍍膜的均勻性要求以及晶元10的濺射尺寸要求，基座1的徑向 尺寸需大于晶元10的徑向尺寸，且為便于機(jī)械手11的伸入到晶元下方，三根頂針2所在圓的徑向尺寸應(yīng)該越大越好。當(dāng)三根頂針2所在圓的徑向尺寸等于晶元10的徑向尺寸時(shí)，剛好能夠托起晶元10，工程中應(yīng)該為保證正常工作留出相應(yīng)較小的余量。此時(shí)，如果頂針托架3和基座1的同軸度安裝誤差較大，當(dāng)晶元10或者遮蔽盤7傳送到基座1正上方時(shí)，就可能出現(xiàn)晶元10或者遮蔽盤7不能穩(wěn)定的位于三根頂針2上端的現(xiàn)象，因而，安裝過程中對基座1的安裝精度要求較高。

例如，圖2所示為現(xiàn)有的一種頂針托架結(jié)構(gòu)，其中的頂針托架3、基座1分別通過各自的升降機(jī)構(gòu)4、5安裝于工藝腔室的底板上；頂針托架3上加工有三個(gè)均布的通孔，末端帶有螺紋的頂針2穿過通孔，并通過墊片和螺母安裝于頂針托架3上，頂針托架3上的三根頂針2的上端穿過基座1的三個(gè)通孔。頂針托架3與其升降機(jī)構(gòu)4之間通過四個(gè)緊定螺釘12進(jìn)行調(diào)平，并且通過四個(gè)安裝螺釘13固定；安裝螺釘13處的頂針托架3上加工有沿頂針升降機(jī)構(gòu)4同心圓的周向延伸的長槽孔，使頂針托架3安裝時(shí)能夠繞頂針升降機(jī)構(gòu)4中心做適當(dāng)角度的旋轉(zhuǎn)調(diào)整。

圖3所示為圖2中頂針托架安裝時(shí)存在的誤差示意圖，其中包括基座1、頂針2、頂針托架3、頂針升降機(jī)構(gòu)4。當(dāng)基座1安裝時(shí)存在圖3中箭頭所示方向或者反向的小角度誤差時(shí)，為保證頂針2盡量處于基座1上對應(yīng)孔的中心位置，頂針托架3應(yīng)在同樣方向上做相應(yīng)角度的調(diào)整。但由于頂針托架3安裝時(shí)以頂針升降機(jī)構(gòu)4的中心為旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行調(diào)整，該旋轉(zhuǎn)中心與基座1的中心不重合，因而將使三根頂針2所在圓的圓心相對于基座1的中心發(fā)生偏移，就可能出現(xiàn)晶元10或者遮蔽盤7不能穩(wěn)定的位于三根頂針2上端的現(xiàn)象，因而，安裝過程中對基座1的安裝精度要求較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種頂針托架，該頂針托架通過對結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，增加了安裝的便利性，降低了對基座安裝精度的要求，提高了頂針與基座上孔的對中性。

本發(fā)明的目的還在于提供一種工藝腔室，該工藝腔室內(nèi)設(shè)置有上述頂針托架，上述工藝腔室增加了安裝的便利性，降低了對基座安裝精度的要求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種頂針托架，包括支座和頂針座，其中：

所述頂針座配合安裝在所述支座上，并能夠與所述支座產(chǎn)生相對滑動(dòng)；

所述支座上設(shè)置有連接臂，并通過所述連接臂安裝在頂針托架升降機(jī)構(gòu)上；

所述頂針座上安裝有若干個(gè)頂針；

安裝調(diào)節(jié)時(shí)，所述頂針座相對所述支座滑動(dòng)，使得所述頂針對準(zhǔn)基座上的相應(yīng)孔后，將所述頂針座與支座固定。

優(yōu)選的，所述支座上設(shè)置有滑槽，所述頂針座嵌入所述滑槽內(nèi)。

優(yōu)選的，所述滑槽呈圓環(huán)狀，且與所述支座同心。

優(yōu)選的，所述滑槽的橫截面呈U型或L型。

優(yōu)選的，所述支座上設(shè)置有滑道，所述頂針座上設(shè)置有與所述滑道相互配合的滑塊。

優(yōu)選的，所述支座上設(shè)置有若干個(gè)間隔分布的所述滑道，所有滑道位于同一圓周上，且所述圓周與所述支座同心。

優(yōu)選的，所述頂針座與所述支座通過螺釘或通過螺栓配合螺母相固定。

優(yōu)選的，在所述支座上與所述頂針相對應(yīng)的位置設(shè)置有調(diào)節(jié)孔；

安裝調(diào)節(jié)時(shí)，所述頂針的下端貫穿所述調(diào)節(jié)孔，并可在所述調(diào)節(jié)孔內(nèi)移動(dòng)進(jìn)行微調(diào)，所述頂針的下端設(shè)置有螺紋，通過螺母與所述螺紋配合將所述支座與頂針座固定。

一種工藝腔室，所述工藝腔室內(nèi)設(shè)置有以上任一項(xiàng)所述的頂針托架。

本發(fā)明提出了一種帶有可旋轉(zhuǎn)頂針座的頂針托架，加大了頂針位置的調(diào)節(jié)范圍，通過調(diào)節(jié)頂針座與支座的相對位置關(guān)系，即可比較好地使頂針與基座的對應(yīng)孔相配，從而降低了對基座安裝精度的要求，相應(yīng)的降低了基座安裝的難度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠避免頂針?biāo)趫A的圓心與基座圓盤中心偏移的問題，進(jìn)而避免了晶元或者遮蔽盤從頂針上滑落。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種頂針托架工作原理圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的一種頂針托架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中頂針托架安裝時(shí)存在的誤差示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的頂針托架的工作原理圖；

圖5為本發(fā)明提供的頂針托架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例1提供的頂針托架的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例2提供的頂針托架的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例3提供的頂針托架的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例4提供的頂針托架的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例5提供的頂針托架的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。

本發(fā)明頂針托架可應(yīng)用于物理氣相沉積工藝，也可應(yīng)用于化學(xué)氣相沉積工藝或PSS刻蝕工藝，并與工藝腔中的基座相配裝。工藝腔中，頂針托架和基座安裝在各自的升降機(jī)構(gòu)上，頂針托架上設(shè)置的若干個(gè)頂針一一穿設(shè)在基座上的相對應(yīng)孔中；隨著頂針托架和基座在各自升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下升起或下降，實(shí)現(xiàn)對所加工晶元在基座上的取放。參見圖1。

本發(fā)明公開的頂針托架包括支座31和頂針座32，其中，頂針座32配合安裝在支座31上，并能夠與支座31產(chǎn)生相對滑動(dòng)；支座31上設(shè)置有連接臂，并通過連接臂安裝在頂針托架升降機(jī)構(gòu)上；頂針座32上安裝有若干個(gè)頂針2，安裝調(diào)節(jié)時(shí)，頂針座32相對支座31滑動(dòng)，使得頂針2對準(zhǔn)基座上的相應(yīng)孔后，將頂針座32與支座31固定。

于本實(shí)施例中，支座31的作用是用于支撐頂針座32，并能夠使頂針座32在其上繞頂針座32的圓心轉(zhuǎn)動(dòng)；頂針座32的作用的是安裝頂針2，并保持各頂針2的相對位置不變。

圖4為本發(fā)明提供的頂針托架的工作原理圖，圖5為本發(fā)明提供的頂針托架的結(jié)構(gòu)示意圖。

參見圖5，該頂針托架包括支座31和頂針座32，支座31為圓環(huán)形，從支座31的徑向外側(cè)向外一體延伸出一凸起部33，其中，凸起部33作為支座31的連接臂，其上設(shè)置有四個(gè)安裝螺釘孔，該安裝螺釘孔間隔分布在一圓周上，并且，安裝螺釘孔為沿其所在圓周方向上延伸的弧形長槽孔；同時(shí)，凸起部33上還設(shè)置有四個(gè)緊定螺釘孔。頂針座32同樣為圓環(huán)形，頂針座32上沿其周向均布有三個(gè)頂針2，該三個(gè)頂針2排布在與頂針座32同心的同一圓周上。頂針座32安裝在支座31上，并與支座31同心。

參見圖4，支座31上的凸起部33作為連接臂將支座31安裝在頂針托架升降機(jī)構(gòu)上，四根安裝螺釘13經(jīng)凸起部33上的四個(gè)安裝螺釘孔將凸起部33與頂針托架升降機(jī)構(gòu)相固定。固定前，首先利用凸起部33上四個(gè)緊定螺釘孔中的螺釘12對頂針座32的三個(gè)頂針2的支撐面進(jìn)行調(diào)平，以使其與基座1上的晶元支撐面平行。

因凸起部33上的安裝螺釘孔為弧形長槽孔，因而將凸起部33與頂針托架升降機(jī)構(gòu)固定時(shí)，先利用弧形長槽孔對頂針2與基座1上的相對應(yīng)孔的相對位置進(jìn)行粗調(diào)，然后再通過使頂針座32繞其中心轉(zhuǎn)動(dòng)對各頂針2與各自在基座1 上的相對應(yīng)孔的相對位置進(jìn)行微調(diào)，使各頂針2均位于各自相對應(yīng)孔的中心位置上，并在微調(diào)結(jié)束后，將頂針座32與支座31相固定。

以下對支座31和頂針座32的配合關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)介紹：

可以在支座31上設(shè)置有滑槽，將頂針座32嵌入滑槽內(nèi)。其中，滑槽呈圓環(huán)狀，且與支座31同心，滑槽的橫截面呈U型、L型或其它形狀。

也可以在支座31上設(shè)置一個(gè)或若干個(gè)間隔分布的滑道，頂針座32上設(shè)置有與滑道相互配合的滑塊。其中，若干個(gè)滑道位于同一圓周上，且所在圓周與支座31同心。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例1提供的頂針托架的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，支座31的里側(cè)表面為臺(tái)階面，圓環(huán)形頂針座32坐落在支座31的臺(tái)階面上，頂針座32的上表面與支座31的上表面齊平，頂針座32的孔壁與支座31的內(nèi)孔壁齊平。頂針2插裝在頂針座32上設(shè)置的圓孔中，頂針2的下端設(shè)置有螺紋，同時(shí)，支座31上對應(yīng)每個(gè)頂針2處均設(shè)置有一調(diào)節(jié)孔34，該調(diào)節(jié)孔34為弧形長槽孔。安裝時(shí)，先將頂針2的下端穿過調(diào)節(jié)孔34，使得頂針2下端設(shè)置有螺紋的至少部分伸出調(diào)節(jié)孔34，再相對支座31轉(zhuǎn)動(dòng)頂針座32，對頂針2的位置進(jìn)行微調(diào)，調(diào)定后再利用螺母35與螺紋配合將頂針座32與支座31相固定。在此結(jié)構(gòu)中，；頂針2成為將頂針座32與支座31相固定的螺釘。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例2提供的頂針托架的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，該實(shí)施例中的支座31的里側(cè)表面仍然為臺(tái)階面，與實(shí)施例1所不同的是，頂針座32的厚度與支座31相同，頂針座32的徑向外側(cè)表面為與支座31的整個(gè)徑向里側(cè)表面相配的折面，頂針座32的上下表面分別與支座31的上下表面齊平。于本實(shí)施例中，頂針座32與支座31通過螺釘或通過螺栓配合螺母相固定。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例3提供的頂針托架的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，頂針座32覆蓋支座31的整個(gè)上表面，同時(shí)，沿支座31的孔壁向下延伸至與支座31的下表面齊平。于本實(shí)施例中，頂針座32與支座31通過螺釘或通過螺栓配合螺母相固定。

圖9為本發(fā)明實(shí)施例4提供的頂針托架的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，頂針座32的下表面帶有U形槽，頂針座32通過其U形槽扣在支座31的上表面上。頂針座32的U形槽與支座31的徑向里側(cè)面、外側(cè)面和上表面構(gòu)成二者之間的相對滑動(dòng)結(jié)構(gòu)。需要說明的是，因頂針座32覆蓋了支座31的三個(gè)側(cè)面，與支座31相連的凸起部33需從支座31的下表面向下延伸后，再向徑向外側(cè)延伸形成。于本實(shí)施例中，頂針座32與支座31通過螺釘或通過螺栓配合螺母相固定。

圖10為本發(fā)明實(shí)施例5提供的頂針托架的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，支座31的上表面和頂針座32的下表面均為平面，頂針座32放置在支座31上；頂針2固定在頂針座32上，頂針2從頂針座32下表面向下伸出的部分帶有光滑圓柱段；支座31對應(yīng)每個(gè)頂針2處均設(shè)置有調(diào)節(jié)孔，該調(diào)節(jié)孔為弧形長槽，該長槽的寬度與頂針2上的光滑圓柱段相配，并由此對頂針座32相對支座31的滑動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向。頂針2下端帶有螺紋，并通過螺母35與螺紋配合將頂針座32與支座31相固定。

本申請還提供了一種工藝腔室，其中，所述工藝腔室內(nèi)設(shè)置有以上所述的頂針托架。

可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的原理和實(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)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。