專利名稱：一種基片處理設(shè)備及其頂針升降裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工領(lǐng)域，特別涉及一種頂針升降裝置。本發(fā)明還涉及一種包 括上述頂針升降裝置的基片處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，市場對于半導(dǎo)體元件的需求量日益增大，由此便 帶動了半導(dǎo)體加工行業(yè)的迅猛發(fā)展。目前，用于加工半導(dǎo)體的工藝腔的內(nèi)部一般具有靜電卡盤，該靜電卡盤用于支撐 被加工的晶體等半導(dǎo)體元件，且其下部設(shè)有升降裝置，該升降裝置上插有用于支撐晶體的 頂針，頂針的數(shù)量一般為四個。加工晶體時，傳輸平臺將晶體傳入工藝腔內(nèi)，并使晶體高于 靜電卡盤的上表面一定距離；此時，位于上位的升降裝置通過頂針把機(jī)械手上的晶體托起， 機(jī)械手隨后退出工藝腔；升降裝置向下移動，把晶體平穩(wěn)地放到靜電卡盤上表面后開始加 工；加工完成后，升降裝置向上移動，將晶體托起到一定高度，機(jī)械手重新伸入工藝腔內(nèi)把 晶體取走。請參考圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種頂針升降裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在該現(xiàn)有技術(shù)中，頂針11固定連接于其底部的固定座12上，該固定座12通過螺 釘181固定連接于波紋管組件13上，該波紋管組件13包括波紋管的內(nèi)部軸以及法蘭，其內(nèi) 部軸能夠相對于法蘭沿豎直方向運動；波紋管組件13通過螺釘182與氣缸支架14固定連 接，氣缸支架14與氣缸17通過分別與二者固定連接的氣缸固定板16連接，氣缸支架14與 氣缸固定板16之間旋有第一調(diào)節(jié)螺釘183，氣缸17與氣缸固定板16之間旋有第二調(diào)節(jié)螺 釘184，用以調(diào)節(jié)氣缸17、氣缸支架14以及氣缸固定板16之間的水平度，進(jìn)而調(diào)節(jié)固定座 12的水平。氣缸17的輸出軸與波紋管的內(nèi)部軸之間通過升降柱15連接，從而帶動內(nèi)部軸 在豎直方向上運動，進(jìn)而帶動頂針11升降。在機(jī)械手送片和取片時，被加工晶體的水平是由頂針升降裝置決定的，如果頂針 11上端面的水平度相差較大，則會出現(xiàn)掉片的現(xiàn)象。要保持頂針11上端面的水平，則氣缸 17、氣缸固定板16、氣缸支架14、波紋管組件13以及固定座12之間均須相對平行。但是， 由于各零件加工誤差的積累以及安裝時的誤差，使得無法保證上述部件的相對水平。因此，在加工開始之前，需要通過調(diào)節(jié)頂針升降裝置的水平，從而保持證針頂11 上端組成的平面水平。上述現(xiàn)有技術(shù)需要反復(fù)調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)螺釘183和第二調(diào)節(jié)螺釘184， 通過調(diào)整升降柱15的豎直程度來間接保證頂針11端面的水平。而第一調(diào)節(jié)螺釘183和第 二調(diào)節(jié)螺釘184的調(diào)節(jié)范圍較小，如果超出其調(diào)節(jié)范圍，便不能實現(xiàn)水平調(diào)節(jié)，這樣就使得 各零件的加工和裝配的精度要求提高，增加了加工和裝配的難度；并且，更換裝置中的某一 零件后，需要對整個裝置重新調(diào)平，增加了平均維護(hù)時間；另外，該裝置處于反應(yīng)腔的下部， 外面具有金屬盒體，調(diào)平時要將整個裝置拆下，費時費力。因此，如何增加頂針升降裝置的調(diào)平范圍，從而減低對零件加工和裝配精度的要 求，并簡化調(diào)平過程，進(jìn)而減少平均維護(hù)時間就成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟須解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種頂針升降裝置，其具有較大的調(diào)平范圍，從而能夠降低 對零件加工和裝配精度的要求，且其調(diào)平過程較為方便，能夠減小平均維護(hù)時間。本發(fā)明的 另一目的是提供一種包括上述頂針升降裝置的基片處理設(shè)備。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種頂針升降裝置，用于基片處理設(shè)備，包括支 撐頂針的固定座，定位桿沿豎直方向穿過所述固定座的中部，且兩者之間具有適當(dāng)?shù)膹较?間隙；所述定位桿的末端與波紋管組件的頂部固定連接；所述固定座具有至少兩個在其周 向上均勻分布且具有內(nèi)螺紋的通孔，各所述通孔中均設(shè)置調(diào)節(jié)螺釘；所述調(diào)節(jié)螺釘通過外 螺紋與所述通孔的內(nèi)螺紋相配合，且其下端支撐于所述波紋管組件的上表面。優(yōu)選地，所述定位桿具體為定位螺釘，其末端可拆裝地安裝于所述波紋管組件的 頂部的中心位置。優(yōu)選地，所述通孔的數(shù)目為三個。優(yōu)選地，所述通孔包括光孔以及與所述光孔同軸的螺紋孔，所述光孔位于所述螺 紋孔的上方，并能夠容納所述調(diào)節(jié)螺釘?shù)穆菝?；所述調(diào)節(jié)螺釘通過外螺紋與所述螺紋孔相 配合。優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)螺釘?shù)哪┒诉€設(shè)置有鎖緊螺母。優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)螺釘與所述鎖緊螺母的材料均為絕緣材料。優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)螺釘與所述鎖緊螺母的材料均為高純陶瓷。優(yōu)選地，所述定位螺釘為不銹鋼真空螺釘。本發(fā)明還提供一種基片處理設(shè)備，包括上述任一項所述的頂針升降裝置。本發(fā)明所提供的頂針升降裝置，其頂針的固定座上開設(shè)有至少兩個具有內(nèi)螺紋的 通孔，且各通孔在上述固定座的周向上均勻分布，與通孔配合的調(diào)節(jié)螺釘從其上方旋入通 孔，調(diào)節(jié)螺釘?shù)哪┒酥斡诓y管組件的上表面。當(dāng)需要調(diào)節(jié)各頂針?biāo)谄矫娴乃綍r，只 需將調(diào)節(jié)螺釘旋緊或者旋松，將固定座調(diào)至水平，從而保證各頂針?biāo)M成平面的水平度。這 樣，調(diào)平過程較為簡單方便，有效地縮減了裝置的平均維護(hù)時間，避免了大量的時間浪費于 裝置調(diào)平的工作中，從而提高了生產(chǎn)效率；同時，擴(kuò)大了裝置的調(diào)平范圍，從而能夠降低對 裝置中各零件的加工和裝配精度的要求，進(jìn)而節(jié)約了生產(chǎn)成本。在一種優(yōu)選的實施方式中，所述通孔的數(shù)目為三個，且沿周向均勻分布于頂針的 固定座上，相應(yīng)地，與通孔配合的調(diào)節(jié)螺釘?shù)臄?shù)目也為三個，分別通過外螺紋與上述各通孔 相配合。這樣，三個設(shè)置于固定座上的調(diào)節(jié)螺釘使得能夠均勻地調(diào)節(jié)頂針?biāo)谄矫娴乃剑?進(jìn)一步提高了調(diào)平效果。在另一種優(yōu)選的實施方式中，在調(diào)節(jié)螺釘?shù)哪┒诵墟i緊螺母，裝置鎖緊時，鎖緊 螺母的上表面與固定座的下表面相接觸。這樣，當(dāng)調(diào)節(jié)螺釘完成調(diào)平后，通過鎖緊螺母將調(diào) 節(jié)螺釘?shù)奈恢霉潭?，提高了裝置的穩(wěn)定性。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種頂針升降裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所提供頂針升降裝置一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖3為圖2中A部分的局部放大圖；圖4為圖3所示A部分的俯視示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的核心是提供一種頂針升降裝置，其具有較大的調(diào)平范圍，從而能夠降低 對零件加工和裝配精度的要求，且其調(diào)平過程較為方便，能夠縮短平均維護(hù)時間。本發(fā)明的 另一核心是提供一種包括上述頂針升降裝置的基片處理設(shè)備。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供頂針升降裝置一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。在一種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的頂針升降裝置包括位于裝置下部的氣缸 27，氣缸27通過螺釘284與其上端的氣缸固定板26連接，氣缸支架24與氣缸固定板26通 過螺釘283固定連接，且與其上部的波紋管組件23通過螺釘282連接，波紋管的內(nèi)部軸(圖 中未示出)與氣缸27的輸出軸之間通過升降柱25連接，氣缸27的輸出軸帶動升降柱25 升降運動，從而帶動波紋管的內(nèi)部軸沿豎直方向的升降運動。上述各部件一般均位于金屬材料的外殼中，當(dāng)需要維護(hù)時，需要將其整體從外殼 中取出。用于支撐頂針21的固定座22通過定位桿281與波紋管組件23連接，該定位桿281 沿豎直方向穿過固定座的中部，且定位桿281的末端支撐于波紋管組件23的上表面；定位 桿281與固定座22之間具有適當(dāng)?shù)膹较蜷g隙，以便在裝置進(jìn)行調(diào)平時，固定座22能夠相對 于定位桿281產(chǎn)生沿豎直方向的微量擺動，從而方便調(diào)平操作。固定座22上開設(shè)有至少兩 個具有內(nèi)螺紋的通孔221 (示于圖4中)，調(diào)節(jié)螺釘291從上述固定座22的上方旋入通孔 221，且其下端支撐于上述波紋管組件23的上表面。上述定位桿可以為定位螺釘，該定位螺釘?shù)哪┒丝刹鹧b地安裝于波紋管組件23 的頂部的中心位置。顯然地，波紋管組件23的頂部的大體中心的位置開設(shè)有具有內(nèi)螺紋的 螺紋孔，定位螺釘旋入該螺紋孔，從而實現(xiàn)定位螺釘與波紋管組件23之間可拆裝地連接。 這樣，當(dāng)裝置需要調(diào)平時，先將定位螺釘旋松，然后通過旋緊或者旋松調(diào)節(jié)螺釘291，從而調(diào) 整裝置的水平度，進(jìn)一步簡化了調(diào)平過程，且提高了裝置調(diào)平的精度。上述定位螺釘281穿過固定座22的中部，所述固定座22的中部并非局限于其中 心位置，定位螺釘281只需大體位于固定座22的中部即可。上述定位螺釘281與固定座22之間存在適當(dāng)?shù)膹较蜷g隙，這樣，當(dāng)裝置進(jìn)行調(diào)平， 不會與定位螺釘281發(fā)生干涉，提高了裝置的安全性能。上述頂針21與固定座可以通過粘接或者一體加工的方式固定連接。顯然地，上述固定板22的通孔221為沿豎直方向開設(shè)的通孔。上述通孔221可以 為全螺紋通孔，也可以為下部具有內(nèi)螺紋的半螺紋通孔。上述用于連接固定座22與波紋管組件23之間的定位螺釘281可以為不銹鋼材料 的真空螺釘，這樣，當(dāng)裝置所處的反應(yīng)腔為真空環(huán)境時，螺釘孔中殘留的空氣能夠流入真空 螺釘281的內(nèi)部空腔，從而保證了裝置的真空度。上述真空螺釘?shù)牟牧喜痪窒抻诓讳P鋼材料，也可以為本領(lǐng)域中常規(guī)使用的其他材料，例如樹脂材料等。上述調(diào)節(jié)螺釘291的材料可以為絕緣材料。由于設(shè)備的反應(yīng)腔室為等離子體環(huán) 境，如果調(diào)節(jié)螺釘291與波紋管組件23之間的接觸不良，可能會在調(diào)節(jié)螺釘291上產(chǎn)生電 火花。使用絕緣材料的調(diào)節(jié)螺釘能夠避免電火花的產(chǎn)生，提高裝置的安全性。由于在晶體的加工過程中，調(diào)節(jié)螺釘291需要暴露于等離子體的環(huán)境中，并且在 反應(yīng)過程中還要受到等離子體的轟擊作用，因此，上述調(diào)節(jié)螺釘291的材料一般為耐等離 子體、耐腐蝕的樹脂或者陶瓷材料，以提高調(diào)節(jié)螺釘291的使用壽命，進(jìn)而節(jié)約成本。上述調(diào)節(jié)螺釘291的材料可以為高純陶瓷，該種材料在等離子體處理領(lǐng)域中應(yīng)用 較為廣泛，使用性能較好。當(dāng)然，調(diào)節(jié)螺釘291的材料也可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的其他耐等 離子體、耐腐蝕的材料，例如SCP-5000等樹脂材料。上述由調(diào)節(jié)螺釘291構(gòu)成的調(diào)平系統(tǒng)可以與螺釘284和螺釘283配合使用，進(jìn)一 步提高裝置的調(diào)平范圍，降低裝置中各零件的加工和安裝精度，從而節(jié)約成本。當(dāng)需要調(diào)節(jié)頂針21所在平面的水平時，只需將調(diào)節(jié)螺釘291旋緊或者旋松，將固 定座22調(diào)至水平，從而保證各頂針21所在平面的水平度。這樣，只需通過調(diào)節(jié)螺釘291即 可直接對裝置進(jìn)行調(diào)平，避免了間接調(diào)平中由于關(guān)聯(lián)部件過多而引起的調(diào)平過程較為繁瑣 的現(xiàn)象，調(diào)平過程簡單方便，有效地縮減了裝置的平均維護(hù)時間；同時，提高了裝置的調(diào)平 范圍，從而能夠降低對裝置中各零件的加工和裝配精度的要求，進(jìn)而節(jié)約了生產(chǎn)成本。還可以對本發(fā)明所提供的頂針升降裝置進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。請參考圖3和圖4，圖3為圖2中A部分的局部放大圖；圖4為圖3所示A部分的 俯視示意圖。在另一種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的固定座22上開設(shè)的通孔221的數(shù)目 可以為三個，并且，三個通孔221在周向上均勻地分布于固定座22上；相應(yīng)地，與上述通孔 221相配合的調(diào)節(jié)螺釘291的數(shù)目也為三個，分別旋入上述三個通孔221中，通過外螺紋與 通孔配合。這樣，當(dāng)固定座22發(fā)生某一方向的傾斜時，只需相應(yīng)地將該方向的調(diào)節(jié)螺釘291 旋緊或者旋松，進(jìn)一步簡化了裝置調(diào)平的過程；并且，三個調(diào)節(jié)螺釘配合，提高了裝置調(diào)平 的精度。上述通孔221可以進(jìn)一步包括位于其上部的光孔以及位于其下部的螺紋孔；上述 光孔與螺紋孔為同軸孔，光孔的直徑大于螺紋孔的直徑，且其直徑大于上述調(diào)節(jié)螺釘291 的螺帽的外徑，也即光孔能夠容納調(diào)節(jié)螺釘291的螺帽；上述調(diào)節(jié)螺釘291從上方通過光孔 后旋入螺紋孔，且調(diào)節(jié)螺釘291的螺帽位于光孔中。也即上述通孔為沉頭螺紋孔，這樣，調(diào) 節(jié)螺釘291的螺帽位于光孔中，避免了凸出的螺帽與其他部件產(chǎn)生干涉，進(jìn)一步提高了裝 置的安全性能。上述頂針升降裝置還可以包括與調(diào)節(jié)螺釘291配合使用的鎖緊螺母292。鎖緊螺 母292從下方旋入調(diào)節(jié)螺釘291，且當(dāng)鎖緊螺母292旋緊時，其上表面與上述固定座22的下 表面相接觸。這樣，當(dāng)調(diào)節(jié)螺釘291完成調(diào)平操作后，通過鎖緊螺母292將其鎖緊，以固定 其調(diào)平后的位置，提高裝置的穩(wěn)定性。并且，防止了裝置調(diào)平后由于調(diào)節(jié)螺釘291的松動而 引起的誤差，進(jìn)一步提高了裝置調(diào)平的精確性。顯然地，上述鎖緊螺母292的數(shù)目應(yīng)與調(diào)節(jié)螺釘291的數(shù)目相同，且每一個鎖緊螺 母292與一個調(diào)節(jié)螺釘291相配合。
上述鎖緊螺母292的材料可以為絕緣材料，鎖緊螺母292同樣處于等離子體的環(huán) 境中，為避免產(chǎn)生電火花，影響裝置的安全性能，一般選取絕緣材料。與上述調(diào)節(jié)螺釘291的情況相同，在晶體元件的加工過程中，鎖緊螺母292同樣需 要暴露于等離子體的環(huán)境中，并且在反應(yīng)過程中也要受到等離子體的轟擊作用，因此，上述 鎖緊螺母292的材料一般也為耐等離子體、耐腐蝕的樹脂或者陶瓷材料，例如高純陶瓷或 者SCP-5000等樹脂材料，以提高鎖緊螺母292的使用壽命，進(jìn)而節(jié)約裝置的維護(hù)成本。除了上述頂針升降裝置，本發(fā)明還提供一種包括上述頂針升降裝置的基片處理設(shè) 備，該基片處理設(shè)備的其他各部分的結(jié)構(gòu)請參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。以上對本發(fā)明所提供的基片處理設(shè)備及其頂針升降裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中 應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助 理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫 離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本 發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種頂針升降裝置，用于基片處理設(shè)備，包括支撐頂針的固定座，定位桿沿豎直方向穿過所述固定座的中部，且兩者之間具有適當(dāng)?shù)膹较蜷g隙；所述定位桿的末端與波紋管組件的頂部固定連接；其特征在于，所述固定座具有至少兩個在其周向上均勻分布且具有內(nèi)螺紋的通孔，各所述通孔中均設(shè)置調(diào)節(jié)螺釘；所述調(diào)節(jié)螺釘通過外螺紋與所述通孔的內(nèi)螺紋相配合，且其下端支撐于所述波紋管組件的上表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂針升降裝置，其特征在于，所述定位桿具體為定位螺釘，其 末端可拆裝地安裝于所述波紋管組件的頂部的中心位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頂針升降裝置，其特征在于，所述通孔的數(shù)目為三個。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頂針升降裝置，其特征在于，所述通孔包括光孔以及與所述 光孔同軸的螺紋孔，所述光孔位于所述螺紋孔的上方，并能夠容納所述調(diào)節(jié)螺釘?shù)穆菝?；?述調(diào)節(jié)螺釘通過外螺紋與所述螺紋孔相配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的頂針升降裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)螺釘?shù)哪┒?還設(shè)置有鎖緊螺母。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頂針升降裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)螺釘與所述鎖緊螺母 的材料均為絕緣材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頂針升降裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)螺釘與所述鎖緊螺母 的材料均為高純陶瓷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的頂針升降裝置，其特征在于，所述定位螺釘為不銹 鋼真空螺釘。
9.一種基片處理設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求1至8任一項所述的頂針升降裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種頂針升降裝置，用于基片處理設(shè)備，包括支撐頂針的固定座，定位桿沿豎直方向穿過上述固定座的中部；上述定位桿與固定座之間具有徑向間隙，且其末端與波紋管組件固定連接；固定座沿周向均勻開設(shè)有至少兩個具有內(nèi)螺紋的通孔，調(diào)節(jié)螺釘通過螺紋與所述通孔配合，且其下端支撐于所述波紋管組件的上表面。這樣，只需通過調(diào)整調(diào)節(jié)螺釘即可對裝置進(jìn)行調(diào)平，調(diào)平過程簡單方便，有效地縮減了裝置的平均維護(hù)時間；同時，提高了裝置的調(diào)平范圍，從而能夠降低對裝置中各零件的加工和裝配精度的要求，從而節(jié)約了生產(chǎn)成本。本發(fā)明還公開了一種基片處理設(shè)備。
文檔編號H01L21/00GK101944498SQ20091008874
公開日2011年1月12日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者管長樂 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