本發(fā)明涉及用于加工半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體處理裝置及系統(tǒng),如等離子體刻蝕裝置、等離子體沉積裝置等,尤其涉及該裝置、系統(tǒng)中的頂蓋開(kāi)啟裝置與方法。
背景技術(shù):
在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,對(duì)于給定的真空處理裝置,業(yè)內(nèi)人員總是希望它的工藝結(jié)果是符合預(yù)期的。以等離子體刻蝕裝置為例,對(duì)它賦以相同的刻蝕參數(shù)用來(lái)加工不同批次的相同基片時(shí),人們期望各個(gè)批次的基片被刻蝕的深度、均勻度等都是大致相同的,至少是差異不大的。通常而言,在設(shè)備維修或重新調(diào)制后的初期,大體能滿足上述要求。然而,長(zhǎng)期持續(xù)運(yùn)行很長(zhǎng)一段時(shí)間,通常兩三個(gè)月后,同一設(shè)備以相同參數(shù)生產(chǎn)出來(lái)的前后批次產(chǎn)品之間的差異就常常超出允許范圍,從而出現(xiàn)不合理的、大量的殘次品。這是業(yè)內(nèi)需持續(xù)改善的一個(gè)問(wèn)題。
業(yè)內(nèi)通常認(rèn)為導(dǎo)致上述問(wèn)題產(chǎn)生的原因主要大致有以下兩個(gè)。一個(gè)是工藝過(guò)程中不斷產(chǎn)生并累積的顆粒、雜質(zhì)等污染物。針對(duì)此點(diǎn),給出的解決方案是經(jīng)常以如清潔氣體、等離子體等原位清潔設(shè)備內(nèi)部以去除累積的污染物。另一個(gè)原因是工藝(如刻蝕氣體、高溫活性氣體等)對(duì)設(shè)備主要部件的損傷以及主要部件的自然老化。針對(duì)該點(diǎn),提出的改進(jìn)方案通常包括更換受損傷部件、優(yōu)化主要部件的防蝕性能,比如在氣體噴淋頭、內(nèi)壁上涂覆抗蝕刻層等。
上述的各種解決手段經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證都是確實(shí)有效的。它們雖不能完全杜絕該問(wèn)題的出現(xiàn),但卻可大大延長(zhǎng)設(shè)備正常運(yùn)作的時(shí)間。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了上述問(wèn)題產(chǎn)生的另一原因,并據(jù)此對(duì)現(xiàn)有的半導(dǎo)體加工設(shè)備及方法進(jìn)行了改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明人注意到,現(xiàn)有的半導(dǎo)體真空處理裝置,每開(kāi)啟一次反應(yīng)腔室的頂蓋,其發(fā)生上述問(wèn)題的可能性就越大;對(duì)于運(yùn)行時(shí)間相等的類(lèi)似設(shè)備,累計(jì)開(kāi)啟頂蓋次數(shù)多的,發(fā)生上述問(wèn)題的概率也越大。于是,發(fā)明人將反應(yīng)腔室的頂蓋,特別是頂蓋的開(kāi)啟,與上述問(wèn)題聯(lián)系了起來(lái)。
雖然肉眼難以發(fā)覺(jué),但借助細(xì)部放大工具,發(fā)明人還是發(fā)現(xiàn)了差異:頂蓋開(kāi)啟次數(shù)多的真空處理裝置(這里以電容耦合式等離子體刻蝕裝置為例)內(nèi)的一些重要元件,如噴淋頭、聚焦環(huán)等,的位置已發(fā)生了細(xì)微偏移。發(fā)明人推測(cè),這些重要元件的失位是導(dǎo)致上述問(wèn)題的原因之一。并且,將這些元件恢復(fù)正常位置后,大量的測(cè)試也表明,設(shè)備在這方面的能力基本恢復(fù)到正常水平,即,發(fā)生上述問(wèn)題的概率已與不經(jīng)常開(kāi)啟頂蓋的設(shè)備處于大體相當(dāng)?shù)乃健?/p>
基于上述發(fā)現(xiàn)及相關(guān)實(shí)驗(yàn),發(fā)明人提出了本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供一種半導(dǎo)體處理設(shè)備,包括內(nèi)部設(shè)置有處理空間的反應(yīng)腔,所述反應(yīng)腔包括可被開(kāi)啟與關(guān)閉的頂蓋及位于頂蓋下方的側(cè)壁與底壁,在頂蓋關(guān)閉時(shí),所述反應(yīng)腔的處理空間可被抽真空,在頂蓋開(kāi)啟時(shí),所述處理空間被頂蓋暴露;所述半導(dǎo)體處理設(shè)備還設(shè)置有用于開(kāi)啟頂蓋的頂蓋開(kāi)啟裝置,所述頂蓋開(kāi)啟裝置包括:
頂蓋抬升裝置,其可將頂蓋自關(guān)閉狀態(tài)抬升一高度至可滑動(dòng)狀態(tài);
頂蓋平移裝置,其可將處于可滑動(dòng)狀態(tài)的頂蓋自側(cè)壁上方向外側(cè)平移而使頂蓋處于開(kāi)啟狀態(tài)以將反應(yīng)腔的處理空間暴露。
可選的,所述頂蓋平移裝置包括導(dǎo)軌和可沿導(dǎo)軌移動(dòng)的輪,它們中的一個(gè)設(shè)置在頂蓋上,另一個(gè)設(shè)置在側(cè)壁上。
可選的,還設(shè)置有彈性密封環(huán),在頂蓋處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí),所述彈性密封環(huán)夾持于所述頂蓋與側(cè)壁之間,在頂蓋抬升的過(guò)程中,所述彈性密封環(huán)逐漸與頂蓋與側(cè)壁中的一個(gè)脫離。
可選的,所述彈性密封環(huán)固定在所述頂蓋或所述側(cè)壁上。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,提供一種半導(dǎo)體處理設(shè)備,包括反應(yīng)腔,所述反應(yīng)腔設(shè)置有主體部與頂蓋,所述主體部上設(shè)置有導(dǎo)軌,所述頂蓋上設(shè)置有用于開(kāi)啟頂蓋的裝置,所述裝置包括:
操作部,設(shè)置在頂蓋的外表面一側(cè);
輪,設(shè)置在頂蓋的內(nèi)表面一側(cè),位于所述導(dǎo)軌的上方;
聯(lián)動(dòng)部,連接所述操作部與所述輪,并可在操作部的作用下帶動(dòng)所述輪向上或向下移動(dòng);
所述輪可相對(duì)所述聯(lián)動(dòng)部轉(zhuǎn)動(dòng)。
可選的,所述導(dǎo)軌共有兩條且相互平行;所述用于開(kāi)啟頂蓋的裝置共有多個(gè),且它們的排布與所述導(dǎo)軌相對(duì)應(yīng)。
可選的,所述反應(yīng)腔的主體部包括底壁與側(cè)壁;所述導(dǎo)軌設(shè)置在反應(yīng)腔的所述側(cè)壁的上表面,所述用于開(kāi)啟頂蓋的裝置設(shè)置在頂蓋的邊緣。
可選的,所述用于開(kāi)啟頂蓋的裝置設(shè)置有固定組件與可動(dòng)組件;
所述固定組件包括內(nèi)設(shè)開(kāi)口的環(huán)形板與位于環(huán)形板下方的空心收容部,所述環(huán)形板的所述開(kāi)口的內(nèi)表面設(shè)置有內(nèi)螺紋;
所述操作部、聯(lián)動(dòng)部與輪均是所述可動(dòng)組件的組成部分,所述操作部保持在所述環(huán)形板的上方,所述聯(lián)動(dòng)部與所述操作部的銜接處的表面設(shè)置有可與所述內(nèi)螺紋配合的外螺紋,所述輪在上升的過(guò)程中可進(jìn)入所述空心收容部。
可選的,所述操作部與所述聯(lián)動(dòng)部整體呈桿狀。
可選的,所述固定組件固定安裝在所述頂蓋的外表面。
可選的,還包括用于抬升頂蓋的裝置。
可選的,所述用于抬升頂蓋的裝置包括彈性機(jī)構(gòu),在頂蓋處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí),所述彈性機(jī)構(gòu)被頂蓋壓迫處于壓縮狀態(tài)。
可選的,所述頂蓋的內(nèi)表面或所述主體部的上表面設(shè)置有彈性密封環(huán)。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面,提供一種如前所述的半導(dǎo)體處理設(shè)備的頂蓋開(kāi)啟方法,包括:
抬升頂蓋,以使頂蓋與主體部相分離;
通過(guò)操作部使輪向下移動(dòng),直至輪與導(dǎo)軌相接觸;
借助輪與導(dǎo)軌使頂蓋平移,使主體部為頂蓋所暴露。
根據(jù)本發(fā)明的還一個(gè)方面,提供一種如前所述的半導(dǎo)體處理設(shè)備的頂蓋開(kāi)啟方法,包括:
通過(guò)操作部使輪向下移動(dòng),直至輪與導(dǎo)軌相接觸;
繼續(xù)通過(guò)操作部使輪有進(jìn)一步向下移動(dòng)的趨勢(shì),從而使得頂蓋相對(duì)主體部向上抬升,并在抬升至一高度后停止;
借助輪與導(dǎo)軌使頂蓋平移,使主體部為頂蓋所暴露。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,提供一種半導(dǎo)體處理系統(tǒng),包括:
如前所述的半導(dǎo)體處理設(shè)備,用于對(duì)半導(dǎo)體基片進(jìn)行加工;
與所述半導(dǎo)體處理設(shè)備相連的室,用于將半導(dǎo)體基片移入至所述半導(dǎo)體處理設(shè)備,也用于將半導(dǎo)體基片自所述半導(dǎo)體處理設(shè)備移出至所述室。
可選的,主體部上設(shè)置的所述導(dǎo)軌延伸至所述室所在的區(qū)域。
附圖說(shuō)明
圖1與圖2是真空處理裝置頂蓋開(kāi)啟與關(guān)閉狀態(tài)的示意圖;
圖3是氣彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4至圖6是本發(fā)明半導(dǎo)體處理設(shè)備一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖,其中,圖4是頂蓋的俯視圖與側(cè)視圖,圖5是頂蓋開(kāi)啟裝置各個(gè)視角的視圖,圖6是頂蓋處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)半導(dǎo)體處理設(shè)備的反應(yīng)腔的視圖;
圖7是圖6的變更例;
圖8是本發(fā)明半導(dǎo)體處理系統(tǒng)一個(gè)具體實(shí)施例的示意圖;
圖9是本發(fā)明半導(dǎo)體處理系統(tǒng)另一具體實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例及附圖,對(duì)本發(fā)明真空處理設(shè)備、真空處理設(shè)備的頂蓋開(kāi)啟方法與半導(dǎo)體處理系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。需強(qiáng)調(diào)的是,這里僅是示例型的闡述,不排除有其它利用本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1與圖2分別是真空處理裝置在頂蓋開(kāi)啟與關(guān)閉狀態(tài)的示意圖。如圖1與圖2所示,所述真空處理裝置包括由底壁27、側(cè)壁21,22,23等以及頂蓋3圍成的反應(yīng)腔室10。在頂蓋3完全關(guān)閉后,所述反應(yīng)腔室10可被抽真空,以滿足基片進(jìn)行半導(dǎo)體加工的苛刻環(huán)境要求。其中的一個(gè)側(cè)壁,如23,上通常設(shè)置有通道(未圖示),以作為基片進(jìn)出反應(yīng)腔室10的進(jìn)出口。當(dāng)一片或一批基片加工完畢后,經(jīng)由所述通道運(yùn)出;而后,新的待加工基片經(jīng)由所述通道進(jìn)入所述反應(yīng)腔室10以進(jìn)行加工?;M(jìn)出過(guò)程中,側(cè)壁上的該通道的打開(kāi)并不會(huì)改變反應(yīng)腔室10內(nèi)的氣體環(huán)境,因而基本不會(huì)對(duì)基片的連續(xù)加工造成不良影響。
頂蓋3以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝在側(cè)壁21上,以使得所述反應(yīng)腔室10在需要時(shí)(比如,需進(jìn)行內(nèi)部元件的維修替換或深度清潔時(shí))可通過(guò)翻轉(zhuǎn)所述頂蓋3而暴露;人手或工具等可自該因頂蓋3而出現(xiàn)的上方開(kāi)口進(jìn)入,內(nèi)部元件也可經(jīng)由該開(kāi)口而被移出。頂蓋3轉(zhuǎn)動(dòng)所圍繞的轉(zhuǎn)軸32設(shè)置在頂蓋3與側(cè)壁21的連接處。
為避免設(shè)備體積的過(guò)度膨大,頂蓋3的打開(kāi)和關(guān)閉通常都由人工(而非自動(dòng)裝置)完成。頂蓋3的外表面上通常設(shè)置有把手8,操作人員用手抓握把手8通過(guò)拉/壓頂蓋3即可完成反應(yīng)腔室10的打開(kāi)與關(guān)閉。另外,所述真空處理裝置還設(shè)置有氣彈簧(gas spring)5,所述氣彈簧5的一端52安裝在頂蓋3上,另一端54安裝在側(cè)壁22上,至少用于在所述頂蓋3完全打開(kāi)或完全關(guān)閉時(shí)使所述頂蓋3保持在該狀態(tài)。
圖3是氣彈簧5的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示,所述氣彈簧5包括壓力缸52、活塞56以及活塞桿54等。其中,活塞56設(shè)置在壓力缸52內(nèi),并將壓力缸52分為兩部分;填充物(通常為惰性氣體或油氣混合物;未圖示)填充在該兩部分內(nèi),使缸體內(nèi)的壓力高于大氣壓的幾倍或者幾十倍。并且,活塞56上設(shè)有通道560,以將該兩部分相連通,使它們的內(nèi)部壓強(qiáng)總是保持相等。沿壓力缸52長(zhǎng)度方向延伸的活塞桿54的一端接觸并占據(jù)活塞56表面的一部分,另一端延伸出壓力缸52以與外物相連。
為后文描述的方便,以下將氣彈簧5的兩端分別稱(chēng)為壓力缸端52(靠近壓力缸52的一端)、活塞桿端54(靠近活塞桿54的一端)。由于活塞桿54霸占活塞56的一部分表面,使得該部分表面不能為填充物接觸而被給予作用力,因而活塞56的相對(duì)的兩個(gè)受力表面與填充物之間的接觸面積總是不等,進(jìn)而活塞56兩側(cè)的受力總是不相等。具體而言,與活塞桿54相連的活塞56一側(cè)所受到的填充物推力總是小于另外一側(cè)。因而,在外力作用下,活塞56在壓力缸52內(nèi)持續(xù)有向活塞桿端54滑動(dòng)的趨勢(shì)。
請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D3所示,并結(jié)合圖1與圖2,氣彈簧5的壓力缸端52安裝在頂蓋3上,活塞桿端54安裝在側(cè)壁22上,從而,氣彈簧5本身總是提供指向側(cè)壁22的作用力。在頂蓋3完全關(guān)閉時(shí),如圖2所示,側(cè)壁21、22、23的上表面與頂蓋3之間所成的角為零度,此時(shí)該氣彈簧5提供的力為順時(shí)針?lè)较颍ㄒ赞D(zhuǎn)軸32為圓心),從而可迫使頂蓋3關(guān)閉嚴(yán)密,并保持該關(guān)閉狀態(tài)。頂蓋3完全打開(kāi)時(shí),如圖1所示,頂蓋3與側(cè)壁21、22、23的上表面之間所成的角為鈍角,此時(shí)該氣彈簧5提供的力為逆時(shí)針?lè)较?,從而可迫使頂蓋3保持在該完全打開(kāi)狀態(tài)。
以頂蓋3的關(guān)閉過(guò)程為例來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的受力分析。(1)、從頂蓋3的完全打開(kāi)位置(如圖1所示)到頂蓋3與反應(yīng)腔室10上表面呈直角,在這個(gè)過(guò)程中,頂蓋3的重力與氣彈簧5提供的都是反對(duì)關(guān)閉的力,只是這兩個(gè)力都在逐漸減??;相應(yīng)的,在此階段,操作人員需克服該兩個(gè)力的作用。(2)、從上述的直角位置到頂蓋3完全關(guān)閉,在這個(gè)過(guò)程中,頂蓋3的重力以及氣彈簧5都成為實(shí)現(xiàn)關(guān)閉的動(dòng)力,并且這兩個(gè)力都在逐漸增強(qiáng);相應(yīng)的,在該階段,操作人員基本不需提供動(dòng)力即可實(shí)現(xiàn)該關(guān)閉過(guò)程,不僅如此,操作人員還需注意在必要時(shí)給予阻力,以防止閉合速度過(guò)快。
頂蓋3打開(kāi)過(guò)程中的受力分析與前述過(guò)程類(lèi)似,只是時(shí)間順序上相反而已。這里不再贅述。
圖1至圖3所示的裝置,結(jié)合針對(duì)上述裝置所制定的合理的操作規(guī)范以及嚴(yán)格依照該規(guī)范的人工作業(yè),通常已被業(yè)界大多數(shù)人認(rèn)為可完全適應(yīng)頂蓋打開(kāi)與關(guān)閉的技術(shù)需要,并幾乎不會(huì)伴隨明顯的缺陷。然而,如前面已描述過(guò)的,發(fā)明人發(fā)現(xiàn),盡管?chē)?yán)格按規(guī)程操作,上述裝置在經(jīng)多次開(kāi)關(guān)頂蓋后,仍可觀察到其內(nèi)部元件位置發(fā)生輕度偏移,從而影響工藝結(jié)果的現(xiàn)象。
基于上述認(rèn)識(shí),發(fā)明人提出一種具有新型頂蓋開(kāi)啟裝置的半導(dǎo)體處理設(shè)備,以改善上述問(wèn)題。所述半導(dǎo)體處理設(shè)備包括內(nèi)部設(shè)置有處理空間的反應(yīng)腔,所述反應(yīng)腔包括可被開(kāi)啟與關(guān)閉的頂蓋及位于頂蓋下方的側(cè)壁與底壁(側(cè)壁與底壁可被統(tǒng)稱(chēng)為主體部,它們既可以是一體成型的一件式結(jié)構(gòu),也可以是組裝在一起的兩件式結(jié)構(gòu))。在頂蓋關(guān)閉時(shí),所述反應(yīng)腔的處理空間可被抽真空(即,此時(shí)該處理空間為密封狀態(tài));在頂蓋開(kāi)啟時(shí),所述處理空間被頂蓋暴露(此時(shí)手或工具可自頂蓋處進(jìn)入該處理空間,以對(duì)反應(yīng)腔的內(nèi)部部件進(jìn)行必要的維修、保養(yǎng)及清潔等)。所述半導(dǎo)體處理設(shè)備還設(shè)置有用于開(kāi)啟頂蓋的頂蓋開(kāi)啟裝置,所述頂蓋開(kāi)啟裝置包括:
頂蓋抬升裝置,其可將頂蓋自關(guān)閉狀態(tài)抬升一高度至可滑動(dòng)狀態(tài);
頂蓋平移裝置,其可將處于可滑動(dòng)狀態(tài)的頂蓋自側(cè)壁上方向外側(cè)平移而使頂蓋處于開(kāi)啟狀態(tài)以將反應(yīng)腔的處理空間暴露。
這里的半導(dǎo)體處理設(shè)備可以是沉積設(shè)備、刻蝕設(shè)備、灰化裝置或清潔設(shè)備等。雖然這些設(shè)備是利用不同的原理對(duì)半導(dǎo)體基片進(jìn)行相同或不同的處理,但它們?cè)陧斏w開(kāi)啟與關(guān)閉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面并無(wú)實(shí)質(zhì)的差別,至少在這方面是可替換或相互借鑒的。
這里的頂蓋抬升裝置、頂蓋平移裝置可以是可實(shí)現(xiàn)升降功能、平移功能的任何機(jī)械結(jié)構(gòu)或機(jī)電結(jié)構(gòu),比如,一個(gè)可提供轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的電機(jī)與一個(gè)或一組可將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線升降運(yùn)動(dòng)的機(jī)械構(gòu)件就可組成一個(gè)簡(jiǎn)單的頂蓋抬升裝置;一個(gè)可提供轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的電機(jī)與一個(gè)或一組可將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為水平直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械構(gòu)件就可組成一個(gè)簡(jiǎn)單的頂蓋平移裝置。還可進(jìn)一步設(shè)置另外的構(gòu)件(可將該構(gòu)件作為頂蓋抬升裝置或頂蓋平移裝置的一個(gè)組成部分),以在頂蓋抬升或平移的過(guò)程中限定其運(yùn)動(dòng)的軌跡??蓪?shí)現(xiàn)該功能的構(gòu)件可以是滑輪與軌道的組合等。另外,頂蓋抬升裝置與頂蓋平移裝置也可不是電動(dòng),而是手動(dòng)操作的,也就是說(shuō),蓋頂抬升裝置與頂蓋平移裝置可不包含動(dòng)力源(如,電機(jī))。一個(gè)典型的手動(dòng)操作的頂蓋平移裝置可包括導(dǎo)軌和可沿導(dǎo)軌移動(dòng)的輪,它們中的一個(gè)設(shè)置在頂蓋上,另一個(gè)設(shè)置在側(cè)壁上。只要沿導(dǎo)軌延伸的方向用力推頂蓋,即可實(shí)現(xiàn)頂蓋的平移運(yùn)動(dòng)。
所述半導(dǎo)體處理設(shè)備還可設(shè)置有彈性密封環(huán),在頂蓋處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí),所述彈性密封環(huán)夾持于所述頂蓋與側(cè)壁之間(一種較優(yōu)的方式是,頂蓋、彈性密封環(huán)、側(cè)壁自上而下依次排布,即,彈性密封環(huán)夾持在頂蓋的下表面〈頂蓋的下表面即頂蓋的內(nèi)表面〉與側(cè)壁的上表面之間),以保證兩者之間配合的氣密性;在頂蓋抬升的過(guò)程中,所述彈性密封環(huán)逐漸與頂蓋與側(cè)壁中的一個(gè)脫離。所述彈性密封環(huán)可安裝(或固定)在反應(yīng)腔的側(cè)壁或頂蓋上。比如,側(cè)壁的上表面或頂蓋的下表面可開(kāi)設(shè)有環(huán)形的槽,彈性密封環(huán)可安裝在所述槽內(nèi)。
該頂蓋開(kāi)啟裝置同時(shí)也可被看作是頂蓋關(guān)閉裝置,即,它還可提供關(guān)閉頂蓋的功能。實(shí)現(xiàn)關(guān)閉頂蓋功能的方式與實(shí)現(xiàn)頂蓋開(kāi)啟的方式類(lèi)似,只是過(guò)程相反而已——通常可先將頂蓋平移至反應(yīng)腔側(cè)壁的正上方,而后下降頂蓋使其與側(cè)壁緊密配合即可。
圖4至圖6是本發(fā)明半導(dǎo)體處理設(shè)備一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。其中,圖4是頂蓋的俯視圖與側(cè)視圖,圖5是頂蓋開(kāi)啟裝置各個(gè)視角的視圖,圖6是頂蓋處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)半導(dǎo)體處理設(shè)備的反應(yīng)腔的視圖。
如圖4(其中的圖(a)為俯視圖,圖(b)為側(cè)視圖)所示,頂蓋430大致可劃分為兩個(gè)區(qū)域——中央?yún)^(qū)域與邊緣區(qū)域,中央?yún)^(qū)域所占據(jù)的區(qū)域大體與反應(yīng)腔內(nèi)部的處理空間對(duì)應(yīng),或者說(shuō),中央?yún)^(qū)域大體位于處理空間的正上方。中央?yún)^(qū)域的外表面設(shè)置有大量的外設(shè)432,比如,用于將各反應(yīng)氣體導(dǎo)入處理空間的氣體管路、用于將電力饋入反應(yīng)腔內(nèi)各部件的電氣管路等。邊緣區(qū)域設(shè)置有用于開(kāi)啟頂蓋的裝置434,所述裝置434可均勻分布在頂蓋430的四角。所述裝置434可自上而下安裝在頂蓋430上,并各有一部分自頂蓋430的外表面(即上表面)、內(nèi)表面(即下表面)露出。頂蓋430的側(cè)面還可設(shè)置有方便握持的把手436,需要平移頂蓋430時(shí),可借助該把手436實(shí)施。
如圖5所示,所述用于開(kāi)啟頂蓋的裝置434設(shè)置有固定組件與可動(dòng)組件。固定組件與可動(dòng)組件的各部件均可由金屬或金屬合金制成。其中,所述固定組件包括內(nèi)設(shè)開(kāi)口(用于容納可動(dòng)組件中的操作部4341)的環(huán)形板4342與位于環(huán)形板4342下方的空心收容部4344,所述環(huán)形板4342的所述開(kāi)口的內(nèi)表面設(shè)置有內(nèi)螺紋(未圖示)。所述固定組件可整體固定安裝在所述頂蓋430的外表面。可通過(guò)螺栓與螺母來(lái)將固定組件安裝在頂蓋430上,比如,可在空心收容部的上表面與頂蓋上各開(kāi)設(shè)四個(gè)安裝孔431,螺栓的螺桿端依次穿過(guò)空心收容部4344、頂蓋430后被螺母鎖定即可實(shí)現(xiàn)兩者的固定安裝。
所述可動(dòng)組件包括操作部4341、輪4345與聯(lián)動(dòng)部4343。所述操作部4341設(shè)置在頂蓋430的外表面一側(cè),并持續(xù)保持在所述環(huán)形板4342的上方,以便總可被人手觸摸到而被操作。輪4345設(shè)置在頂蓋430的內(nèi)表面一側(cè),總是位于導(dǎo)軌880(請(qǐng)參圖8)的正上方,以使輪4345可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)(或者說(shuō)平移)或使輪4345在豎直方向下降一定距離后可與導(dǎo)軌良好配合從而可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)。輪4345可通過(guò)鉸接的方式安裝于(或者說(shuō)連接于)聯(lián)動(dòng)部4343,以使所述輪4345可相對(duì)所述聯(lián)動(dòng)部4343轉(zhuǎn)動(dòng)。
聯(lián)動(dòng)部4343用于連接所述操作部4341與所述輪4345而將它們連接成一個(gè)整體,并可在操作部4341的作用下帶動(dòng)所述輪4345向上或向下移動(dòng)。所述聯(lián)動(dòng)部4343與所述操作部4341的銜接處的表面設(shè)置有可與環(huán)形板4342的內(nèi)螺紋配合的外螺紋(未圖示)。該外螺紋與內(nèi)螺紋的存在,使得通過(guò)旋動(dòng)操作部4341即可實(shí)現(xiàn)可動(dòng)組件整體的抬升或下降。在一個(gè)較佳的實(shí)施例中,所述操作部4341與所述聯(lián)動(dòng)部4343整體上可呈桿狀。
空心收容部4344內(nèi)部空心區(qū)域的面積大于輪4345與聯(lián)動(dòng)部4343的橫向面積,以使輪4345在上升的過(guò)程中可進(jìn)入所述空心收容部4344。
該用于開(kāi)啟頂蓋的裝置434的設(shè)置使得其可實(shí)現(xiàn)三個(gè)不同的運(yùn)動(dòng):輪相對(duì)于頂蓋與反應(yīng)腔的升降運(yùn)動(dòng)、頂蓋相對(duì)于反應(yīng)腔其它部分(如圖6所示的主體部)的升降運(yùn)動(dòng),以及頂蓋相對(duì)于反應(yīng)腔其它部分的平移運(yùn)動(dòng)。以下會(huì)在描述頂蓋開(kāi)啟/關(guān)閉過(guò)程中具體介紹這三種運(yùn)動(dòng)。
如圖6所示,所述反應(yīng)腔包括主體部420與頂蓋430,其中,主體部420可由多個(gè)壁,比如底壁421與多個(gè)側(cè)壁423,拼接而成。用于與輪4345相配合的導(dǎo)軌880(請(qǐng)參圖8)通??稍O(shè)置在主體部420的上表面(或者說(shuō)側(cè)壁423的上表面)上并被主體部420所支撐。導(dǎo)軌880的數(shù)目?jī)?yōu)選為相互平行的兩條。
頂蓋處于密閉狀態(tài)時(shí),頂蓋430與主體部420緊密配合,使得它們所共同圍成的處理空間氣密且可被抽真空。此時(shí),適于對(duì)反應(yīng)腔內(nèi)的半導(dǎo)體基片進(jìn)行處理(如,刻蝕、沉積等)。當(dāng)需開(kāi)啟頂蓋時(shí),可先向下旋動(dòng)操作部4341,以使輪4345向下移動(dòng)直至其與導(dǎo)軌880相接觸。假如,輪原本就已與導(dǎo)軌接觸,可略去該步驟。而后,繼續(xù)向下旋動(dòng)操作部4341使輪4345有進(jìn)一步向下移動(dòng)的趨勢(shì),由于導(dǎo)軌880及支撐導(dǎo)軌880的反應(yīng)腔的主體部420對(duì)輪4345的阻擋作用,會(huì)使得頂蓋430相對(duì)主體部420向上抬升。在頂蓋430抬升至某一高度后,可停止向下旋動(dòng)操作部4341。最后,可沿導(dǎo)軌延伸的方向推動(dòng)頂蓋430,以使頂蓋430向外平移,從而使主體部420(特別是反應(yīng)腔內(nèi)的處理空間)為頂蓋430所暴露。
反應(yīng)腔的外側(cè)還可進(jìn)一步設(shè)置有鎖扣裝置450。所述鎖扣裝置450可包括可相互鎖扣的兩部分,其中一部分安裝在頂蓋430上,另一部分安裝在反應(yīng)腔的主體部420上。在頂蓋完全關(guān)閉后,可將該兩部分鎖扣在一起,以避免因誤操作而導(dǎo)致頂蓋開(kāi)啟的可能性。而當(dāng)需開(kāi)啟頂蓋時(shí),需先一步解鎖該鎖扣裝置450。
當(dāng)需要將處于開(kāi)啟狀態(tài)的頂蓋重新關(guān)閉時(shí),進(jìn)行與上面相反的操作即可。即,先將頂蓋430平移至反應(yīng)腔主體部420正上方,而后反向旋轉(zhuǎn)操作部4341,以使頂蓋430下沉,直至頂蓋430與反應(yīng)腔主體部420達(dá)到緊密配合為止。之后,還可進(jìn)一步反向旋轉(zhuǎn)操作部4341,以使輪4345向上抬升從而與導(dǎo)軌880相脫離。
所述半導(dǎo)體處理設(shè)備的反應(yīng)腔還可設(shè)置有彈性密封環(huán)(未圖示),在頂蓋處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí),所述彈性密封環(huán)夾持于所述頂蓋430與側(cè)壁423之間(一種較優(yōu)的方式是,頂蓋、彈性密封環(huán)、側(cè)壁自上而下依次排布,即,彈性密封環(huán)夾持在頂蓋的下表面〈頂蓋的下表面即頂蓋的內(nèi)表面〉與側(cè)壁的上表面之間),以保證兩者之間配合的氣密性。在頂蓋抬升的過(guò)程中,所述彈性密封環(huán)逐漸與頂蓋430與側(cè)壁423中的一個(gè)相脫離。所述彈性密封環(huán)可安裝(或固定)在反應(yīng)腔的側(cè)壁423或頂蓋430上。比如,側(cè)壁423的上表面或頂蓋430的下表面可開(kāi)設(shè)有環(huán)形的槽(未圖示),彈性密封環(huán)可安裝在所述槽內(nèi)。說(shuō)明一點(diǎn),在頂蓋抬升的過(guò)程中,該處于受壓狀態(tài)的彈性密封環(huán)可向頂蓋提供向上的力,從而有利于該抬升操作。
除了彈性密封環(huán)外,還可設(shè)置其它的可提供抬升力的裝置,如圖7(圖7是圖6的變更例)中所示的彈性機(jī)構(gòu)710。該彈性機(jī)構(gòu)可以是彈簧。該彈性機(jī)構(gòu)710可被設(shè)置在所述輪4345的正下方,當(dāng)頂蓋430處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí),所述彈性機(jī)構(gòu)710處于壓縮狀態(tài)。當(dāng)然,在其它實(shí)施例中,彈性機(jī)構(gòu)也可設(shè)計(jì)為被抵壓在頂蓋的其它部分的正下方,其同樣可提供類(lèi)似的抬升力。需要開(kāi)啟頂蓋時(shí),可先將反應(yīng)腔內(nèi)的殘余氣體排出,而后將外界空氣放入從而使反應(yīng)腔內(nèi)的氣壓與外界相同。而后,解鎖所述鎖扣裝置450。解鎖后,彈性密封環(huán)及彈性機(jī)構(gòu)710所提供的抬升力就會(huì)將頂蓋430抬升至預(yù)定高度。而后,只需下旋操作部4341使輪4345向下移動(dòng)直至與導(dǎo)軌880(參圖8)接觸。最后,可沿導(dǎo)軌延伸的方向推動(dòng)頂蓋430,以使頂蓋430向外平移,從而使主體部420(特別是反應(yīng)腔內(nèi)的處理空間)為頂蓋430所暴露。
圖8(其中的圖(a)與圖(b)分別示出了頂蓋關(guān)閉狀態(tài)與頂蓋開(kāi)始狀態(tài))是本發(fā)明半導(dǎo)體處理系統(tǒng)一個(gè)具體實(shí)施例的示意圖。所述半導(dǎo)體處理系統(tǒng)包括兩個(gè)半導(dǎo)體處理設(shè)備810和連接在該兩個(gè)半導(dǎo)體處理設(shè)備810之間的室830,該兩個(gè)半導(dǎo)體處理設(shè)備810與所述室830呈直線排布。在其它實(shí)施例中,半導(dǎo)體處理設(shè)備的數(shù)目可以是一個(gè)或更多個(gè)。
每一半導(dǎo)體處理設(shè)備810用于對(duì)半導(dǎo)體基片實(shí)施一道加工工藝(如,刻蝕、沉積或清潔),每一半導(dǎo)體處理設(shè)備810可包括如前面所述的反應(yīng)腔,特別是可包括如前面所述的頂蓋開(kāi)啟裝置。與半導(dǎo)體處理設(shè)備相連的所述室830用于將半導(dǎo)體基片移入至所述半導(dǎo)體處理設(shè)備810,也用于將半導(dǎo)體基片自所述半導(dǎo)體處理設(shè)備810移出至所述室830。在本實(shí)施例中,所述室可以是常用的load-lock chamber(加載互鎖真空室)。
用于與輪相配合的導(dǎo)軌880貫穿所述室830和所述兩個(gè)半導(dǎo)體處理設(shè)備810。當(dāng)需開(kāi)啟某一半導(dǎo)體處理設(shè)備時(shí),將它的頂蓋平移至所述室830的上方即可。
圖9是本發(fā)明半導(dǎo)體處理系統(tǒng)另一具體實(shí)施例的示意圖。所述半導(dǎo)體處理系統(tǒng)為一個(gè)更為復(fù)雜的加工系統(tǒng),包括基片加載室910、與基片加載室910相連的傳送室930和與傳送室930相連的三個(gè)半導(dǎo)體處理設(shè)備950。傳送室930用于將半導(dǎo)體基片自基片加載室910傳送至各個(gè)半導(dǎo)體處理設(shè)備950,也用于將加工好的半導(dǎo)體基片自半導(dǎo)體處理設(shè)備950傳送回基片加載室910。每一半導(dǎo)體處理設(shè)備950包括兩個(gè)相同的反應(yīng)腔,該兩個(gè)反應(yīng)腔共用一個(gè)頂蓋(或者說(shuō),該兩個(gè)反應(yīng)腔的頂蓋連接成一個(gè)整體)。因而,該兩個(gè)反應(yīng)腔頂蓋的開(kāi)啟與關(guān)閉是同步進(jìn)行的。
每一半導(dǎo)體處理設(shè)備950的頂蓋具有如前所述的頂蓋開(kāi)啟裝置,每一半導(dǎo)體處理設(shè)備950的導(dǎo)軌都會(huì)自其反應(yīng)腔主體部的上表面(或者說(shuō)反應(yīng)腔側(cè)壁的上表面)延伸至傳送室的上表面。當(dāng)需要開(kāi)啟頂蓋時(shí),將其頂蓋平移至傳送室上方即可。
盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹,但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后,對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。