一种干法刻蚀机的定位顶升机构的制作方法

1.本实用新型涉及一种干法刻蚀机的定位顶升机构，适用于半导体生产制造的领域。


背景技术：

2.干法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术，当气体以等离子体形式存在时，它具备两个特点：一方面等离子体中的这些气体化学活性比常态下时要强很多，根据被刻蚀材料的不同，选择合适的气体，就可以更快地与材料进行反应，实现刻蚀去除的目的；另一方面，还可以利用电场对等离子体进行引导和加速，使其具备一定能量，当其轰击被刻蚀物的表面时，会将被刻蚀物材料的原子击出，从而达到利用物理上的能量转移来实现刻蚀的目的，被刻蚀的物质变成挥发性的气体，经抽气系统抽离，最后按照设计图形要求刻蚀出我们需要实现的深度；目前，干法刻蚀装置包括工作台，所述工作台上安装有用于对硅片进行干法刻蚀的下仓体，所述下仓体上设置有进料口，所述进料口处安装有进料口开闭机构，所述下仓体内设置有放置平台，所述放置平台上设有硅片放置区域，放置平台上设置有可升降滑动的支撑杆用来支撑从进料口送入的硅片，放置平台上设置有用于背冷的冷却凹槽，硅片放置在放置区域后覆盖冷却凹槽，冷却凹槽内通入冷却气体在刻蚀的过程中对硅片冷却，然而，由于硅片由上料机械手上料的过程中会存在误差，并且支撑杆支撑硅片衔接时也可能产生误差，这样就导致硅片不能准确的放置在放置区域而覆盖冷却气体，这样冷却凹槽的气体就会泄露而进入到真空反应仓内，泄露的气体影响了真空度，也会影响等离子气体的刻蚀，从而导致刻蚀质量的下降，并且在刻蚀过程中冷却气体的泄露导致无法良好的散热，导致加工的硅片发生变形致使成品率低。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是：一种干法刻蚀机的定位顶升机构，该机构能够支撑硅片并且与定位杆的配合定位使硅片准确落入放置区域内，保证了刻蚀的准确性，提高成品率。
4.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种干法刻蚀机的定位顶升机构，所述定位顶升机构安装于工作台上，所述工作台上固定安装有放置平台，所述放置平台上设有硅片放置区域，其特征在于：所述定位顶升机构包括硅片支撑装置和硅片定位装置，所述硅片支撑装置包括若干根轴向伸缩且从硅片放置区域伸出用于支撑硅片的支撑杆，所述硅片定位装置包括若干根轴向伸缩且围绕硅片放置区域伸出用于定位硅片的定位杆，所述放置平台上设有与支撑杆和定位杆一一对应的支撑孔和定位孔，所述支撑杆固定安装在支撑座上，所述定位杆固定安装在定位座上，所述支撑座上径向均匀设置有两个及以上的滑动杆，所述定位座上开设有与滑动杆一一对应的轴向延伸的条形通孔，所述定位座套装在支撑座上，所述滑动杆约束于所述条形通孔内，所述支撑杆通过支撑定位直线动力装置驱动支撑杆在支撑工位和第一待机工位之间往复移动，所述定位杆通过支撑座带动定位座
在定位工位和第二待机工位之间往复移动，处于支撑工位的所述支撑杆高于处于定位工位的所述定位杆。
5.作为一种优选的方案，所述工作台包括上部工作平台、中部工作平台和下部工作平台，所述支撑定位直线动力装置固定安装于下部工作平台，所述定位座和支撑座安装在中部工作平台，所述放置平台固定安装在上部工作平台；所述定位座与中部工作平台之间设置有使定位杆保持于定位工位的定位施力结构。
6.作为一种优选的方案，所述定位施力结构包括设置于定位座和中部工作平台之间的施力弹簧，所述施力弹簧的弹力迫使定位座由第二待机工位向定位工位移动，所述定位座处于定位工位时，所述施力弹簧处于自由状态。
7.作为一种优选的方案，所述中部工作平台上设有若干容纳施力弹簧的弹簧孔，所述定位座下方设有伸入弹簧孔内且与弹簧孔一一对应的导向杆。
8.作为一种优选的方案，所述定位施力结构包括若干个阻尼环，所述阻尼环设置于所述定位孔内或者套装固定于所述定位杆上。
9.作为一种优选的方案，所述定位杆的顶端设置有方便硅片导向的导向斜面，该导向斜面与硅片边缘接触配合。
10.采用了上述技术方案后，本实用新型的效果是：由于干法刻蚀机的定位顶升机构，所述定位顶升机构安装于工作台上，所述工作台上固定安装有放置平台，所述放置平台上设有硅片放置区域，其特征在于：所述定位顶升机构包括硅片支撑装置和硅片定位装置，所述硅片支撑装置包括若干根轴向伸缩且从硅片放置区域伸出用于支撑硅片的支撑杆，所述硅片定位装置包括若干根轴向伸缩且围绕硅片放置区域伸出用于定位硅片的定位杆，所述放置平台上设有与支撑杆和定位杆一一对应的支撑孔和定位孔，所述支撑杆固定安装在支撑座上，所述定位杆固定安装在定位座上，所述支撑座上径向均匀设置有两个及以上的滑动杆，所述定位座上开设有与滑动杆一一对应的轴向延伸的条形通孔，所述定位座套装在支撑座上，所述滑动杆约束于所述条形通孔内，所述支撑杆通过支撑定位直线动力装置驱动支撑杆在支撑工位和第一待机工位之间往复移动，所述定位杆通过支撑座带动定位座在定位工位和第二待机工位之间往复移动，处于支撑工位的所述支撑杆高于处于定位工位的所述定位杆；首先支撑定位直线动力装置驱动支撑座向支撑工位移动，当滑动杆与定位座的条形通孔的上部接触时，带动定位座上升，直至支撑座上的支撑杆到达支撑工位，定位座上的定位杆也到达定位工位，此时将硅片放置在支撑杆上，接着支撑定位直线动力装置驱动支撑座向第一待机工位移动，支撑杆下降，硅片边缘与定位杆接触进行定位，当滑动杆与定位座的条形通孔的上部接触时，带动定位座下降，直至支撑杆回到第一待机工位，定位杆回到第二待机工位，硅片准确落入硅片放置区域上；该机构能够支撑硅片并且与定位杆的配合定位使硅片准确落入放置区域内，保证了刻蚀的准确性，提高成品率，定位杆和支撑杆的动作相互联动并通过一套支撑定位直线动力装置驱动，动作准确可靠且成本较低。
11.又由于所述工作台包括上部工作平台、中部工作平台和下部工作平台，所述支撑定位直线动力装置固定安装于下部工作平台，所述定位座和支撑座安装在中部工作平台，所述放置平台固定安装在上部工作平台；所述定位座与中部工作平台之间设置有使定位杆保持于定位工位的定位施力结构，在支撑杆下降过程中，确保滑动杆与条形通孔下部接触前，定位杆不会跟着下降。
12.又由于所述定位施力结构包括设置于定位座和中部工作平台之间的施力弹簧，所述施力弹簧的弹力迫使定位座由第二待机工位向定位工位移动，所述定位座处于定位工位时，所述施力弹簧处于自由状态；所述中部工作平台上设有若干容纳施力弹簧的弹簧孔，所述定位座下方设有伸入弹簧孔内且与弹簧孔一一对应的导向杆，将施力弹簧放置于弹簧孔内，当定位杆处于第二待机工位时，导向杆处于弹簧孔内且压缩施力弹簧，当支撑杆向支撑工位移动时，施力弹簧释放压力，支撑座和定位座共同上升，直至施力弹簧处于自由状态，定位座无法上升，定位杆就到达定位工位，支撑杆继续上升直至到达支撑工位，当支撑杆向第一待机工位移动时，定位座下降，施力弹簧具有一定弹力，定位座保持不动，直至滑动杆与条形通孔下部接触，带动定位座下降，导向杆压缩施力弹簧，等待下次施力弹簧释压力；导向杆处于弹簧孔内能防止施力弹簧在压缩或释放压力时产生偏差，导致定位杆上升不到位，采用导向杆能保证定位准确，实现一个动力同时驱动定位杆和支撑杆。
13.又由于所述定位施力结构包括若干个阻尼环，所述阻尼环设置于所述定位孔内或者套装固定于所述定位杆上，因此，在支撑杆在向下移动过程中，定位杆由于阻尼环的阻尼作用而保持于定位工位，这样硅片跟着支撑杆下降并由定位杆定位，而后滑动杆与条形通孔下部接触就会带动定位座向下移动，最终硅片落入硅片放置区域，同时定位杆和支撑杆分别处于第二待机工位和第一待机工位，同样也能实现一个动力同时驱动定位杆和支撑杆。
14.又由于所述定位杆的顶端设置有方便硅片导向的导向斜面，该导向斜面与硅片边缘接触配合，当硅片边缘与导向斜面接触后，随着支撑杆的下降，引导硅片定位，这样硅片就能准确落入硅片放置区域内，使刻蚀准确，提高成品率。
附图说明
15.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
16.图1是本实用新型实施例的立体图；
17.图2是本实用新型实施例安装在工作台上的结构示意图；
18.图3是本实用新型实施例采用阻尼环的半剖示意图；
19.图4是本实用新型实施例采用施力弹簧的半剖示意图；
20.附图中：1、上部工作平台；2、中部工作平台；3、下部工作平台；4、放置平台；41、硅片放置区域；5、支撑孔；6、定位孔；7、支撑座；71、滑动杆；8、定位座；81、条形通孔；9、支撑杆；10、定位杆；101、导向斜面；11、直线气缸；12、施力弹簧；13、弹簧孔；14、导向杆；15、阻尼环。
具体实施方式
21.下面通过具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
22.如图1至图4所示，一种干法刻蚀机的定位顶升机构，所述定位顶升机构安装于工作台上，所述工作台上固定安装有放置平台4，所述放置平台上设有硅片放置区域41，其特征在于：所述定位顶升机构包括硅片支撑装置和硅片定位装置，所述硅片支撑装置包括若干根轴向伸缩且从硅片放置区域41伸出用于支撑硅片的支撑杆9，所述硅片定位装置包括若干根轴向伸缩且围绕硅片放置区域41伸出用于定位硅片的定位杆10，所述放置平台4上
设有与支撑杆9和定位杆10一一对应的支撑孔5和定位孔6，所述支撑杆9固定安装在支撑座7上，所述定位杆10固定安装在定位座8上，所述支撑座7上径向均匀设置有两个及以上的滑动杆71，所述定位座8上开设有与滑动杆71一一对应的轴向延伸的条形通孔81，所述定位座8套装在支撑座7上，所述滑动杆71约束于所述条形通孔81内，所述支撑杆9通过支撑定位直线动力装置驱动支撑座7在支撑工位和第一待机工位之间往复移动，所述定位杆10通过支撑座7带动定位座8在定位工位和第二待机工位之间往复移动，处于支撑工位的所述支撑杆9高于处于定位工位的所述定位杆10。
23.在本实施例中，所述工作台包括上部工作平台1、中部工作平台2和下部工作平台3，所述支撑定位直线动力装置固定安装于下部工作平台3，所述定位座8和支撑座7安装在中部工作平台2，所述放置平台4固定安装在上部工作平台1；所述定位座8与中部工作平台2之间设置有使定位杆10保持于定位工位的定位施力结构，所述定位直线动力装置包括直线气缸11，直线气缸11通过导杆的伸缩就能控制支撑座7的升降，再由支撑座7控制定位座8的升降，这样采用一套动力装置有效的减小了成本。
24.如图3所示，所述定位施力结构包括设置于定位座8和中部工作平台2之间的施力弹簧12，所述施力弹簧12的弹力迫使定位座8由第二待机工位向定位工位移动，所述定位座8处于定位工位时，所述施力弹簧12处于自由状态；所述中部工作平台2上设有若干容纳施力弹簧12的弹簧孔13，所述定位座8下方设有伸入弹簧孔13内且与弹簧孔13一一对应的导向杆14，将施力弹簧12放置于弹簧孔13内，当定位杆10处于第二待机工位时，导向杆14处于弹簧孔13内且压缩施力弹簧12，当支撑杆9向支撑工位移动时，施力弹簧12释放压力，支撑座7和定位座8共同上升，直至施力弹簧12处于自由状态，定位座8也就无法上升，定位杆10就到达定位工位，支撑杆9继续上升直至到达支撑工位，这样就能将硅片放置于支撑杆9上，当支撑杆9向第一待机工位移动时，定位座8下降，施力弹簧12具有一定弹力，定位座8保持不动，直至滑动杆71与条形通孔81下部接触，带动定位座8下降，导向杆14压缩施力弹簧12，等待下次施力弹簧12释压力；导向杆14处于弹簧孔13内能防止施力弹簧12在压缩或释放压力时产生偏差，偏差会导致定位杆10上升不到位，采用导向杆14能保证定位准确，实现一个动力同时驱动定位杆10和支撑杆9。
25.如图4所示，所述定位施力结构包括若干个阻尼环15，所述阻尼环15设置于所述定位孔6内或者套装固定于所述定位杆10上；当阻尼环15设置在定位杆10上时，直线气缸11驱动支撑座7上升，滑动杆71与条形通孔81上部接触时，带动了定位座8的上升，这样设置有定位杆10上的阻尼环15就处于定位孔6内，此时支撑杆9下降回到第一待机工位，由于阻尼环15具有一定阻力，因此在滑动杆71与条形通孔81下部接触前，定位杆10保持不动，接触后带动定位杆10下降，这样就能有效定位；同理，当阻尼环15设置在定位孔6内，定位杆10与定位孔6内的阻尼环15接触后，无法进一步伸入，直至滑动杆71与条形通孔81上部接触后带动定位杆10伸入阻尼环15内，当支撑杆9向第一待机工位移动，定位杆10处于阻尼环15内，就无法移动，滑动杆71与条形通孔81下部接触后就带动定位杆10下降，最终处于支撑杆9上的硅片落入硅片放置区域41，同时定位杆10和支撑杆9分别处于第二待机工位和第一待机工位，同样也能实现一个动力同时驱动定位杆10和支撑杆9。
26.在本实施例中，处于第一待机工位的所述支撑杆9低于处于第二待机工位的所述定位杆10，处于支撑工位的所述支撑杆9高于处于定位工位的所述定位杆10；处于支撑工位
的支撑杆9需要进行硅片的上下料，因此处于支撑工位的支撑杆9高于处于定位工位的定位杆10时，硅片的上下料不会收到阻挡，方便机械手的放置；在进行定位时，需要支撑杆9下降，硅片边缘与定位杆10接触，准确定位位置并且支撑座7通过滑动杆71带动定位座8下降，因此第一待机工位的所述支撑杆9低于处于第二待机工位的定位杆10，确保能够进行硅片定位。
27.如图1所示，所述定位杆10的顶端设置有方便硅片导向的导向斜面101，该导向斜面101与硅片边缘接触配合；当硅片边缘与导向斜面101接触后，随着支撑杆9的下降，导向斜面101引导硅片进行定位，这样硅片就能准确落入硅片放置区域41内，使刻蚀准确，提高成品率。本实用新型的工作原理：首先，直线气缸11驱动定位驱动支撑座7上升，支撑座7上的滑动杆71与条形通孔81上部接触后，再带动定位座8上升，定位杆10上的阻尼环15进入定位孔6内，直至支撑杆9到达支撑工位，定位杆10到达定位工位，此时将硅片放置在支撑杆9上，直线气缸11驱动支撑杆9向第一待机工位移动，定位杆10保持不动，硅片边缘与定位杆10接触进行定位，直至滑动杆71与条形通孔81下部接触带动定位座8下降，硅片落入放置区域内，支撑杆9回到第一待机工位，定位杆10回到第二待机工位，重复上述操作就能进行顶升定位。
28.以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。