[发明专利]销升降系统

说明书

背景技术

在晶片加工系统中对半导体晶片进行加工。现在将参考图1和2对示例性传统的晶片加工系统进行描述。

图1和2显示为传统的晶片加工系统。在这些图中，晶片加工系统100包括约束腔室部分102、电极104、静电吸盘(ESC)106、电极驱动源112、ESC驱动源114和销升降系统116。约束腔室部分102具有输入部分108和输出部分110。销升降系统116包括顶升销118。约束腔室部分102包围了用于加工半导体晶片120的加工空间122。

在操作中，如图1中所示，半导体晶片120被放置在ESC 106上。ESC驱动源114向ESC 106施加了电压，从而产生电场，该电场产生将半导体晶片120支撑在ESC106上的库仑力。当通过ESC106将半导体晶片120支撑在适当位置时，通过输入部分108向加工空间122提供多种材料，同时通过电极驱动源112向电极104施加电压以在加工空间122中产生等离子体。位于加工空间内的产生的等离子体通过蚀刻半导体晶片120的部分或者通过在半导体120上沉积材料而与半导体晶片120相互作用。当所述加工完成时，通过输出部分110除去加工空间122内的剩余的材料。然后第二驱动源114停止向ESC106施加电压，停止库仑力，然后释放半导体晶片120。如图2中所示，销升降系统116接着将半导体晶片120向上推动以缓解表面张力，将半导体晶片120的一边顶升离开ESC106。然后半导体晶片120从晶片加工系统100移出。

为了保持在半导体晶片加工的各方面要求的精确性，在晶片加工系统100的制造和使用中都必须格外谨慎。ESC 106尤其是晶片加工系统100的极为昂贵的部分。必须精确保持ESC106的操作参数，以便精确地支撑和释放半导体晶片。ESC106的操作参数的非限制性实例包括表面电阻、表面电容和整体阻抗(overall impedance)，各参数可随着ESC106的物理完整性的变化或损坏而发生变化。因此，如果ESC106的物理完整性降低，ESC106可能无法有效地工作，或者甚至不工作。

ESC 106特别容易受到来自顶升销118的损坏的影响，这将参考图3和4在下文中进行描述。

图3是图1的A部分的分解图。在图3中，通过径向距离302将顶升销118与ESC 106的内壁分开。所述分开需要消除顶升销118和ESC 106之间的接触，从而防止顶升销118对ESC 106造成损坏。

图4是当顶升销118移动靠近半导体晶片120时A部分的示例状态的分解图。在所述图中，顶升销118的纵轴将沿着线402垂直对准ESC106。然而，在该示例状态中，顶升销118的纵轴实际上是沿着线404对准，这与所述沿着线402的轴偏离了θ角度。由于顶升销118的纵轴沿着线404对准，当顶升销118移动靠近半导体晶片120时，顶升销118与ESC 106在点406处接触。由于顶升销118继续向半导体晶片120升起，销继续刮擦ESC106。所述刮擦可损坏ESC106，可改变ESC106的物理完整性，可改变ESC106的操作参数，并可导致ESC106不能有效地或不适当地工作。在这种情况下，必须对ESC106进行维修或者替换，而这两种处理都是费用昂贵的。

现将参考图5和6对传统的销升降系统进行更为详细的描述。

图5显示为处于第一状态的传统的销升降系统116。如图中所示，销升降系统116包括顶升销118、销固定(pin holding)轴504、壳体颈部506、壳体外部部分508、第一轴承510、轴承分隔部分512、第二轴承514和波纹管部分516。轴承分隔部分512将第一轴承510和第二轴承514分隔开，并且另外在其中切入有窗口518。窗口518促使升降臂(未图示)通过凹槽520升高销固定轴504。销固定轴504包括销固定部分522、中间部分524、座部分526和末端部分528，所述末端部分528包括凹槽520。壳体颈部506包括轴导向部分532、帽部分534和内部部分536。壳体外部部分508包括凸缘部分530。

销升降系统116可安装在ESC106中的安装孔540内。安装孔540包括颈部分542、销部分544和位于ESC106的上表面的销开口546。颈部分542被设计为使顶升销118通过以及阻留轴导向部分532。可操作销部分544以使顶升销118通过，而销开口546被设计为使顶升销118的凸缘通过。固定板548将销升降系统116阻留在安装孔540内。