一种治具的制作方法

1.本公开涉及半导体制造领域，尤其涉及一种治具。


背景技术：

2.在半导体制造设备中，需要对腔室内静电卡盘esc(electronic
‑
static clamp)进行清洁保养，尤其是esc边缘部分。采用现有保养方式完成对腔室的保养后，往往会发生边缘流(edgeheflow)偏高的情况，导致需要重新进行腔室清洁或者更换新的零部件，使得设备停机时间延长。
3.在对腔室进行清洁的过程中，需要凭借工作人员的感觉进行操作，这就导致非但不能改善上述情况，甚至可能由于工作人员的操作不当而损坏零部件，增加设备成本。


技术实现要素：

4.以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
5.本公开提供了一种治具，可用于半导体刻蚀机的静电卡盘清洁和校正，能够替代人工操作，大大降低损坏零部件的风险和更换零部件的费用，降低成本，减少停机时间，增加设备运行时长，提高产能。
6.本公开实施例提供了一种治具，所述治具为半导体刻蚀机用治具，所述治具包括：
7.支撑机构，用于设置在所述半导体刻蚀机的静电卡盘的外侧底座上；
8.清洁机构，可转动地设置在所述支撑机构上；
9.至少一个清洁单元，设置在所述清洁机构上。
10.在一些实施例中，所述清洁机构包括：
11.旋转单元，所述旋转单元可转动地设置在所述支撑机构上，所述清洁单元设置在所述旋转单元上；
12.限位单元，所述限位单元与所述旋转单元可拆卸连接，被配置为限制所述旋转单元与所述支撑机构的相对位置。
13.在一些实施例中，所述支撑机构包括：
14.环状支撑单元，所述环状支撑单元用于套设在所述半导体刻蚀机的静电卡盘的外侧，所述旋转单元可转动地设置在所述环状支撑单元上；
15.连接单元，所述连接单元的一端与所述环状支撑单元可拆卸连接，所述支撑单元的另一端设置在所述半导体刻蚀机的静电卡盘的外侧底座上。
16.在一些实施例中，所述限位单元包括：
17.限位环，所述限位环套设在所述环状支撑单元上，所述限位环的一端与所述旋转单元可拆卸连接；所述限位环的另一端设置有第一限位件，所述第一限位件位于所述环状支撑单元的下方。
18.在一些实施例中，所述第一限位件为环状板结构，与所述限位环呈90度固定连接。
19.在一些实施例中，所述限位单元包括：
20.限位部，所述限位部间隔分布在所述环状支撑单元的外侧，所述限位部的一端与所述旋转单元可拆卸连接，所述限位部的另一端设置有第二限位件，所述第二限位件位于所述环状支撑单元的下方。
21.在一些实施例中，所述限位部为弧状限位部，所述第二限位件为弧状平板结构，与所述限位部呈90固定连接。
22.在一些实施例中，所述治具包括：
23.转动机构，所述转动机构设置于所述旋转单元和所述环状支撑单元之间，以使所述旋转单元相对于所述环状支撑单元转动。
24.在一些实施例中，所述转动机构包括：
25.滚珠；或者，
26.滚柱，所述滚柱的轴向与所述环状支撑单元的径向相平行。
27.在一些实施例中，在所述环状支撑单元上设置有环形滚槽或多个限位槽，多个所述滚珠或多个所述滚柱位于所述环形滚槽或所述多个限位槽内。
28.在一些实施例中，所述清洁单元包括：
29.支撑部，所述支撑部可转动地设置在所述旋转单元上；
30.定位件，所述定位部用于将所述支撑部定位在预设位置。
31.在一些实施例中，所述支撑部定位在所述预设位置时，所述支撑部的内边缘与所述旋转单元的内边缘相适配。
32.在一些实施例中，至少一个所述清洁单元为多个，多个所述清洁单元等间隔设置。
33.在一些实施例中，所述治具还包括：至少一个操作部，所述操作部可拆卸连接在所述清洁机构上。
34.本公开的实施例提供的技术方案应用于半导体刻蚀机中，能够代替人工操作，减少人员配备，解决人工操作导致的不统一性和不均衡性，还可以解决由于人工操作不当而造成的零部件损坏的问题，大大降低零部件损坏风险，减少更新零部件带来的费用增加，降低生产成本，同时，减少设备停机时间，提高设备的正常运行时长，提高产能。
35.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
36.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本公开的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1是根据一示例性实施例示出的治具的使用状态示意图。
38.图2是根据一示例性实施例示出的治具的纵截面示意图。
39.图3是根据一示例性实施例示出的治具的一种仰视图。
40.图4是根据一示例性实施例示出的治具的另一种仰视图。
41.图5是根据一示例性实施例示出的治具的纵截面示意图。
42.图6
‑
8是根据一示例性实施例示出的支撑机构的顶部示意图。
43.图9是根据一示例性实施例示出的治具的俯视示意图。
具体实施方式
44.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
45.本公开提供了一种治具，用于半导体刻蚀机的静电卡盘的清洁和校正，其支撑机构固定在静电卡盘的外侧底座上，利用半导体刻蚀机的原设备结构对该治具进行对中、正位，再通过清洁机构沿支撑机构转动，带动设置在清洁机构上的清洁单元进行转动，在转动过程中，清洁单元对静电卡盘进行清洁。使用本公开的治具，可以替代人工操作，保证了操作的统一性和均匀性，避免由于人工操作失误而造成的零部件损坏，减少零部件更换，节约生产成本，提高清洁效率，减少设备因清洁保养或者更换零部件而导致的停机时长，提高设备的正常运行时长，提高生产效率。
46.以下结合附图和具体实施方式对本公开提出的治具进行说明。
47.图1是根据一示例性实施例示出的本公开的治具的使用状态示意图，参照图1所示，本公开的治具100为半导体刻蚀机200用治具100，治具100包括支撑机构1、清洁机构2和至少一个清洁单元3。其中，支撑机构1用于设置在半导体刻蚀机200的静电卡盘201的外侧底座上，以在使用时固定治具100，实现治具100在半导体刻蚀机200上的定位；清洁机构2可转动地设置在支撑机构1上，利用支撑机构1实现清洁机构2相对于半导体刻蚀机200的精准定位，并且支撑机构1保证了清洁机构2转动的平稳性；至少一个清洁单元3设置在清洁机构2上，随着清洁机构2在支撑机构1上的转动，清洁单元3对静电卡盘201进行均匀清洁、保养。
48.在实际应用过程中，将支撑机构1固定在半导体刻蚀机200的静电卡盘201的外侧底座上，通过转动清洁机构2，带动至少一个清洁单元3转动，实现对半导体刻蚀机200的静电卡盘201的清洁，利用支撑机构1的定位作用，保证清洁机构2在转动过程中的稳定性，进而保证清洁单元3运行的平稳性和均匀性，避免与半导体刻蚀机200的其它部件发生碰撞，降低因清洁保养而导致半导体刻蚀机200的零部件损毁的几率，减少设备零部件更换频率，降低生产成本，减少设备停机时长，保证生产效率。
49.图2是本公开的治具100的一种示例性实施例的纵截面示意图，参照图2所示，清洁机构2包括旋转单元21和限位单元22，其中，旋转单元21可转动地设置在支撑机构1上，清洁单元3设置在旋转单元21上；限位单元22与旋转单元21可拆卸连接，被配置为限制旋转单元21与支撑机构1的相对位置，以保证旋转单元21在带动清洁单元3转动的过程中。旋转单元21的转动轨迹的中心始终保持与支撑机构1的中心同轴，从而保证清洁机构2的运行稳定性和清洁单元3对静电卡盘清洁的均匀性，有效避免清洁机构2和清洁单元3在转动过程中与半导体刻蚀机200的其它部位发生碰撞，避免因清洁、保养而对设备零部件造成的损伤，减少半导体刻蚀机200的零部件更换频率，缩短停机时长，降低生产成本，同时提高生产效率。
50.在本方案中，支撑机构1包括：环状支撑单元11和设置在环状支撑单元11底部的连
接单元12。其中，环状支撑单元11用于套设在半导体刻蚀机200的静电卡盘201的外侧，旋转单元21可转动地设置在环状支撑单元11上，旋转单元21在旋转过程中的转动轨迹的中心与环状支撑单元11的中心轴线在同一条直线上。连接单元12用于将环状支撑单元11固定在半导体刻蚀机200上，并保证环状支撑单元11的安装稳定性，从而保证治具100在半导体刻蚀机200上的安装和运行稳定性。在一些实施例中，连接单元12的一端与环状支撑单元11可拆卸连接，连接单元12的另一端设置在半导体刻蚀机200的静电卡盘201的外侧底座上。其中，连接单元12可以为一个连接结构，例如，具有一定长度的弧形的连接件；也可以是多个连接部件，例如，两个或两个以上连接柱。
51.在一些实施例中，为简化治具100的安装结构和成本，可以充分利用半导体刻蚀机200的原有结构与治具100的支撑机构1进行连接。示例性地，可以利用半导体刻蚀机200的静电卡盘201的外侧底座上原有的工艺孔，将支撑机构1通过该工艺孔进行固定、安装。例如，连接单元12为与该工艺孔相适配的柱状结构，在支撑机构1的底部按照静电卡盘201外侧底座上的工艺孔的位置对应分布设置柱状的连接单元12，在安装时，将该柱状结构的连接单元12一一对应地安装到静电卡盘201外侧底座上的工艺孔内，实现对支撑机构1的限位和安装，即实现对治具100在半导体刻蚀机200上的限位、安装。
52.图3示出了本公开的治具100的一种示例性实施例的仰视图，综合参照图2和图3所示，在一些实施例中，限位单元22包括：限位环221和设置在限位环221底部的第一限位件222。其中，限位环221套设在环状支撑单元11上，限位环221的一端与旋转单元21可拆卸连接；限位环221的另一端设置有第一限位件222，第一限位件222位于环状支撑单元11的下方。利用限位环221实现对旋转单元21的径向限位，利用第一限位件222可实现对旋转单元21的轴向限位，限位环221与第一限位件222共同保证旋转单元21在转动过程中的运行稳定性，确保旋转单元21的转动轨迹的中心与环状支撑单元11的中心轴线在同一条直线上，并且保证旋转单元21的转动轨迹确定且精准，进而避免治具100在清洁中与半导体刻蚀机200发生碰撞，避免对设备的零部件造成不必要的损伤。
53.在一个示例性的实施例中，如图3所示，第一限位件222可以为环状板结构，与限位环221呈90度固定连接。在安装状态下，第一限位件222、限位环221与旋转单元21之间形成环状凹槽，环状支撑单元11或者环状支撑单元11的边缘位于该环状凹槽内，确保旋转单元21与环状支撑单元11之间的精准定位，并保证旋转单元21的运行轨迹稳定，从而保证清洁单元3的清洁均匀性。
54.图4示出了本公开的治具100的另一种示例性实施例的仰视图，综合参照图2和图4所示，在一些实施例中，限位单元22包括至少三个限位部223，每个限位部223底端设置有至少一个第二限位件224。如图4所示的实施例中，限位单元22包括三个限位部223，在每个限位部223底部设置一个第二限位件224。其中，三个限位部223间隔分布在环状支撑单元11的外侧，限位部223的一端与旋转单元21可拆卸连接，限位部223的另一端设置有第二限位件224，第二限位件224位于环状支撑单元11的下方。利用间隔分布的三个限位部223对旋转单元21与环状支撑单元11进行径向限位，再利用第二限位件224对旋转单元21与环状支撑单元11进行轴向限位，从而保证了旋转单元21与环状支撑单元11之间径向和轴向方向上的相对位置的稳定性，即确保旋转单元21在转动过程中的运行稳定性，保证旋转单元21的转动轨迹确定且精准，进而避免治具100在清洁中与半导体刻蚀机200发生碰撞，避免对设备的
零部件造成不必要的损伤。
55.在一个示例性实施例中，如图4所示，限位部223为弧状限位部，第二限位件224为弧状平板结构，与限位部223呈90固定连接。每个限位部223与第二限位件224和旋转单元21之间都形成一个弧形的凹槽，环状支撑单元11或者环状支撑单元11的边缘位于该凹槽内，通过三组凹槽实现了旋转单元21与环状支撑单元11之间的径向和轴向限位，保证旋转单元21的定位精准和转动稳定，进而保证清洁单元3的清洁均匀性。
56.综合图2
‑
图4所示，在另外的一些实施例中，限位单元22还可以采用至少三个限位部223与环状的第一限位件222的组合结构，或者，采用限位环221与至少三个第二限位件224相组合的结构，只需要能够对旋转单元21与环状支撑单元11之间同时进行径向和轴向限位即可。同时，还要避免在旋转单元21旋转过程中，限位单元22的外周与半导体刻蚀机200发生碰撞，因此，限位环221或限位部223的外壁均为弧形结构，并且在安装状态下，限位环221或限位部223的外壁与半导体刻蚀机200之间需存在一定的间隙。
57.参照图2所示，在本公开的方案中，治具100还包括转动机构4，位于清洁机构2与支撑机构1之间，用于确保清洁机构2的转动顺畅性。示例性地，转动机构4设置于旋转单元21和环状支撑单元11之间，以使旋转单元21相对于环状支撑单元11转动顺畅。
58.在一些实施例中，转动机构4包括设置在环状支撑单元11与旋转单元21之间的多个滚珠41，利用多个直径相同的滚珠41实现对旋转单元21的支撑、同时保证旋转单元21转动运行的顺畅性和平稳性。
59.图5是根据一个示例性实施例示出的治具100的纵截面示意图，如图5所示，在一些实施例中，转动机构4包括设置在环状支撑单元11与旋转单元21之间的多个滚柱42，利用多个直径相同的滚柱42的滚动，实现旋转单元21转动的顺畅性和平稳性。其中，滚柱42的轴向与环状支撑单元11的径向相平行，即多个滚柱42的一端均朝向环状支撑单元11的中心轴线的方向设置，并且滚柱42的中心轴线平行于环状支撑单元11的上表面设置，以保证旋转单元21的转动顺畅、不卡顿。
60.图6
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8是一个示例性实施例中的支撑机构1的顶部示意图，分别示出了一个实施例中的转动机构4在支撑机构1的环状支撑单元11上的位置示意。其中，在图6和图7所示的实施例中，转动机构4包括多个滚珠41；在图8所示的实施例中，转动机构4包括多个滚柱42。
61.为提升旋转单元21转动的稳定性，转动机构4在旋转单元21与环状支撑单元11之间需进行限位。在一些实施例中，如图6所示，在环状支撑单元11上设置有环形滚槽111，多个滚珠41位于环形滚槽111，通过环形滚槽111为滚珠41提供限位和滚动轨道，滚珠41在环形滚槽111内滚动，可以保证旋转单元21转动的顺畅性和稳定性。示例性地，环形滚槽111的纵截面为弧形，且环形滚槽111的纵截面的弧形半径大于或等于滚珠41的半径。在图6所示的实施例中，环形滚槽111的宽度小于滚珠41的直径、且环形滚槽111的深度小于滚珠41的半径设置。在其它实施例中，环形滚槽111的深度可以等于或大于滚珠41的半径，只需小于滚珠41的直径即可；而且环形滚槽111的宽度也可以等于或大于滚珠41的直径设置。
62.在另一些实施例中，如图7和图8所示，在环状支撑单元11上设置有多个限位槽112，多个滚珠41(图7)或多个滚柱42(图8)分别位于多个限位槽112内，图中虚线为限位槽112的边界线。
63.在图7所示的实施例中，转动机构4包括8个滚珠41，在环状支撑单元11上设置有8
个球面结构的限位槽112，每个滚珠41分别位于一个限位槽112内，滚珠41在球面结构的限位槽112内可以顺畅的滚动，从而保证对旋转单元21传动的顺畅性，进而保证旋转单元21在环状支撑单元11上转动的顺畅性。需要指出的是，限位槽112的球面半径需大于或等于滚珠41的半径，以保证滚珠41在限位槽112内的转动顺畅性。示例性地，限位槽112的深度可以小于滚珠41的半径(如图7所示)，也可以等于或大于滚珠41的半径，只需小于滚珠41的直径即可，以避免旋转单元21与环状支撑单元11直接接触而影响旋转单元21的转动顺畅性。
64.在图8所示的实施例中，转动机构4包括12个圆柱状的滚柱42，相对应的，在环状支撑单元11上设置有12个限位槽112，每个滚柱42分别位于一个限位槽112内，并且每个滚柱42的轴线方向均与环状支撑单元11的径向相平行，即12个滚柱42的中心轴线汇聚于一个交点，并且此交点与环状支撑单元11的中心轴线在同一条直线上。当旋转单元21转动时，滚柱42在限位槽112内绕其轴线转动，从而实现对的转动单元21的传动，保证转动单元21转动运行的顺畅性和平稳性。
65.综合参照图5和图8所示，在这类实施例中，为保证滚柱42在限位槽112内滚动的顺畅性，限位槽112的内表面为圆柱面结构，并且该圆柱面结构的半径大于或等于滚柱42的半径、限位槽112的长度大于或等于滚柱42的长度。需要指出的是，限位槽112的深度可以小于滚柱42的半径(如图8所示)，也可以大于或等于滚柱42的半径，只需小于滚柱42的直径即可，以保证旋转单元21与环状支撑单元11之间始终存在一定的间隙，避免旋转单元21与环状支撑单元11直接接触后的摩擦力阻碍旋转单元21转动。示例性地，限位槽112的宽度可以小于或等于滚柱42的直径设置，也可以大于滚柱42的直径设置。
66.在另外的一些实施例中，转动机构4还可以设置在环状支撑单元11与限位单元22之间，例如，设置在环状支撑单元11的外周与限位环221的内壁之间。示例性地，在环状支撑单元11的外周侧壁上的内壁上设置有环形凹槽，在限位环211的内壁上设置有多个限位孔，在限位孔内设置滚珠，并且滚珠位于该环形凹槽内，从而环状支撑单元11与限位环221之间通过多个滚珠实现转动，进而限位环221可以带的旋转单元21沿环状支撑单元11上的环形凹槽转动，实现旋转单元21的平稳转动，达到带动清洁单元3平稳运行的目的。
67.在其它的一些实时例中，用以保证旋转单元21沿环状支撑单元11转动顺畅的传动结构，还可以参照可实现的平面轴承结构。
68.图9是根据一个示例性实施例示出的本方案的治具100的俯视图，如图9所示，在本公开的治具100中，清洁单元3包括支撑部31和定位部32。其中，支撑部31可转动地设置在旋转单元21上，定位件32用于将支撑部31定位在预设位置。示例性地，支撑部31通过转轴301可转动的设置在旋转单元21上。
69.需要指出的是，在本公开中，清洁单元3还包括清洁部33，清洁部33位于支撑部31与旋转单元21之间，通过支撑部31和定位部32将清洁部33固定在旋转单元21的预定位置，并随着旋转单元21的转动而对设备进行清洁。示例性地，清洁部33可以是砂纸，例如3m砂纸，也可以是乙醇布，还可以是其它含有机溶剂或不含有机溶剂的清洁布或纸张等。
70.在实际应用中，在将治具100安装到半导体刻蚀机200上之前，可以先不安装清洁部33。在向半导体刻蚀机200上安装治具100的过程中，需利用定位部32将支撑部31进行固定，以避免在安装过程中因支撑部31未定位而转动导致与半导体刻蚀机200发生碰撞，以免支撑部31对半导体刻蚀机200的零部件造成损毁。在将支撑机构1安装到半导体刻蚀机200
上之后，松卸掉定位部32的安装力度，将支撑部31转向一侧或者抬起，然后将清洁部33放置到旋转单元21上，并且清洁部33的边缘超出旋转单元21的内边缘预定范围，再将支撑部31旋转至清洁部33上，然后利用定位部32将支撑部31紧固、同时将清洁部33压紧在旋转单元21上，完成对支撑部31和清洁部33的安装、定位，以保证清洁部33可以随着旋转单元21的转动而移动，在移动过程中，对半导体刻蚀机200的静电卡盘201进行清洁。
71.在一些实施例中，在旋转单元21的转动过程中，为避免支撑部31与半导体刻蚀机200的零部件(尤其是静电卡盘201)发生碰撞，支撑部31定位在预设位置时，支撑部31的内边缘与旋转单元21的内边缘相适配，并且支撑部31的外边缘也与旋转单元21的外边缘相适配。例如，支撑部31的内边缘可以是与旋转单元21的内边缘形状相同、半径相同的弧形结构，也可以是如图9所示的平齐状结构，只需保证支撑部31的内边缘不超出旋转单元21的边缘范围即可。相对应的，支撑部31的外边缘也可以设置为不超出旋转单元21的外边缘，例如，支撑部31的外边缘可以设置为图9所示的平齐状结构，也可以是弧形结构。
72.在一些实施例中，至少一个清洁单元3可以一个，也可以为多个。当设置有多个清洁单元3时，多个清洁单元3可以等间隔设置，也可以不等间隔设置。如图9所示的实施例中，在清洁机构2上设置有2个清洁单元3，2个清洁单元3等间隔分布在旋转单元21上。
73.为方便操作，本公开的治具100还包括至少一个操作部5，以便于拿持治具100以及人工操作带动清洁机构2转动。为便于拆装和操作，操作部5可拆卸地设置在清洁机构2上。示例性地，在本实施例中，操作部5可拆卸连接在旋转单元21的上表面；在其它实施例中，操作部5也可以可拆卸连接在旋转单元21的边部或者与限位单元22固定连接或可拆卸连接。
74.在一些实施例中，操作部5为操作手柄。例如，在本实施例中，操作部5为圆柱状的操作手柄。在实际应用中，操作手柄的材质可以根据实际情况选择设置，例如，可以在其外表包覆一层橡胶，以提高操作的舒适性。
75.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
76.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。