石英管致动装置的制作方法

1.本技术涉及半导体加工设备，特别是涉及石英管致动装置。


背景技术：

2.在晶圆刻蚀工艺中，可以让气体通过石英管，利用微波能量从石英管的径向外侧面接触石英管，以使石英管中的气体成为等离子体，再将等离子体传输到刻蚀腔室对晶圆进行刻蚀加工。由于石英管通常是固定不动的，微波能量长时间地从石英管的径向外侧面的方向接触石英管，会导致和微波能量接触的径向侧面发生腐蚀，未和微波能量接触的径向侧面则不会发生腐蚀。为了让整个石英管的径向侧面和微波能量均匀接触，需要定期旋转石英管的角度，使未和微波能量接触的径向侧面也能接触微波能量。
3.现有旋转石英管的方式是，每次需要旋转石英管的角度时，先停机，然后人工手动将石英管旋转特定的角度(一般是90
°
或者180
°
)，以将未和微波能量接触的径向侧面转动至和微波能量接触。
4.人工手动旋转石英管的角度存在以下问题：1、石英管周围可能存在有毒有害的气体，因此为了避免人员伤害，在旋转石英管的角度之前，需要花费一定时间来清除石英管周围的气体，等石英管角度旋转完成后，还需要对机台维护一段时间再开机，这样会造成耗费的时间较长(通常需要停机2个小时以上)，造成调整石英管和微波能量接触位置的效率较低。2、人工旋转无法保证精确的旋转角度，导致石英管上的一部分径向侧面在石英管的生命周期内都无法旋调整到和微波能量接触，造成石英管在报废前仍然有部分径向侧面从未和微波能量接触而被利用，造成了石英管的浪费。因此，现有技术中存在石英管和微波能量接触位置的调整效率较低和调整精度不高的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在石英管和微波能量接触位置的调整效率较低和调整精度不高的问题，本技术提供了一种石英管致动装置，其用于让石英管运动，其中，所述石英管包括周向区域，所述石英管致动装置包括：控制器和致动部件，所述控制器用于生成控制指令。所述致动部件和所述控制器及所述石英管连接，所述致动部件基于所述控制指令进行运动，以调整所述周向区域上和微波能量的接触位置。
6.优选的，所述致动部件包括旋转部件，所述旋转部件和所述石英管连接，所述旋转部件基于所述控制指令进行转动，以通过转动的方式调整所述周向区域上和微波能量的接触位置。
7.优选的，所述致动部件还包括动力部件，所述动力部件与所述旋转部件连接，所述动力部件和所述控制器连接，所述动力部件基于所述控制指令进行转动，以每隔一个预设时间间隔带动所述旋转部件以预设角度转动一次。
8.优选的，所述旋转部件为薄圆柱体，所述旋转部件的一轴端和所述动力部件连接，所述旋转部件的另一轴端和所述石英管的轴端连接。
9.优选的，所述旋转部件和所述石英管同轴设置。
10.优选的，所述旋转部件的直径大于所述石英管的直径，所述旋转部件的另一轴端覆盖并抵接所述石英管的轴端。
11.优选的，所述预设角度为1度。
12.优选的，所述动力部件包括输出轴，所述输出轴和所述旋转部件连接，所述输出轴基于所述控制指令进行转动，以每隔一个所述预设时间间隔以所述预设角度转动一次。
13.优选的，所述输出轴和所述石英管平行但不同轴设置。
14.优选的，所述动力部件为电机，所述动力部件和所述控制器电性连接。
15.本技术的有益效果在于：通过设置控制器和致动部件，并让致动部件和控制器及石英管连接，控制器生成控制指令控制致动部件运动，以调整石英管周向区域上和微波能量的接触位置。相对于通过人工调整接触位置而言，利用控制器和致动部件来调整接触位置时，其调整精度更高。由于控制器和致动部件可以在有毒有害气体环境下工作，可以不停机实现接触位置的调整，因此不用像人工调整接触位置那样，需要先停机清除石英管周围的有毒有害气体，再进行接触位置的调整，最后再进行机台维护，因而调整接触位置所耗费的时间大大减少，提高了接触位置的调整效率。
16.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术较佳的实施例并配合附图对本技术进行详细说明。
附图说明
17.图1是本技术实施例中，石英管致动装置工作示意图；
18.图2是本技术实施例中，石英管致动装置方框图；
19.图3是本技术实施例中，石英管致动装置应用左视图；
20.图4是本技术实施例中，图3的a-a线剖视图；
21.图5是本技术实施例中，石英管致动装置应用分解图。
22.其中，附图标记：
23.1 石英管致动装置
24.10 控制器
25.11 致动部件
26.110 旋转部件
27.111 动力部件
28.1110 输出轴
29.2 石英管
30.20 周向区域
31.3 进气管
32.4 出气管
33.5 晶圆
具体实施方式
34.以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所公开的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。
35.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以互相组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通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，都应当属于本技术保护的范围。
36.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于包覆不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
37.需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
38.请同时参考图1和图2，在一实施例中提供了一种石英管致动装置1，其用于让石英管2运动，其中，石英管2包括周向区域20，在石英管2两端分别设置有进气管3和出气管4，气体经过进气管3进入石英管2内，微波能量从石英管2的径向方向照射周向区域20，将进入石英管2内的气体离子化成等离子体。等离子体通过出气管4流向晶圆5，对晶圆5进行加工。石英管致动装置1包括：控制器10和致动部件11，控制器10用于生成控制指令。例如，控制器10可以是单片机或者工控机。致动部件11和控制器10及石英管2连接，致动部件11基于控制指令进行运动，以调整周向区域20上和微波能量的接触位置。例如，致动部件11和控制器10可以通过电缆电性连接。
39.例如，周向区域20可以是石英管2的外圆柱面，和微波能量的接触位置通常是位于石英管2上半外圆柱面(如图1中所示，石英管2中心轴线以上的半个圆柱面为上半圆柱面。石英管2中心轴线以下的半个圆柱面为下半圆柱面)的中间位置，石英管2的上半外圆柱面的两端位置及下半外圆柱面通常无法和微波能量接触，在致动部件11的带动下，通常不与微波能量接触的周向区域20可以运动到和微波能量接触，让石英管2的周向区域20均能被微波能量腐蚀到，也即不固定周向区域20上和微波能量的接触位置，以避免微波能量仅对周向区域20上的某一局部位置进行腐蚀。
40.致动部件11基于控制指令的运动可以是移动、转动或者移动和转动的结合，例如，致动部件11可以让石英管2沿石英管2的轴线方向进行移动，将周向区域20上尚未和微波能量接触的区域移动到和微波能量接触。致动部件11也可以让石英管2绕石英管2的轴线进行转动，将周向区域20上尚未和微波能量接触的区域转动到和微波能量接触。致动部件11可以是电动执行机构、气动执行机构或液动执行机构，例如气缸或机械臂。
41.通过设置控制器10和致动部件11，并让致动部件11和控制器10及石英管2连接，控制器10生成控制指令控制致动部件11运动，以调整周向区域20上和微波能量的接触位置。相对于通过人工调整接触位置而言，利用控制器10和致动部件11来调整接触位置时，其调整精度更高。由于控制器10和致动部件11可以在有毒有害气体环境下工作，可以不停机实现接触位置的调整，因此不用像人工调整接触位置那样，需要先停机清除石英管2周围的有毒有害气体，再进行接触位置的调整，最后再进行机台维护，因而调整接触位置所耗费的时间大大减少，提高了接触位置的调整效率。
42.如图1所示，优选的，致动部件11包括旋转部件110，旋转部件110和石英管2连接，旋转部件110基于控制指令进行转动，以通过转动的方式调整周向区域20上和微波能量的接触位置。例如，旋转部件110可以绕石英管2的轴线转动，以带动石英管2绕其轴线转动。
43.请同时参考图1和图2，优选的，致动部件11还包括动力部件111，动力部件111与旋转部件110连接，动力部件111和控制器10连接，动力部件111基于控制指令进行转动，以每隔一个预设时间间隔带动旋转部件110以预设角度转动一次。优选地，预设角度为1度。例如，可以在控制器10中设置控制指令，让晶圆5的加工机台每跑完(即加工完)1片晶圆5(即预设时间间隔为晶圆5的加工时间)，就让动力部件111带动旋转部件110旋转1度。动力部件111基于控制指令每隔一个预设时间间隔带动旋转部件110以预设角度转动一次，可以让石英管2的周向区域20依次和微波能量接触，让周向区域20能被微波能量均匀地腐蚀，使得周向区域20得到充分利用。同时预设时间间隔及预设角度可以方便地被累加和记录，以准确掌握当前石英管2已经转动的次数和角度，进而准确估计周向区域20的腐蚀状况及石英管2的使用寿命，方便及时维护和更换石英管2。
44.请同时参考图3到图5，优选的，旋转部件110为薄圆柱体，旋转部件110的一轴端和动力部件111连接，旋转部件110的另一轴端和石英管2的轴端连接。优选的，旋转部件110和石英管2同轴设置，且旋转部件110的直径大于石英管2的直径，旋转部件110的另一轴端覆盖并抵接石英管2的轴端。例如，旋转部件110可以是直径略大于石英管2直径的薄圆柱片，可以在旋转部件110中心设置通孔，旋转部件110从通孔处穿过进气管3抵接石英管2的轴端，并让旋转部件110覆盖抵接整个石英管2的轴端。旋转部件110可以采用金属材料(例如钢)制成。旋转部件110的直径可以为300mm，厚度可以为50mm。旋转部件110的另一轴端和石英管2的轴端可以通过胶接的方式连接。
45.由于动力部件111上的连接部位(比如输出轴1110)通常尺寸比较小，如将动力部件111直接和石英管2的轴端连接，容易在连接处造成石英管2的轴端应力集中，导致石英管2的轴端被破坏。采用薄圆柱体形状的旋转部件110和石英管2的轴端连接，旋转部件110覆盖抵接整个石英管2轴端，动力部件111产生的致动力或力矩可以通过旋转部件110均匀地分布到石英管2的整个轴端，以减少石英管2轴端的应力集中现象。
46.请同时参考图3和图4，优选的，动力部件111包括输出轴1110，输出轴1110和旋转部件110连接，输出轴1110基于控制指令进行转动，以每隔一个预设时间间隔以预设角度转动一次。例如，输出轴1110可以垂直于旋转部件110的端面，输出轴1110可以通过销接、焊接、铆接或螺接的方式和旋转部件110连接。
47.请同时参考图3和图4，优选的，输出轴1110和石英管2平行但不同轴设置。例如，输出轴1110可以是直径小于旋转部件110的圆轴，其直径可以是50mm，输出轴1110可以设置于
进气管3的一旁，且输出轴1110的轴线平行于石英管2的轴线，以避免输出轴1110和进气管3干涉。
48.优选的，动力部件111为电机，动力部件111和控制器10电性连接。例如，动力部件111可以是步进电机。采用电机可以对旋转部件110的转动角度进行精确控制。
49.以上对本技术实施例所提供的石英管致动装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本技术实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有所改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制，凡依据本技术的精神与技术思想所做的一切等效修饰或改变，仍应由本技术的权利要求所涵盖。