CN102110630B - 用于半导体器件加工设备的升降装置及加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于半导体器件加工设备的升降装置，用于升降支撑器件的升降针，包括：波纹管，所述波纹管的中心导杆的一端形成有升降针容纳槽；空心套筒，所述空心套筒可分离地连接至所述中心导杆的一端；弹性中空套筒，所述弹性中空套筒被夹紧在由彼此连接的所述中心导杆和空心套筒而形成的空间中，其中所述弹性中空套筒的内径小于所述升降针的外径，且所述升降针沿轴线贯穿所述空心套筒和所述弹性中空套筒，以被固定容纳在所述升降针容纳槽中。本发明进一步提供了该升降装置的组装方法和具有该升降装置的加工设备。根据本发明，解决了升降针在波纹管内部断裂后不能更换的缺点，并且升降针的更换更加方便简单、且降低了维护成本。

Description

用于半导体器件加工设备的升降装置及加工设备

技术领域

本发明涉及半导体加工领域，尤其是涉及用于升降针的升降装置的改进以及具有该升降装置的加工设备。

背景技术

在例如晶圆(wafer)的半导体器件的加工过程中，通常在真空反应腔室将材料刻蚀或化学气相沉积在该晶圆的表面上。在此过程中，为了传输和定位该晶圆，传统上通常采用机械夹持装置或静电卡盘将晶圆固定在真空反应腔内。用于刻蚀或化学气相沉积的气体通过管路输送到该真空反应腔室中。同时真空反应腔室中射频场对该气体进行增能，以成为等离子状态。但是，机械夹持装置容易产生较多的污染颗粒，随着半导体器件的关键尺寸的缩小，机械夹持装置已逐渐被静电卡盘装置所代替。

请一并参阅图1和图2，其中示出了一种常见的用于加工半导体器件的加工设备及其内的升降针升降装置。在例如晶圆的半导体器件的加工设备的运行过程中，利用例如机械手的传输装置将晶圆4′传送到静电卡盘2′正上方。根据行业标准，此时晶圆4′比静电卡盘2′的上表面高出某一固定距离，并且位于下电极系统的驱动气缸3′驱动波纹管7′直线上升。固定于波纹管7′顶端的升降针1′在三点位置托起机械手臂上的晶圆4′。然后，该机械手臂收回，驱动气缸3′调整方向，并驱动波纹管5′沿着直线下降，直到升降针1′上的晶圆4′放置到静电卡盘2′的上表面，而后开始后续工艺加工处理。完成加工工艺处理后，该升降针1′重新升起以将晶圆4′托起一定高度，而后由机械手将晶圆4′取回。

升降针1′通常由抗等离子体能力比较强的材料加工而成。然而，为适应日趋严格的真空反应腔室环境的要求，制备升降针1′的材料逐渐以陶瓷材料取代其它材料。为了实现可更换性，升降针1′一般采用插针的方式固定于可以实现升降的波纹管7′顶端。波纹管7′内放置有弹性元件，当升降针1′插入时，该弹性元件对升降针1′进行夹紧定位。在工艺完成后，静电卡盘2′通过施加反向电压来中和晶圆4′背面的电荷。但是在某些情况下，电荷并不能被完全中和，此时，晶圆4′与静电卡盘2′之间仍存在一定的粘合力。当升降针1′重新升起时，晶圆4′和静电卡盘2′之间的粘合力通常易于导致升降针1′被折断。同时，在日常维护过程中，由陶瓷材料制成的升降针1′因其脆性而在受到轻微的侧向力时也容易被折断。出现升降针1′折断这种情况后，操作人员需要及时更换折断的升降针1′，以保证工艺正常进行。

目前，现有的用于加工半导体器件的加工设备中常采用的升降针1′固定方式如图2所示，其中，波纹管(未示出)的中心导杆71′的一端(下端)可在升降气缸的驱动下在波纹管中实现竖直方向的精确运动，中心导杆71′的另一端(上端)形成有升降针容纳槽8′，升降针1′可以插入升降针容纳槽8′中。升降针1′与升降针容纳槽8′的尺寸精密配合，以实现升降针1′在水平方向上的定位。空心套筒6′与中心导杆71′连接，并且空心套筒6′的下部加工成台阶状，并与中心导杆71′顶端的台阶配合，以保证该中心导杆71′和空心套筒6′之间的直线度。在彼此连接的中心导杆71′和空心套筒6′内形成的空间10′中容纳有作为弹性元件的冠簧5′，该冠簧5′由金属薄板冲压而成，结构如图3所示。该冠簧5′具有朝向中间凹陷的凹陷部分51′，当诸如升降针1′等的柱状物自上而下穿过时，该凹陷部分51′向外弹起，因凹陷部分51′的复位要求而使得柱状物受到来自冠簧5′的夹持力。

在实际应用中，空心套筒6′的下部台阶面与中心导杆71′顶端台阶面配合后进行焊接固定连接，然后压紧冠簧5′，并将其从空心套筒6′顶端圆孔塞入内部空心凹陷部分，松弛后冠簧5′恢复压缩前状态，并卡在空心凹陷部分中而不至于脱落，同时冠簧5′受空心凹陷部分的约束而实现在竖直方向上的定位。完成以上步骤后，把升降针1′从顶端插入中心导杆71′的升降针容纳槽8′内，此时升降针1′在水平和竖直方向均实现定位。

在实际应用中，为了在竖直方向对冠簧5′进行定位，需要在空心套筒6′的内侧(即，朝向冠簧5′的那一侧)加工出圆柱状凹槽(未示出)，并将冠簧5′置于该凹槽内。通常，空心套筒6′内的上述圆柱状凹槽的高度需要与冠簧5′高度相同，以免冠簧5′在圆柱状凹槽内上下窜动。当冠簧5′被压缩放入圆柱状凹槽中后，由于空心套筒6′是焊接到中心导杆71′上的，因而，该冠簧5′很难被再次压缩取出。事实上，冠簧5′可以由相同作用的线簧来代替。

上述现有技术方案结构虽然简单，但在日常使用、维护与升降针更换过程中存在明显的不足。具体如下：

首先，现有的升降针升降装置中，升降针1′存在易于断裂并且难以更换的问题。这是因为：在高端用于加工半导体器件的加工设备中，由于陶瓷材料优异的抗等离子体性能，大部分升降针1′采用陶瓷材料加工而成，但陶瓷材料又存在易碎的缺点，因此，当由陶瓷材料加工而成的升降针1′插入现有的升降针升降装置中时，升降针1与空心套筒6′上圆口的接触处A′成为升降针1′最容易断裂的位置，如图4中所示。而在日常维护过程中，人手简单操作插拔针时不可能施加完全垂直的拉压力，当升降针1受到轻微的侧向力时，升降针1′与空心套筒6′上圆口的接触处A′应力集中，当应力达到一定程度后，升降针1′会在位置A′处发生断裂。在此情况发生后，因为空心套筒6′已经完全焊接在中心导杆71′上，残留在波纹管中心导杆71′内的断裂升降针1′很难手动取出，而若采用诸如微型钻头的特殊工具，又会因陶瓷材料高硬度的特点而对造价较高的波纹管7′造成破坏，从而加大了升降针升降装置和用于加工半导体器件的加工设备的维护和运营成本。

其次，在现有的升降针升降装置中，由于空心套筒6′通过焊接方式而固定在中心导杆71′上，因此，在升降针1′因多次插拔而导致冠簧5′的弹性下降并不能满足要求时，不能根据实际需要而更换置于空心套筒6′内部的冠簧5′。进一步地，若先用工具对凹槽内的冠簧5′进行破坏，再将冠簧5′的碎片取出，这又会花费很长时间；而且，在破坏冠簧5′的过程中，往往会对波纹管7′的内壁造成一定损坏，并产生大量的金属碎屑，而这又需要一定时间进行清洗。

再次，在现有的升降针升降装置中，为了实现良好的机械弹性，冠簧5′通常采用铍青铜材料冲压而成，然而，对于要求较高的半导体设备腔室，这种材料严禁使用，这将使得现有的升降针升降装置的适用范围较窄。如若采用其它材料替代铍青铜材料，又会导致冠簧5′的弹性不足，并增大需要更换冠簧5′的可能性。

此外，在现有的升降针升降装置中，由于冠簧5′的结构较为复杂，因而导致其设计成本和制造成本较高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于半导体加工设备的升降装置，用以升降支撑器件的升降针。所述升降装置可解决升降针在波纹管内部断裂后不能更换的问题，并且更换起来方便简单。

进一步地，本发明提供了一种用于半导体加工设备的升降装置，用以升降支撑器件的升降针。采用该升降装置，可以减少腔室内部颗粒所造成的污染。

进一步地，本发明提供了一种包括上述的升降装置的半导体加工设备，在该半导体加工设备中，更换升降针方便，该加工设备的维护成本低。

为解决上述至少一个的技术问题，本发明提供了一种用于半导体加工设备的升降装置，用于升降用以支撑器件的升降针，其包括：波纹管，所述波纹管的中心导杆的一端形成有升降针容纳槽；空心套筒，所述空心套筒可分离地连接至中心导杆的所述一端；弹性中空套筒，所述弹性中空套筒被夹紧在由彼此连接的所述中心导杆和空心套筒而形成的空间中，其中，所述弹性中空套筒的内径小于所述升降针的外径，且所述升降针沿轴线贯穿所述空心套筒和所述弹性中空套筒，以被固定容纳在所述升降针容纳槽中。

由此，根据本发明的上述技术方案，由于升降针采用可分离式的空心套筒固定方式，通过去除空心套筒后可以更换断裂的升降针，这解决了升降针在波纹管内部断裂后不能更换的问题，并且更换起来方便简单。

根据本发明的一方面，所述弹性中空套筒为空心圆柱体，且所述空心圆柱体的圆周面上形成有沿着该圆柱体的轴线方向的贯穿切口。

根据上述方案，弹性中空套筒的圆柱结构，靠其弹性变形而张开并卡紧升降针而使升降针定位，并且可以对弹性中空套筒进行更换。进一步地，由于取消了冠簧，因而可以杜绝铍青铜材料在腔室内部的应用，从而减少腔室内部颗粒的污染。进一步地，弹性中空套筒的侧面开有贯穿切口可使弹性中空套筒产生足够的弹性，并通过改变弹性中空套筒的相关尺寸来改变弹性中空套筒的弹性大小。

根据本发明的一方面，所述弹性中空套筒的顶面内壁处形成有倒角。

根据本发明的一方面，所述弹性中空套筒的外径小于所述空心套筒的内径。

根据本发明的一方面，所述弹性中空套筒的外径小于所述空心套筒的内径。

根据本发明的一方面，所述空心套筒螺纹连接至所述中心导杆的一端。

根据本发明的一方面，所述升降装置进一步包括塑性垫片，其中所述塑性垫片套在中心导杆一端上且与所述空心套筒的下端面固定相抵。

根据本发明的一方面，所述弹性中空套筒由可抗等离子体的塑料或金属制成。

根据本发明的一方面，所述塑料为树脂。

根据本发明的一方面，形成有贯穿切口的空心圆柱体可进行预变形。

根据本发明的一方面，所述器件为晶圆。

根据本发明的一方面，所述中心导杆的侧面上形成有与升降针容纳槽的底部相连通的贯通孔。

由此，必要时，可以通过所述贯通孔，进一步方便并快速地将升降针排出所述升降针容纳槽。

进一步地，本发明提供了一种加工设备，用于加工半导体器件，包括：器件支撑部，所述器件支撑部用于支撑所述半导体器件；至少三个如上所述的升降装置，所述升降装置可升降用于支撑所述半导体器件的升降针；以及驱动装置，所述驱动装置驱动所述升降装置以进行升降运动。

根据上述方案，由于该加工设备中利用了如上所述的本发明所提供的升降装置，从而在替换升降针的过程中，更加快捷，且降低了更换升降针和弹性中空套筒的成本。

根据本发明的一方面，所述器件支撑部为静电卡盘，由所述升降装置支撑的升降针可沿轴向贯穿所述静电卡盘。

根据本发明的一方面，所述驱动装置为设置在所述器件支撑部之下的驱动汽缸，所述驱动汽缸可驱动所述升降装置的波纹管以进行升降运动。

本发明具有下述有益效果：

由于采用了上述设计构思，因此，本发明提供的用于半导体器件加工设备的升降装置及加工设备解决了升降针在波纹管内部断裂后不能更换的缺点，并且更换起来方便简单。同时，因为取消了冠簧弹性件的应用，因而杜绝了铜材料在腔室内部的应用，从而减少了腔室内部颗粒的污染。

相对于现有的升降针的升降装置而言，本发明提供的用于半导体器件加工设备的升降装置及加工设备不但方便了维护人员的操作，而且还减少了设备的维护时间，降低了设备的维护成本，消除了腔室受到铍青铜材料污染的可能性。此外，升降针插针时的固定力可以通过适当改变该弹性中空套筒的尺寸来进行调节。并且，在弹性中空套筒因弹性损耗而不再满足弹性要求时，可以方便地对弹性中空套筒进行更换。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据现有的用于加工半导体器件的加工设备的示意图；

图2显示了根据现有的升降针升降装置的示意图；

图3显示了根据现有的冠簧的透视结构示意图；

图4显示了根据现有的升降针升降装置的示意图，其中升降针发生断裂；

图5显示了根据本发明的一个实施例的升降装置的结构示意图；

图6显示了根据本发明的一个实施例的弹性中空套筒的透视图；

图7A、7B分别显示了根据本发明的一个实施例的弹性中空套筒的主视图和俯视图；

图8显示了根据本发明的一个实施例的升降装置的结构示意图，其中升降针发生断裂；以及

图9显示根据本发明的一个实施例的升降装置在更换升降针时的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的用于半导体器件加工设备的升降装置及具有该装置的加工设备进行详细描述。其中，自始至终相同或类似的附图标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件，并且，在本发明的描述中所使用的术语例如横向、纵向、水平、垂直以及关于位置关系的名词仅仅是为了方便本发明的描述，而不能解释为对本发明的限制。

下面将参照图5至图9来详细描述本发明一个具体实施例提供的升降装置。该升降装置用于升降支撑器件(未示出)的升降针1，其中，图5显示了根据本发明的一个实施例的升降装置的结构示意图。图6显示了根据本发明的一个实施例的弹性中空套筒5的透视图。图7A、7B分别显示了根据本发明的一个实施例的弹性中空套筒5的主视图和俯视图。图8显示了根据本发明的一个实施例的升降装置的结构示意图，其中升降针1发生断裂。图9显示根据本发明的一个实施例的升降装置在更换升降针1时的结构示意图。

需要说明的是，下面以晶圆作为半导体器件的示例来描述根据本发明的一个实施例的升降装置。但是，普通技术人员在阅读了本发明的技术教导之后，显然可以将本发明的下述技术方案应用到任何需要对器件进行支撑并进行加工处理的任何半导体器件的加工设备上。由此，下述结合晶圆对本发明的描述仅是为了说明的目的，而不是为了限制本发明的保护范围。

需要进一步说明的是，普通技术人员还可以将根据本发明的升降装置用于升降除了升降针之外任何其他支撑件，例如支撑杆等。由此，下述结合升降针对本发明的描述仅是为了说明的目的，而不是为了限制本发明的保护范围。

请参阅图5，根据本发明的一个实施例，该升降装置包括：波纹管(未示出)；中心导杆71，其沿轴向贯穿波纹管，并且该中心导杆71的一端形成有升降针容纳槽8；空心套筒6，其可分离地连接至中心导杆71的一端；弹性中空套筒5，其被夹紧在由彼此连接的中心导杆71和空心套筒6而形成的空间10中。弹性中空套筒5的内径小于升降针1的外径，且升降针1沿轴向方向贯穿空心套筒6和弹性中空套筒5，并被固定容纳在升降针容纳槽8中。

根据本发明的一个实施例，所述空心套筒6通过螺纹连接至所述中心导杆71的一端。由于根据本发明一个实施例中的空心套筒6不再焊接到中心导杆71上，而是通过螺纹连接到中心导杆71，从而更换弹性中空套筒5非常方便。而且，在本实施例中，由于空心套筒6采用可分离式的固定方式(例如，空心套筒6通过螺纹连接固定至中心导杆71)，因而，通过将空心套筒6从该升降装置拆卸下来而对断裂的升降针1进行更换，这解决了现有技术中升降针在波纹管内部断裂后不能更换的问题，并且更换起来方便简单。

根据本发明的一个实施例，采用弹性中空套筒5代替背景技术中所述的弹性元件冠簧，由于所述弹性中空套筒5的内径小于所述升降针1的外径，因而，在升降针1插入中心导杆71后，可依靠弹性中空套筒5的约束力实现对升降针1在竖直方向上的自由度的约束。

根据本发明的一个实施例，所述弹性中空套筒5为空心圆柱体(即，圆筒状)，如图6中所示，且所述空心圆柱体51的圆周面上形成有沿着该圆柱体的轴线方向的贯穿切口52(将在下面进行详细的描述)。

根据上述方案，弹性中空套筒5靠其弹性变形而张开并卡紧升降针1而使升降针1定位，并且该弹性中空套筒5可以方便地更换。进一步地，由于不采用背景技术中所述的冠簧，因而可以杜绝铍青铜材料在腔室内部的应用，从而减少腔室内部颗粒的污染。进一步地，弹性中空套筒5的侧面开有贯穿切口52可使弹性中空套筒5产生足够的弹性，并通过改变弹性中空套筒5的相关尺寸(例如，贯穿切口52的宽度)来改变弹性中空套筒5的弹性大小。

进一步地，为了调节空心套筒6对升降针1的约束力，在设计过程中可以通过适当调节图7A和7B所示的空心套筒6的高度H、内径r、外径R以及贯穿切口52的宽度t来改变空心套筒6本身的弹性力的大小。且进一步地，可以通过使得所述贯穿切口52发生变形而进一步来调节所述弹性中空套筒5的弹性。此外，弹性中空套筒5不局限于完全的圆柱结构，贯穿切口52的形状可以在产生弹性前提的进行适当变形，例如通过弯曲力等。

如图8和图9中所示，中心导杆71上形成有凸缘12，该凸缘12与中心套筒6的下端面进行面接触。其中可以根据连接的需要，在凸缘12上进一步设置塑性垫片9。所述塑性垫片9套在中心导杆71一端上且与所述空心套筒6的下端面固定相抵。由于塑性垫片9可以变形，因而在将空心套筒6可分离地连接至中心导杆71时，能够利用该塑性垫片9进行可靠定位和固定。

需要说明的是，上述塑性垫片9仅出于示例的目的，而不是为了限制本发明的保护范围，普通技术人员在阅读了本发明的上述技术要旨之后也可以采用其他类型的垫片，例如弹性垫圈、弹性垫片等。

根据本发明的一个实施例，所述中心导杆71的侧面上形成有与升降针容纳槽8的底部相连通的贯通孔11。由此，必要时，可以通过所述贯通孔11，进一步方便并快速地将升降针1排出所述升降针容纳槽8。

下面参照图6、7来详细描述根据本发明的弹性中空套筒。

如图所示，该弹性中空套筒5可以形成为空心圆柱体51。根据本发明的一个实施例，该空心圆柱体51的圆周面上可以形成有沿着该圆柱体的轴线方向的贯穿切口52。该贯穿切口52的宽度可以根据升降针1的夹紧要求进行变化。在该弹性中空套筒5的外壁53至内壁55之间形成有倒角54，以便该升降针1能够顺利地插入通过该弹性中空套筒5。根据本发明的一个实施例，弹性中空套筒5的内径略小于升降针1的外径，当升降针1穿过弹性中空套筒5时，弹性中空套筒5内孔可以被撑大，且贯穿切口52被胀大，这样，借助于弹性中空套筒5的弹性收缩力而使得所述升降针1被夹紧，并在垂直和水平方向上被精确固定。

根据本发明的一个实施例，弹性中空套筒5的外径小于空心套筒6的内径，以便在弹性中空套筒5的外径被穿过的升降针1胀大时不受来自弹性中空套筒5内壁的约束，能够自由地实现弹性收缩功能并对插入的升降针1进行固定。根据本发明的一些实施例，由于不同材料的升降针1穿过空心套筒6时的摩擦力不同，因此可获得沿着垂直方向上的不同约束力。

需要说明的是，上述空心圆柱体51的圆柱形的形状仅出于示例的目的，而不能理解为限制本发明的保护范围。弹性中空套筒5可以进行预变形处理，例如预压缩变形，以进一步提高所述弹性中空套筒5的弹性夹紧力。

根据本发明的一个实施例，弹性中空套筒5由能够抗等离子体的塑料或金属等其它材料加工而成，且针对不同材料的弹性中空套筒5与升降针1，可经过实验来进一步确定弹性中空套筒5的结构。根据本发明的一个实施例，所述塑料可以选择为具有良好弹性性能的树脂材料。

进一步地，根据本发明的一个实施例，本发明提供了一种加工设备，用于加工半导体器件。该加工设备包括：器件支撑部，所述器件支撑部用于支撑所述半导体器件，根据本发明的一个实施例，所述半导体器件例如为晶圆；至少三个如上所述的升降装置，所述升降装置可升降用于支撑例如晶圆的半导体器件的升降针1；以及驱动装置，所述驱动装置驱动所述升降装置以进行升降运动。

根据本发明的加工设备，由于该加工设备中利用了如上所述的本发明提供的升降装置，从而在替换升降针1的过程中，更加快捷，且降低了更换升降针1和弹性中空套筒5的成本。

根据本发明的一个实施例，所述器件支撑部可以形成为静电卡盘，且由所述升降装置支撑的升降针1可沿轴向贯穿所述静电卡盘。根据本发明的一个实施例，可以具有4个如上所述的升降装置。需要说明的是，升降装置的数目仅出于示例的目的，而不是为了限制本发明的保护范围。普通技术人员在阅读了上述的技术方案和技术构思之后，显然可以根据工业的要求，来调整升降装置的数目，以适应工业加工的要求。

根据本发明的一个实施例，所述驱动装置为设置在所述器件支撑部之下的驱动汽缸，所述驱动汽缸可驱动所述升降装置的波纹管以进行升降运动。在本发明的一个实施例中，由于波纹管的损坏可能性被极大地降低，由此使得根据本发明的一个实施例的加工设备的维护成本得到极大地降低。

下面详细说明如何组装本发明提供的升降装置。首先，需要提供弹性中空套筒5，所述弹性中空套筒5为空心圆柱体，且所述空心圆柱体的圆周面上形成有沿着该圆柱体的轴线方向的贯穿切口52。接着，将所述弹性中空套筒5放入所述空心套筒6内。而后，将容纳有弹性中空套筒5的所述空心套筒6可分离地连接至波纹管的中心导杆71上，以使得所述弹性中空套筒5的顶面和底面分别与空心套筒6和中心导杆71进行面接触。由此，可以将所述弹性中空套筒5沿着竖直方向进行定位。

所述中心导杆71的一端形成有升降针容纳槽8，该升降针容纳槽8用于定位所述升降针1的一端。因而，在前述组装过程中还可以包括这样的步骤：即，将升降针1依次插入通过空心套筒6、弹性中空套筒5，并固定地容纳在所述升降针容纳槽8内。由于弹性中空套筒5的弹性预变形，因而，在升降针1插入所述升降针容纳槽8时，可沿着与升降针1所设置的竖直方向相垂直的方向对升降针1施加弹性夹紧力。

根据本发明的一个实施例，在将所述弹性中空套筒5放入所述空心套筒6内之前，还可以先将塑性垫片9套在中心导杆71的一端上，所述塑性垫片9用于与所述空心套筒6的下端面固定相抵。该塑性垫片9可以放在凸缘12上。

具体而言，在加工设备的安装过程中，首先把有一定塑性的垫片9装入中心导杆71顶部形成有螺纹的部分的底端，接着把弹性中空套筒5放入空心套筒6内。然后，通过螺纹连接方式而将带有内螺纹的空心套筒6与中心导杆71上所形成的外螺纹部分连接固定在一起，直至空心套筒6的底面与垫片9接触并拧紧，以防止使用过程中空心套筒6松脱。拧紧后，弹性中空套筒5上、下面正好分别与空心套筒6内部上表面以及中心导杆71相接触，从而使弹性中空套筒5在竖直方向得到定位。完成以上安装后就可以把升降针1自空心套筒6顶部插入。

下面将参照图8、9来描述在升降针1发生断裂的情况下对该升降装置实施升降针1替换的操作。当由例如陶瓷材料加工而成的升降针1′插入该升降装置时，升降针1与空心套筒6在上圆口的接触处A，成为升降针1最容易断裂的位置。在日常维护过程中，由于人手简单操作插拔升降针时不可能施加完全垂直的拉压力，而在升降针1受到轻微的侧向力时，升降针1与空心套筒6的上圆口的接触处A经常发生应力集中，当应力达到一定程度后，在上圆口的接触处A发生突然断裂，如图8中所示。此时，操作人员可以拧开空心套筒6，并取下塑性垫片9，如图9中所示。接着，可以利用器具将断裂的升降针1的残余部分取出。在特定的情况下，操作人员可以利用操作仪器并经由与升降针容纳槽8的底部相连通的贯通孔11而更为便利和快速地取出断裂的升降针1。而后，操作人员可以按照上述的组装方法来重新安装升降针1。由于在此过程中，不涉及波纹管的替换，因而相比于前述背景技术中所述的升降装置，本发明提供的升降装置极大地降低了替换升降针1所产生的替换成本，并且替换过程更加方便快捷。

由于采用上述设计构思，本发明提供的用于半导体器件加工设备的升降装置及加工设备可以解决升降针在波纹管内部断裂后不能更换的问题，并且更换过程方便简单。同时，由于取消了冠簧的应用，因而杜绝了铜材料在腔室内部的应用，从而减少了腔室内部颗粒的污染。

相对于前述现有的升降针的升降装置而言，本发明提供的用于半导体器件加工设备的升降装置及加工设备不但方便了维护人员的操作，而且还减少了设备的维护时间，降低了设备的维护成本，消除了腔室受到铍青铜材料污染的可能性。此外，升降针插针时的固定力可以通过适当改变该弹性中空套筒的尺寸来进行调节。并且，在弹性中空套筒因弹性损耗而不再满足弹性要求时，可以方便地对弹性中空套筒进行更换。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于半导体器件加工设备的升降装置，用于升降用以支撑器件的升降针，其包括：

波纹管，所述波纹管的中心导杆的一端形成有升降针容纳槽；

空心套筒，所述空心套筒可分离地连接至中心导杆的所述一端；

弹性中空套筒，所述弹性中空套筒被夹紧在由彼此连接的所述中心导杆和空心套筒而形成的空间中，其中

所述弹性中空套筒的内径小于所述升降针的外径，且所述升降针沿轴线贯穿所述空心套筒和所述弹性中空套筒，以被固定容纳在所述升降针容纳槽中。

2.根据权利要求1所述的用于半导体器件加工设备的升降装置，其中所述弹性中空套筒为空心圆柱体，且所述空心圆柱体的圆周面上形成有沿着该圆柱体的轴线方向的贯穿切口。

3.根据权利要求2所述的用于半导体器件加工设备的升降装置，其中所述弹性中空套筒的顶面内壁处形成有倒角。

4.根据权利要求1或2所述的用于半导体器件加工设备的升降装置，其中所述弹性中空套筒的外径小于所述空心套筒的内径。

5.根据权利要求1所述的用于半导体器件加工设备的升降装置，其中所述空心套筒螺纹连接至中心导杆的所述一端。

6.根据权利要求5所述的用于半导体器件加工设备的升降装置，进一步包括垫片，其中所述垫片套在中心导杆一端上且与所述空心套筒的下端面固定相抵。

7.根据权利要求1所述的用于半导体器件加工设备的升降装置，其中所述弹性中空套筒由可抗等离子体的塑料或金属制成。

8.根据权利要求7所述的用于半导体器件加工设备的升降装置，其中所述塑料为树脂。

9.根据权利要求2所述的用于半导体器件加工设备的升降装置，其中形成有贯穿切口的空心圆柱体可进行预变形。

10.根据权利要求1所述的用于半导体器件加工设备的升降装置，其中所述器件为晶圆。

11.根据权利要求1所述的用于半导体器件加工设备的升降装置，其中所述中心导杆的侧面上形成有与升降针容纳槽的底部相连通的贯通孔。

12.一种加工设备，用于加工半导体器件，包括：

器件支撑部，所述器件支撑部用于支撑所述半导体器件；

至少三个根据权利要求1所述的升降装置，所述升降装置可升降用于支撑所述半导体器件的升降针；以及

驱动装置，所述驱动装置驱动所述升降装置以进行升降运动。

13.根据权利要求12所述的加工设备，其中所述升降装置支撑的升降针可沿轴线贯穿所述器件支撑部。

14.根据权利要求12所述的加工设备，其中所述驱动装置为设置在所述器件支撑部之下的驱动汽缸，所述驱动汽缸可驱动所述升降装置的波纹管以进行升降运动。

15.根据权利要求12所述的加工设备，其中所述器件支撑部为静电卡盘。

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