CN103215563A - 沉积设备以及旋转装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及沉积设备，该沉积设备包括反应腔，所述反应腔内具有用于带动衬底旋转的旋转台；旋转装置，用于带动所述旋转台转动，所述旋转装置包括：支撑座、筒状外壳以及旋转支撑轴，所述筒状外壳一端连接所述支承座上，另一端连接所述反应腔，所述旋转支撑轴套设在所述筒状外壳内，所述旋转支撑轴的一端伸入到所述反应腔中，并给予所述反应腔中的所述旋转台固定连接，所述旋转支撑轴用以带动所述旋转台转动，所述旋转支撑轴的另一端通过轴向轴承连接于所述支撑座上。本发明还提供一种旋转装置。本发明的所述旋转支撑轴仅通过一轴向轴承连接在所述支撑座上，可以使得调节所述旋转台的水平方便、快捷。

Description

沉积设备以及旋转装置

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，特别是涉及一种沉积设备以及旋转装置。

背景技术

微芯片加工是一个平面加工的过程，这一过程包含在衬底表面生长不同膜层的步骤，一般的，通过沉积工艺在衬底表面生长薄膜。在衬底表面沉积薄膜有多种技术，主要可以分为化学工艺和物理工艺。其中，化学工艺主要包括化学气相沉积(CVD)和电镀等，物理工艺主要包括物理气相沉积(PVD)、溅射等。下面以化学气相沉积为例对沉积设备的基本结构进行说明。

具体地，请参考图1所示的现有的化学气相沉积设备的结构示意图。化学气相沉积设备10包括反应腔11以及设置于所述反应腔11下方的旋转装置12，一般所述旋转装置12位于所述反应腔11的下侧(背离所述反应腔11进气面的一侧)。

所述反应腔11内形成有相对设置的喷淋头111和旋转台112(如在图1中，所述喷淋头111和所述旋转台112在Y轴方向相对设置)。所述喷淋头111所在的一侧为所述反应腔11的上侧，所述喷淋头111内可以设置多个通孔以提供反应气体。所述旋转台112用于设置衬底支承座，或将所述衬底直接设置在所述转台112的正面(即所述旋转台112的朝向所述喷淋头111一侧的表面)，以带动所述衬底旋转，使得薄膜可以均匀地沉积在所述衬底的表面。

所述旋转装置12所在的一侧为所述反应腔11的下侧，所述旋转装置12用于带动所述旋转台112转动，所述旋转装置12包括旋转支撑轴121、支撑座122以及筒状外壳123，所述筒状外壳的一端1211连接所述支承座122上，另一端1212连接所述反应腔11，所述旋转支撑轴121套设在所述筒状外壳123内，所述旋转支撑轴121一端伸入到所述反应腔11中，并给予所述反应腔11中的所述旋转台112固定连接，所述旋转支撑轴121用以带动所述旋转台112转动，所述旋转支撑轴121通过两个径向轴承124固定于所述筒状外壳123上，所述旋转支撑轴121通过所述筒状外壳123与所述支撑座122的位置相对固定，而所述筒状外壳123与所述反应腔11连接，所以，所述旋转支撑轴121一端1211所连接所述旋转台112与所述反应腔11的相对位置得以固定。

化学气相沉积工艺过程中，在所述旋转支撑轴121的带动下，所述旋转台112会以一定的速度围绕一轴线进行旋转运动，所述轴线为所述旋转台112的正面的中垂线，从而带动所述衬底围绕所述轴线进行旋转运动。

在实际中发现，要保证所述旋转台的上表面水平，才能达到较好的工艺水平，所以需要调整所述旋转支承轴的轴线达到垂直(Y轴方向为垂直方向)，以使得所述旋转支承轴的上表面成水平，从而保证所述旋转台的上表面水平(X轴方向为水平方向)。但现有的旋转支撑轴通过两个径向轴承固定，因此，当需要调节所述旋转支承轴的轴线达到垂直时，需要同步移动两个径向轴承，调节难度较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种沉积设备以及旋转装置，解决现有技术中调节所述旋转支承轴的轴线达到垂直难度较大的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种沉积设备，所述沉积设备包括：

反应腔，所述反应腔内具有用于带动衬底旋转的旋转台；旋转装置，用于带动所述旋转台转动，所述旋转装置包括：

支撑座；

筒状外壳，其一端连接所述支承座上，另一端连接所述反应腔；以及

旋转支撑轴，其套设在所述筒状外壳内，所述旋转支撑轴的一端伸入到所述反应腔中，并给予所述反应腔中的所述旋转台固定连接，所述旋转支撑轴用以带动所述旋转台转动，其特征在于：

所述旋转支撑轴的另一端通过轴向轴承连接于所述支撑座上。

进一步的，在所述沉积设备中，所述旋转装置进一步包括旋转驱动机构，所述旋转驱动机构驱动所述旋转支撑轴转动。

进一步的，在所述沉积设备中，所述旋转驱动机构位于所述筒状外壳内。

进一步的，在所述沉积设备中，所述筒状外壳与所述支撑座之间为密封连接，且所述筒状外壳与所述反应腔之间为密封连接。

进一步的，在所述沉积设备中，所述筒状外壳与所述支撑座之间通过波纹管连接，或/和所述筒状外壳与所述反应腔之间通过波纹管连接。

进一步的，在所述沉积设备中，所述筒状外壳为波纹管。

进一步的，在所述沉积设备中，所述旋转驱动机构包括驱动马达、驱动轮和驱动带，所述驱动带连接所述驱动轮和所述旋转支撑轴，所述马达驱动所述驱动轮，所述驱动轮通过驱动带驱动旋转支撑轴转动。

进一步的，在所述沉积设备中，所述驱动带连接所述旋转支撑轴处，相对所述旋转支撑轴的一端，所述驱动带更靠近所述旋转支撑轴的另一端。

进一步的，在所述沉积设备中，所述马达固定于所述支承座上。

进一步的，在所述沉积设备中，所述驱动带为皮带或齿形带。

进一步的，在所述沉积设备中，所述旋转台为圆盘状，所述旋转支撑轴的中轴线与所述旋转台的圆形侧面的中垂线相重合。

根据本发明的另一面，本发明还提供一种沉积设备的旋转装置，用于带动所述沉积设备的反应腔内的旋转台转动，所述旋转装置包括：

支撑座；

筒状外壳，其一端连接所述支承座上，另一端连接所述反应腔；以及

旋转支撑轴，其套设在所述筒状外壳内，所述旋转支撑轴的一端伸入到所述反应腔中，并给予所述反应腔中的所述旋转台固定连接，所述旋转支撑轴用以带动所述旋转台转动，其特征在于：

所述旋转支撑轴的另一端通过轴向轴承连接于所述支撑座上。

与现有技术相比，本发明提供的沉积设备以及旋转装置具有以下优点：

1.在本发明的沉积设备以及旋转装置中，所述旋转支撑轴的另一端通过轴向轴承连接于所述支撑座上，与现有技术相比，所述旋转支撑轴仅通过一轴向轴承连接在所述支撑座上，当需要调节所述旋转支承轴的轴线达到垂直时，只需要对所述旋转支承轴做适当的倾斜角度调节，避免同步移动两个径向轴承，便可以方便地调节所述旋转支承轴垂直，以保证所述旋转台的上表面水平，从而使得调节所述旋转台的水平方便、快捷。

2.在本发明的沉积设备以及旋转装置中，由于没有了径向轴承的阻挡，将所述旋转驱动机构设置于所述外壳内，当需要检测所述驱动带时，只需要打开所述筒状外壳与所述支撑座之间的连接，就可以对所述驱动带进行检测，无须打开所述反应腔，无须拆卸下所述旋转台，方便检测。

3.在本发明的沉积设备中，所述沉积设备进一步包括波纹管，所述波纹管设置于所述筒状外壳与所述支撑座之间，当需要调整所述反应腔与所述旋转台的垂直相对位置时，只需要调节所述波纹管，便调整所述筒状外壳与所述支撑座的垂直相对位置，而所述支撑座与所述旋转台的垂直位置相对固定，所述筒状外壳与所述反应腔的垂直位置相对固定，从而可以方便地调整所述反应腔与所述旋转台的垂直相对位置；或者，所述波纹管设置于所述筒状外壳与所述反应腔之间，当需要调整所述反应腔与所述旋转台的垂直相对位置时，只需要调节所述波纹管，便调整所述反应腔与所述筒状外壳垂直相对位置，而所述筒状外壳与所述旋转台的垂直位置相对固定，从而可以方便地调整所述反应腔与所述旋转台的垂直相对位置；当需要检测所述外壳内的所述驱动带时，只需要打开所述波纹管，就可以对所述驱动皮带进行检测，减少检测时间。

附图说明

图1是现有技术中的沉积设备的示意图；

图2是本发明第一实施方式的沉积设备的示意图；

图3是本发明第一实施方式的旋转装置的示意图；

图4是本发明第二实施方式的沉积设备的示意图；

图5是本发明第三实施方式的沉积设备的示意图。

具体实施方式

现有技术的沉积设备中，要保证所述旋转台的上表面水平，才能在沉积工艺过程中得到高质量的沉积薄膜，所以需要调整所述旋转支承轴的轴线达到垂直，以使得所述旋转支承轴的上表面成水平，从而保证所述旋转台的上表面水平，但现有技术的沉积设备实现上述调节难度较大。发明人经过对现有技术沉积设备的深入研究发现，所述沉积设备中的旋转支撑轴通过两个径向轴承固定于所述筒状外壳上，所以，当需要调节所述旋转支承轴的轴线达到垂直时，需要同步移动两个径向轴承，才能调整所述旋转支承轴的位置，因此，调节难度较大。发明人进一步研究发现，所述旋转支撑轴可以通过一轴向轴承连接于所述支撑座上，所述轴向轴承不仅可以固定所述旋转支撑轴，并且，当需要调节所述旋转支承轴的轴线达到垂直时，只需要对所述旋转支承轴做适当的倾斜角度调节，避免现有技术中同步移动两个径向轴承，便可以方便地调节所述旋转支承轴垂直，以保证所述旋转台的上表面水平，从而使得调节所述旋转台的水平方便、快捷。

有鉴于上述的研究，本发明提出一种沉积设备，所述沉积设备包括反应腔和旋转装置，所述旋转装置带动所述反应腔内的所述旋转台转动，所述旋转装置包括支撑座、筒状外壳以及旋转支撑轴，所述筒状外壳一端连接所述支承座上，另一端连接所述反应腔，所述旋转支撑轴套设在所述筒状外壳内，所述旋转支撑轴一端伸入到所述反应腔中，并给予所述反应腔中的所述旋转台固定连接，所述旋转支撑轴用以带动所述旋转台转动，所述旋转支撑轴的另一端通过轴向轴承连接于所述支撑座上，以固定所述旋转支撑轴。

与现有技术反应腔室相比较，本发明的沉积设备中，所述旋转支撑轴仅通过一轴向轴承连接在所述支撑座上，当需要调节所述旋转支承轴的轴线达到垂直时，只需要对所述旋转支承轴做适当的倾斜角度调节，避免同步移动两个径向轴承，便可以方便地调节所述旋转支承轴垂直，以保证所述旋转台的上表面水平，从而使得调节所述旋转台的水平方便、快捷。

请参阅图2，图2是本发明第一实施方式的沉积设备的示意图。在本实施方式中，所述沉积设备20包括反应腔21以及旋转装置22，所述反应腔21内具有用于带动衬底旋转的旋转台212，所述反应腔21还包括一些必要部件，如喷淋头等，此为本领域的公知常识，在此不作赘述。所述旋转装置22用于带动所述旋转台212转动。

所述旋转装置22包括旋转支撑轴221、支撑座222以及筒状外壳223，如图3所示。其中，所述筒状外壳223的一端连接所述支承座222上，另一端用于连接所述反应腔21。所述旋转支撑轴221套设在所述筒状外壳223内，所述旋转支撑轴221的一端2211伸入到所述反应腔21中，并给予所述反应腔21中的所述旋转台212固定连接，如图2所示。所述旋转支撑轴221用以带动所述旋转台212转动，所述旋转支撑轴221的另一端2212通过轴向轴承224连接于所述支撑座222上。所述旋转支撑轴221通过所述轴向轴承224与所述支撑座222的位置相对固定，而所述支撑座222通过所述筒状外壳123与所述反应腔21相连接，使得所述反应腔21与所述旋转支撑轴221的位置相对固定；并且，所述旋转支撑轴221一端2211连接所述旋转台212，所以，所述旋转台212与所述反应腔21的相对位置得以固定。并且，所述旋转支撑轴221仅通过一个所述轴向轴承224连接在所述支撑座222上，当需要调节所述旋转支承轴221的轴线达到垂直(图2中Y轴方向为垂直方向)时，只需要对所述旋转支承轴221做适当的倾斜角度调节，避免同步移动两个径向轴承，便可以方便地调节所述旋转支承轴221垂直，以保证所述旋转台的上表面水平(图2中X轴方向为水平方向)，从而使得调节所述旋转台212的水平方便、快捷。

所述旋转装置22进一步包括旋转驱动机构225，所述旋转驱动机构225驱动所述旋转支撑轴221转动，所述旋转驱动机构225可以设置在所述旋转支撑轴221的一端2211附近，即所述旋转驱动机构225位于所述反应腔21中。在本实施例中，所述筒状外壳223与所述支撑座222之间为密封连接，且所述筒状外壳223与所述反应腔21之间为密封连接。因为所述筒状外壳223与所述支撑座222和所述反应腔21之间均为密封连接，所以，所述沉积设备20的内部形成密封的空间，避免在所述旋转支撑轴221与所述反应腔21相接触区域制备复杂的转动密封结构(因为所述反应腔21内为真空环境)，使得整个结构简单，成本较低。

在本实施例中，所述筒状外壳223与所述支撑座222之间通过波纹管226连接，所述波纹管226设置于所述筒状外壳223与所述支撑座222之间，当需要调整所述反应腔21与所述旋转台212的垂直相对位置时，只需要调节所述波纹管226，便调整所述筒状外壳223与所述支撑座222的垂直相对位置，而所述支撑座222与所述旋转台2112的垂直位置相对固定，所述筒状外壳223与所述反应腔21的垂直位置相对固定，从而可以通过调节所述波纹管226，方便地调整所述反应腔21与所述旋转台212的垂直相对位置。

由于没有了径向轴承的阻挡，可以将所述旋转驱动机构225设置于所述筒状外壳223内，当需要检测所述旋转驱动机构225时，只需要打开所述筒状外壳223与所述支撑座222之间的连接，就可以对所述旋转驱动机构225进行检测，无须打开所述反应腔21，无须拆卸下所述旋转台2125，方便检测。

在本实施例中，所述旋转驱动机构225包括驱动马达2251、驱动轮2252和驱动带2253，所述驱动带2253连接所述驱动轮2252和所述旋转支撑轴221，所述马达2251驱动所述驱动轮2252，所述驱动轮2252通过所述驱动带2253驱动所述旋转支撑轴221转动，从而使得所述旋转台212转动。但所述旋转驱动机构225并不限于包括驱动马达2251、驱动轮2252和驱动带2253，只要能驱动所述旋转支撑轴221转动，亦在本发明的思想范围之内。

所述驱动带2252较佳的连接所述旋转支撑221处，相对所述旋转支撑轴221的一端2211，所述驱动带2252更靠近所述旋转支撑轴221的另一端2212，并且当需要检测所述旋转驱动机构225时，直接打开所述筒状外壳223与所述支撑座222之间的连接，就可以对所述旋转驱动机构225进行检测。所述马达2251固定于所述支承座222上，方便对所述旋转驱动机构225固定。其中，所述驱动带2253较佳的为皮带或齿形带，可以很好地驱动所述旋转支撑轴221。

在本实施例中，所述旋转台212较佳的为圆盘状，所述旋转支撑轴221的中轴线与所述旋转台212的圆形侧面的中垂线相重合，使得所述旋转支撑轴221可以平稳驱动所述旋转台212转动，并保证所述反应腔21内的工艺的可靠性。在沉积工艺过程中，在所述旋转支撑轴221的带动下，所述旋转台212会以一定的速度围绕所述旋转支撑轴221的中轴线进行旋转运动。

请参阅图4，图4是本发明第二实施方式的沉积设备的示意图，在图中，相同的参考标号表示等同于图2中标号。所述第二实施方式的沉积设备30与所述第一实施方式的沉积设备20基本相同，其区别在于：所述波纹管226设置于所述筒状外壳223与所述反应腔21之间，当需要调整所述反应腔21与所述旋转台212的垂直相对位置时，只需要调节所述波纹管226，便调整所述反应腔21与所述筒状外壳223垂直相对位置，而所述筒状外壳223与所述旋转台212的垂直位置相对固定，从而可以方便地调整所述反应腔21与所述旋转台212的垂直相对位置，亦在本发明的思想范围之内。

请参阅图5，图5是本发明第三实施方式的沉积设备的示意图，在图中，相同的参考标号表示等同于图2中标号。所述第三实施方式的沉积设备40与所述第一实施方式的沉积设备20基本相同，其区别在于：所述筒状外壳223为一个波纹管。当需要调整所述反应腔21与所述旋转台212的垂直相对位置时，只需要调节所述波纹管的筒状外壳223，便调整所述反应腔21与所述支撑座222垂直相对位置，而所述支撑座222与所述旋转台212的垂直位置相对固定，从而可以方便地调整所述反应腔21与所述旋转台212的垂直相对位置，亦在本发明的思想范围之内。

虽然本发明已以较佳实施方式披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种沉积设备，所述沉积设备包括：

反应腔，所述反应腔内具有用于带动衬底旋转的旋转台；旋转装置，用于带动所述旋转台转动，所述旋转装置包括：

支撑座；

筒状外壳，其一端连接所述支承座上，另一端连接所述反应腔；以及

旋转支撑轴，其套设在所述筒状外壳内，所述旋转支撑轴的一端伸入到所述反应腔中，并给予所述反应腔中的所述旋转台固定连接，所述旋转支撑轴用以带动所述旋转台转动，其特征在于：

所述旋转支撑轴的另一端通过轴向轴承连接于所述支撑座上。

2.如权利要求1所述的沉积设备，其特征在于：所述旋转装置进一步包括旋转驱动机构，所述旋转驱动机构驱动所述旋转支撑轴转动。

3.如权利要求2所述的沉积设备，其特征在于：所述旋转驱动机构位于所述筒状外壳内。

4.如权利要求3所述的沉积设备，其特征在于：所述筒状外壳与所述支撑座之间为密封连接，且所述筒状外壳与所述反应腔之间为密封连接。

5.如权利要求4所述的沉积设备，其特征在于：所述筒状外壳与所述支撑座之间通过波纹管连接，或/和所述筒状外壳与所述反应腔之间通过波纹管连接。

6.如权利要求1所述的沉积设备，其特征在于：所述筒状外壳为波纹管。

7.如权利要求3所述的沉积设备，其特征在于：所述旋转驱动机构包括驱动马达、驱动轮和驱动带，所述驱动带连接所述驱动轮和所述旋转支撑轴，所述马达驱动所述驱动轮，所述驱动轮通过驱动带驱动旋转支撑轴转动。

8.如权利要求7所述的沉积设备，其特征在于：所述驱动带连接所述旋转支撑轴处，相对所述旋转支撑轴的一端，所述驱动带更靠近所述旋转支撑轴的另一端。

9.如权利要求8所述的沉积设备，其特征在于：所述马达固定于所述支承座上。

10.如权利要求7所述的沉积设备，其特征在于：所述驱动带为皮带或齿形带。

11.如权利要求1所述的沉积设备，其特征在于：所述旋转台为圆盘状，所述旋转支撑轴的中轴线与所述旋转台的圆形侧面的中垂线相重合。

12.一种沉积设备的旋转装置，用于带动所述沉积设备的反应腔内的旋转台转动，所述旋转装置包括：

支撑座；

筒状外壳，其一端连接所述支承座上，另一端连接所述反应腔；以及

旋转支撑轴，其套设在所述筒状外壳内，所述旋转支撑轴的一端伸入到所述反应腔中，并给予所述反应腔中的所述旋转台固定连接，所述旋转支撑轴用以带动所述旋转台转动，其特征在于：

所述旋转支撑轴的另一端通过轴向轴承连接于所述支撑座上。

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