CN111739820B - 半导体设备的反应腔室 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种半导体设备的反应腔室，包括用于承载晶片的基座和晶片升降装置，该晶片升降装置包括：基座升降组件和晶片升降组件；基座升降组件包括升降轴，升降轴的一端伸入反应腔室内且与基座连接，以带动基座升降；晶片升降组件包括：支撑盘套设于升降轴的外部；至少两个支撑柱沿支撑盘周向分布，每个支撑柱的一端连接于支撑盘的上表面，另一端穿过基座；支撑柱升降机构设置于基座的下部，支撑柱升降机构与支撑盘传动连接，当升降轴带动基座升降时，支撑柱升降机构能够使支撑盘以反向于基座的方向进行运动；支撑柱升降机构借助基座升降组件的运动带动支撑盘升降，以带动支撑柱，其结构紧凑，有利于减小反应腔室的空间。

Description

半导体设备的反应腔室
技术领域
本发明属于半导体制造设备领域，更具体地，涉及一种半导体设备的反应腔室。
背景技术
近年来，半导体设备发展迅速，涉及半导体、集成电路、太阳能电池板、平面显示器、微电子、发光二极管等，而这些器件主要是由在晶圆上形成的数层材质厚度不同的薄膜组成。成膜前晶圆被传送到腔室，成膜完成后晶圆被取出。在此过程中支撑柱将晶圆托起，使晶圆与加热基座之间有一定距离，保证了机械手能够有空间进入到晶圆的下表面，并将晶圆取走。为了提高产能，现在的机械手为运动独立的双手，但是无Z轴升降功能，因此设备需要设有加热基座或静电卡盘升降机构和支撑柱升降机构。加热基座或静电卡盘升降机构保证工艺位及传片位的交替变换，但是不能将机械手上的晶圆取下。支撑柱升降机构提供支撑柱向上的动力，可以将衬底拖起使与机械手脱离，从而机械手可退出腔室。此时，支撑柱在升降机构的带动下，向下运动到原位，晶圆放置在加热基座上。
图1示出了现有技术中反应腔室的结构示意图。现有反应腔室结构如图1所示，其结构包括反映腔室1、支撑柱升降机构2、基座升降机构3、支撑柱4、机械手5、晶片6；传片时，基座升降机构3带动加热基座7向下运动到传片位置，晶片6在机械手5的带动下进入反应腔室1。支撑柱升降机构2做上升动作带动支撑柱4上升顶起晶片6，使晶片6的下表面与真空手5的上表面脱离，然后，机械手5退出腔室，支撑柱升降机构2向下运动到原位。在此过程中，晶片6下表面与基座7的上表面接触，从而脱离支撑柱4的上表面，这样晶片6就落在基座7上表面凹台内。支撑柱升降机构2运动到初始位置，基座升降机构3上升到工艺位，一个传片流程完成。
现有反应腔室上安装支撑柱升降机构和基座升降机构两套升降机构，造成反应腔室体积较大，而某些工艺要求反应腔室空间尽量小，比如ALD工艺，反应腔室空间小能够缩短ALD工艺的循环时间，提高反应效率和反应源的利用率。
因此，有待提供一种半导体设备的反应腔室，以解决现有晶片传输机构的占用反应腔室空间大的问题。
发明内容
本发明的目的提供一种半导体设备的反应腔室，使晶片传输机构结构紧凑，有利于减小反应腔室的空间。
为了实现上述目的，本发明的提供一种半导体设备的反应腔室，包括用于承载晶片的基座和晶片升降装置，所述晶片升降装置包括：基座升降组件和晶片升降组件；
所述基座升降组件包括升降轴，所述升降轴的一端伸入所述反应腔室内且与基座连接，所述升降轴用于通过带动所述基座做升降运动，向所述晶片升降组件施加作用力；
所述晶片升降组件设置于所述反应腔室内，与所述反应腔室的底壁相固接，所述晶片升降组件包括：
支撑盘，所述支撑盘位于所述基座的下方，且所述支撑盘中间开设有一中心通孔，所述升降轴的一端穿过所述中心通孔与所述基座连接；
至少两个支撑柱，所述至少两个支撑柱沿所述支撑盘周向分布，每个所述支撑柱的一端连接于所述支撑盘的上表面，另一端穿过所述基座；
支撑柱升降机构，所述支撑柱升降机构设置于所述基座的下方，所述支撑柱升降机构与所述支撑盘传动连接，用于在所述基座下降或上升时，通过所述支撑盘支撑并带动所述支撑柱进行升降运动，以带动所述晶片上升或下降。
优选地，所述晶片升降装置还包括调平板，所述调平板设置于所述反应腔室的底壁上，用于调整所述支撑盘的水平度。
优选地，沿所述调平板的周向上分布有多个导向孔和多个螺纹孔，所述导向孔内设有定位销，所述定位销与所述反应腔室的底壁连接，所述螺纹孔内设有顶丝螺杆，用于调整所述调平板的水平度。
优选地，所述支撑柱升降机构包括沿所述调平板的周向设置的多组传动连接件，每组传动连接件包括传动连接的主动件和从动件。
优选地，所述从动件包括依次铰接的第一连杆、第二连杆和第一支座，所述第一支座固定连接于所述调平板上，所述第一连杆的一端与所述支撑盘铰接，另一端与所述第二连杆的一端铰接，所述第一连杆与所述第二连杆之间形成第一可变夹角。
优选地，沿所述基座的径向，所述主动件位于所述从动件的外侧，所述主动件包括第二支座和第三连杆，所述第二支座固定连接于所述调平板上，所述第三连杆为人字形，包括第一杆部和第二杆部，所述第一杆部和所述第二杆部的连接处铰接于所述第二支座上，所述第一杆部朝所述基座延伸，所述第二杆部朝所述第二连杆的下方延伸，并与所述第二连杆接触；
所述基座向下运动时，所述第三连杆用于将所述基座施加的作用力传导至所述第二连杆上，以使所述第二连杆绕所述第一支座转动、所述第一可变夹角增大；所述第二连杆用于支撑并带动所述支撑盘向上运动，以带动所述支撑柱向上运动；
所述基座向上运动时，所述第三连杆用于带动所述第二连杆绕所述第一支座向下回落、所述第一可变夹角变小；所述第二连杆用于带动支撑盘向下运动，以带所述动支撑柱向下运动。
优选地，所述第二杆部的长度为L1，所述第二连杆的长度为L2，L1<L2，所述第一支座与所述第二支座的距离为m，m满足L2<m<L2+L1。
优选地，所述支撑柱升降机构包括套设于所述升降轴的倒锥形环面和沿所述调平板的周向设置的多组连杆机构，每组连杆机构包括第四连杆和第五连杆，所述第四连杆的一端铰接于所述支撑盘的下表面，另一端通过铰接销铰接于所述第五连杆，所述第五连杆的一端与所述第四连杆铰接，另一端铰接于所述调平板的下表面，所述铰接销上可转动地连接滚轮，所述滚轮与所述倒锥形环面相接触，所述第四连杆与所述第五连杆之间形成第二可变夹角；
所述基座向下运动时，所述倒锥形环面用于将所述加热基座施加的作用力传导至所述滚轮，以推动所述滚轮沿径向向外运动、所述第二可变夹角增大；所述第四连杆用于支撑并带动所述支撑盘向上运动，以带动所述支撑柱向上运动；
所述基座向上运动时，所述滚轮和所述第四连杆用于通过重力作用，使所述第二可变夹角减小，以带动所述支撑盘和所述支撑柱向下运动。
优选地，所述调平板的上表面设有沿其周向设置的多个支撑凸起，所述滚轮不受径向推力时，所述支撑盘的下表面与所述支撑凸起的上表面相接触。
优选地，所述基座上设有多个通孔，所述支撑盘的上表面设有与所述多个通孔相对应的多个凹槽，所述支撑柱的所述一端设置于所述凹槽内，并与所述凹槽内的底面接触连接，所述支撑柱的所述另一端穿过所述通孔。
本发明的有益效果在于：基座升降组件带动基座升降运动，并向晶片升降组件施加作用力，晶片升降组件的支撑升降机构与支撑盘传动连接，支撑盘位于基座的下方，当基座的下降或上升时，通过支撑盘支撑并带动支撑柱进行上升或下降运动，带动晶片上升或下降，即支撑盘反向于基座的运动方向，借助基座升降运动带动支撑盘及支撑柱运动，晶片升降组件的结构紧凑，减小了支撑柱升降机构所占反应腔室的空间，其结构简单，维护方便，成本低。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1示出了现有技术中反应腔室的结构示意图。
图2示出了根据本发明一个实施例的一种反应腔室的结构示意图。
图3示出了根据本发明一个实施例的一种晶片升降装置的结构示意图。
图4示出了根据本发明一个实施例的一种支撑盘的结构示意图。
图5示出了根据本发明一个实施例的另一种反应腔室的结构示意图。
图6示出了根据本发明一个实施例的另一种反应腔室中顶起晶片时的结构示意图。
图7示出了根据本发明一个实施例的另一种晶片升降装置在传片位置时的结构示意图。
图8示出了根据本发明一个实施例的另一种晶片升降装置在顶起晶片时的结构示意图。
附图标记说明：
1、反应腔室；2、支撑柱升降机构；3、基座升降机构；4、支撑柱；5、机械手；6、晶片；7、基座；8、调平板；9、导向孔；10、螺纹孔；11、倒锥形环面；31、第二滚轮；32、第六销轴；33、第三连杆；34、第五销轴；35、第二支座；36、第四销轴；37、第一滚轮；38、第一连杆；39、第三销轴；40、第一支座；41、第二销轴；42、第二连杆；43、第一销轴；44、支撑盘；45、第三支座；46、第七销轴；47、第八销轴；48、第四连杆；49、第五连杆；441、中心通孔；442、凹槽；443、销孔；82、滚轮；811、中心通孔；814、通孔；815、支撑凸起。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据本发明实施例的一种半导体设备的反应腔室，包括用于承载晶片的基座和晶片升降装置，晶片升降装置包括：基座升降组件和晶片升降组件；基座升降组件包括升降轴，升降轴的一端伸入反应腔室内且与基座连接，升降轴用于通过带动基座做升降运动，向晶片升降组件施加作用力；晶片升降组件设置于反应腔室内，与反应腔室的底壁相固接，晶片升降组件包括：支撑盘，支撑盘位于基座的下方，且支撑盘中间开设有一中心通孔，升降轴的一端穿过中心通孔与基座连接；至少两个支撑柱，至少两个支撑柱沿支撑盘周向分布，每个支撑柱的一端连接于支撑盘的上表面，另一端穿过基座；支撑柱升降机构，支撑柱升降机构设置于基座的下方，支撑柱升降机构与支撑盘传动连接，用于在基座下降或上升时，通过支撑盘支撑并带动支撑柱进行升降运动，以带动晶片上升或下降。
至少两个支撑柱沿支撑盘周向分布，其一端与支撑盘连接，另一端穿过基座，升降轴穿过支撑盘的中心孔与基座连接，利用支撑盘沿升降轴的升降运动，支撑盘带动支撑柱做升降运动，支撑柱上升运动时将晶片从机械手上顶起，使晶片的下表面与机械手的上表面脱离，支撑柱升降机构向下运动到原位，在此过程中，晶片下表面与基座的上表面接触，从而使晶片与支撑柱脱离。通过支撑柱升降机构设置于基座的下部，其能够借助基座向下的力提升支撑盘，晶片升降组件的结构紧凑，减小了支撑柱升降机构所占反应腔室的空间。
作为一个示例，支撑柱升降机构的材料可采用金属材料制成，包括：铝、不锈钢等，也可采用陶瓷材料，如ALN、AL3O3等。
作为优选方案，晶片升降装置还包括调平板，调平板设置于反应腔室的底壁上，用于调整支撑盘的水平度。
作为优选方案，沿调平板的周向上分布有多个导向孔和多个螺纹孔，导向孔内设有定位销，定位销与反应腔室的底壁连接，螺纹孔内设有顶丝螺杆，用于调整调平板的水平度。
作为一个示例，调平板的周向上分布着多个导向孔和多个螺纹孔，导向孔与腔室底壁上的定位销配合，使调平板可沿定位销上下位移，不可旋转及左右前后位移。调平板螺纹孔为通孔，螺纹孔内安装顶丝螺杆，顶丝下端与反应腔室的底壁相抵触，通过旋转顶丝可调整调平板周向各点的高度，从而实现调平板的调平功能；通过在支撑柱升降机构的底部设置调平板，使得支撑柱升降机构具有调平功能，保证成膜工艺均匀性和传片的稳定性。
作为一个示例，螺纹孔和导向孔均至少三个，且均沿调平板的周向分布，能够周向均匀调整调平板的水平度。
作为一个示例，调平板材质可为金属、陶瓷，优选陶瓷。
作为优选方案，支撑柱升降机构包括沿调平板的周向设置的多组传动连接件，每组传动连接件包括传动连接的主动件和从动件。
支撑柱升降机构设置于基座的下部，主动件与基座升降组件连接，从动件与支持盘传动连接，从而当升降轴带动基座升降时，使支撑柱升降机构借助基座升降组件的运动，带动支撑盘以反向于基座的方向进行运动。
作为优选方案，从动件包括依次铰接的第一连杆、第二连杆和第一支座，第一支座固定连接于调平板上，第一连杆的一端与支撑盘铰接，另一端与第二连杆的一端铰接，第一连杆与第二连杆之间形成第一可变夹角。第一连杆与第二连杆形成曲柄连杆机构，通过调节第一连杆与第二连杆之间的第一可变夹角的大小，实现第一连杆和第二连杆沿竖直方向的伸长和缩短，以带动支撑盘升降运动。
基座向下运动时，第三连杆用于将基座施加的作用力传导至第二连杆上，以使第二连杆绕第一支座转动、第一可变夹角增大；第二连杆用于支撑并带动支撑盘向上运动，以带动支撑柱向上运动；
基座向上运动时，第三连杆用于带动第二连杆绕第一支座向下回落、第一可变夹角变小；第二连杆用于带动支撑盘向下运动，以带动支撑柱向下运动。
作为一个示例，第一连杆的两端设有销孔，第一连杆的一端通过第一销轴与调皮板上的第一支座铰接，并且第一连杆可绕第一销轴转动。第二连杆的一端通过第二销轴与第一连杆的另一端铰接，并且第二连杆可绕第二销轴旋转。
作为一个示例，从动件设置于支撑盘与调平盘之间，包括至少三组从动件均匀的沿支撑盘的周向分布，保证支撑盘具有一定的支撑力，能够平稳升降。
作为优选方案，沿基座的径向，主动件位于从动件的外侧，主动件包括第二支座和第三连杆，第二支座固定连接于调平板上，第三连杆为人字形，包括第一杆部和第二杆部，第一杆部和第二杆部的连接处铰接于第二支座上，第一杆部朝基座延伸，第二杆部朝第二连杆的下方延伸，并与第二连杆接触，第三连杆能够绕第二支座转动，并通过第二杆部带动第二连杆绕第一支座转动，第二连杆与第三连杆形成杠杆机构。
作为一个示例，朝基座延伸的第一杆部的端部设有第二滚轮，第二滚轮能够沿基座的下表面径向滑动，朝第二连杆的下方延伸的第二杆部的端部设有第一滚轮，第一滚轮能够从第二连杆的下方与其接触，第一滚轮通过第四销轴与第三连杆连接，第三连杆的支撑点通过第五销轴与第二支座连接，并且能够绕第五销轴转动，第三连杆上端通过第六销轴与第二滚轮连接，第二滚轮可绕第六销轴转动。
当基座向下运动时，第三连杆将基座施加的作用力传导至第二连杆上，第一滚轮能够从第二连杆的下方与其接触，向下压动第一杆部，并沿基座的下表面径向向外滑动，利用杠杆机构的工作原理，第二杆部从下方托动第二连杆绕第一支座转动，第二连杆通过第二销轴推动第一连杆运动，使第一可变夹角增大，第一连杆带动支撑盘向上运动，支撑盘带动支撑柱向上运动。
当基座向上运动，第一杆部受的压力逐渐减小，并沿基座的下表面径向向内滑动，第三连杆用于带动第二连杆绕第一支座向下回落，使第一夹可变角变小，第二连杆通过第二销轴带动第一连杆向下运动，第一连杆带动支撑盘向下运动，以使支撑盘带动支撑柱向下运动。
作为优选方案，第二杆部的长度为L1，第二连杆的长度为L2，第一支座与第二支座的距离为m，L1<L2，m满足L2<m<L2+L1。
第一支座和第二支座分别与调平板底面连接固定，为保持第二杆部的端部始终能够与第二连杆的下表面接触，避免第二杆部的滚轮在沿第二连杆的下表面滑动时落脱，第一支座与第二支座的连线能够穿过升降轴的圆心，且第一支座与第二支座的距离为m，L1<L2，m满足L2<m<L2+L1。
作为优选方案，支撑柱升降机构包括套设于升降轴的倒锥形环面和沿调平板的周向设置的多组连杆机构，每组连杆机构包括第四连杆和第五连杆，第四连杆的一端铰接于支撑盘的下表面，另一端通过铰接销铰接于第五连杆，第五连杆的一端与第四连杆铰接，另一端铰接于调平板的下表面，铰接销上可转动地连接滚轮，滚轮与倒锥形环面相接触，第四连杆与第五连杆之间形成第二可变夹角。
基座向下运动时，倒锥形环面用于将基座施加的作用力传导至滚轮，以推动滚轮沿径向向外运动、第二可变夹角增大；第四连杆用于支撑并带动支撑盘向上运动，以带动支撑柱向上运动；
基座向上运动时，滚轮和第四连杆用于通过重力作用，使第二可变夹角减小，以带动支撑盘和支撑柱向下运动。
作为一个示例，支撑盘的下表面设有第三支座，第四连杆的一端通过第三支座与支撑盘铰接，第四连杆的另一端通过第七销轴与第五连杆的另一端铰接，滚轮套设于第七销轴的外圈，滚轮与倒锥形环面的斜面相切。
当基座上升时，升降轴上的倒锥形环面推动滚轮径向向外运动，第四连杆和第五连杆之间反向转动，使第二可变夹角增大，即第四连杆的中心点与第五连杆的中心点的距离增大，推动支撑盘向上运动，从而支撑盘推动支撑柱向上运动。
当基座下降时，升降轴向下运动，倒锥形环面对滚轮的径向向外的力消失，在重力作用下，第四连杆和第五连杆之间反向转动，第二可变夹角减小，即第四连杆的中心点与第五连杆的中心点的距离减小，支撑盘带动支撑柱向下运动。
作为一个示例，支撑盘设有中心孔，升降轴穿过中心孔，带动基座升降运动，传动轴上的倒锥形环面随升降轴升降运动，倒锥形环面能够穿过支撑盘的中心孔。
作为优选方案，调平板的上表面设有沿其周向设置的多个支撑凸起，滚轮不受径向推力时，支撑盘的下表面与支撑凸起的上表面相接触。
作为一个示例，基座在传片位时，滚轮与升降轴的倒锥形环面的下端相接触，此时滚轮未受到径向推向力，支撑盘放置于支撑凸起上。此时，第二可变夹角小于45°。
作为优选方案，基座上设有多个通孔，支撑盘的上表面设有与多个通孔相对应的多个凹槽，支撑柱的一端设置于凹槽内，并与凹槽内的底面接触连接。
作为一个示例，基座设有支撑柱孔，支撑柱孔的位置与凹槽的位置一一对应，保证支撑柱下端能落在凹槽内。
作为一个示例，支撑柱的顶部设有平顶帽，支撑柱穿过通孔，当支撑盘的上升时，支撑盘的凹槽能够托起支撑柱一起上升，支撑柱的平顶帽能够顶起晶片，当支撑盘下降至调平板时，支撑柱与凹槽脱离，支撑柱的下端悬空。作为一个示例，支撑柱的顶部不限于平顶帽的结构，还可包括球形体、凸起等结构，能够将支撑柱限制在基座上，并提高顶底晶片的平稳性。
实施例1
图2示出了根据本发明一个实施例的一种反应腔室的结构示意图，图3示出了根据本发明一个实施例的一种晶片升降装置的结构示意图，图4示出了根据本发明一个实施例的一种支撑盘的结构示意图。
如图2所示，本实施例的一种半导体设备的反应腔室，包括用于承载晶片的基座7和晶片升降装置。
如图3和图4所示，该晶片升降装置包括：基座升降组件和晶片升降组件；
基座升降组件包括升降轴，升降轴的一端伸入反应腔室1内且与基座7连接，升降轴用于通过带动基座7做升降运动，向晶片升降组件施加作用力；
晶片升降组件设置于反应腔室内，与反应腔室的底壁相固接，晶片升降组件包括：支撑盘44，支撑盘44位于基座7的下方，且支撑盘44中间开设有一中心通孔411，支撑盘44与基座7同轴，升降轴的一端穿过中心通孔411与基座7连接；
至少两个支撑柱4，至少两个支撑柱4沿支撑盘44周向分布，每个支撑柱4的一端连接于支撑盘44的上表面，另一端穿过基座7；支撑柱升降机构，支撑柱升降机构设置于基座7的下方，支撑柱升降机构与支撑盘44传动连接，用于在基座7下降或上升时，通过支撑盘44支撑并带动支撑柱4进行升降运动，以带动晶片上升或下降。
晶片升降装置还包括调平板8，调平板8设置于反应腔室1的底壁上，用于调整支撑盘44的水平度，沿调平板8的周向上分布有多个导向孔9和多个螺纹孔10，导向孔9内设有定位销，定位销与反应腔室1的底壁连接，螺纹孔10内设有顶丝螺杆，用于调整调平板8的水平度。
支撑柱升降机构包括沿调平板8的周向设置的多组传动连接件，每组传动连接件包括传动连接的主动件和从动件。从动件包括依次铰接的第一连杆42、第二连杆38和第一支座40，支撑盘的下圆周边缘设有多个销孔443，第一连杆42通过第一销轴43与支撑盘44的销孔443铰接，并且第一连杆42可绕第一销轴43旋转。第一连杆42的另一端与第二连杆38通过第二销轴41相连接，并且第二连杆38可绕第二销轴41旋转。第二连杆38的另一端通过第三销39轴与第一支座40连接，并且可绕第三销轴39旋转。第一支座40与调平板8底面连接且固定。第一连杆42与第二连杆38之间形成第一可变夹角。
沿基座7的径向，主动件位于从动件的外侧，主动件包括第二支座35和第三连杆33，第二支座35固定连接于调平板8上，第三连杆33为人字形，包括第一杆部和第二杆部，第一杆部和第二杆部的连接处铰接于第二支座35，第一杆部朝基座7延伸，第二杆部朝第二连杆38的下方延伸，并与第二连杆38接触；朝基座7延伸的第一杆部的端部设有第二滚轮31，第二滚轮31能够沿基座的下表面径向滑动，朝第二连杆38的下方延伸的第二杆部的端部设有第一滚轮37，第一滚轮37能够沿第二连杆38的下表面滑动，第一滚轮37通过第四销轴36与第三连杆33连接，第三连杆33的支撑点通过第五销轴34与第二支座35连接，并且能够绕第五销轴34转动，第三连杆33上端与通过第六销轴32与第二滚轮42连接，第二滚轮42可绕第六销轴32转动。
支撑盘44的上表面设有与多个通孔814相对应的多个凹槽442，支撑柱4的一端设置于凹槽442内，并与凹槽442内的底面接触连接，支撑盘44的上升能够托起支撑柱4一起上升。基座7上支撑柱孔与支撑盘44上的凹槽442同心，保证支撑柱4下端面能落在凹槽442内。
第二杆部的长度为L1，第一连杆42的长度为L2，第一支座40与第二支座35的距离为m，L1<L2，m满足L2<m<L2+L1。
当传输晶片6时，基座7降至传片位置，此时基座7下表面未与第二滚轮31外侧面抵触，距离0.1-5mm。机械手5将晶片6输送至支撑柱4上面，晶片距离支撑柱的上表面距离5mm。
第一滚轮37与第二连杆38的下表面接触，当基座7向下运动时，第三连杆33用于将基座7施加的作用力传导至第二连杆38上，基座7下表面与第二滚轮31的接触连接，第二滚轮31在基座下表面压力作用下沿着基座7径向滑动，同时第一杆部向下移动，利用杠杆原理，第三连杆33能够托动第二连杆38绕第三销轴39旋转，第二连杆28通过第二销轴41推动第一连杆38运动，第一可变夹角增大，第一连杆38带动支撑盘44向上运动，支撑盘44带动支撑柱4向上运动，以顶起晶片6，使晶片6与机械手脱离，然后机械手退出腔室。
当基座7向上运动时，由于第二滚轮31受基座7下表面压力逐渐减小，并沿基座7的下表面径向内滑动，第二连杆42绕第三销轴39旋转下落，第二连杆38通过第二销轴41带动第一连杆42向下运动，同时支撑盘44在重力的作用下向下运动，第一连杆38带动支撑盘44向下运动，支撑盘44带动支撑柱4向下运动，从而恢复到原始状态。
本实施例的支撑柱升降机构，其依据重力、杠杆机构及连杆机构的相互配合，结构简单，且无需外部提供动力就能实现支撑柱的升降功能，节省了反应腔室的空间。
实施例2
图5示出了根据本发明一个实施例的另一种反应腔室的结构示意图，图6示出了根据本发明一个实施例的另一种反应腔室中顶起晶片时的结构示意图，图7示出了根据本发明一个实施例的另一种晶片升降装置在传片位置时的结构示意图，图8示出了根据本发明一个实施例的另一种晶片升降装置在顶起晶片时的结构示意图。
如图5和图6所示，本实施例的另一种半导体设备的反应腔室，包括用于承载晶片的基座7和晶片升降装置。
如图7和图8所示，该晶片升降装置，包括：
基座升降组件和晶片升降组件；
基座升降组件包括升降轴，升降轴的一端伸入反应腔室1内且与基座7连接，升降轴用于通过带动基座7做升降运动，向晶片升降组件施加作用力；
晶片升降组件设置于反应腔室内，与反应腔室的底壁相固接，晶片升降组件包括：支撑盘44，支撑盘44位于基座7的下方，且支撑盘44中间开设有一中心通孔811，支撑盘44与基座7同轴，升降轴的一端穿过中心通孔与基座7连接；
至少两个支撑柱4，至少两个支撑柱4沿支撑盘44周向分布，每个支撑柱4的一端连接于支撑盘44的上表面，另一端穿过基座7；支撑柱升降机构，支撑柱升降机构设置于基座7的下方，支撑柱升降机构与支撑盘44传动连接，用于在基座7下降或上升时，通过支撑盘44支撑并带动支撑柱4进行升降运动，以带动晶片上升或下降。
晶片升降装置还包括调平板8，调平板8设置于反应腔室1的底壁上，用于调整支撑盘44的水平度，沿调平板8的周向上分布有多个导向孔9和多个螺纹孔10，导向孔9内设有定位销，定位销与反应腔室1的底壁连接，螺纹孔10内设有顶丝螺杆，用于调整调平板8的水平度。调平板的上表面设有沿其周向竖直设置的多个支撑凸起815，滚轮不受径向推力时，支撑盘的下表面与支撑凸起815上表面接触。
支撑盘44在圆周方向上均匀分布的多个凹槽442，支撑柱4底面与凹槽442底面相接触，支撑盘44的上升可托起支撑柱4一起上升。
支撑柱升降机构包括沿调平板8的周向设置的多组传动连接件，每组传动连接件包括传动连接的主动件和从动件。
支撑柱升降机构包括套设于升降轴的倒锥形环面11和沿调平板8的周向设置的多组连杆机构，每组连杆机构包括第四连杆48和第五连杆49，支撑盘44的下表面设有第三支座45，第四连杆48的一端通过第三支座与支撑盘44铰接，第四连杆48能够绕第六销轴46转动，第四连杆48的另一端通过第八销轴47与第五连杆49的另一端铰接，滚轮82套设于第八销轴的外圈，第八销轴47上可转动地连接滚轮82，滚轮82与倒锥形环面11接触，第四连杆48与第五连杆49之间形成可变的第二可变夹角；
当基座7上升时，升降轴上的倒锥形环面11推动滚轮径向向外运动，第四连杆48和第五连杆49之间反向转动，使第二可变夹角增大，即第四连杆48的中心点与第五连杆49的中心点的距离增大，推动支撑盘44向上运动，从而支撑盘44推动支撑柱4向上运动。当器基座7下降时，升降轴向下运动，倒锥形环面11对滚轮82的径向向外的力消失，在重力作用下，第四连杆48和第五连杆49之间反向转动，第二可变夹角减小，即第四连杆48的中心点与第五连杆49的中心点的距离减小，支撑盘44带动支撑柱4向下运动。
机械手5将晶片6传输到反应腔室1后，基座7在升降机构3的带动下向下运动一定距离，在向下运动过程中，滚轮82外侧受到基座7支撑柱斜面3径向向外的力，推动滚轮82在径向方向上向外运动，滚轮82通过第二销轴87推动第四连杆48和第五连杆49分别绕第一销轴89和第三销轴85旋转，这样第四连杆48和第五连杆49组成的夹角增大，即第一销轴89和第三销轴85之间的距离增大，推动支撑盘83向上运动，支撑盘83推动支撑柱4向上运动，支撑柱4顶起晶片6，晶片6与机械手5脱离，机械手5退出腔室1。
当基座7向下运动时，由于第二滚轮31所受倒锥形环面11的径向推力消失，在重力的作用下，滚轮11和第四连杆48在重力作用下下落，使第二可变夹角减小，支撑盘44向下运动，从而带动支撑柱4向下运动。直到支撑盘44的下表面与支撑凸起815的上表面相解除，停止向下运动。基座7继续运动到工艺位，工艺完成后，基座7在升降机构3的带动下运动到传片位。
以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种半导体设备的反应腔室，包括用于承载晶片的基座(7)和晶片升降装置，其特征在于，所述晶片升降装置包括：基座升降组件和晶片升降组件；
所述基座升降组件包括升降轴，所述升降轴的一端伸入所述反应腔室(1)内且与基座(7)连接，所述升降轴用于通过带动所述基座(7)做升降运动，向所述晶片升降组件施加作用力；
所述晶片升降组件设置于所述反应腔室内，与所述反应腔室的底壁相固接，所述晶片升降组件包括：
支撑盘(44)，所述支撑盘(44)位于所述基座(7)的下方，且所述支撑盘(44)中间开设有一中心通孔，所述升降轴的一端穿过所述中心通孔与所述基座(7)连接；
至少两个支撑柱(4)，所述至少两个支撑柱(4)沿所述支撑盘(44)周向分布，每个所述支撑柱(4)的一端连接于所述支撑盘(44)的上表面，另一端穿过所述基座(7)；
支撑柱升降机构，所述支撑柱升降机构设置于所述基座(7)的下方，所述支撑柱升降机构与所述支撑盘(44)传动连接，用于在所述基座(7)下降或上升时，通过所述支撑盘(44)支撑并带动所述支撑柱(4)进行升降运动，以带动所述晶片上升或下降。
2.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述晶片升降装置还包括调平板(8)，所述调平板(8)设置于所述反应腔室(1)的底壁上，用于调整所述支撑盘(44)的水平度。
3.根据权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，沿所述调平板(8)的周向上分布有多个导向孔(9)和多个螺纹孔(10)，所述导向孔(9)内设有定位销，所述定位销与所述反应腔室(1)的底壁连接，所述螺纹孔(10)内设有顶丝螺杆，用于调整所述调平板(8)的水平度。
4.根据权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，所述支撑柱升降机构包括沿所述调平板(8)的周向设置的多组传动连接件，每组传动连接件包括传动连接的主动件和从动件。
5.根据权利要求4所述的反应腔室，其特征在于，所述从动件包括依次铰接的第一连杆(42)、第二连杆(38)和第一支座(40)，所述第一支座(40)固定连接于所述调平板(8)上，所述第一连杆(42)的一端与所述支撑盘(44)铰接，另一端与所述第二连杆(38)的一端铰接，所述第一连杆(42)与所述第二连杆(38)之间形成第一可变夹角。
6.根据权利要求5所述的反应腔室，其特征在于，沿所述基座(7)的径向，所述主动件位于所述从动件的外侧，所述主动件包括第二支座(35)和第三连杆(33)，所述第二支座(35)固定连接于所述调平板(8)上，所述第三连杆(33)为人字形，包括第一杆部和第二杆部，所述第一杆部和所述第二杆部的连接处铰接于所述第二支座(35)上，所述第一杆部朝所述基座(7)延伸，所述第二杆部朝所述第二连杆(38)的下方延伸，并与所述第二连杆(38)接触；
所述基座(7)向下运动时，所述第三连杆(33)用于将所述基座(7)施加的作用力传导至所述第二连杆(38)上，以使所述第二连杆(38)绕所述第一支座(40)转动、所述第一可变夹角增大；所述第二连杆(38)用于支撑并带动所述支撑盘(44)向上运动，以带动所述支撑柱(4)向上运动；
所述基座(7)向上运动时，所述第三连杆(33)用于带动所述第二连杆(38)绕所述第一支座(40)向下回落、所述第一可变夹角变小；所述第二连杆(38)用于带动支撑盘(44)向下运动，以带动所述支撑柱(4)向下运动。
7.根据权利要求6所述的反应腔室，其特征在于，所述第二杆部的长度为L1，所述第二连杆(38)的长度为L2，L1<L2，所述第一支座(40)与所述第二支座(35)的距离为m，m满足L2<m<L2+L1。
8.根据权利要求4所述的反应腔室，其特征在于，所述支撑柱升降机构包括套设于所述升降轴的倒锥形环面(11)和沿所述调平板(8)的周向设置的多组连杆机构，每组连杆机构包括第四连杆(48)和第五连杆(49)，所述第四连杆(48)的一端铰接于所述支撑盘(44)的下表面，另一端通过铰接销铰接于所述第五连杆(49)，所述第五连杆(49)的一端与所述第四连杆(48)铰接，另一端铰接于所述调平板(8)的下表面，所述铰接销上可转动地连接滚轮(82)，所述滚轮(82)与所述倒锥形环面(11)相接触，所述第四连杆(48)与所述第五连杆(49)之间形成第二可变夹角；
所述基座(7)向下运动时，所述倒锥形环面(11)用于将所述基座(7)施加的作用力传导至所述滚轮(82)，以推动所述滚轮(82)沿径向向外运动、所述第二可变夹角增大；所述第四连杆(48)用于支撑并带动所述支撑盘(44)向上运动，以带动所述支撑柱(4)向上运动；
所述基座(7)向上运动时，所述滚轮(82)和所述第四连杆(48)用于通过重力作用，使所述第二可变夹角减小，以带动所述支撑盘(44)和所述支撑柱(4)向下运动。
9.根据权利要求8所述的反应腔室，其特征在于，所述调平板(8)的上表面设有沿其周向设置的多个支撑凸起(815)，所述滚轮(82)不受径向推力时，所述支撑盘(44)的下表面与所述支撑凸起(815)的上表面相接触。
10.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述基座上设有多个通孔，所述支撑盘(44)的上表面设有与所述多个通孔(814)相对应的多个凹槽(442)，所述支撑柱(4)的所述一端设置于所述凹槽(442)内，并与所述凹槽(442)内的底面接触连接，所述支撑柱的所述另一端穿过所述通孔。
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