CN113430504A - 一种晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，包括腔体、基座、夹紧结构、升降带动结构及升降驱动装置。本发明采用边缘挤压夹紧方式实现晶圆固定，夹紧力度可通过调节升降带动结构的重量进行精确控制，可避免出现夹持过松或过紧导致的滑片或变形问题。升降带动结构具有小巧、微动和可脱离的特点，可方便快捷实现晶圆与基座面板保持同步旋转，并且在旋转过程中不干涉升降驱动装置和其他周围零部件，从而提高了晶圆出入腔体的位置精度，为后道工艺提供良好的位置条件。此外，夹紧结构可与晶圆升降装置采用一体化结构设计，在完成升降晶圆的同时配合完成晶圆的不同夹持状态，不仅节约时间，还使得设备的结构简单化，有利于降低设备整体功耗。

Description

一种晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备
技术领域
本发明属于半导体集成电路制造技术领域，具体涉及一种晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备。
背景技术
化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，简称CVD）是半导体工业中广泛应用的用来沉积薄膜的技术，CVD设备包括反应腔和晶圆基座，当将两种或两种以上气态原材料导入反应腔时，气态原材料相互之间发生化学反应，形成一种新的材料并沉积到加热基座晶圆的表面上，形成一层沉积薄膜。为提高晶圆上CVD薄膜沉积的均匀性，现有公开技术中采用晶圆加热基座旋转的方式带动晶圆运动，旋转的方式有多种，常见的有：（1）单方向的匀速圆周旋转，特点是速度均匀；（2）单方向的变速圆周旋转，特点是速度会根据实际需要在旋转过程中发生变化；（3）往复式的变向旋转，特点是带动晶圆往复式旋转运动，由于往复运动的方向会发生逆向变化，晶圆受摩擦力的方向在旋转方向逆向变化时恰好相反，因此需要较大的紧固力量以防止晶圆在变向时发生滑片运动。并且，晶圆放置在往复式旋转加热盘上镀膜时，在往复旋转加减速时，未经约束或较小约束力的晶圆在基座表面极易发生相对滑动，产生位置偏差并可能造成划片，进一步还会导致机械抓手抓取晶圆时位置不准确，影响晶圆之后的处理工艺。
现有公开的晶圆固定方式，如果是采用压边缘的方式，则会造成边缘被压住的部分无法被溅镀上薄膜，并且有划片的风险；采用真空吸附的方式，仅能在非真空环境下进行，真空环境下的CVD腔体反应环境并不适于采用真空吸附的方式；现有的边缘夹紧的方式多采用在腔体两侧设置收缩夹紧装置，这样的夹紧装置有以下缺点：（1）夹紧力度不好控制，夹持过紧则会致使晶圆变形，夹持稍松便可能使晶圆在往复式旋转运动中产生滑动；（2）夹紧装置与晶圆升降装置各自为独立的结构，需要单独控制，致使整体腔体结构复杂，设备功耗较高。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，用于解决现有化学气相沉积设备的晶圆边缘夹紧方式中容易导致晶圆变形或滑动，且整体腔体结构复杂，设备功耗较高的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，包括：
腔体；
基座，包括基座面板及基座轴，所述基座面板位于所述腔体内以承载并加热晶圆，所述基座轴连接于所述基座面板的下表面以带动所述基座面板旋转；
夹紧结构，位于所述基座面板上方并包括均匀分布于所述基座面板边缘位置的至少两个夹紧部，所述夹紧部包括带动块与从动块，所述从动块套设于所述带动块四周并与所述带动块滑动连接；
升降带动结构，位于所述基座面板下方并与所述带动块连接，当所述升降带动结构带动所述带动块下降时，所述带动块推动所述从动块往靠近晶圆中心的方向运动以夹紧晶圆边缘，当所述升降带动结构带动所述带动块上升时，所述带动块推动所述从动块往远离晶圆中心的方向运动以脱离晶圆；
升降驱动装置，位于所述升降带动结构下方以驱动所述升降带动结构作升降运动，并在所述夹紧结构夹紧晶圆后脱离所述升降带动结构。
可选地，所述带动块包括自上而下依次设置且相连的上带动部与下带动部；所述从动块包括在所述基座面板边缘指向所述基座面板中心方向上依次设置且相连的第一从动部与第二从动部，所述第一从动部与所述第二从动部围成一容许所述带动块作升降运动的活动空间；所述上带动部朝向所述第二从动部的一面设有第一斜面，所述第一斜面的顶端与所述基座轴的垂直距离小于所述第一斜面的底端与所述基座轴的垂直距离，所述第二从动部朝向所述带动块的一面设有与所述第一斜面平行的第二斜面，当所述带动块下降时，所述第一斜面与所述第二斜面贴合且相对滑动以对所述第二从动部施加推动力；所述下带动部朝向所述第一从动部的一面设有第三斜面，所述第三斜面的顶端与所述基座轴的垂直距离小于所述第三斜面的底端与所述基座轴的垂直距离，所述第一从动部朝向所述带动块的一面设有与所述第三斜面平行的第四斜面，当所述带动块上升时，所述第三斜面与所述第四斜面贴合以对所述第一从动部施加推动力。
可选地，所述第一从动部与所述第二从动部之间通过紧固方式连接。
可选地，所述第二从动部背离所述带动块的一面与所要夹紧的晶圆的边缘轮廓相匹配。
可选地，所述第二从动部背离所述带动块的一面附有弹性层。
可选地，所述夹紧结构还包括与所述基座面板固定连接的一对滑轨块，所述滑轨块与所述基座面板之间形成侧面开口的滑轨空间，所述从动块侧面设有伸入所述滑轨空间的突出部以将所述从动块限制在晶圆的径向方向上移动。
可选地，所述升降带动结构包括支撑架及至少两个第一升降销，所述基座面板中设有至少两个第一通孔，所述第一升降销的顶端穿过所述第一通孔以与所述带动块连接，所述第一升降销的底端与所述支撑架连接。
可选地，所述第一通孔中嵌设有无油衬套，所述第一升降销穿过所述无油衬套的内通孔。
可选地，所述支撑架中设有容许所述基座轴穿过的轴通孔。
可选地，所述升降带动结构还包括至少三个第二升降销，所述第二升降销的底端与所述支撑架连接，所述基座面板中设有容许所述第二升降销通过的第二通孔；当所述升降带动结构带动所述带动块上升并使所述从动块脱离晶圆之后，所述升降带动结构继续带动所述第二升降销上升至高于所述基座面板的上表面以顶起晶圆使晶圆脱离所述基座面板；当所述升降带动结构带动所述第二升降销下降并使晶圆降落到所述基座面板的上表面之后，所述升降带动结构继续带动所述带动块下降以使所述从动块夹紧晶圆边缘。
可选地，所述第二升降销的顶端设有曲面突出头。
可选地，所述曲面突出头采用柔性材质。
可选地，当所述夹紧结构夹紧晶圆时，所述升降驱动装置脱离所述支撑架，所述夹紧结构对晶圆的夹紧力度与所述支撑架的重力正相关。
可选地，所述升降驱动装置包括相连的升降轴及驱动器，所述驱动器用于驱动所述升降轴作升降移动，所述腔体的底部设有容许所述升降轴穿过的穿孔，当所述驱动器驱动所述升降轴上升时，所述升降轴经由所述穿孔伸入所述腔体内以与所述升降带动结构接触。
可选地，所述基座轴用以带动所述基座面板进行往复式旋转。
如上所述，本发明的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备采用边缘挤压夹紧方式实现晶圆的固定，其中，夹紧力度可通过调节所述升降带动结构的重量进行精确控制，可避免出现夹持过松或过紧导致的滑片或变形问题。本发明的化学气相沉积设备中，升降带动结构具有小巧、微动和可脱离的特点，可方便快捷实现晶圆与基座面板保持同步旋转，并且在旋转过程中不干涉升降驱动装置和其他周围零部件，从而有效解决了晶圆在往复式旋转时不稳定的状态，提高了晶圆出入腔体的位置精度，为后道工艺提供良好的位置条件，有利于提高晶圆下道工艺镀膜的质量。此外，本发明的化学气相沉积设备中，所述夹紧结构可与晶圆升降装置采用一体化结构设计，在完成升降晶圆的同时配合完成晶圆的不同夹持状态，不仅节约时间，还使得化学气相沉积设备的结构简单化，有利于降低设备整体功耗。
附图说明
图1显示为本发明的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备的立体及剖面结构示意图。
图2显示为所述夹紧部的立体结构示意图。
图3显示为所述夹紧结构的分解结构示意图。
图4显示为当所述带动块下降时，所述第一斜面与所述第二斜面贴合的示意图。
图5显示为当所述带动块上升时，所述第三斜面与所述第四斜面贴合的示意图。
图6显示为所述升降带动结构与所述夹紧结构连接时的立体结构示意图。
图7显示为所述升降驱动装置的结构示意图。
图8显示为所述夹紧结构夹紧晶圆边缘的示意图。
图9显示为所述夹紧结构脱离晶圆的示意图。
元件标号说明：1 腔体，2 基座，201 基座面板，202 基座轴，203 第二通孔，3 夹紧结构，301带动块，301a 上带动部，301b 下带动部，302 从动块，302a 第一从动部，302b第二从动部，303 第一螺纹孔，304 第二螺纹孔，305 第一紧固螺丝，306 滑轨块，307 滑轨空间，308 突出部，309 第三螺纹孔，310 第二紧固螺丝，4 升降带动结构，401 支撑架，401a 环形支撑部，401b 第一支撑臂，401c 第二支撑臂，402 第一升降销，403 无油衬套，404 轴通孔，405 第二升降销，5 升降驱动装置，501 升降轴，502 驱动器，6 晶圆，A 第一斜面，B 第二斜面，C 第三斜面，D 第四斜面。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图9。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，请参阅图1，显示为该晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备的立体及剖面结构示意图，包括腔体1、基座2、夹紧结构3、升降带动结构4及升降驱动装置5，其中，所述基座2包括基座面板201及基座轴202，所述基座面板201位于所述腔体1内以承载并加热晶圆，所述基座轴202连接于所述基座面板201的下表面以带动所述基座面板201旋转；所述夹紧结构3位于所述基座面板201上方并包括均匀分布于所述基座面板201边缘位置的至少两个夹紧部，所述夹紧部包括带动块301与从动块302，所述从动块302套设于所述带动块301四周并与所述带动块301滑动连接；所述升降带动结构4位于所述基座面板201下方并与所述带动块301连接，当所述升降带动结构4带动所述带动块301下降时，所述带动块301推动所述从动块302往靠近晶圆中心的方向运动以夹紧晶圆边缘，当所述升降带动结构4带动所述带动块301上升时，所述带动块301推动所述从动块302往远离晶圆中心的方向运动以脱离晶圆；所述升降驱动装置5位于所述升降带动结构4下方以驱动所述升降带动结构4作升降运动，并在所述夹紧结构3夹紧晶圆后脱离所述升降带动结构4。
具体的，所述腔体1用于对晶圆进行化学气相沉积，所述基座轴202穿过所述腔体1的底面并延伸到所述腔体1外。
作为示例，所述基座轴202用以带动所述基座面板201进行往复式旋转，此处往复式旋转是指在360度圆周内进行正向或者反向的交叉往复旋转，不进行单一方向的周向循环旋转。当然，所述基座轴202也可根据需要带动所述基座面板201进行单一方向的周向循环旋转，此处不应过分限制本发明的保护范围。
具体的，所述夹紧结构3中，均匀分布于所述基座面板201边缘位置的夹紧部的数量可以根据需要进行调整，例如可以为2个、3个、4个等，本实施例中，所述夹紧部的数量以2个为例，分布于所述基座面板201边缘位置的相对两侧并对称设置。
作为示例，请参阅图2及图3，其中，图2显示为所述夹紧部的立体结构示意图，图3显示为所述夹紧结构3的分解结构示意图，其中，图3中还示出了所述升降带动结构4中与所述带动块301相连的第一升降销402，本实施例中，所述带动块301的下端具有螺纹孔（未图示），用于与所述第一升降销402相连接固定。
作为示例，如图3所示，所述带动块301包括自上而下依次设置且相连的上带动部301a与下带动部301b；所述从动块302包括在所述基座面板201边缘指向所述基座面板201中心方向上依次设置且相连的第一从动部302a与第二从动部302b，所述第一从动部302a与所述第二从动部302b围成一容许所述带动块301作升降运动的活动空间；所述上带动部301a朝向所述第二从动部302b的一面设有第一斜面A，所述第一斜面A的顶端与所述基座轴202的垂直距离小于所述第一斜面A的底端与所述基座轴202的垂直距离，所述第二从动部302b朝向所述带动块301的一面设有与所述第一斜面A平行的第二斜面B，所述下带动部301b朝向所述第一从动部302a的一面设有第三斜面C，所述第三斜面C的顶端与所述基座轴202的垂直距离小于所述第三斜面C的底端与所述基座轴202的垂直距离，所述第一从动部302a朝向所述带动块301的一面设有与所述第三斜面C平行的第四斜面D（图3所示角度未显露所述第四斜面D，可参见下述图4及图5）。其中，所述第三斜面C可以与所述第一斜面A平行设置。
作为示例，如图4所示，当所述带动块301下降时，所述第一斜面A与所述第二斜面B贴合且相对滑动以对所述第二从动部302b施加推动力使所述从动部往接近晶圆中心的方向移动。如图5所示，当所述带动块301上升时，所述第三斜面C与所述第四斜面D贴合以对所述第一从动部302a施加推动力使所述从动部往远离晶圆中心的方向移动。
作为示例，如图2-图5所示，所述第一从动部302a与所述第二从动部302b之间通过紧固方式连接。本实施例中，所述第一从动部302a位于所述活动空间的两侧位置各具有1个或多个第一螺纹孔303，所述第一螺纹孔303为通孔，所述第二从动部302b中具有与所述第一螺纹孔303一一对应的多个第二螺纹孔304，所述第二螺纹孔304为盲孔，第一紧固螺丝305穿过所述第一螺纹孔303并穿入所述第二螺纹孔304，将所述第一从动部302a和所述第二从动部302b固定连接。在其它实施例中，所述第一从动部302a与所述第二从动部302b的固定方式也可以根据需要进行调整，不以本实施例为限。
作为示例，如图2及图3所示，所述第二从动部302b背离所述带动块301的一面与所要夹紧的晶圆的边缘轮廓相匹配，例如可以为圆弧状或接近圆弧状。本实施例中，所述第二从动部302b背离所述带动块的一面还附有弹性层（未图示），所述弹性层可采用耐高温、耐腐蚀的橡胶材料或其它合适的柔性材质，用于当所述弹性层与晶圆边缘接触时夹紧（紧固）晶圆。
作为示例，如图2-图5所示，所述夹紧结构3还包括与所述基座面板201固定连接的一对滑轨块306，所述滑轨块306与所述基座面板201之间形成侧面开口的滑轨空间307，所述从动块302侧面设有伸入所述滑轨空间307的突出部308以将所述从动块302限制在晶圆的径向方向上移动。本实施例中，所述突出部308与所述第二从动部302b一体连接，并延伸至所述第一从动部302a的侧面。在其它实施例中，所述突出部308也可以与所述第一从动部302a一体连接并延伸至所述第二从动部302b侧面，或者所述突出部308也可以为两段式，分别与所述第一从动部302a及所述第二从动部302b一体连接。
作为示例，所述滑轨块306与所述基座面板201之间通过紧固方式连接，本实施例中，所述滑轨块306具有上下贯通的第三螺纹孔309（参见图3），所述基座面板201中设有与所述第三螺纹孔309相对应的第四螺纹孔（未图示），所述第四螺纹孔为盲孔，第二紧固螺丝310穿过所述第三螺纹孔309并伸入所述第四螺纹孔以将所述滑轨块306固定于所述基座面板201的边缘位置。
作为示例，请参阅图6，显示为所述升降带动结构4与所述夹紧结构3连接时的立体结构示意图，所述升降带动结构4包括支撑架401及至少两个第一升降销402，所述基座面板201中设有至少两个第一通孔（未图示），所述第一升降销402的顶端穿过所述第一通孔以与所述带动块301连接，所述第一升降销402的底端与所述支撑架401连接。本实施例中，所述第一通孔中嵌设有无油衬套403，所述第一升降销402穿过所述无油衬套403的内通孔。
作为示例，如图6所示，所述支撑架401中设有容许所述基座轴202穿过的轴通孔404。
作为示例，如图6所示，为了同时控制晶圆的升降与夹持状态，所述升降带动结构4还包括至少三个第二升降销405，所述第二升降销405的底端与所述支撑架401连接，所述基座面板201中设有容许所述第二升降销405通过的第二通孔203（请回头参见图1）；当所述升降带动结构4带动所述带动块301上升并使所述从动块302脱离晶圆之后，所述升降带动结构4继续带动所述第二升降销405上升至高于所述基座面板201的上表面以顶起晶圆使晶圆脱离所述基座面板201；当所述升降带动结构4带动所述第二升降销405下降并使晶圆降落到所述基座面板201的上表面之后，所述升降带动结构4继续带动所述带动块301下降以使所述从动块302夹紧晶圆边缘。
作为示例，所述第二升降销405的顶端设有曲面突出头，所述曲面突出头采用柔性材质，可以防止所述第二升降销405与晶圆接触时在晶圆表面上留下痕迹。
作为示例，如图6所示，所述支撑架401包括环形支撑部401a、第一支撑臂401b及第二支撑臂401c，所述环形支撑部401a环绕所述基座轴202，所述第一支撑臂401b的数量与所述夹紧部的数量相同，所述第二支撑臂401c的数量与所述第二升降销405的数量相同，所述第一支撑臂401b远离所述基座轴202的一端设有螺纹通孔以固定所述第一升降销402，所述第二支撑臂401c远离所述基座轴202的一端设有螺纹通孔以固定所述第二升降销405。
作为示例，如图6所示，两个所述第一支撑臂401b均与所述环形支撑部401a连接，三个所述第二支撑臂401c中，其中一个第二支撑臂401c与所述环形支撑部401a连接，另外两个第二支撑臂401c分别与不同的所述第一支撑臂401b连接。
需要指出的是，三个所述第二支撑臂401c也可均与所述环形支撑部401a连接。此外，在其它实施例中，所述支撑架401也可以设置为类蜘蛛网状或其它合适的图形，只要能实现稳定支撑功能即可，不以本实施例为限。
作为示例，请参阅图7，显示为所述升降驱动装置5的结构示意图，所述升降驱动装置5包括相连的升降轴501及驱动器502，所述驱动器502可包括电机或气缸，用于驱动所述升降轴501作升降移动，所述腔体1的底部设有容许所述升降轴501穿过的穿孔，当所述驱动器502驱动所述升降轴501上升时，所述升降轴501经由所述穿孔伸入所述腔体1内以与所述升降带动结构4接触，在所述升降轴501与所述升降带动结构4接触时，所述升降带动结构4可随所述升降轴501的升降而升降。
作为示例，当所述夹紧结构3夹紧晶圆时，所述升降驱动装置5脱离所述支撑架401，所述夹紧结构3对晶圆的夹紧力度与所述支撑架401的重力正相关。即所述支撑架401起到重力块的作用，通过本身的重力来对所述带动块301施加向下的作用力以此来带动所述带动块301向下移动并达到夹紧晶圆边缘的目的，并且可以通过调节重力块的重量来控制夹紧晶圆的力度。
作为示例，请参阅图8及图9，其中，图8显示为所述夹紧结构3夹紧晶圆6边缘的示意图，图9显示为所述夹紧结构3脱离晶圆6的示意图。
作为示例，本发明的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备的工作流程如下：
（1）晶圆上升过程：
初始状态设置为所述升降轴501与所述升降带动结构4分离，即所述升降轴501未接触所述支撑架401；
所述驱动器502驱动所述升降轴501上升直至与所述升降带动结构4接触；
所述升降轴501继续上升带动所述升降带动结构4一起上升；
所述升降带动结构4上升的同时，所述夹紧结构3的所述带动块301带动所述从动块302向远离晶圆中心的方向移动，所述第二从动部302b与晶圆6的边缘从夹紧状态逐渐变为脱离状态；随后，所述第二升降销405穿过所述基座面板201上的通孔将所述基座面板201上的晶圆6顶起直至晶圆6与所述基座面板201的上表面间隔一定距离（根据机械抓手的位置进行设定），即晶圆先脱离夹紧结构，后上升。
（2）下降过程：
初始状态设置为所述升降轴501将所述升降带动结构4顶至最高位置状态；
所述驱动器502驱动所述升降轴501下降，所述升降带动结构4随着所述升降轴501一起下降，直至与所述升降轴501分离；
所述升降带动结构4下降的同时，所述第二升降销405从所述基座面板201上的通孔中下降到低于所述基座面板201上表面的位置，此时晶圆6被放置在所述基座面板201的上表面；随着所述升降带动结构4的进一步下降，所述夹紧结构3的所述带动块301带动所述从动块302向靠近晶圆中心的方向移动，直至所述第二从动部302b与晶圆6的边缘从脱离状态逐渐变为夹紧状态，即晶圆先下降在所述基座面板201上放置好，后被所述夹紧结构3夹紧。其中，当所述夹紧结构3接触到晶圆6之后，所述升降驱动装置5继续下降直至与所述升降带动结构4分离，所述夹紧结构3对晶圆的夹紧力度由所述升降带动结构4的重力特别是所述支撑架401的重力决定。
综上所述，本发明的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备采用边缘挤压夹紧方式实现晶圆的固定，其中，夹紧力度可通过调节所述升降带动结构的重量进行精确控制，可避免出现夹持过松或过紧导致的滑片或变形问题。本发明的化学气相沉积设备中，升降带动结构具有小巧、微动和可脱离的特点，可方便快捷实现晶圆与基座面板保持同步旋转，并且在旋转过程中不干涉升降驱动装置和其他周围零部件，从而有效解决了晶圆在往复式旋转时不稳定的状态，提高了晶圆出入腔体的位置精度，为后道工艺提供良好的位置条件，有利于提高晶圆下道工艺镀膜的质量。此外，本发明的化学气相沉积设备中，所述夹紧结构可与晶圆升降装置采用一体化结构设计，在完成升降晶圆的同时配合完成晶圆的不同夹持状态，不仅节约时间，还使得化学气相沉积设备的结构简单化，有利于降低设备整体功耗。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (15)

1.一种晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，其特征在于，包括：
腔体；
基座，包括基座面板及基座轴，所述基座面板位于所述腔体内以承载并加热晶圆，所述基座轴连接于所述基座面板的下表面以带动所述基座面板旋转；
夹紧结构，位于所述基座面板上方并包括均匀分布于所述基座面板边缘位置的至少两个夹紧部，所述夹紧部包括带动块与从动块，所述从动块套设于所述带动块四周并与所述带动块滑动连接；
升降带动结构，位于所述基座面板下方并与所述带动块连接，当所述升降带动结构带动所述带动块下降时，所述带动块推动所述从动块往靠近晶圆中心的方向运动以夹紧晶圆边缘，当所述升降带动结构带动所述带动块上升时，所述带动块推动所述从动块往远离晶圆中心的方向运动以脱离晶圆；
升降驱动装置，位于所述升降带动结构下方以驱动所述升降带动结构作升降运动，并在所述夹紧结构夹紧晶圆后脱离所述升降带动结构。
2.根据权利要求1所述的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，其特征在于：所述带动块包括自上而下依次设置且相连的上带动部与下带动部；所述从动块包括在所述基座面板边缘指向所述基座面板中心方向上依次设置且相连的第一从动部与第二从动部，所述第一从动部与所述第二从动部围成一容许所述带动块作升降运动的活动空间；所述上带动部朝向所述第二从动部的一面设有第一斜面，所述第一斜面的顶端与所述基座轴的垂直距离小于所述第一斜面的底端与所述基座轴的垂直距离，所述第二从动部朝向所述带动块的一面设有与所述第一斜面平行的第二斜面，当所述带动块下降时，所述第一斜面与所述第二斜面贴合且相对滑动以对所述第二从动部施加推动力；所述下带动部朝向所述第一从动部的一面设有第三斜面，所述第三斜面的顶端与所述基座轴的垂直距离小于所述第三斜面的底端与所述基座轴的垂直距离，所述第一从动部朝向所述带动块的一面设有与所述第三斜面平行的第四斜面，当所述带动块上升时，所述第三斜面与所述第四斜面贴合以对所述第一从动部施加推动力。
3.根据权利要求2所述的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，其特征在于：所述第一从动部与所述第二从动部之间通过紧固方式连接。
4.根据权利要求2所述的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，其特征在于：所述第二从动部背离所述带动块的一面与所要夹紧的晶圆的边缘轮廓相匹配。
5.根据权利要求4所述的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，其特征在于：所述第二从动部背离所述带动块的一面附有弹性层。
6.根据权利要求1所述的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，其特征在于：所述夹紧结构还包括与所述基座面板固定连接的一对滑轨块，所述滑轨块与所述基座面板之间形成侧面开口的滑轨空间，所述从动块侧面设有伸入所述滑轨空间的突出部以将所述从动块限制在晶圆的径向方向上移动。
7.根据权利要求1所述的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，其特征在于：所述升降带动结构包括支撑架及至少两个第一升降销，所述基座面板中设有至少两个第一通孔，所述第一升降销的顶端穿过所述第一通孔以与所述带动块连接，所述第一升降销的底端与所述支撑架连接。
8.根据权利要求7所述的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，其特征在于：所述第一通孔中嵌设有无油衬套，所述第一升降销穿过所述无油衬套的内通孔。
9.根据权利要求7所述的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，其特征在于：所述支撑架中设有容许所述基座轴穿过的轴通孔。
10.根据权利要求7所述的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，其特征在于：所述升降带动结构还包括至少三个第二升降销，所述第二升降销的底端与所述支撑架连接，所述基座面板中设有容许所述第二升降销通过的第二通孔；当所述升降带动结构带动所述带动块上升并使所述从动块脱离晶圆之后，所述升降带动结构继续带动所述第二升降销上升至高于所述基座面板的上表面以顶起晶圆使晶圆脱离所述基座面板；当所述升降带动结构带动所述第二升降销下降并使晶圆降落到所述基座面板的上表面之后，所述升降带动结构继续带动所述带动块下降以使所述从动块夹紧晶圆边缘。
11.根据权利要求10所述的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，其特征在于：所述第二升降销的顶端设有曲面突出头。
12.根据权利要求11所述的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，其特征在于：所述曲面突出头采用柔性材质。
13.根据权利要求7所述的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，其特征在于：当所述夹紧结构夹紧晶圆时，所述升降驱动装置脱离所述支撑架，所述夹紧结构对晶圆的夹紧力度与所述支撑架的重力正相关。
14.根据权利要求1所述的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，其特征在于：所述升降驱动装置包括相连的升降轴及驱动器，所述驱动器用于驱动所述升降轴作升降移动，所述腔体的底部设有容许所述升降轴穿过的穿孔，当所述驱动器驱动所述升降轴上升时，所述升降轴经由所述穿孔伸入所述腔体内以与所述升降带动结构接触。
15.根据权利要求1所述的晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备，其特征在于：所述基座轴用以带动所述基座面板进行往复式旋转。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113774352A (zh) * 2021-11-11 2021-12-10 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 一种往复旋转升降的气相沉积设备
CN115948720A (zh) * 2023-03-14 2023-04-11 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 薄膜沉积设备
CN116254599A (zh) * 2023-05-16 2023-06-13 南京原磊纳米材料有限公司 一种外延用动密封沉积装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6511543B1 (en) * 1997-12-23 2003-01-28 Unaxis Balzers Aktiengesellschaft Holding device
CN105609462A (zh) * 2016-01-05 2016-05-25 天津华海清科机电科技有限公司 晶圆夹持机构
CN106571331A (zh) * 2016-10-31 2017-04-19 长春光华微电子设备工程中心有限公司 一种晶圆蓝膜张紧和角度调节装置
CN209592004U (zh) * 2019-04-03 2019-11-05 杭州载力科技有限公司 一种半导体晶圆设备搬运的定位夹具
JP2019201047A (ja) * 2018-05-14 2019-11-21 東京エレクトロン株式会社 クリーニング方法及び基板処理装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6511543B1 (en) * 1997-12-23 2003-01-28 Unaxis Balzers Aktiengesellschaft Holding device
CN105609462A (zh) * 2016-01-05 2016-05-25 天津华海清科机电科技有限公司 晶圆夹持机构
CN106571331A (zh) * 2016-10-31 2017-04-19 长春光华微电子设备工程中心有限公司 一种晶圆蓝膜张紧和角度调节装置
JP2019201047A (ja) * 2018-05-14 2019-11-21 東京エレクトロン株式会社 クリーニング方法及び基板処理装置
CN209592004U (zh) * 2019-04-03 2019-11-05 杭州载力科技有限公司 一种半导体晶圆设备搬运的定位夹具

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113774352A (zh) * 2021-11-11 2021-12-10 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 一种往复旋转升降的气相沉积设备
CN115948720A (zh) * 2023-03-14 2023-04-11 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 薄膜沉积设备
CN115948720B (zh) * 2023-03-14 2023-06-02 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 薄膜沉积设备
CN116254599A (zh) * 2023-05-16 2023-06-13 南京原磊纳米材料有限公司 一种外延用动密封沉积装置
CN116254599B (zh) * 2023-05-16 2023-08-08 南京原磊纳米材料有限公司 一种外延用动密封沉积装置

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