CN113437012A - 半导体工艺腔室和半导体工艺设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种半导体工艺腔室和一种半导体工艺设备，该半导体工艺腔室包括：腔体；基座，包括基座轴以及设置于腔体内的基座盘，基座轴的一端支撑于基座盘底部，基座轴的另一端贯穿腔体底壁伸出至腔体外部；顶针机构，包括顶针轴，以及设置于腔体内的顶针盘和设置于顶针盘上的多个顶针，顶针轴的一端支撑于顶针盘底部，顶针轴的另一端贯穿腔体底壁伸出至腔体外部；驱动装置，位于腔体外部，与基座轴和顶针轴均相连，用于驱动基座轴和顶针轴实现同步反向移动。上述半导体工艺设备的驱动结构控制简单，成本较低。
Description
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种半导体工艺腔室和一种半导体工艺设备。
背景技术
半导体设备需要将晶圆(wafer)从大气端传输到半导体设备的工艺腔室内。为实现这一功能，通常由机械手进行晶圆的中间传递。机械手具有XY平面(水平面)内的水平移动功能，部分还可以具备在Z轴方向上的升降功能。而出于成本考虑，部分半导体设备的机械手是不带Z轴方向升降功能的。
半导体设备的腔室内具有用于承载晶圆的基座，根据工艺的不同，基座可以是ESC(静电卡盘)，加热基座等。可以通过电机，在Z轴(垂直方向)方向上调整基座的高度，使其位于理想的工艺位置。基座上通常有通孔，对应的顶针穿过通孔，顶针通过对应的电机同样可实现垂直方向运动。在机械手不具备Z轴升降功能的情况下，需要通过顶针的运动来完成取放片。
现有技术中，需要两个电机分别驱动基座及顶针的升降，以配合机械手完成取片和放片过程，设备成本较高。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种半导体工艺腔室和一种半导体工艺设备，以解决现有的半导体工艺设备的成本较高的问题。
本申请提供一种半导体工艺腔室，包括：腔体、基座、顶针机构以及驱动装置；所述基座包括基座轴以及设置于所述腔体内的基座盘，所述基座轴的一端支撑于所述基座盘底部，所述基座轴的另一端贯穿所述腔体底壁伸出至所述腔体外部；所述顶针机构包括顶针轴，以及设置于所述腔体内的顶针盘和设置于所述顶针盘上的多个顶针，所述顶针轴的一端支撑于所述顶针盘底部，所述顶针轴的另一端贯穿所述腔体底壁伸出至所述腔体外部；所述驱动装置位于所述腔体外部，与所述基座轴和所述顶针轴均相连，用于驱动所述基座轴和所述顶针轴实现同步反向移动。
可选的，所述驱动装置包括电机和传动机构；所述传动机构包括两个子传动机构，其中一个子传动机构连接于所述基座轴和所述电机之间，用于将所述电机的旋转运动传导至所述基座，驱动所述基座沿基座轴长度方向移动；另一个子传动机构，连接于所述顶针轴和所述电机之间，用于将所述电机的旋转运动传导至所述顶针机构，驱动所述顶针机构与所述基座同时进行反向移动。
可选的，所述两个子传动机构分别为第一子传动机构和第二子传动机构；所述第一子传动机构包括：第一丝杠和第一丝母抱块；所述第一丝杠一端连接至所述电机，由所述电机驱动而转动；所述第一丝母抱块的一端套设于所述第一丝杠上，且所述第一丝母抱块的内螺纹与所述第一丝杠的螺纹啮合，在所述第一丝杠转动时能够沿所述第一丝杠移动，所述第一丝母抱块的另一端与所述基座轴和所述顶针轴中的一者固定连接；所述第二子传动机构包括传导组件、第二丝杠和第二丝母抱块；所述传导组件连接所述第一丝杠和第二丝杠，将第一丝杠的转动传递至所述第二丝杠，以驱动所述第二丝杠转动；所述第二丝母抱块一端套设于所述第二丝杠上，且所述第二丝母抱块的内螺纹与所述第二丝杠的螺纹啮合，在所述第二丝杠转动时能够沿所述第二丝杠移动，所述第二丝母抱块的另一端与所述基座轴和所述顶针轴中的另一者固定连接。
可选的，所述传导组件包括第一齿轮、第二齿轮以及皮带；所述第一齿轮中心固定套设于所述第一丝杠上，随所述第一丝杠同步转动；所述第二齿轮中心固定套设于所述第二丝杠上，以驱动所述第二丝杠随所述第二齿轮同步转动；所述皮带套设于所述第一齿轮和第二齿轮的轮缘上，所述皮带内侧具有凸齿，与所述第一齿轮和所述第二齿轮轮缘上的齿槽啮合。
可选的，所述传导组件包括齿轮组，所述齿轮组包括多个依次啮合的齿轮；所述齿轮组首端的第一齿轮套设并固定于所述第一丝杠上，随所述第一丝杠同步转动；所述齿轮组末端的第二齿轮套设并固定于所述第二丝杠上，以驱动所述第二丝杠随所述第二齿轮同步转动；相邻的齿轮之间反向运动。
可选的，所述第一齿轮和第二齿轮分别固定于所述第一丝杠和第二丝杠的底部；或者，所述第一齿轮和第二齿轮分别固定于所述第一丝杠和第二丝杠的顶部。
可选的，所述第一丝杠和第二丝杠的螺纹方向相反。
可选的，所述齿轮组具有偶数个齿轮，所述第一丝杠和所述第二丝杠的螺纹方向相同；或者，所述齿轮组具有奇数个齿轮，所述第一丝杠和所述第二丝杠的螺纹方向相反。
可选的，所述第一齿轮和第二齿轮的齿数比等于所述顶针和所述基座盘传递晶圆时的预设移动距离之比。
为解上述问题，本申请还提供一种半导体工艺设备，包括上述任一项所述的半导体工艺腔室。
本申请上述半导体工艺设备的驱动装置能够同时驱动所述基座盘和顶针反向移动，在基座盘上升时，顶针下降；基座盘下降时，顶针上升，仅需要一个驱动装置，就能够完成对基座盘和顶针的运动控制，因此可以降低半导体工艺设备的成本。
进一步的，由于上述基座盘和顶针能够同步反向移动，可以简化所述基座盘和顶针的驱动控制过程，从而简化取送片步骤，提高取送片效率。
进一步的，所述驱动装置仅包括单个电机，同时驱动基座盘和顶针的运动，可以降低设备成本，且减少电机控制数量。
进一步的，由于电机对所述基座和顶针结构的驱动方向相反，基座和顶针机构受到的外力传导至电机上会对电机产生相反方向的扭矩力，可以降低在静态状态下，电机的负载。并且，在电机驱动基座或顶针机构运动时，由于顶针机构和基座向电机传导的扭矩力能够部分相互抵消，从而可以降低电机驱动基座或顶针机构运动时需要的功率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a至1d是一个现有技术的放片过程的示意图；
图2是本申请一实施例的半导体工艺的结构示意图；
图3是本申请一实施例的半导体工艺设备的传导组件的结构示意图；
图4是本申请一实施例的半导体工艺设备的传导组件的结构示意图；
图5a至图5c是本申请一实施例的半导体工艺设备的送片过程的示意图；
图6是本发明一实施例的机械手撤出时的安全距离的示意图。
具体实施方式
如背景技术中所述，现有技术的半导体工艺设备的基座和顶针需要通过两个电机分别进行驱动，成本较高。
请参考图1a至图1d，为一个典型的放片(wafer)过程的示意图。
包括如下步骤：
步骤1：图1a，基座1和顶针6都在低位，机械手31带着晶圆32伸进腔室。其中顶针6固定于顶针盘上。
步骤2：图1b，顶针6上升，取下晶圆32；
步骤3：图1c，机械手31撤出腔室；
步骤4：图1d，顶针6携带晶圆32下降，将晶圆32放置在基座1上，至此放片过程完成。随后可将基座1上升到工艺位，进行工艺。
而取片流程则与此相反。
上述步骤，需要配置两个电机分别控制顶针和基座的升降，成本较高，且步骤繁琐。
为了解决上述问题，本申请提出一种新的方案，通过单个电机同步实现基座和顶针的升降控制，降低成本，简化取放片流程。
下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
请参考图2，为本发明一实施方式的半导体工艺设备的结构示意图。
图2示出了半导体工艺设备的工艺腔室，半导体工艺腔室包括：腔体100、基座110、顶针机构120以及驱动装置130。
腔体100包括腔体壁围成的密闭腔室，半导体工艺在腔体100内进行。腔体100具有一传输口101，在晶圆进入或离开腔体100时，传输口101开启，在工艺进行过程中，传输口101关闭，保持腔体100内部真空状态。腔体100还包括进气口，通过气体管路连接至气体源140，用于在需要时向腔体100内通入气体。
基座110可升降的设置于腔体100内。具体的，基座110包括基座盘111以及基座轴112。基座盘111表面用于放置待处理的晶圆。基座盘111可以为加热盘或者静电卡盘，根据半导体工艺设备的不同的工艺类型，合理选择合适类型的基座盘111。
基座轴112的一端支撑于基座盘111底部，另一端贯穿腔体100底壁102伸出至腔体100外部。基座轴112由外部驱动装置130驱动，可以进行升降运动，从而带动基座盘111升降，调整基座盘111的位置。基座轴112与腔体100的底壁102之间通过密封件114密封固定，密封件114可以采用磁流体密封件。基座轴112位于腔体100内的部分外壁套设有波纹管113，波纹管113的一端通过法兰与基座盘111底部密封固定连接，另一端通过法兰密封固定于腔体100底壁102内侧。波纹管113具有波纹状侧壁，为采用可折叠波纹片沿折叠伸缩方向连接成的管状结构，具有一定的弹性，表面上具有一系列平行脊和凹槽，可以提供基座盘111升降所需要的伸缩高度，同时确保腔体100内的真空。
顶针机构120，可升降的设置于腔体100内，包括顶针轴123，以及设置于腔体100内的顶针盘121和设置于顶针盘121上的多个顶针122。顶针轴123的一端支撑于顶针盘121底部，顶针轴123的另一端贯穿腔体100的底壁102伸出至腔体100外部。基座盘111具有通孔，顶针122与通孔正对，顶针122上升后，能够从通孔内穿过。顶针轴123与腔体100的底壁102之间通过密封件125密封固定，密封件125可以采用磁流体密封件。顶针轴123位于腔体100内的部分外壁套设有波纹管124，波纹管124的一端通过法兰与顶针盘121底部密封固定连接，另一端通过法兰密封固定于腔体100的底壁102内侧。
驱动装置130，位于腔体100外部，与基座轴112和顶针轴123均相连，用于驱动基座轴112和顶针轴123实现同步反向移动，例如同时作相对反向的移动。
具体的，驱动装置130包括电机1300以及传动机构，传动机构连接于基座轴112和电机1300之间，以及顶针轴123和电机1300之间，用于随电机1300转动驱动基座轴112和顶针轴123作反向运动。传动机构包括两个子传动机构，其中一个子传动机构连接于基座轴112和电机1300之间，用于将电机1300的旋转运动传导至基座110，驱动基座110沿基座轴112长度方向移动；另一个子传动机构，连接于顶针轴123和电机1300之间，用于将电机1300的旋转运动传导至顶针机构120，驱动顶针机构120与基座110进行反向移动。
该实施例中，传动机构130包括：第一子传动机构1310和第二子传动机构1320。第一子传动机构1310连接于基座轴112和电机1300之间，用于将电机1300的旋转运动传导至基座110，驱动基座110沿基座轴112长度方向移动。第二子传动机构1320，连接于顶针机构120和电机1300之间，用于将电机1300的旋转运动传导至顶针机构120，驱动顶针机构120与基座110进行反向移动。
具体的，该实施例中，第一子传动机构1310包括：第一丝杠1311和第一丝母抱块1312；第一丝杠1311一端连接至电机1300，由电机1300驱动而转动；第一丝母抱块1312一端套设于第一丝杠1311上，另一端与基座轴112固定连接，第一丝母抱块1312的内螺纹与第一丝杠1311的螺纹啮合，在第一丝杠1311转动时能够沿第一丝杠1311移动。第一丝杠1311的一端可以通过焊接等方式与电机1300的转轴固定，电机1300启动时，第一丝杠1311随电机1300的转轴转动。由于第一丝杠1311表面具有螺纹，且丝母抱块1312的内螺纹与第一丝杠1311表面的螺纹啮合，随着第一丝杠1311转动，驱动丝目抱块1312沿第一丝杠1311的长度方向移动，进而带动基座轴112升降。
第二子传动机构1320包括传导组件、第二丝杠1321和第二丝母抱块1322。传导组件连接于第一丝杠1311和第二丝杠1321，将第一子传动机构1310内的第一丝杠1311的转动传递至第二子传动机构1320的第二丝杠1321，以驱动第二丝杠1321转动。第二丝母抱块1322一端套设于第二丝杠1321上，另一端与顶针轴123固定连接，第二丝母抱块1322的内螺纹与第二丝杠1321的螺纹啮合，在第二丝杠1321转动时能够沿第二丝杠1321移动，从而带动顶针轴123升降。
在一些实施例中，传导组件将第一丝杠1311的转动反向传递至第二丝杠1321，使得第二丝杠1321的转动方向与第一丝杠1311的转动方向相反；且第二丝杠1321的螺纹方向与第一丝杠1311的螺纹方向相同，使得第二丝母抱块1322与第一丝母抱块1312反向运动，导致基座盘111上升时，顶针122下降，而基座盘111下降时，顶针122上升。其中，下降是指沿朝向腔体底壁102方向的移动，上升是指沿背离腔体底壁102方向的移动。
在另一些实施例中，传导组件将第一丝杠1311的转动同向传递至第二丝杠1321，使得第二丝杠1321的转动方向与第一丝杠1311的转动方向一致；且第二丝杠1321的螺纹方向与第一丝杠1311的螺纹方向相反，使得第二丝母抱块1322与第一丝母抱块1312反向运动，导致基座盘111上升时，顶针122下降，而基座盘111下降时，顶针122上升。
请参考图3，为本发明一实施例中的传导组件的结构示意图。
该实施例中，传导组件将第一丝杠1311的转动同向传递至第二丝杠1321。具体的，传导组件包括第一齿轮1323、第二齿轮1325以及皮带1324。图2中，仅示出了传导组件的皮带1324。
第一齿轮1323固定于第一丝杠1311上，随第一丝杠1311同步转动；第二齿轮1325固定于第二丝杠1321上，以驱动第二丝杠1321随第二齿轮1325同步转动。具体的，第一齿轮1323的中心303和第二齿轮1325的中心305可以通过焊接与第一丝杠1311、第二丝杠1321分别固定为一体，也可以通过带键轴套设在第一丝杠1311、第二丝杠1321上等方式，分别与第一丝杠1311和第二丝杠1321相对固定连接，使得第一齿轮1323和第一丝杠1311之间同步转动，以及第二齿轮1325与第二丝杠1321之间同步转动。皮带1324套设于第一齿轮1323和第二齿轮1325的轮缘上，皮带1324内侧具有凸齿301，与第一齿轮1323和第二齿轮1325轮缘上的齿槽302啮合。当第一丝杠1311随电机1300转动，例如顺时针转动时，带动第一齿轮1323顺时针转动，进一步带动皮带1324顺时针转动，同时皮带1324进一步带动第二齿轮1325顺时针转动，第二齿轮1325带动第二丝杠1321顺时针转动。此时，第二丝杠1321的螺纹方向与第一丝杠1311的螺纹方向相反，即可使得第二丝母抱块1322与第一丝母抱块1311反向移动。
第一齿轮1323和第二齿轮1325设置于同一平面内，该实施例中，第一齿轮1323固定于第一丝杠1311的底部，第二齿轮1325固定于第二丝杠1321的底部。在其他实施例中，第一齿轮1323和第二齿轮1325还可以分别固定于第一丝杠1311和第二齿轮1325的顶部，或者其他位置，只要不影响第一丝母抱块1312和第二丝母抱块1322的移动即可。
请参考图4，为本发明另一实施例的传导组件的结构示意图。
该实施例中，传导组件将第一丝杠1311的转动反向传递至第二丝杠1321。
具体的，传导组件包括齿轮组，齿轮组包括若干依次啮合的齿轮，包括：位于齿轮组首端的第一齿轮411、与第一齿轮411啮合的第三齿轮413，与第三齿轮413啮合的第四齿轮414以及与第四齿轮414啮合的位于齿轮组末端的第二齿轮412。第一齿轮411固定于第一丝杠1311上，随第一丝杠1311同步转动；齿轮组末端的第二齿轮412固定于第二丝杠1321上，以驱动第二丝杠1321随第二齿轮412同步转动。具体的，第一齿轮411的中心4111和第二齿轮412的中心4121可以通过焊接与第一丝杠1311、第二丝杠1321固定为一体，也可以通过带键轴套设在第一丝杠1311、第二丝杠1321上等方式，分别与第一丝杠1311和第二丝杠1321相对固定连接。
齿轮组内各个齿轮之间依次啮合(图4中未示出各个齿轮的凸齿)，以第一齿轮411作为主动轮，将第一丝杠1311的转动依次传递至第二齿轮412，相邻齿轮之间反向转动。具体的，当第一丝杠1311随电机1300转动，例如顺时针转动时，带动第一齿轮411顺时针转动，第一齿轮411带动第三齿轮413逆时针转动，第三齿轮413进一步带动第四齿轮414顺时针转动，第四齿轮414又进一步带动第二齿轮412逆时针转动，进而带动第二丝杠1321逆时针转动，与1311反向转动。此时，第二丝杠1321的螺纹方向与第一丝杠1311的螺纹方向相同，即可使得第二丝母抱块1322与第一丝母抱块1311反向移动。
第一齿轮411、第三齿轮413、第四齿轮414以及第二齿轮412均位于同一平面内，且设置于一限位元件420内，以固定各个齿轮的位置。第一齿轮411和第二齿轮412分别固定于第一丝杠1311和第二丝杠1321的底部；或者，第一齿轮411和第二齿轮412分别固定于第一丝杠1311和第二丝杠1321的顶部。
在其他实施例中，传导组件的齿轮组还可以包括其他数量的齿轮，当齿轮组具有偶数个齿轮时，用于将第一丝杠1311的转动反向传递至第二丝杠1321，第一丝杠1311和第二丝杠1321的螺纹方向相同；当齿轮组具有奇数个齿轮时，用于将第一丝杠1311的转动同向传递至第二丝杠1321，第一丝杠1311和第二丝杠1321的螺纹方向相反。
请参考图5a至图5c，为本发明一实施例的半导体工艺设备送片的过程示意图。
请参考图5a，电机1300转动，使顶针122和基座盘111均相对于机械手501处于低位，机械手501携带晶圆502伸进腔体100内。
请参考图5b，电机1300带动第一丝杠1311向下运动，带动顶针122向上运动，顶针122将晶圆502从机械手501上顶起，支撑于顶针122上后，机械手501撤离腔体100。
请参考图5c，电机1300带动第一丝杠1311向上运动，使得基座盘111升高，同时顶针122下降，当顶针122顶部下降至基座盘111表面以下，晶圆502被放置于基座盘111上。后续，可以继续升高基座盘111至工艺位置。
取片过程与上述步骤相反：基座盘111下降，同时顶针122上升，将晶圆502顶起；机械手进入腔体100内，进入晶圆502下方；顶针122下降，当顶针122顶部下降至机械手501表面下方，晶圆502被置于机械手501上，由机械手501带出腔体100外；顶针122下降的同时，基座盘111上升。
在其他实施例中，也可以采用第一子传动机构1310驱动顶针机构120移动，即第一丝母抱块1312连接顶针轴123；采用第二子传动机构1320驱动基座110移动，即第二丝母抱块1322连接基座轴112；此时，电机1300驱动顶针机构120移动的同时，带动基座110进行反向移动，整个过程的传动原理与上述实施例中相同，在此不再赘述。
上述半导体工艺设备的驱动装置仅包括一个电机，能够同时驱动基座盘和顶针反向移动，在基座盘上升时，顶针下降；基座盘下降时，顶针上升，无需单独驱动基座盘和顶针的运动，仅需要一个电机，可以降低设备成本，简化电机控制程序。且由于上述基座盘和顶针能够同步反向移动，可以简化取送片步骤，提高取送片效率。
由于基座盘和顶针同步反向运动，设计时需要对腔体100的空间有足够的考量。由于基座盘在上升至工艺位置时，需要持续上升，导致顶针会持续下间，需要给顶针的下降预留足够的空间，或者通过调整顶针和基座盘的移动速率，减小顶针的下降位移。在一些实施例中，可以通过调整第一丝杠1311和第二丝杠1321的螺距比，和/或调整传导组件中的连接第一丝杠1311的第一齿轮，以及连接第二丝杠1321的第二齿轮的齿数比，来调整顶针和基座盘的移动速率比。一个实施例中，在第一丝杠1311和第二丝杠1321螺距相同的情况下，第一齿轮和第二齿轮的齿数比等于顶针和基座盘传递晶圆时的预设移动距离之比。预设移动距离可以为腔体100空间允许情况下的顶针和基座盘的最大移动距离。
请参考图6，为本发明一实施例的机械手撤出时的安全距离的示意图。
假设机械手501撤出时，离晶圆502和基座盘111的安全距离H1＝H2＝3mm，机械手501的厚度假设为h＝2mm。
在如图5a所示的初始状态下，假设顶针122的顶部与基座盘111的上表面齐平，此时位置均设为0位。顶针122需要整体向上运动至L4＝H1+H2+h＝3mm+3mm+2mm＝8mm，即可实现安全将晶圆502从机械手501上取下来。那么在第一齿轮1323和第二齿轮1325齿数比为1：1(即第一丝杠和第二丝杠转速相同)，两丝杠的螺距比也为1：1条件下，基座盘111需要向下运动到L5＝-L4＝-8mm，即可实现取放片。基座盘111与顶针122的顶针盘121的距离为L1，L1的距离要求大于顶针122将晶圆502顶起来前后，基座盘111与顶针122相对运动距离之和，即L1>L4+|L5|，以避免基座盘111与顶针盘121相撞，例如，L1＝30mm。在晶圆位于基座盘111上之后，基座盘111需要继续上升至工艺位，同时顶针122继续下降。假设基座盘111的工艺位L2＝+80mm，则此时顶针122将要下降到L3＝-80mm的位置，那么整个运动空间(即基座盘在工艺位置时，基座盘表面至顶针盘之间的距离)至少需要L2+|L3|+L1＝190mm。
上述条件下，如果将第一齿轮1323和第二齿轮1325的齿数比改为1：2，第一丝杠1311的转速为第二丝杠1321转速的2倍，那么要达到顶针122向上运动L1＝+8mm，基座盘111需要向下运动L5’＝-16mm。而当基座盘升到L2＝+80mm处，顶针122会下降到L3’＝-40mm处。整个运动空间为L2+|L3’|+L1＝150mm，减小了对整个运动空间的需求。但会同时增加了对基座盘本身行程的要求，基座盘111的行程由原来的|L5|+L2＝88mm提高到|L5’|+L2＝96mm，也增大了初始位时对基座盘111与顶针盘121之间的距离要求，由原来的大于L4+|L5|＝16mm增大到大于L4+|L5’|＝24mm。
因此，传送组件中的连接至第一丝杠1311的第一齿轮和连接至第二丝杠1321的第二齿轮的齿数比的选择，需要根据不同的腔体所能提供的空间进行综合设计。在其他实施例中，也可以通过调整第一丝杆1311与第二丝杆1321的螺距来调整基座盘111与顶针122的相对运动速率。例如当第一丝杠和第二丝杠的螺距比为2：1，第一齿轮1323和第二齿轮1325的齿数比为1：1，第一丝杠1311的转速与第二丝杠1321转速相同，但是第一丝母抱块1312的移动速率与第二丝母抱块1322的移动速率之比为2：1。要达到顶针122向上运动L1＝+8mm，基座盘111需要向下运动L5’＝-16mm。可以根据腔体100的空间限制，合理设置第一齿轮、第二齿轮的齿数比，以及第一丝杠1311和第二丝杠1321的螺距。
进一步的，在实际应用中，由于需要支撑基座110和顶针机构120的重量，驱动装置的电机在静态状态下，依旧会受到基座110的重力G1和顶针机构120的重力G2传导的扭矩力的作用。在大气条件下，现有技术中，基座和顶针机构由各自的电机驱动，两个电机分别受到向下的重力G1和重力G2的影响。而在本申请的技术方案中，由于连接基座110的第一子传导机构1310和连接顶针机构120的第二子传导结构1320的运动传导方向是相反的，假设基座的重力G1传导到第一丝杠1311上为顺时针旋转的扭矩力，则顶针机构的重力G2传导过来的则刚好是反方向逆时针的扭矩力，这两个反方向的扭矩力相会抵消，降低了静态状态下的电机负载要求。
而在工艺过程中，由于基座110和顶针机构120的部分位于腔体100内，部分位于大气环境下。由于大气环境与真空环境的压强差，会对基座110和顶针机构120施加向上(朝向腔体顶部方向)的真空力，且该真空力通常大于自身的重力，基座110和顶针机构120受到的真空力和重力的合力向上。同样，由于第一子传导机构1310和连接顶针机构120的第二子传导结构1320的运动传导方向是相反的，基座110受到的合力与顶针机构120受到的合力传导至电机1300上，会对电机1300的转轴施加相反方向的扭矩力，存在相互抵消现象，同样能够降低静态状态下的电机负载要求。
在驱动基座110运动时，由于顶针机构120向电机1300传导的相反的扭矩力，能够抵消基座110对电机1300施加的扭矩力，从而可以降低电机驱动基座110运动时需要的功率。
本发明的实施例还提供一种半导体工艺设备，包括上述实施例的半导体工艺腔室。
由上述分析可知，本申请的半导体工艺腔室和半导体工艺设备，不仅能够减少电机控制数量，简化取送片流程，提高效率，还能够降低对电机的负载能力要求。
以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种半导体工艺腔室，其特征在于，包括：腔体、基座、顶针机构以及驱动装置；
所述基座包括基座轴以及设置于所述腔体内的基座盘，所述基座轴的一端支撑于所述基座盘底部，所述基座轴的另一端贯穿所述腔体底壁伸出至所述腔体外部；
所述顶针机构包括顶针轴，以及设置于所述腔体内的顶针盘和设置于所述顶针盘上的多个顶针，所述顶针轴的一端支撑于所述顶针盘底部，所述顶针轴的另一端贯穿所述腔体底壁伸出至所述腔体外部；
所述驱动装置位于所述腔体外部，与所述基座轴和所述顶针轴均相连，用于驱动所述基座轴和所述顶针轴实现同步反向移动。
2.根据权利要求1所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述驱动装置包括电机和传动机构；所述传动机构包括两个子传动机构，其中一个子传动机构连接于所述基座轴和所述电机之间，用于将所述电机的旋转运动传导至所述基座，驱动所述基座沿基座轴长度方向移动；另一个子传动机构，连接于所述顶针轴和所述电机之间，用于将所述电机的旋转运动传导至所述顶针机构，驱动所述顶针机构与所述基座同时进行反向移动。
3.根据权利要求2所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述两个子传动机构分别为第一子传动机构和第二子传动机构；
所述第一子传动机构包括：第一丝杠和第一丝母抱块；所述第一丝杠一端连接至所述电机，由所述电机驱动而转动；所述第一丝母抱块的一端套设于所述第一丝杠上，且所述第一丝母抱块的内螺纹与所述第一丝杠的螺纹啮合，在所述第一丝杠转动时能够沿所述第一丝杠移动，所述第一丝母抱块的另一端与所述基座轴和所述顶针轴中的一者固定连接；
所述第二子传动机构包括传导组件、第二丝杠和第二丝母抱块；所述传导组件连接所述第一丝杠和第二丝杠，将第一丝杠的转动传递至所述第二丝杠，以驱动所述第二丝杠转动；所述第二丝母抱块一端套设于所述第二丝杠上，且所述第二丝母抱块的内螺纹与所述第二丝杠的螺纹啮合，在所述第二丝杠转动时能够沿所述第二丝杠移动，所述第二丝母抱块的另一端与所述基座轴和所述顶针轴中的另一者固定连接。
4.根据权利要求3所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述传导组件包括第一齿轮、第二齿轮以及皮带；所述第一齿轮中心固定套设于所述第一丝杠上，随所述第一丝杠同步转动；所述第二齿轮中心固定套设于所述第二丝杠上，以驱动所述第二丝杠随所述第二齿轮同步转动；所述皮带套设于所述第一齿轮和第二齿轮的轮缘上，所述皮带内侧具有凸齿，与所述第一齿轮和所述第二齿轮轮缘上的齿槽啮合。
5.根据权利要求3所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述传导组件包括齿轮组，所述齿轮组包括多个依次啮合的齿轮；所述齿轮组首端的第一齿轮套设并固定于所述第一丝杠上，随所述第一丝杠同步转动；所述齿轮组末端的第二齿轮套设并固定于所述第二丝杠上，以驱动所述第二丝杠随所述第二齿轮同步转动；相邻的齿轮之间反向运动。
6.根据权利要求4或5所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述第一齿轮和第二齿轮分别固定于所述第一丝杠和第二丝杠的底部；或者，所述第一齿轮和第二齿轮分别固定于所述第一丝杠和第二丝杠的顶部。
7.根据权利要求4所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述第一丝杠和第二丝杠的螺纹方向相反。
8.根据权利要求5所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述齿轮组具有偶数个齿轮，所述第一丝杠和所述第二丝杠的螺纹方向相同；或者，所述齿轮组具有奇数个齿轮，所述第一丝杠和所述第二丝杠的螺纹方向相反。
9.根据权利要求4或5所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述第一齿轮和第二齿轮的齿数比等于所述顶针和所述基座盘传递晶圆时的预设移动距离之比。
10.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的半导体工艺腔室。
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