CN116153753A - 用于外延设备中晶圆的升降装置 - Google Patents

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CN116153753A CN202211733116.7A CN202211733116A CN116153753A CN 116153753 A CN116153753 A CN 116153753A CN 202211733116 A CN202211733116 A CN 202211733116A CN 116153753 A CN116153753 A CN 116153753A
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沈文杰
潘文博
苏坤
张凌峰
汪婷
王明明
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Abstract

本发明公开了一种用于外延设备中晶圆的升降装置。升降装置包括基座、晶圆升降组件、安装座、波纹管组件。基座用于承载晶圆，基座上设有若干通孔，晶圆升降组件设在安装座上，包括升降轴和若干顶针，顶针设在升降轴的顶端并从下至上一一对应地穿过若干通孔与晶圆的底部相抵用于实现晶圆升降，波纹管组件包括波纹管和波纹管‑腔体连接件，波纹管‑腔体连接件与所述波纹管的顶端相连用于密封连接反应室。本发明提供的升降装置操作方便、调整精准，采用整体式基座对晶圆进行支撑，在外延过程中，晶圆下表面接收到的工艺气体更加均匀，对衬底外延生长过程中干扰性更弱，大大了提高外延生长的良品率。

Description

用于外延设备中晶圆的升降装置
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种用于外延设备中晶圆的升降装置。
背景技术
随着智能制造、电子设备等产业快速崛起和半导体技术的发展，对芯片的需求量日益增长，同时对芯片成本、质量的要求也更加苛刻，在硅外延应用上也追求加工直径更大的硅片和厚度更均匀的外延层，这同时也对大直径硅外延设备提出了更高的要求。为了满足大直径晶片的传输需求，相关技术中提出采用分离式基座，即基座由内环基座和外环基座组成。晶片插取机构从料盒中插取晶片，将晶片搬运至基座上方，内环基座上升将晶片顶升，晶片脱离插取机构装载在内环基座上，内环基座带着晶片下降直至置于外环基座内，反应时内外环基座带着晶片同时旋转，反应结束后，内环基座带着晶片上升，插取机构伸入反应室位于内外环基座之间，内环基座下降将晶片放置于插取机构上，插取机构带着晶片退出反应室。但是这种分离式基座对衬底外延生长过程具有较强的干扰，影响外延生长的良品率。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种用于外延设备中晶圆的升降装置，对外延生长过程干扰较小，能够保证外延生长的良品率。
本发明实施例的用于外延设备中晶圆的升降装置，包括：基座，所述基座用于承载晶圆，所述基座上设有若干通孔；晶圆升降组件和安装座，所述晶圆升降组件设在所述安装座上，所述晶圆升降组件包括：升降轴、若干顶针，所述升降轴沿竖直方延伸并在竖直方向上可移动地设置，所述顶针设在所述升降轴的顶端并从下至上一一对应地穿过若干所述通孔与晶圆的底部相抵用于实现晶圆升降；波纹管组件，所述波纹管组件包括波纹管和波纹管-腔体连接件，所述波纹管-腔体连接件与所述波纹管的顶端相连，用于密封连接反应室，所述升降轴的一部分位于所述波纹管内并向上穿出所述波纹管和所述波纹管-腔体连接件后伸入所述反应室内。
本发明实施例提供的晶圆的升降装置操作方便、调整精准，采用整体式基座对晶圆进行支撑，进而利用顶针的被动升降达到升降晶圆的目的。相比于分离式基座，整体式基座结构简单且表面结构相同，顶针与晶圆的接触面积较小，在外延过程中，晶圆下表面接收到的工艺气体更加均匀布置，对衬底外延生长过程中干扰性更弱，大大了提高外延生长的良品率。
在一些实施例中，所述晶圆升降组件包括第一驱动件、第一丝杆、第一滑块和升降轴驱动块，所述第一丝杆沿竖直方向延伸，所述第一驱动件与所述第一丝杆相连用于驱动其旋转，所述第一滑块与所述升降轴固定块相互固定并与所述第一丝杆螺纹配合以随所述第一丝杆转动而上下移动，所述升降轴驱动块包括波纹管安装部，所述波纹管安装部与所述波纹管密封连接相连并与所述升降轴在竖直方向上相互固定。
在一些实施例中，所述波纹管安装部为环形，所述波纹管包括第一波纹管和第二波纹管，所述第一波纹管的顶端与所述波纹管-腔体连接件密封连接，所述第一波纹管的底端与所述波纹管安装部的顶端密封连接，所述第二波纹管的顶端与所述波纹管安装部的底端密封连接，所述第二波纹管的底端密封。
在一些实施例中，所述晶圆升降组件还包括：升降轴固定块，所述升降轴固定块套设所述升降轴并与所述升降轴在轴向上相互固定，所述升降轴固定块位于所述波纹管安装部的内侧并与其相互固定；和升降轴固定销，所述波纹管安装部上设有沿径向延伸的销轴孔，所述升降轴固定销从外向内穿过所述销轴孔与所述升降轴固定块的外侧面相抵。
在一些实施例中，所述波纹管组件的底部密封连接旋转模块，所述升降装置还包括整体升降组件，所述整体升降组件设在所述安装座上，所述整体升降组件包括在竖直方向上可移动地设置的整体升降驱动块，所述整体升降驱动块与所述旋转模块在竖直方向上相互固定用于升降所述旋转模块。
在一些实施例中，所述波纹管组件还包括水平支撑板和竖直支撑板，所述波纹管-腔体连接件沿X轴位置可调地设在所述水平支撑板上，所述水平支撑板沿Y轴位置可调地设在所述竖直支撑板上，所述竖直支撑板在竖直方向上位置可调地设在所述安装座上，其中，X轴和Y轴均沿水平方向延伸且相互垂直。
在一些实施例中，升降装置还包括连接件升降组件，所述连接件升降组件设在所述安装座上用于在竖直方向上调节所述竖直支撑板的位置，包括：第二驱动件，第二丝杆和第二滑块，所述第二丝杆沿竖直方向延伸，所述第二驱动件与所述第二丝杆相连用于驱动其旋转，所述第二滑块与所述第二丝杆螺纹配合以随所述第二丝杆转动而相对其上下移动，所述第二滑块与所述竖直支撑板相互固定或者与所述安装座相互固定。
在一些实施例中，所述竖直支撑板设有第一滑轨和第一滑槽中的其中一者，所述水平支撑板设有第一滑轨和第一滑槽中的另一者，所述第一滑轨和所述第一滑槽均沿Y轴方向延伸，所述第一滑轨配合在第一滑槽中并可沿第一滑槽滑动；所述水平支撑板设有第二滑轨和第二滑槽中的其中一者，所述波纹管-腔体连接件设有第二滑轨和第二滑槽中的另一者，所述第二滑轨和所述第二滑槽均沿X轴方向延伸，所述第二滑轨配合在第二滑槽中并可沿第二滑槽滑动。
在一些实施例中，所述竖直支撑板三面环绕所述水平支撑板设置并在朝向Y轴方向的一侧敞开，所述竖直支撑板的内侧设有所述第一滑轨，所述水平支撑板的外侧设有所述第一滑槽。
在一些实施例中，所述水平支撑板三面环绕所述波纹管-腔体连接件设置并在朝向X轴方向的一侧敞开，所述水平支撑板的内侧设有所述第二滑槽，所述波纹管-腔体连接件的外侧设有所述第二滑轨。
在一些实施例中，升降装置还包括三个光电传感器，三个所述光电传感器在竖直方向上间隔排布设置在所述安装座上，其中至少位于中部的所述光电传感器在竖直方向上位置可调，所述晶圆升降组件还包括随所述升降轴升降的传感器拨片，所述传感器拨片在竖直方向上与每个所述光电传感器对应，以使所述光电传感器感知所述传感器拨片的位置，位于顶部的光电传感器用于判定所述传感器拨片的上极限位置，位于底部的光电传感器用于判定所述传感器拨片的下极限位置，位于中部的光电传感器用于判定所述传感器拨片的初始位置。
附图说明
图1是本发明实施例提供的升降装置的结构示意图一。
图2是本发明实施例提供的升降装置的结构示意图二。
图3是本发明实施例提供的升降装置的剖视图。
图4是本发明实施例提供的基座的仰视图。
图5是本发明实施例提供的基座的俯视图。
图6是本发明实施例提供的升降装置的局部示意图一。
图7是本发明实施例提供的升降装置的局部示意图二。
图8是本发明实施例提供的升降装置的局部示意图三。
图9是本发实施例提供的升降装置与旋转模块的连接示意图。
附图标记：
升降装置100、基座1、通孔11、腰形盲孔12、安装座2、导轨21、
晶圆升降组件3、升降轴31、顶针32、第一丝杆33、第一滑块34、升降轴驱动块35、波纹管安装部351、步进电机36、电机底座361、升降轴固定块37、升降轴固定销38、提升三脚架39、导轨滑块310、
波纹管组件4、波纹管41、第一波纹管411、第一法兰4111、第二波纹管412、第二法兰4121、波纹管-腔体连接件42、波纹管连接件421、第二滑轨4211、腔体连接件422、水平支撑板43、第一滑槽431、第二滑槽432、竖直支撑板44、第一滑轨441、
连接件升降组件5、第二驱动件51，第二丝杆52、第二滑块53、直线轴承54、安装板55、支撑板56、固定把手57、
第一光电传感器61、第二光电传感器62、第三光电传感器63、传感器拨片64、传感器底座65、传感器安装板66、
整体升降组件7、整体升降驱动块71、第三驱动件72、第三丝杆73、第三滑块74、锁紧块75、轴承座76、锁紧把手77、
旋转模块200、旋转轴210、旋转三脚架211、动密封组件220、旋转电机230、安装支架240。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面根据图1-图9描述本发明实施例提出的用于外延设备中晶圆的升降装置100，其包括基座1、安装座2、晶圆升降组件3和波纹管组件4。
基座1用于承载晶圆，基座1上设有若干通孔11。晶圆升降组件3设在安装座2上，晶圆升降组件3包括升降轴31和若干顶针32，升降轴31沿竖直方延伸并在竖直方向上可移动地设置，顶针32设在升降轴31的顶端并从下至上一一对应地穿过若干通孔11与晶圆的底部相抵，用于实现晶圆升降。
反应时，基座1位于反应室的反应腔内，晶圆升降组件3的升降轴31将顶针32顶出，顶针32的顶端高于基座1的上表面，晶圆传输装置3将晶圆放置在顶针32上，升降轴31带动顶针32下降，直至晶圆下落在基座1上；反应后，顶针32穿过基座1上的通孔11将晶圆顶起而脱离基座1，便于晶圆传输组件将晶圆取走。
在一些实施例中，晶圆传输组件为晶片插取机构，晶片插取机构从料盒中插取晶片，将晶片搬运至基座上方，升降轴31带动顶针32上升，顶针32的顶端与晶片的底部相抵并继续带动晶片顶升，使晶片脱离晶片插取机构，晶片插取机构退出反应室，升降轴31带动顶针32回落直至晶片落在基座1上。反应结束后，升降轴31带动顶针32从下至上穿过通孔11与晶片的底部相抵，并顶升晶片使晶片脱离基座1，晶片插取机构伸入反应室内并在竖直方向上位于晶片和基座1之间，升降轴31带动顶针32回落将晶片放置于晶片插取机构上，晶片插取机构带着晶片退出反应室。
波纹管组件4包括波纹管41、波纹管-腔体连接件42。波纹管-腔体连接件42与波纹管41的顶端相连，用于密封连接反应室。升降轴31的一部分位于波纹管41内并向上穿出波纹管41和波纹管-腔体连接件42后伸入反应室内。
本发明实施例提供的晶圆的升降装置操作方便、调整精准，采用整体式基座对晶圆进行支撑，进而利用顶针的被动升降达到升降晶圆的目的。相比于分离式基座，整体式基座结构简单且表面结构相同，顶针与晶圆的接触面积较小，在外延过程中，晶圆下表面接收到的工艺气体更加均匀，对衬底外延生长过程中干扰性更弱，大大了提高外延生长的良品率。
升降装置的波纹管组件用于避免反应室内反应气体的从升降轴与反应室之间的间隙泄漏，波纹管内可以引入净化气体，进一步阻止反应气体流入反应室的下部管内及其下方区域，还可防止反应室的下部管内及其下方区域的气体反应沉积。波纹管的形变特性允许升降轴在竖直方向上的位移。
在一些实施例中，晶圆升降组件32包括第一驱动件、第一丝杆33、第一滑块34和升降轴驱动块35，第一丝杆沿33竖直方向延伸，第一驱动件与第一丝杆33相连用于驱动其旋转，第一滑块34与第一丝杆33螺纹配合以随第一丝杆44转动而上下移动。第一滑块34与升降轴固定块35相互固定，第一滑块34上下移动地带动升降轴固定块35上下移动。为了带动位于波纹管41内侧的升降轴31升降，升降轴驱动块35还包括波纹管安装部351，波纹管安装部351与波纹管41密封连接相连并与位于波纹管41内侧的升降轴31在竖直方向上相互固定，因此第一丝杆33的转动最终带动升降轴31以及其顶部的顶针32升降，实现晶圆的升降。
可选地，第一驱动件为手动驱动件或电动驱动件(例如电机)。
作为示例，如图1所示，第一驱动机构为步进电机36，步进电机36通过电机底座361设在安装座2的侧方，步进电机36与第一丝杆33的底端连接用于驱动第一丝杆33旋转。升降轴驱动块35位于安装座2的侧方，第一滑块34设在升降轴驱动块35的上端面上并与其通过螺栓相互固定。第一丝杆33从下至上穿过升降轴驱动块35和第一滑块34并与第一滑块34螺纹配合。在图1所示的实施例中，第一丝杆33的顶端还连接手轮，因此也可以通过旋转手轮驱动第一丝杆33旋转。第一丝杆33旋转，第一滑块34带动升降轴驱动块35上下移动，升降轴驱动块35通过与波纹管41密封连接的波纹管安装部351带动升降轴31上下移动，最终实现晶圆的升降。
在一些实施例中，波纹管安装部351与波纹管41的底部密封连接，或者与波纹管41中部密封连接，或者，还可以与波纹管41的顶部密封连接。
在一些具体实施例中，为了更好地与波纹管31配合，波纹管安装部351为环形。如图1-图3所示的实施例，环形的波纹管安装部351与波纹管41的中部密封连接。具体地，波纹管41包括第一波纹管411和第二波纹管412。第一波纹管411位于第二波纹管412的上方，环形的波纹管安装部351在竖直方向上位于第一波纹管411和第二波纹管412之间。升降轴31的底部位于第二波纹管412内，顶部向上从波纹管组件4伸出。
第一波纹管411的顶端与波纹管-腔体连接件42密封连接，第一波纹管411的底端与波纹管安装部351的顶端密封连接，第二波纹管412的顶端与波纹管安装部351的底端密封连接，且第二波纹管412的底端密封。在一些实施例中，第二波纹管412的底端可以与外延设备的其他模块(例如旋转模块)密封连接，将在下文中描述。
具体地，如图3所示，第一波纹管411的顶端和底端均连接有第一法兰4111，第二波纹管412顶端和底端均连接有第二法兰4121。波纹管-腔体连接件42包括波纹管连接件421和腔体连接件422，波纹管连接件421和腔体连接件422中间均设有用于升降轴31穿设的通孔，其中腔体连接件422与波纹管连接件421的顶端相连用于与反应室连接。第一波纹管411顶端的第一法兰4111与波纹管连接件421通过螺栓相连且两者之间通过O型圈实现端面密封，第一波纹管411底端的第一法兰4111与波纹管安装部351之间螺栓连接且两者之间通过O型圈实现端面密封，第二波纹管412顶端的第二法兰4121与波纹管安装部351之间螺栓连接且两者之间通过O型圈实现端面密封，第二波纹管412底端的第二法兰4121与其他组件螺栓连接且两者之间通过O型圈实现端面密封。
进一步地，在一些实施例中，晶圆升降组件32还包括升降轴固定块37。升降轴固定块37套设升降轴31并与升降轴31在轴向上相互固定，升降轴固定块37位于波纹管安装部351的内侧并与其相互固定。
可选地，如图3所示，波纹管安装部351的内圈与升降轴固定块37的外圈过盈配合，升降轴固定块37与升降轴31之间配合有若干道O型密封圈，实现第一波纹管411和第二波纹管412之间的密封，且实现两者之间在竖直方向上的限位。
为进一步提高稳定性，防止波纹管安装部351与升降轴固定块37之间相对旋转，如图1所示，晶圆升降组件3还包括升降轴固定销38。波纹管安装部351上设有沿径向延伸的销轴孔，升降轴固定销38从外向内穿过销轴孔与升降轴固定块37的外侧面相抵。
可选地，基座1材质为石墨。作为示例，如图4和图5所示，基座1上沿其周向间隔布置有三个通孔11。如图3所示，升降轴31顶部设有提升三角架39，提升三角架39包括三个顶针32，顶针32竖直延伸，三个顶针32与三个通孔11一一对应地设置。升降轴31上升，顶针32穿过通孔11将晶圆顶起；升降轴31下降，顶针32支撑着晶圆将晶圆放置在基座1上。
为了对升降轴驱动块35的升降起更好的导向作用，如图1和图2所示，安装座2上还设有沿竖直方向延伸的导轨21，晶圆升降组件3还包括设在升降轴驱动块35侧壁上的导轨滑块310，导轨滑块310与导轨21配合沿导轨21滑动，以对升降轴驱动块35进行导向，避免其在升降过程中偏向。
在一些实施例中，为了便于波纹管-腔体连接件42与反应室精准连接，如图1、图2、图6和图7所示，波纹管组件4还包括水平支撑板43和竖直支撑板44，波纹管-腔体连接件42(波纹管连接件421)沿X轴位置可调地设在水平支撑板43上，水平支撑板43沿Y轴位置可调地设在竖直支撑板44上，竖直支撑板44在竖直方向上位置可调地设在安装座2上。其中，X轴和Y轴均沿水平方向延伸且相互垂直。
波纹管41允许波纹管-腔体连接件42在水平方向上和竖直方向上的位移，使波纹管组件4实现精准地与反应室密封连接。
进一步地，如图2所示，升降装置100还包括连接件升降组件5，连接件升降组件5设在安装座2上用于在竖直方向上调节竖直支撑板44的位置，其包括第二驱动件51，第二丝杆52和第二滑块53，第二丝杆52沿竖直方向延伸，第二驱动件51与第二丝杆52相连用于驱动其旋转，第二滑块53与第二丝杆52螺纹配合以随第二丝杆52转动而相对其上下移动，第二滑块53与竖直支撑板44相互固定或者与安装座2相互固定。
可选地，第二驱动件51为手动驱动或电动驱动，在图1-3所示的实施例中，第二驱动件51为手动驱动的手轮。
在一些可选实施例中，第二滑块53与安装座2相互固定。作为示例，如图2所示，连接件升降组件5包括安装板55和支撑板56。支撑板56与安装座2固定连接，安装板55沿水平方向延伸与支撑板56固定连接。第二滑块53固定设在安装板55的上表面。第二驱动件51设在第二丝杆52上，第二丝杆52的顶端与竖直支撑板44固定连接，第二丝杆52向下穿过第二滑块53和安装板55，通过第二驱动件51带动第二丝杆52旋转，第二滑块53相对第二丝杆52上下移动，由于安装板55和第二滑块53相对固定，第二丝杆52带动竖直支撑板44升降。
进一步地，如图2所示，连接件升降组件5还包括直线轴承54。直线轴承54与竖直支撑板44和安装板55连接，作为支撑避免第二丝杆52偏心。
更进一步地，在调整好竖直支撑板44的位置后，通过旋紧固定把手57来限制第二丝杆52的周向运动。
在其他可选实施例中，第二滑块53与竖直支撑板44相互固定。例如第二丝杆52的底端固定在安装板55上，第二滑块53固定在竖直支撑板55上，通过第二驱动件51带动第二丝杆52旋转，第二滑块53相对第二丝杆52上下移动，由于竖直支撑板44相对固定，第二滑块53则带动竖直支撑板44升降。
在一些实施例中，竖直支撑板44设有第一滑轨和第一滑槽中的其中一者，水平支撑板43设有第一滑轨和第一滑槽中的另一者，第一滑轨和第一滑槽均沿Y轴方向延伸，第一滑轨配合在第一滑槽中并可沿第一滑槽滑动，从而实现水平支撑板43沿Y轴相对竖直支撑板44位置可调。
在一些实施例中，水平支撑板43设有第二滑轨和第二滑槽中的其中一者，波纹管-腔体连接件42设有第二滑轨和第二滑槽中的另一者，第二滑轨和第二滑槽均沿X轴方向延伸，第二滑轨配合在第二滑槽中并可沿第二滑槽滑动，从而实现波纹管-腔体连接件42沿X轴相对水平支撑板43位置可调。
作为示例，如图1-图3、6和7所示，竖直支撑板44三面环绕水平支撑板43设置并在朝向Y轴方向的一侧敞开，竖直支撑板44的内侧设有第一滑轨441，水平支撑板43的外侧设有第一滑槽431。第一滑轨441与第一滑槽431配合，以使水平支撑板43沿Y轴相对竖直支撑板44滑动，从而带动腔体连接件422在Y轴方向上移动。
如图1-图3、6和7所示，水平支撑板43三面环绕波纹管连接件421设置并在朝向X轴方向的一侧敞开，水平支撑板43的内侧设有第二滑槽432，波纹管连接件421的外侧设有第二滑轨4211。第二滑轨4211与第二滑槽432配合，以使波纹管连接件421沿X轴相对水平支撑板43滑动，从而带动腔体连接件422在X轴方向上移动。
也就是说，波纹管-腔体连接件42通过水平支撑板43和竖直支撑板44来调整其位置度，通过连接件升降组件5调整其高度，以实现精准对接反应腔。
在图1-图9所示的实施例中，升降轴31的升降高度可以由步进电机36的旋转圈数确定，为了避免升降轴31的升降过度，在一些实施例中，如图8所示，升降装置100还包括第一光电传感器61、第二光电传感器62、第三光电传感器63。
第一光电传感器61、第二光电传感器62、第三光电传感器63在竖直方向上从上之下依次间隔排布设置在安装座2上，其中至少第二光电传感器62在竖直方向上位置可调，晶圆升降组件3还包括随升降轴升降的传感器拨片64，传感器拨片64在竖直方向上与每个光电传感器对应，以使光电传感器感知传感器拨片64的位置。其中第一光电传感器61用于判定传感器拨片64的上极限位置，第三光电传感器63用于判定传感器拨片64的下极限位置，第二光电传感器62用于判定传感器拨片64的初始位置。也就是说，当第一光电传感器61感应到传感器拨片64，说明升降轴4到达了上极限位置，当第三光电传感器63感应到传感器拨片64，说明升降轴4到达了下极限位置。在升降轴4开始运作之前，将第二光电传感器62调整到可以感应到传感器拨片64的位置，作为位移的原点。
作为示例，第一光电传感器61、第二光电传感器62、第三光电传感器63均在竖直方向上位置可调，具体地，第一光电传感器61、第二光电传感器62、第三光电传感器63均通过传感器底座65和传感器安装板66可移动地设在安装座2上。传感器底座65固设在安装座2上，传感器固定设置在传感器安装板66上，传感器安装板66在在竖直方向上位置可调地设在传感器底座65上。
如图8所示，传感器底座65上设有沿竖直方向延伸的凹槽，传感器安装板66上设有对应的凸台，凸台伸入传感器底座65的凹槽中并沿凹槽滑动，传感器安装板66上设有沿竖直方向延伸的长形孔，连接螺栓穿过长形孔与传感器底座65相连。需要调节光电传感器位置时，可以手动将连接螺栓旋松，手动移动传感器安装66的位置，使凸台沿凹槽滑动，调好后将连接螺栓拧紧。
如图2和图8所示，传感器拨片64与晶圆升降组件3的升降轴驱动块35相连，随升降轴驱动块35移动而移动，传感器拨片64沿水平方向延伸，在竖直方向上与三个光电传感器对应，当传感器拨片64伸入其中某个光电传感器的测试端，该光电传感器感应到，则可判定升降轴31此时在竖直方向上的相对位置。
在一些实施例中，波纹管组件4的底部密封连接旋转模块200，升降装置100还包括整体升降组件7，整体升降组件7设在安装座2上，整体升降组件7包括在竖直方向上可移动地设置的整体升降驱动块71，整体升降驱动块71与旋转模块200在竖直方向上相互固定用于升降旋转模块200。
在一些具体实施例中，如图9所示，旋转模块200包括旋转轴210、动密封组件220、旋转电机230、安装支架240。动密封组件220和旋转电机230均固定安装在安装支架230上，安装支架230与整体升降驱动块71相互固定以带动整个旋转模块200进行升降。第二波纹管412底端的第二法兰4121与动密封组件220的顶部密封连接。旋转电机230驱动旋转轴210旋转。旋转轴210沿竖直方向延伸，并从下而上地穿过动密封组件220伸入波纹管组件4内部，并且旋转轴210与动密封组件220之间形成动密封。升降轴31为管状结构，其套设旋转轴210且两者具有间隔，两者作用互不影响。
旋转轴210的顶部设有旋转三脚架211，旋转三脚架211与旋转轴210在周向上相互限位，旋转轴210旋转带动旋转三脚架211转动。如图4所示，基座1的底部沿其周向间隔布置有三个腰形盲孔12。旋转三脚架411具有三个腰形销，腰形销配合在腰形盲孔12中以向基座1提供旋转驱动力，从而实现旋转轴210驱动基座1稳定旋转。
整体升降驱动块71整体升降旋转模块200能够使旋转三脚架211作用于基座1，实现基座1的升降。
在一些具体实施例中，如图2所示，整体升降组件7还包括第三驱动件72、第三丝杆73、第三滑块74、锁紧块75、轴承座76、锁紧把手77。第三驱动件72与第三丝杆73相连用于驱动第三丝杆73旋转，第三丝杆73沿竖直方向延伸。在图1所示的实施例中，第三驱动件72为手轮，在其他可替换实施例中，第三驱动件72可以为驱动电机。
第三丝杆73和第三驱动件72通过锁紧块75和轴承座76可转动地连接在安装座2上。第三滑块74与第三丝杆73螺纹配合随第三丝杆7转动上下移动。整体升降驱动块71与第三滑块74相互固定。第三驱动件72通过驱动第三丝杆73旋转，带动第三滑块74以及整体升降驱动块71上下移动，从而带动旋转模块200的整体升降，在调整好轴向位移后通过旋紧锁紧块75上的锁紧把手77限制第三丝杆73的周向旋转，实现锁紧。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于外延设备中晶圆的升降装置，其特征在于，包括：
基座，所述基座用于承载晶圆，所述基座上设有若干通孔；
晶圆升降组件和安装座，所述晶圆升降组件设在所述安装座上，所述晶圆升降组件包括：升降轴、若干顶针，所述升降轴沿竖直方延伸并在竖直方向上可移动地设置，所述顶针设在所述升降轴的顶端并从下至上一一对应地穿过若干所述通孔与晶圆的底部相抵用于实现晶圆升降；
波纹管组件，所述波纹管组件包括波纹管和波纹管-腔体连接件，所述波纹管-腔体连接件与所述波纹管的顶端相连，用于密封连接反应室，所述升降轴的一部分位于所述波纹管内并向上穿出所述波纹管和所述波纹管-腔体连接件后伸入所述反应室内。
2.根据权利要求1所述的用于外延设备中晶圆的升降装置，其特征在于，所述晶圆升降组件包括第一驱动件、第一丝杆、第一滑块和升降轴驱动块，所述第一丝杆沿竖直方向延伸，所述第一驱动件与所述第一丝杆相连用于驱动其旋转，所述第一滑块与所述升降轴固定块相互固定并与所述第一丝杆螺纹配合以随所述第一丝杆转动而上下移动，所述升降轴驱动块包括波纹管安装部，所述波纹管安装部与所述波纹管密封连接相连并与所述升降轴在竖直方向上相互固定。
3.根据权利要求2所述的用于外延设备中晶圆的升降装置，其特征在于，所述波纹管安装部为环形，所述波纹管包括第一波纹管和第二波纹管，所述第一波纹管的顶端与所述波纹管-腔体连接件密封连接，所述第一波纹管的底端与所述波纹管安装部的顶端密封连接，所述第二波纹管的顶端与所述波纹管安装部的底端密封连接，所述第二波纹管的底端密封。
4.根据权利要求3所述的用于外延设备中晶圆的升降装置，其特征在于，所述晶圆升降组件还包括：
升降轴固定块，所述升降轴固定块套设所述升降轴并与所述升降轴在轴向上相互固定，所述升降轴固定块位于所述波纹管安装部的内侧并与其相互固定；和
升降轴固定销，所述波纹管安装部上设有沿径向延伸的销轴孔，所述升降轴固定销从外向内穿过所述销轴孔与所述升降轴固定块的外侧面相抵。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于外延设备中晶圆的升降装置，其特征在于，所述波纹管组件的底部密封连接旋转模块，所述升降装置还包括整体升降组件，所述整体升降组件设在所述安装座上，所述整体升降组件包括在竖直方向上可移动地设置的整体升降驱动块，所述整体升降驱动块与所述旋转模块在竖直方向上相互固定用于升降所述旋转模块。
6.根据权利要求1所述的用于外延设备中晶圆的升降装置，其特征在于，所述波纹管组件还包括水平支撑板和竖直支撑板，所述波纹管-腔体连接件沿X轴位置可调地设在所述水平支撑板上，所述水平支撑板沿Y轴位置可调地设在所述竖直支撑板上，所述竖直支撑板在竖直方向上位置可调地设在所述安装座上，其中，X轴和Y轴均沿水平方向延伸且相互垂直。
7.根据权利要求6所述的用于外延设备中晶圆的升降装置，其特征在于，还包括连接件升降组件，所述连接件升降组件设在所述安装座上用于在竖直方向上调节所述竖直支撑板的位置，包括：
第二驱动件，第二丝杆和第二滑块，所述第二丝杆沿竖直方向延伸，所述第二驱动件与所述第二丝杆相连用于驱动其旋转，所述第二滑块与所述第二丝杆螺纹配合以随所述第二丝杆转动而相对其上下移动，所述第二滑块与所述竖直支撑板相互固定或者与所述安装座相互固定。
8.根据权利要求6或7所述的用于外延设备中晶圆的升降装置，其特征在于，所述竖直支撑板设有第一滑轨和第一滑槽中的其中一者，所述水平支撑板设有第一滑轨和第一滑槽中的另一者，所述第一滑轨和所述第一滑槽均沿Y轴方向延伸，所述第一滑轨配合在第一滑槽中并可沿第一滑槽滑动；
所述水平支撑板设有第二滑轨和第二滑槽中的其中一者，所述波纹管-腔体连接件设有第二滑轨和第二滑槽中的另一者，所述第二滑轨和所述第二滑槽均沿X轴方向延伸，所述第二滑轨配合在第二滑槽中并可沿第二滑槽滑动。
9.根据权利要求8所述的用于外延设备中晶圆的升降装置，其特征在于，所述竖直支撑板三面环绕所述水平支撑板设置并在朝向Y轴方向的一侧敞开，所述竖直支撑板的内侧设有所述第一滑轨，所述水平支撑板的外侧设有所述第一滑槽；所述水平支撑板三面环绕所述波纹管-腔体连接件设置并在朝向X轴方向的一侧敞开，所述水平支撑板的内侧设有所述第二滑槽，所述波纹管-腔体连接件的外侧设有所述第二滑轨。
10.根据权利要求1所述的用于外延设备中晶圆的升降装置，其特征在于，还包括三个光电传感器，三个所述光电传感器在竖直方向上间隔排布设置在所述安装座上，其中至少位于中部的所述光电传感器在竖直方向上位置可调，所述晶圆升降组件还包括随所述升降轴升降的传感器拨片，所述传感器拨片在竖直方向上与每个所述光电传感器对应，以使所述光电传感器感知所述传感器拨片的位置，位于顶部的光电传感器用于判定所述传感器拨片的上极限位置，位于底部的光电传感器用于判定所述传感器拨片的下极限位置，位于中部的光电传感器用于判定所述传感器拨片的初始位置。
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