CN118497707A - 半导体处理装置及其调节机构、调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体设备领域，提供一种半导体处理装置及其调节机构、调节方法，该调节机构包括底板、中间板、顶板、水平调整件和垂直调整件；顶板或底板固定连接至处理装置中的传动机构，传动机构被配置为通过晶圆支撑机构带动晶圆托盘；水平调整件活动连接于限位凸台的限位孔，通过使底板和中间板分别沿x方向、y方向移动，或者，通过使顶板和中间板分别沿x方向、y方向移动，调整晶圆托盘的水平位置，x方向与y方向相互垂直；垂直调整件活动连接于顶板或底板，通过调整顶板或底板的竖直位置，以调整晶圆托盘的水平度。该调节机构安抗弯曲能力好，调节精度更高。

Description

半导体处理装置及其调节机构、调节方法

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，尤其涉及一种半导体处理装置及其调节机构、调节方法。

背景技术

现有化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)，原子层沉积(AtomicLayer Deposition，ALD)等工艺都需要晶圆在处理室内旋转和升降以便对晶圆进行取放或进行薄膜沉积。晶圆通过晶圆支撑机构被支撑在处理室内。通常，晶圆支撑机构包括位于处理室内的晶圆托盘和一端延伸至处理室内的支撑轴。前述支撑轴的另一端与腔体外的传动机构传动连接，传动机构带动支撑轴升降和旋转从而带动晶圆托盘旋转升降。

为了使晶圆托盘能够运行平稳、温度均匀进而在晶圆表面获得更高质量的薄膜，晶圆托盘需要调节机构对其进行调平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体处理装置及其调节机构、调节方法，该调节机构抗弯曲能力好，调节精度更高。

第一方面，本发明提供一种半导体处理装置的调节机构，所述调节机构包括底板、中间板、顶板、水平调整件和垂直调整件；所述底板、所述中间板和所述顶板均对应设有镂空部；所述底板、所述中间板和所述顶板依次层叠设置；所述底板和所述顶板的第一侧面设有具有限位孔的限位凸台或限位槽，所述第一侧面为朝向所述中间板的一面，相应的，所述中间板上设有与所述限位凸台对应的限位槽或与所述限位槽对应的限位凸台，所述限位槽与所述限位凸台凹凸配合，使所述底板、所述中间板和所述顶板能够两两相对运动；所述底板或所述顶板可调的固定连接至所述处理装置中的处理室，相应的，所述顶板或所述底板固定连接至所述处理装置中的传动机构，所述传动机构被配置为通过晶圆支撑机构带动晶圆托盘；所述晶圆支撑机构部分位于所述镂空部；所述水平调整件活动连接于所述限位凸台的限位孔，通过使所述中间板和所述底板分别沿x方向、y方向移动，或者，通过使所述顶板和所述中间板分别沿x方向、y方向移动，调整所述晶圆托盘的水平位置，所述x方向与所述y方向相互垂直；所述垂直调整件活动连接于所述顶板或所述底板，通过调整所述顶板或所述底板的竖直位置，以调整所述晶圆托盘的水平度。

本发明的方法有益效果为：1.本申请设置可相对运动的底板、中间板、顶板，加工难度低，节约成本；2.由于本申请的底板、中间板和顶板层叠设置，使调节机构抗弯曲能力更好，不易变形。

可选的，所述水平调整件包括第一水平螺栓和第二水平螺栓；所述第一水平螺栓活动连接于所述顶板，用于调整所述顶板和所述中间板在所述x方向的相对位置；所述第二水平螺栓活动连接于所述底板，用于调整所述中间板和所述底板在所述y方向上的相对位置。

可选的，还包括：固定组件，所述固定组件包括第一固定螺栓和第二固定螺栓，所述第一固定螺栓设置在所述第一水平螺栓的相对侧，所述第二固定螺栓设置于所述第二水平螺栓的相对侧；其中，所述第一固定螺栓被配置为在所述x方向上固定所述顶板和所述中间板；所述第二固定螺栓被配置为在y方向上固定所述中间板和所述底板。

可选的，所述垂直调整件设有多组，多组所述垂直调整件沿所述顶板的周向分隔设置；所述调节机构还包括第三固定螺栓，所述第三固定螺栓设置为与所述垂直调整件的数量匹配，并设置在所述垂直调整件的匹配位置。

可选的，还包括分别位于所述顶板周侧的多个固定支架，每个固定支架上设有两个贯穿孔，所述两个贯穿孔分别用于设置所述垂直调整件和所述第三固定螺栓，所述固定支架通过所述第三固定螺栓固定在所述顶板的下方，所述固定支架固定连接至所述处理装置中的处理室。

可选的，所述顶板和所述中间板之间设有第一限位组件，所述中间板和所述底板之间设有第二限位组件；所述第一限位组件用于限制所述顶板和所述中间板在所述y方向的相对位移以及z方向的相对位移；所述第二限位组件用于限制所述中间板和所述底板在所述x方向的相对位移以及z方向的相对位移。

可选的，所述第一限位组件和所述第二限位组件均包括衬套及相应的衬套槽；中间板内设置的衬套槽与固定连接至顶板的衬套互相适配；所述底板内设置的衬套槽与固定连接至中间板的衬套适配。

y方向z方向x方向z方向

可选的，所述顶板内设有容纳凹槽，所述容纳凹槽中设有垫片，所述垫片与所述垂直调整件的末端相抵接，所述垂直调整件由底板指向顶板的方向延伸并抵靠所述垫片。

可选的，所述限位槽设于所述中间板的边缘；所述限位凸台设于顶板的边缘和所述底板的边缘，所述限位槽内设有弹性件，所述弹性件的一端作用于所述限位凸台，所述弹性件的另一端作用于所述中间板。

可选的，所述顶板和所述中间板之间设有可沿x方向弹性形变的弹性件；所述中间板和所述底板之间设有可沿y方向弹性形变的弹性件。

第二方面，本发明提供一种半导体处理装置，包括半导体晶圆处理室、晶圆支撑机构、传动机构和至少一个如第一方面中任一项所述的调节机构；所述晶圆支撑机构固定连接所述传动机构，所述传动机构被配置为带动所述晶圆支撑机构升降和旋转；所述晶圆支撑机构包括支撑轴和晶圆托盘，所述支撑轴通过支架对所述晶圆托盘进行支撑并带动所述晶圆托盘旋转升降；所述调节机构通过调整所述传动机构在所述x方向、所述y方向和/或z方向的位移，对所述晶圆托盘的水平位置和水平度进行调节。

可选的，所述传动机构包括：磁流体密封组件；所述磁流体密封组件包括定子和转子；所述定子与所述底板相对固定；所述转子被收容在所述定子内部，所述转子被配置为与所述定子可相对转动；所述转子具有容置通孔，所述支撑轴穿过所述容置通孔且所述支撑轴被配置为被所述转子抱紧；所述容置通孔包括位于所述转子一端的第一限位段、位于所述转子另一端的第二限位段以及延伸在所述第一限位段和所述第二限位段之间的中间段；所述第一限位段和所述第二限位段的内径均小于所述中间段的内径。

可选的，所述磁流体密封组件还包括支撑块；所述支撑块包括容置槽，所述支撑轴的底端被支撑在所述容置槽内；所述支撑块固定至所述转子。

可选的，所述第一限位段和所述容置槽内均设有O型圈；所述O型圈用于夹持所述支撑轴；所述容置槽内还装配有压紧块，所述压紧块用于挤压所述O型圈以夹紧所述支撑轴的底端；所述压紧块、所述转子和所述支撑轴同轴设置。

可选的，所述转子的底部设置为凸伸部，所述转子的外侧设有齿轮，所述凸伸部穿过所述齿轮并延伸至所述容置槽；所述齿轮、所述支撑块与所述转子固定连接。

可选的，所述容置槽对应所述压紧块的部分设有斜面，所述凸伸部对应所述压紧块的部分设有第一内表面；所述斜面和所述第一内表面均用于抵接O型圈，以使O型圈夹紧所述支撑轴。

第三方面，本发明提供一种调节机构的调节方法，应用于第一方面的任一项所述的调节机构，包括：当所述晶圆托盘在x方向上有偏移时，通过第一水平螺栓调整所述中间板在所述x方向上的位置；所述底板和所述中间板共同相对于所述顶板在所述x方向上移动，进而通过所述传动机构、所述晶圆支撑机构带动所述晶圆托盘在所述x方向上移动；当所述晶圆托盘在y方向上有偏移时，通过第二水平螺栓调整所述底板在所述y方向上的位置；进而由所述传动机构、所述晶圆支撑机构带动所述晶圆托盘在y方向上移动；通过调整至少一个所述垂直调整件调整所述顶板在所述垂直调整件处的竖直位移，调整所述晶圆托盘的水平度；重复上述过程中的至少一个，适时采用固定件固定所述顶板、所述中间板和所述底板。

附图说明

图1为本发明提供的一种半导体处理装置的调节机构实施例的立体结构示意图；

图2为图1的爆炸示意图；

图3为本发明提供的一种具有呈倒T型设置的衬套的调节机构的剖视示意图；

图4为本发明提供的一种设有衬芯的调节机构的立体剖视示意图；

图5为本发明提供的固定支架与顶板的局部剖视示意图；

图6为本发明提供的一种半导体处理装置的结构示意图；

图7为本发明提供的一种磁流体密封组件与支撑轴的安装结构示意图；

图8为本发明提供的图7中的B处结构放大示意图；

图9为本发明提供的一种调节机构的调节方法的流程示意图。

图中标号：

100、顶板；101、垫片；102、紧固件；103、延伸部；200、中间板；300、底板；401、垂直螺栓；402、第三固定螺栓；403、固定支架；404、贯穿孔；501、限位凸台；502、限位槽；531、第一水平螺栓；532、第二水平螺栓；504、弹性件；551、第一固定螺栓；552、第二固定螺栓；600、镂空部；610、衬芯；611、第一衬芯；612、第二衬芯；620、衬套；630、衬套槽；640、三角支架；7、传动机构；8、磁流体密封组件；80、支撑轴；810、安装板；81、第一O型圈；82、第二O型圈；83、第三O型圈；84、支撑环；85、支撑块；850，容置槽；8501，斜面；851，法兰部；86、压紧块；87、转子；870、容置通孔；871、第一限位段；872、第二限位段；873、中间段；874，第一端；875，第二端；8750，凸伸部；8751，端面；8752，第一内表面；8753，第二内表面；88、定子；89、齿轮；891、第一安装螺栓；892、第二安装螺栓；91、晶圆处理室；92、晶圆支撑机构；921、晶圆托盘；922、支架；93、调节机构。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

针对现有技术存在的问题，如图1所示，本发明的第一实施例提供了一种半导体处理装置的调节机构，包括顶板100、中间板200和底板300。顶板100可调的固定连接至处理装置中的处理室，底板300固定连接至处理装置中的传动机构7。传动机构7被配置为带动晶圆支撑机构升降和旋转。顶板100、中间板200和底板300的中部均设有镂空部600。顶板100、中间板200和底板300依次层叠设置，镂空部600供晶圆支撑机构穿过。另一实施例中，所述底板300可调的固定连接至所述处理装置中的处理室，顶板100固定连接至所述处理装置中的传动机构7。下文中将主要针对“顶板100可调的固定连接至处理装置中的处理室，底板300固定连接至处理装置中的传动机构7”这一实施例进行描述。

如图2所示，底板300上部以及顶板100的下部设有多个限位凸台501，中间板200上设有与限位凸台501对应的限位槽502。当底板300、中间板200和顶板100依次层叠设置时，限位凸台501至少部分位于限位槽502内。

另外，半导体处理装置的调节机构还包括固定组件、水平调整件和垂直调整件。如图2所示，水平调整件活动连接于限位凸台501的限位孔，用于调整底板300、中间板200和顶板100在水平方向上的相对位置。示例性的，水平调整件包括第一水平螺栓531和第二水平螺栓532。第一水平螺栓531螺纹旋过顶板100的限位凸台501，且第一水平螺栓531的顶部抵靠中间板200的限位槽502的槽底。第一水平螺栓531用于调整顶板100和中间板200在x方向的相对位置。示例性的，在顶板100固定至处理装置的处理室后，第一水平螺栓531朝向中间板200拧进，则中间板200将相对于顶板100沿水平的x方向移动。在调节完毕之后可以使用螺母将第一水平螺栓531的位置锁死。第二水平螺栓532螺纹旋过底板300的限位凸台501，第二水平螺栓532的顶端抵靠中间板200的限位槽502的槽底。第二水平螺栓532用于调整底板300在水平的y方向上相对于中间板200的位置。示例性的，在顶板100和中间板200位置调节完毕之后，第二水平螺栓532朝向中间板200拧进，则底板300将相对于中间板200沿与y方向相反的方向移动。同样的，在调节完毕之后可以使用螺母将第二水平螺栓532的位置锁死。

固定组件用于在完成位置调整后在第一水平螺栓531对面或者在第二水平螺栓532对面通过限位凸台501的限位孔506相对固定底板300、中间板200和顶板100。

示例性的，固定组件包括第一固定螺栓551和第二固定螺栓552。第一固定螺栓551设置在第一水平螺栓531的相对侧。具体的，第一固定螺栓551旋过固定连接顶板100的限位凸台501的限位孔506并抵靠在中间板200的相应的限位槽502的槽底，使用螺母拧紧。第二固定螺栓552设置于第二水平螺栓532的相对侧。具体的，第二固定螺栓552旋过固定连接至底板300的限位凸台501的限位孔506并抵靠在中间板200的相应的限位槽502的槽底，使用螺母拧紧。其中，第一固定螺栓551被配置为在x方向上固定顶板100和中间板200。第二固定螺栓552被配置为在y方向上固定中间板200和底板300。

示例性的，当需要调节中间板200的位置时，先拧松第一固定螺栓551上的螺母，并向远离中间板200的方向将第一固定螺栓551旋出至少一段距离。旋松第一水平螺栓531上的螺母，并朝朝向中间板200的方向将第一水平螺栓531拧进一定距离，将中间板200移动至目标位置，拧紧第一水平螺栓531上的螺母将第一水平螺栓531侧中间板200相对于顶板100的位置锁死，随后，旋动第一固定螺栓551以使其抵靠中间板200并拧紧第一固定螺栓551上的螺母，将第一固定螺栓551侧中间板200相对于顶板100的位置锁死，至此，中间板200沿x方向的一次调节完成。底板300相对于中间板200的沿y方向的调节类似，便不再展开。值得说明的是，上述调整件和固定组件均可采用标准件，便于替换维护。

请参照图2，在图示实施方式中，限位槽502内设有弹性件504，弹性件504的一端作用于限位凸台501，弹性件504的另一端作用于中间板200。

在图示实施例中，弹性件504为弹簧。弹簧套设于第一水平螺栓531、第二水平螺栓532的外侧。弹簧靠近镂空部600的一端与限位槽502的槽底连接或抵接，弹簧远离镂空部600的一端与限位凸台501连接或抵接。在一些示例中，弹性件504还可以设置为碟簧、弹性杆、液压减震器或空气弹簧。

图示实施例中通过套设在第一水平螺栓531外侧的弹性件504使中间板200在非受力状态下复位到相对于顶板100的初始位置，通过套设在第二水平螺栓532外侧的弹性件504使底板300在非受力状态下复位到相对于中间板200的初始位置。该实施例能够实现底板300和中间板200自动复位，无需频繁校准，省时省力，有利于提升产能。

在图示实施方式中，弹性件504套设在第一水平螺栓531、第二水平螺栓532的外侧。在本发明的其他实施方式中，弹性件504也可以单独设置，而非套设在第一水平螺栓531或第二水平螺栓532的外侧。示例性的：在中间板200上设置凹槽，对应的，在顶板100上设置凸起，该凸起至少部分位于中间板200的凹槽中，在中间板200的凹槽的槽壁和顶板100的凸起之间设置弹性件，该弹性件可在x方向或在y方向上被压缩。在一些示例中，限位槽502设于中间板200的边缘。限位凸台501设于顶板100的边缘和底板300的边缘。另一些示例中，限位槽502可以设于镂空部600侧。示例性的，限位凸台501设于顶板100的镂空部600侧和底板300的镂空部600侧。相应的，限位槽502设于中间板200的镂空部600侧。

值得说明的是，在竖直的z方向的一端观察，镂空部600可以为U型开口、C型开口或通孔。

再一些实施例中，半导体处理装置的调节机构还包括垂直调整件，多组垂直调整件沿顶板100的周向分隔设置。调节机构中的固定组件还包括第三固定螺栓402，第三固定螺栓402设置为与垂直调整件的数量匹配，并设置在垂直调整件的匹配位置。

如图4所示，在一些实施例中，垂直调整件为垂直螺栓401，垂直螺栓401螺纹旋过固定支架403，并抵接顶板100的延伸部103，用于调整顶板100的位置，进而调整底板300和中间板200的位置。在图示实施例中第三固定螺栓402、垂直螺栓401和延伸部103的数量均为3，沿顶板100的周向分隔设置(也可以描述为：沿中间板200的周向分隔设置或沿底板300的周向分隔设置)，每个第三固定螺栓402与垂直螺栓401平行设置。

如图2所示，具体的，每个固定支架403上设有两个贯穿孔404，两个贯穿孔404分别用于设置第三固定螺栓402和垂直螺栓401，固定支架403通过第三固定螺栓402固定在顶板100的延伸部103下方，固定支架403直接或间接的固定连接至处理装置中的处理室。

应理解，本实施例通过设置顶板100、中间板200、底板300、水平调整件和垂直调整件实现晶圆支撑机构相对于处理室的平移调整和倾角调整。通过固定组件实现对半导体处理装置的可靠限位。水平调整件和垂直调整件的调节方向直观，且便于操作。

请参考图4，在一些实施例中，3个固定支架403，分别位于中间板200的x方向的反方向、y方向和y方向的反方向。另一些实施例中，3个固定支架403围绕中间板200，关于z方向的轴线呈120°间隔均布。固定支架403固定在顶板100的延伸部的下方，且与半导体处理装置的处理室固定连接。

示例性的，每个固定支架403的z方向均设有两个贯穿孔404，分别连接垂直螺栓401和第三固定螺栓402。三个垂直螺栓401用于支撑并调节顶板100的竖直高度和水平度。当完成位置调整后，通过拧紧第三固定螺栓402能够使固定支架403与顶板100的相对位置固定。本实施例采用了3个垂直螺栓401调整水平度和竖直高度。

在一些实施例中，垂直调整件沿着由底板300指向顶板100的方向向上调整顶板100的竖直位置，进而带动及调节底板300、中间板200的竖直位置。示例性的，垂直螺栓401的螺杆部朝上与固定支架403的贯穿孔404螺纹配合。参考图4中的A处，当垂直螺栓401沿z方向旋过固定支架403旋入延伸部103时，垂直螺栓401将延伸部103顶起。由于固定支架403与处理室固定连接，因此，与这一垂直螺栓401相互作用的延伸部103将被顶升至更靠近处理室的位置，相应的，与这一垂直螺栓401临近的顶板100部分也被顶升至更靠近处理室的位置实现了将顶板100由x方向的反方向向z方向旋转。顶板100被顶升，相应的，中间板200和底板300也一同被顶升，调节机构整体由x方向的反方向向z方向旋转。进而通过传动机构7、支撑轴80带动晶圆托盘921旋转，调节晶圆托盘921的水平度。当垂直螺栓401沿z方向的反方向旋出固定支架403时，顶板100由z方向向x方向的反方向旋转。同样的，通过传动机构7、支撑轴80带动晶圆托盘921旋转，进而调节调节晶圆托盘921的水平度。同理，通过旋转位于不同位置的3个垂直螺栓401，能够使顶板100向任意方向旋转和升降。本实施例适用于顶板100上方空间有限的应用场景，便于操作。

如图5所示，在一些实施例中，顶板100内设有容纳凹槽，容纳凹槽中设有垫片101，垫片101被紧固件102紧固在容纳凹槽内。垂直调整件的末端延伸穿过紧固件102与垫片101相抵接。垫片101为高硬度耐磨件。紧固件102可通过螺接或压接与前述容纳凹槽相对固定，并将垫片101固定在容纳凹槽内。在一些实施例中，垫片101可嵌设于容纳凹槽中，垫片101的底端设有圆底孔，垂直螺栓401的螺杆部末端呈圆头状且抵靠前述圆底孔。在垂直螺栓401旋转以调节固定支架403和顶板100之间的相对位置时，螺杆部末端与圆底孔配合相对转动。另一些实施例中，垫片101可以与顶板100固定连接或可拆卸连接。此外，垫片101的底端可设有锥孔，垂直螺栓401的螺杆部末端呈锥状。锥状螺杆部末端与前述锥孔配合相对转动。应当理解，垂直螺栓401的螺杆部末端形状与垫片101底端的孔适配即可。

请参照图3和图4，在一些实施例中，顶板100和中间板200之间设有第一限位组件，中间板200和底板300之间设有第二限位组件。第一限位组件和第二限位组件均包括衬套620及相应的衬套槽630。图示实施方式中，中间板200内设置的衬套槽630与固定连接至顶板100的衬套620互相适配。底板300内设置的衬套槽630与固定连接至中间板200的衬套620适配。

如图3所示，具体的，衬套620和衬套槽630的截面均呈倒T型设置。底板300中设置的衬套槽630沿y方向延伸，底板300可在与中间板200固定连接的衬套620的限位下，相对中间板200沿y方向移动。中间板200中设置的衬套槽630沿x方向延伸，在与顶板100固定连接的衬套620的限位下，中间板200可相对于顶板100沿x方向移动。在中间板200相对于顶板100沿x方向移动时，底板300在固定连接至中间板200的衬套620的限位下，与中间板200一同沿x方向移动。

另一些实施例中，参见图4，第一限位组件还包括设置于中间板200内的第一衬芯611。每根第一衬芯611贯穿中间板200中的2个衬套槽630。第一衬芯611沿x方向延伸，与顶板100固定连接的衬套620位于中间板200的衬套槽630内且套设并滑动连接第一衬芯611，同时限制中间板200和顶板100在y方向和z方向上的移动。

又一些具体的实施例中，第二限位组件还包括设置于底板300内的第二衬芯612。每根第二衬芯612贯穿底板300中的2个衬套槽630。第二衬芯612沿y方向延伸，与中间板200固定连接的衬套620位于底板300的衬套槽630内且套设并滑动连接第二衬芯612，同时限制中间板200和底板300的在x方向和z方向上的移动。

示例性的，第一衬芯611与第二衬芯612互相垂直。第一衬芯611与第二衬芯612均设置为2根。值得说明的是，衬套620可以设为无油衬套620或导套，衬芯610设为直线轴承或导向柱。本实施例实现了在水平方向的2个自由度的平移调整晶圆托盘921。

根据本发明上述实施例的调节机构，通过在顶板100、中间板200和底板300上设置互相配合的限位凸台和限位槽，以及在顶板100和中间板200之间设置的衬芯，在顶板100固定后，通过调节第一水平螺栓531，使中间板200和底板300可以共同相对于顶板100沿x方向移动。通过调节第二水平螺栓532，使底板300相对于中间板200沿y方向移动。通过调节不同位置的垂直螺栓401调节顶板100的不同位置的竖直高度和整体的水平度。从而实现晶圆托盘921的水平位移和水平度的调节。这种调节机构大致围设在支撑轴80的外周，使得调节机构和支撑轴80的整体结构更加紧凑，占用空间小。此外，在目标方向(x方向、y方向、z方向)进行调节时，所涉零件少，精度更有保障。

在前文实施例中，第一限位组件和第二限位组件使得顶板100在竖直方向移动时，中间板200和底板300能够更好的跟随移动。尤其是设有衬芯的限位组件，其使得整个调节机构的结构更加紧凑，调节精度更高。

第二限位组件使得中间板200在x轴方向移动时，底板300能够跟随移动。

在一些实施例中，顶板100、中间板200以及底板300之间的跟随移动也可以通过限位槽502和限位凸台501来实现。

如图4所示，在一些实施例中，还包括位于底板300下方的两个三角支架640，用于承托底板300。三角支架640的一端与底板300固定连接，三角支架640的另一端固定至用于固定磁流体的支撑板。另一些实施例中，底板300下方设置支架可以呈任意形状。

在前文所述实施例中，限位凸台501分别设置于顶板100和底板300，限位槽502设置于中间板200。在本发明的其他实施方式中，限位槽502也可以设置于顶板100和底板300，限位凸台501设置于中间板200。

如图6所示，第二实施例提供一种半导体处理装置，包括半导体晶圆处理室91、晶圆支撑机构92、传动机构7和本发明所公开的调节机构93。晶圆支撑机构92固定连接传动机构7，传动机构7被配置为带动晶圆支撑机构92升降和旋转。晶圆支撑机构92包括支撑轴80和晶圆托盘921，支撑轴80通过支架922对晶圆托盘921进行支撑并带动晶圆托盘921一同旋转升降。调节机构93通过调整传动机构7在x方向、y方向和/或z方向的位移，对晶圆托盘921的水平位置和水平度进行调节。

具体的，半导体处理装置包括一个晶圆处理室91、一个晶圆支撑机构92、一个传动机构7和一个调节机构93。晶圆支撑机构92还包括支架922，支架922的一端连接支撑轴80，支架922的另一端连接晶圆托盘921。晶圆托盘921用于装载晶圆。支撑轴80贯穿晶圆处理室91的底端，传动机构7与支撑轴80固定连接。示例性的，参考图1，调节机构的顶板100与晶圆处理室91的外壁连接。

另一些具体的实施例中，半导体处理装置，包括一个晶圆处理室91、N个晶圆支撑机构92、N个传动机构7和N个调节机构93，N为大于1的整数。N个调节机构均连接到同一个晶圆处理室91，N个调节机构93与N个传动机构7一一对应连接。N个传动机构7与N个晶圆支撑机构92一一对应连接。N个调节机构93用于分别独立调整N个传动机构7的水平位置和水平度。

如图7和图8所示，在一些实施例中，还包括：磁流体密封组件8。磁流体密封组件8包括定子88、转子87和支撑块85。定子88与底板300相对固定，在图示实施方式中，半导体处理装置中还包括安装板810。安装板810固定至本发明所揭示的调节机构的底板300，安装板810与定子88固定连接。定子88套设在转子87外，且定子88能够相对转子87转动。转子87内设有沿z方向延伸的容置通孔870，支撑轴80穿过该容置通孔870，支撑轴80被抱紧至转子87。转子87的底端与支撑块85相对固定，支撑块85用于承载支撑轴80的底端。容置通孔870包括第一限位段871和第二限位段872。第一限位段871位于容置通孔870的上端，第二限位段872位于容置通孔870的下端，第一限位段871与第二限位段872互相分离。容置通孔870还包括延伸在第一限位段871和第二限位段872之间的中间段873。第一限位段871和第二限位段872均用于约束支撑轴80在转子87内的可动空间。本实施例通过设置相隔一段距离的两个限位段以对支撑轴80进行限位的设置方式使得转子87对支撑轴80的位置限制更强，且两者之间的相对位置变动更小，进而使得通过调节机构对磁流体密封组件8的调节能够更精准地传递至支撑轴80，实现更精准地调节和定位支撑轴80的位置。具体的，转子87具有第一端874(在图7中，转子87的第一端靠近安装板810)和与第一端相对的第二端875(在图7中，转子87的第二端靠近支撑块85)。转子87的第二端875包括凸伸部8750。凸伸部8750自第二端875向远离第一端874的方向延伸。

位于第一端874的第一限位段871具有环形凹槽，该环形凹槽内配设有第一O型圈81。第一O型圈81被前述环形凹槽挤压而抱紧支撑轴80。

半导体处理装置还包括齿轮89。齿轮89套设于凸伸部8750。齿轮89和转子87通过第一安装螺栓891固定连接。具体的，第一安装螺栓891穿过齿轮89和第二端875的端面8751将两者拧紧。

支撑块85包括容置槽850。支撑轴80的底端被支撑在容置槽850内。支撑块85具有法兰部851。法兰部851固定至齿轮89，具体的，第二安装螺栓892沿垂直齿轮端面的方向穿过法兰部851和齿轮89将二者固定连接。

本实施例通过设置的第一安装螺栓891将齿轮89和转子87固定连接，通过第二安装螺栓892将法兰部851和齿轮89固定连接。实现了支撑块85、齿轮89与转子87的相对固定。本实施例中，支撑块85的结构简单易于制造，便于拆装，有利于高效维护且由于结构件数量较少，累计误差小，有利于提升精度。

支撑轴80的底端由位于容置槽850槽底的支撑环84支撑。在图示实施例中，支撑环84为O型圈。

半导体处理装置还包括压紧块86。压紧块86为环状件，该环状件的截面呈“凸”字型。压紧块86套设在支撑轴80的底端，且被容置在容置槽850内。压紧块86与容置槽850相适配。

转子87的凸伸部8750延伸至容置槽850内。凸伸部8750具有呈倒漏斗型的第一内表面8752和呈筒形的第二内表面8753。部分压紧块86容置在第二内表面8753内。压紧块86的上表面与第一内表面8752间形成有截面呈三角形的第一环形空间，在该第一环形空间内配置有第二O型圈82。第二O型圈82被挤压进而抱紧支撑轴80(摩擦力增大)。

容置槽850具有呈漏斗状的斜面8501。压紧块86的下端面和斜面8501之间形成有截面呈三角形的第二环形空间，在该第二环形空间内配置有第三O型圈83。第三O型圈83被挤压进而抱紧支撑轴80(摩擦力增大)。

第一O型圈81、第二O型圈82以及第三O型圈83均还起到密封的作用，避免腔室内部与外部的空气连通。

压紧块86、转子87和支撑轴80同轴设置。

在一些实施例中，晶圆处理室与顶板100固定连接，定子88与底板300固定连接。在另外一些实施例中，晶圆处理室与底板300固定连接，定子88与顶板100固定连接。

齿轮89与主动轮啮合，当主动轮转动时，齿轮89、转子87和支撑块85共同相对于定子88旋转。

在前文描述的实施例中，支撑块85和齿轮89通过螺栓固定连接，齿轮89和转子87通过另外的螺栓固定连接，在一些其他的实施例中，齿轮89、转子87和支撑块85可通过同一个螺栓连接。

再一些具体的实施例中，第一限位段871的内径D1、第二限位段872的内径D2和支撑轴80的外径d满足：

D1≥D2>d

示例性的，沿垂直向下的方向，转子87内径变化趋势包括：由D1开始增大到最大值，由最大值降低到D2。

第二限位段872的内径D2为容置通孔870的最小内径。本实施例有利于将支撑轴80束缚在转子87中，同时避免支撑轴80受到转子87的内壁直接挤压而破损。

另一些具体的实施例中，第一限位段871和第二限位段872的最大间距为H，第一O型圈81和第二O型圈82的间距为h，H大于h。第一O型圈81的内径为R1，第二O型圈82的内径为R2，第三O型圈83的内径为R3，支撑环84的内径为R4，压紧块86的内径为R5，满足：

R5>d>R1≥R2＝R3>R4

中，d为支撑轴80的外径。

如图9和图2所示，第三实施例提供一种调节机构的调节方法，应用于上述实施例的任一项的调节机构，包括：S1，当晶圆托盘921在x方向上有偏移时，通过第一水平螺栓调整中间板200在x方向上的位移。S2，底板300和中间板200共同相对于顶板100在x方向上移动，将x方向上的位移由传动机构7传递至晶圆支撑机构，从而带动晶圆托盘921在x方向上移动。S3，当晶圆托盘921在y方向上有偏移时，通过第二水平螺栓调整底板300在y方向上的位移。S4，底板300相对于中间板200在y方向上移动，将y方向上的位移由传动机构7传递至晶圆支撑机构，从而带动晶圆托盘921在y方向上移动。S5，通过调整至少一个垂直调整件调整顶板100在垂直调整件处的竖直位移，调整晶圆托盘921的水平度。S6，重复上述过程中的至少一个，直至晶圆托盘921处于工艺所需的位置。

具体的，S1包括：当晶圆托盘921在x方向上有偏移距离L1时，通过第一水平螺栓调整中间板200在x方向上的位移为-L1。S2包括：底板300和中间板200共同相对于顶板100在x方向上位移-L1，将x方向上的位移-L1由传动机构7传递至晶圆支撑机构，从而带动晶圆托盘921在x方向上移动-L1。

同理，S3包括：当晶圆托盘921在y方向上有偏移距离L2时，通过第二水平螺栓调整底板300在y方向上的位移为-L2。S4包括：底板300相对于中间板200在y方向上移动-L2，将y方向上的位移由传动机构7传递至晶圆支撑机构，从而带动晶圆托盘921在y方向上移动-L2。

具体的，S5还包括，通过调整每一个垂直调整件以在z方向上移动顶板100，使顶板100、中间板200和底板300在z方向上升高L3，将z方向上的位移由传动机构7传递至晶圆支撑机构，从而带动晶圆托盘921在z方向上升高L3。或通过调整每一个垂直调整件以在z方向上移动顶板100，使顶板100、中间板200和底板300在z方向上降低L4，将z方向上的位移由传动机构传递至晶圆支撑机构，从而带动晶圆托盘921在z方向上降低L4。

又或者，可根据实际需要调节一个或多个垂直调整件，以调整顶板100的水平度，进而通过中间板200、底板300、传动机构7传递至晶圆支撑机构，进而调节晶圆托盘的水平度。

在前文描述以及在流程图中分别使用了S1-S6以及箭头这样有顺序指向的符号以便于说明，但应当理解，各个方向的调节顺序并不应局限于本发明行文描述时的顺序。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (17)

1.一种半导体处理装置的调节机构，其特征在于，所述调节机构包括底板、中间板、顶板、水平调整件和垂直调整件；

所述底板、所述中间板和所述顶板均对应设有镂空部；

所述底板、所述中间板和所述顶板依次层叠设置；

所述底板和所述顶板的第一侧面设有具有限位孔的限位凸台或限位槽，所述第一侧面为朝向所述中间板的一面，相应的，所述中间板上设有与所述限位凸台对应的限位槽或与所述限位槽对应的限位凸台，所述限位槽与所述限位凸台凹凸配合，使所述底板、所述中间板和所述顶板能够两两相对运动；

所述底板或所述顶板可调的固定连接至所述处理装置中的处理室，相应的，所述顶板或所述底板固定连接至所述处理装置中的传动机构，所述传动机构被配置为通过晶圆支撑机构带动晶圆托盘；所述晶圆支撑机构部分位于所述镂空部；

所述水平调整件活动连接于所述限位凸台的限位孔，通过使所述中间板和所述底板分别沿x方向、y方向移动，或者，通过使所述顶板和所述中间板分别沿x方向、y方向移动，调整所述晶圆托盘的水平位置，所述x方向与所述y方向相互垂直；

所述垂直调整件活动连接于所述顶板或所述底板，通过调整所述顶板或所述底板的竖直位置，以调整所述晶圆托盘的水平度。

2.根据权利要求1所述的调节机构，其特征在于，所述水平调整件包括第一水平螺栓和第二水平螺栓；

所述第一水平螺栓活动连接于所述顶板，用于调整所述顶板和所述中间板在所述x方向的相对位置；

所述第二水平螺栓活动连接于所述底板，用于调整所述中间板和所述底板在所述y方向上的相对位置。

3.根据权利要求2所述的调节机构，其特征在于，还包括：固定组件，所述固定组件包括第一固定螺栓和第二固定螺栓，所述第一固定螺栓设置在所述第一水平螺栓的相对侧，所述第二固定螺栓设置于所述第二水平螺栓的相对侧；

其中，所述第一固定螺栓被配置为在所述x方向上固定所述顶板和所述中间板；所述第二固定螺栓被配置为在y方向上固定所述中间板和所述底板。

4.根据权利要求1所述的调节机构，其特征在于，所述垂直调整件设有多组，多组所述垂直调整件沿所述顶板的周向分隔设置；

所述调节机构还包括第三固定螺栓，所述第三固定螺栓设置为与所述垂直调整件的数量匹配，并设置在所述垂直调整件的匹配位置。

5.根据权利要求4所述的调节机构，其特征在于，还包括分别位于所述顶板周侧的多个固定支架，每个固定支架上设有两个贯穿孔，所述两个贯穿孔分别用于设置所述垂直调整件和所述第三固定螺栓，所述固定支架通过所述第三固定螺栓固定在所述顶板的下方，所述固定支架固定连接至所述处理装置中的处理室。

6.根据权利要求1所述的调节机构，其特征在于，所述顶板和所述中间板之间设有第一限位组件，所述中间板和所述底板之间设有第二限位组件；

所述第一限位组件用于限制所述顶板和所述中间板在所述y方向的相对位移以及z方向的相对位移；所述第二限位组件用于限制所述中间板和所述底板在所述x方向的相对位移以及z方向的相对位移。

7.根据权利要求6所述的调节机构，其特征在于，

所述第一限位组件和所述第二限位组件均包括衬套及相应的衬套槽；中间板内设置的衬套槽与固定连接至顶板的衬套互相适配y方向z方向；所述底板内设置的衬套槽与固定连接至中间板的衬套适配x方向z方向。

8.根据权利要求1所述的调节机构，其特征在于，所述顶板内设有容纳凹槽，所述容纳凹槽中设有垫片，所述垫片与所述垂直调整件的末端相抵接，所述垂直调整件由底板指向顶板的方向延伸并抵靠所述垫片。

9.根据权利要求1所述的调节机构，其特征在于，所述限位槽设于所述中间板的边缘；所述限位凸台设于顶板的边缘和所述底板的边缘，所述限位槽内设有弹性件，所述弹性件的一端作用于所述限位凸台，所述弹性件的另一端作用于所述中间板。

10.根据权利要求1所述的调节机构，其特征在于，所述顶板和所述中间板之间设有可沿x方向弹性形变的弹性件；所述中间板和所述底板之间设有可沿y方向弹性形变的弹性件。

11.一种半导体处理装置，其特征在于，包括半导体晶圆处理室、晶圆支撑机构、传动机构和至少一个如权利要求1至10中任一项所述的调节机构；

所述晶圆支撑机构固定连接所述传动机构，所述传动机构被配置为传递动力进而带动所述晶圆支撑机构升降和旋转；

所述晶圆支撑机构包括支撑轴和晶圆托盘，所述支撑轴通过支架对所述晶圆托盘进行支撑，所述支撑轴带动所述晶圆托盘旋转升降；

所述调节机构通过调整所述传动机构在所述x方向、所述y方向和/或z方向的位移，对所述晶圆托盘的水平位置和水平度进行调节。

12.根据权利要求11所述的处理装置，其特征在于，所述传动机构包括：磁流体密封组件；所述磁流体密封组件包括定子和转子；所述定子与所述底板相对固定；所述转子被收容在所述定子内部，所述转子被配置为与所述定子可相对转动；

所述转子具有容置通孔，所述支撑轴穿过所述容置通孔且所述支撑轴被配置为被所述转子抱紧；

所述容置通孔包括位于所述转子一端的第一限位段、位于所述转子另一端的第二限位段以及延伸在所述第一限位段和所述第二限位段之间的中间段；

所述第一限位段和所述第二限位段的内径均小于所述中间段的内径。

13.根据权利要求12所述的处理装置，其特征在于，所述磁流体密封组件还包括支撑块；

所述支撑块包括容置槽，所述支撑轴的底端被支撑在所述容置槽内；所述支撑块固定至所述转子。

14.根据权利要求13所述的处理装置，其特征在于，所述第一限位段和所述容置槽内均设有O型圈；所述O型圈用于夹持所述支撑轴；

所述容置槽内还装配有压紧块，所述压紧块用于挤压所述O型圈以夹紧所述支撑轴的底端；所述压紧块、所述转子和所述支撑轴同轴设置。

15.根据权利要求13所述的处理装置，其特征在于，所述转子的底部设置为凸伸部，所述转子的外侧设有齿轮，所述凸伸部穿过所述齿轮并延伸至所述容置槽；所述齿轮、所述支撑块与所述转子固定连接。

16.根据权利要求15所述的处理装置，其特征在于，所述容置槽对应压紧块的部分设有斜面，所述凸伸部对应所述压紧块的部分设有第一内表面；所述斜面和所述第一内表面均抵接有O型圈，以使O型圈夹紧所述支撑轴。

17.一种调节机构的调节方法，应用于权利要求1-10的任一项所述的调节机构，其特征在于，包括：

当所述晶圆托盘在x方向上有偏移时，通过第一水平螺栓调整所述中间板在所述x方向上的位置；

所述底板和所述中间板共同相对于所述顶板在所述x方向上移动，进而通过所述传动机构、所述晶圆支撑机构带动所述晶圆托盘在所述x方向上移动；

当所述晶圆托盘在y方向上有偏移时，通过第二水平螺栓调整所述底板在所述y方向上的位置；

进而由所述传动机构、所述晶圆支撑机构带动所述晶圆托盘在y方向上移动；

通过调整至少一个所述垂直调整件调整所述顶板在所述垂直调整件处的竖直位移，调整所述晶圆托盘的水平度；

重复上述过程中的至少一个，适时采用固定件固定所述顶板、所述中间板和所述底板。