CN1909183A - 半导体工艺件处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种半导体工艺件处理装置，包括至少一个半导体工艺件处理腔室，处理腔室内设置有多个半导体工艺件处理平台，每一个半导体工艺件处理平台处理一片半导体工艺件，每一个半导体工艺件处理平台可以分别旋转，半导体工艺件处理装置还设有密封机构以在半导体工艺件处理平台运动时保持半导体工艺件处理腔室内部密封，并具有冷却装置保证密封元件正常工作。本发明的半导体工艺件处理装置在对多个半导体工艺件处理时，能具有独立的半导体工艺件处理环境，以保证每片半导体工艺件处理的均一性，并且能够灵活地对半导体工艺件进行处理。

Description

半导体工艺件处理装置
技术领域
本发明关于半导体制造设备技术领域，尤其涉及一种具有多个半导体工艺件处理腔室且在每个半导体工艺件处理腔室内设置有多个半导体工艺件处理平台的半导体工艺件处理装置。
背景技术
目前有两种常用的半导体工艺件处理系统，一种是对半导体工艺件进行批量处理的系统，而另一种则对半导体工艺件进行单片处理。在批量处理系统中，多片半导体工艺件被同时水平地或垂直地放置并进行处理。
虽然单片处理系统在产品处理均一性、热效应以及单批加工速度方面具有优势，但是其低产能以及昂贵的生产成本显然是难以克服的致命缺陷。
为了解决以上问题美国专利第58551641号的背景部分提供了几种批量处理的系统。这些批量处理系统具有多个处理腔室，每个处理腔室中具有多个处理平台，这样处理腔室就可以同时一次处理多片半导体工艺件。
但是，对半导体工艺件进行批量处理的系统存在的最大问题在于各片半导体工艺件的处理均一性难以保证。批量处理半导体工艺件时，多片半导体工艺件放置在同一腔室内，由于系统内的热和气流的差异导致半导体工艺件处理的不均一性。为了克服这种不足，业内提出了各种解决方案。
比如，请参阅图1，美国专利第6001175号在其背景技术部分内揭示了一种半导体工艺件处理装置，其中，被加工的硅基片8’放置在一碳基座9’上，碳基座9’下方设置一加热基座35’，加热基座35’内部设置有高频加热线圈1’来对硅基片8’加热，在处理过程中，碳基座9’可随碳基座支持部11’一起绕轴旋转，以保证温度分布均匀。
另外，图2，美国专利申请第20050011459号揭示了另一种半导体工艺件处理方案，其在反应腔内设置一个可旋转的半导体工艺件载体116’，半导体工艺件110’放置在该半导体工艺件载体116’内，半导体工艺件载体116’围绕轴121’旋转，而加热基座117’静止不动，其半导体工艺件载体116’与反应腔留有一足够小距离的通道130’，通过半导体工艺件载体116’旋转来迫使气体沿通道130’向外水平流动，以实现半导体工艺件处理时的薄膜均匀生长。
上述两种方案虽然可以部分地解决半导体工艺件处理的不均一性问题，但是，其也有不足之处。这两种方案均在一个半导体工艺件承载装置里面放置多片被加工的半导体工艺件，以一静止的加热基座加热半导体工艺件承载装置及里面的半导体工艺件，通过半导体工艺件承载装置的旋转来达到半导体工艺件处理均一性的目的。它们的共同缺点是：加热装置和半导体工艺件承载装置分别设置，增加了系统的复杂性，而且半导体工艺件承载装置的设置使得半导体工艺件距离加热装置有一段间隙，使得半导体工艺件的处理温度更加难以控制。再者，上述两种方案在半导体工艺件处理过程中，都是只通过一个旋转轴旋转带动所有的半导体工艺件一起旋转，这种处理方式运用于那种在一个半导体工艺件处理腔室内设置有多个半导体工艺件处理平台的半导体工艺件处理装置时，半导体工艺件均一性效果并不理想。
因此需要一种半导体工艺件处理装置，其在对多个半导体工艺件处理时，能具有独立的半导体工艺件处理环境，以保证每片半导体工艺件处理的均一性，并且能够灵活地对半导体工艺件进行处理，特别是调整半导体工艺件的受热，以提高半导体工艺件批量处理系统中半导体工艺件处理的均一性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体工艺件处理装置，以解决目前半导体工艺件量产装置均一性不高，不能大批量同时处理半导体工艺件的问题。
本发明的又一目的在于提供一种半导体工艺件处理装置，其可以同时对多片半导体工艺件处理，并且每片半导体工艺件具有相对独立的半导体工艺件处理环境，以保证每片半导体工艺件处理的均一性。
本发明的再一目的在于提供一种半导体工艺件处理装置，其可以同时对多片半导体工艺件处理，并且半导体工艺件处理装置还设有密封机构以在半导体工艺件处理平台运动时保持半导体工艺件处理腔室内部密封，并具有冷却装置保证密封元件正常工作。
本发明是通过以下技术方法实现的：一种半导体工艺件处理装置，包括至少一个半导体工艺件处理腔室，半导体工艺件处理腔室内设置有多个半导体工艺件处理平台，每一个半导体工艺件处理平台处理一片半导体工艺件，其特征在于：在半导体工艺件处理过程中，半导体工艺件处理平台可以旋转。
半导体工艺件处理装置还设置有与半导体工艺件处理平台数目对应的多个平台旋转机构，且每个半导体工艺件处理平台各与一个平台旋转机构相连。至少两个平台旋转机构通过同一个电机驱动装置带动一起同步旋转。电机驱动装置是通过皮带来带动多个半导体工艺件处理平台旋转的。平台旋转机构设有皮带辊轴来受皮带带动旋转。皮带辊轴设有与皮带上的条纹相吻合的卡口，以利于皮带和皮带辊轴的紧密结合。
半导体工艺件处理平台共有四个，其中相邻的两个共用同一电机驱动装置带动同步旋转。至少两个半导体工艺件处理平台通过第一支撑板装配在一起，并受一第一电机驱动共同升降移动。
第一支撑板上设置一第一定位传感器，以定位第一支撑板的升降移动位置。第一电机通过一个蜗轮蜗杆装置驱动第一支撑板升降移动。每一个半导体工艺件处理平台内设有多个顶针导引槽，每一个顶针导引槽内设置有可升降的顶针。
所述的多个半导体工艺件处理平台上的顶针通过第二支撑板装配在一起，并受一第二电机驱动共同升降移动。第二支撑板上设有一个第二定位传感器，以确保顶针在一定范围内升降。
所述的半导体工艺件处理装置还设有一个具有竖直轨槽的滑轨，滑轨上设有两个可上下滑动的滑块，该两个滑块分别与第一支撑板及第二支撑板固定连接，以引导第一支撑板及第二支撑板升降移动。
每一个半导体工艺件处理平台内部设置有均匀分布的加热元件。平台旋转机构包括依次连接的转轴和皮带辊轴。
本发明的还提供另一种解决目前半导体工艺件量产装置均一性不高的技术方案。一种半导体工艺件处理装置，包括至少一个半导体工艺件处理腔室，半导体工艺件处理腔室内设置有多个半导体工艺件处理平台，每一个半导体工艺件处理平台处理一片半导体工艺件，其特征在于：每一个半导体工艺件处理平台下面设有相应的平台旋转机构带动半导体工艺件处理平台旋转并加热，该平台旋转机构设有通道供电信号输入，在该半导体工艺件处理装置上还具有密封机构以形成半导体工艺件处理腔室内的密闭环境。
平台旋转机构包括依次连接的转轴和皮带辊轴，通过皮带辊轴的旋转带动转轴旋转。皮带辊轴通过一个连接部与集线器连接，集线器一端与一个信号放大器相连。半导体工艺件处理平台下方设有一支持杆与处理平台相连接，支持杆与转轴相连接，支持杆内部设有电源线以连接半导体工艺件处理平台内的电阻丝对半导体工艺件处理平台进行加热。支持杆内部设有温度检测装置以测量半导体工艺件处理平台表面的温度。支持杆外部设有一个由弹性密封圈和波纹管密封件组成的密封装置，用于密封波纹管密封件与半导体工艺件处理腔室底部的接触间隙。
波纹管密封件下方连接有一个转轴和一第一外罩，第一外罩设于转轴外部，第一外罩和转轴之间设有轴承，使转轴自由转动而第一外罩不随之转动。第一外罩和波纹管密封件之间还设有密封元件来密封第一外罩和波纹管密封件之间的接触间隙。第一外罩和转轴之间设置一个磁密封元件，当转轴转动时可以保证第一外罩和转轴之间的接触间隙被密封。
支持杆和转轴直接通过销或螺钉螺栓固定连接在一起，并且支持杆和转轴相连接的地方设有密封元件。或者，支持杆和转轴之间通过一连接块使二者连接在一起，在支持杆和连接块相接触的地方以及在转轴与连接块相连接的地方分别设有密封元件。
一第一循环通道设置在转轴上，用于冷却设置在转轴附近的密封元件。一第二循环通道设置在第一外罩上，用于冷却设置在第一外罩附近的密封元件。第一循环通道和第二循环通道通过一外接管道相连通。第一循环通道上设有一冷却液入口，通过该冷却液入口使冷却液进入第一循环通道。第一循环通道包括设置于转轴上且相互连通的第一冷却槽、第一通道和第二通道，其中，第一冷却槽围绕靠近转轴附近的密封元件设置，第一通道和第二通道设置于转轴内壁上，并且在转轴上还设置一第一轴孔与第一通道连通及一第二轴孔与第二通道连通。
转轴的外围还设有一个第二外罩，第二外罩和转轴之间设有多个相互间隔的密封元件，其中相邻的密封元件之间分别形成一第一环间隙和一第二环间隙。
第一轴孔位于第一环间隙内，并且有一冷却液接入管的入口也位于此第一环间隙内，冷却液接入管提供冷却液进入第一环间隙内，并从第一轴孔内进入转轴。第二轴孔位于第二环间隙内，外接管道的第一端也位于此第二环间隙内，第一循环通道内的冷却液可以通过此第二轴孔流出至第二环间隙内，并经过外接管道的第一端进入外接管道，再流入第二循环通道。
第二循环通道包括设置于第一外罩上的第二冷却槽，该第二冷却槽围绕靠近第一外罩附近的密封元件设置，第二冷却槽在不同位置设置一个第二冷却槽入水孔和一个第二冷却槽出水孔，其中，第二冷却槽入水孔与外接管道的第二端相连接，第二冷却槽出水孔与一外接输出管连接，用于排出冷却液。
本发明的另一技术方案为：提供一种半导体工艺件处理装置，包括至少一个半导体工艺件处理腔室，处理腔室内设置有多个半导体工艺件处理平台，每一个半导体工艺件处理平台处理一片半导体工艺件，其特征在于：每一个半导体工艺件处理平台可以分别升降并旋转，半导体工艺件处理装置还设有密封机构以在半导体工艺件处理平台运动时保持半导体工艺件处理腔室内部密封，并具有冷却装置保证密封元件正常工作。
其中，所述的半导体工艺件处理平台下部设有一个由弹性密封圈和波纹管密封件组成的密封装置，用来密封波纹管密封件与半导体工艺件处理腔室底部的接触间隙。波纹管密封件下部设有第一外罩和转轴，在第一外罩和转轴之间设置一个磁密封元件，当转轴转动时可以保证第一外罩和转轴之间的接触间隙被密封。第一外罩和波纹管密封件之间还设有密封元件来密封第一外罩和波纹管密封件之间的接触间隙。
冷却装置是水冷管道。冷却装置为一冷却通道，该冷却通道包括第一循环通道和第二循环通道，其中第一循环通道设置在转轴与密封机构靠近的部位和转轴侧壁上；第二循环通道设置在第一外罩与密封机构靠近的部位，且第一循环通道和第二循环通道通过一外接管道相连通。转轴的外围还设有一个第二外罩，第二外罩和转轴之间设有多个相互间隔的密封元件，其中相邻的密封元件之间分别形成一第一环间隙和一第二环间隙。第一环间隙与该第一循环通道和一外接冷却源相连通，外接冷却源的冷却液通过此第一环间隙进入该第一循环通道。第一循环通道与第二环间隙连通，且外接管道的一端也位于此第二环间隙内，通过该第二环间隙可以将第一循环通道内的冷却液传递至外接管道，再流入第二循环通道。
本发明还提供了一种半导体工艺件处理方法，多片半导体工艺件分别放置在多个半导体工艺件处理平台进行处理，在处理过程中，该多个半导体工艺件处理平台旋转并加热，以便对半导体工艺件进行均匀处理。
其中所述的多个半导体工艺件处理平台是同步旋转的。
本发明采用独特的半导体工艺件处理平台多自由度运动的结构设计，以对同一片半导体工艺件的各部位进行均匀加热。可以更加灵活地进行复杂的半导体工艺件处理。本发明可以较为均一地高效率大批量处理半导体工艺件。本发明还设计了一套共用电机系统，在保证了系统同步稳定性的同时简化了机械结构，降低了制造成本。
附图说明
图1是现有的一个半导体工艺件处理装置的结构图。
图2是现有的另一半导体工艺件处理装置的结构图。
图3是本发明的半导体工艺件处理装置的立体图。
图4是本发明的半导体工艺件处理装置从一个视角观察的示意图。
图5是本发明的半导体工艺件处理装置从另一个视角观察的示意图。
图6是本发明的一个半导体工艺件处理平台及其平台旋转机构的示意图。
图7是本发明的一个半导体工艺件处理平台及其平台旋转机构的剖面图。
图8为图7所示的本发明的半导体工艺件处理平台及其平台旋转机构的剖面图的局部放大图。
图9是本发明的转轴内壁冷却通道的剖面图。
图10是本发明的转轴内壁冷却通道的另一剖面图。
图11是本发明冷却通道的整体示意图。
图12是本发明的转轴、第一外罩及第二外罩组装在一起的剖面图。
图13是用于本发明中的波纹管密封件的剖面示意图。
具体实施方式
本发明的半导体工艺件处理装置，包括至少一个半导体工艺件处理腔室，处理腔室内可以设置有多个半导体工艺件处理平台，每一个处理平台上处理一片半导体工艺件，每一个处理平台在半导体工艺件处理过程中可以分别旋转并加热，保证半导体工艺件处理的均一性。
图3是本发明的半导体工艺件处理装置的一种实施例的立体图。图3中的半导体工艺件处理装置包括4个处理平台，但为了简洁起见，只显示了处理腔室内的2个处理平台。应当理解的是，本发明的半导体工艺件处理装置内不限于只包括4个处理平台，也可以包括其他数量的处理平台。
请同时参阅图3，图4和图5。图4和图5是图3所示的本发明的半导体工艺件处理装置从不同视角观察的示意图。多个处理平台1设置于一个处理腔室内(未图示)，处理平台1下面设置一个支持杆4与其相连接，并且每一个处理平台1下方设有一个平台旋转机构(即，转轴26及皮带辊轴17，容后详述)与支持杆4相连接，平台旋转机构带动支持杆4及处理平台1旋转。
支持杆4从处理腔室内延伸而出，并设置于处理平台1下方的波纹管密封件52内。处理平台1上还设置若干个用于取放半导体工艺件的顶针2(图4)，每一个顶针2下面设置有相应的顶杆3，以控制顶针2在处理平台1上升降。顶杆3下方设置有密封装置5，密封装置5与腔室底部相连接。波纹管密封件52也与腔室底部相连接，密封装置5及波纹管密封件52可以很好地密封其与处理腔室底部的接触面，以避免气体和热量的泄漏。波纹管密封件52下方分别设置一第一外罩16和一第二外罩28，第二外罩28下方设置一个皮带辊轴17用于带动设置于第一外罩16和一第二外罩28内部的转轴26(请参阅图7)旋转。皮带辊轴17下面是一个集线器19可以确保在处理平台1转动时，设置于支持杆4及转轴26内部的电线不至于缠绕。集线器19的下方是一个信号放大器20，用于放大输入电压。
在处理过程中，本发明中的每一个处理平台1的顶针2均可以单独升降，当然，也可以通过一定的装置组合使多个顶针2一起升降。在图4的实施例中，每个半导体工艺件处理平台1具有三个顶针2，则在图示的两个处理平台1内共具有六个顶针2及其相应的顶杆3和密封装置5。这些顶针2、顶杆3和密封装置5一起安装在一个上支撑板6上。该上支撑板6由一个电机8控制可以沿滑轨7上下移动，而带动所有顶针2一起上下升降。为了确保顶针2上下移动的位置在一定范围内，在滑轨7的对应位置设置了一个位置传感器9，以在上支撑板6经过传感器9所在位置时使电机8停止运动，从而确保顶针2及其附属装置只能在一定范围内上下升降移动。
类似地，在处理过程中，本发明中的每一个处理平台1可以单独旋转或升降，当然，也可以通过一定的装置组合使多个处理平台1一起旋转或升降。如图所示，每一个处理平台1下方各设有一个皮带辊轴17转轴26连接，皮带辊轴17来受皮带(未图示)带动旋转，并带动转轴26旋转，进而带动处理平台1旋转。皮带辊轴17上设有与皮带上的条纹相吻合的卡口18，以利于皮带和皮带辊轴17的紧密结合。每一个处理平台1对应的皮带辊轴17可以由一各自的皮带带动旋转，也可以多个处理平台1对应的皮带辊轴17一起由同一个皮带带动旋转，使得多个处理平台1同步旋转，保持处理的均一性。比如，一种实施例是，半导体工艺件处理平台1共有四个，其中相邻的两个处理平台1共用同一电机驱动装置带动同一皮带同步旋转。
下支撑板10将两个半导体工艺件处理平台1的第一外罩16装配在一起。第一外罩16可被下支撑板10卡住并随之上下移动。下支撑板10上下移动可以带动这两个半导体工艺件处理平台1一起上下升降移动。该下支撑板10由一个电机11通过蜗轮蜗杆装置12驱动沿滑轨7上下移动。同样地，在滑轨7的相应位置设有位置传感器13，在下支撑板10经过传感器13所在的位置时使电机11停止工作，以确保半导体工艺件处理平台1只能在一定范围内上下升降移动。
在如图3的实施例中，下支撑板10将两个半导体工艺件处理平台1装配在一起共用一套电机驱动装置。在这个实施例中，半导体工艺件处理腔室中可以有两组这样的组合，即四个半导体工艺件处理平台1中的每两个处理平台1共用一套电机驱动装置。这两个组合对称设置确保了半导体工艺件处理腔室的稳定性。
通过上支撑板6和下支撑板10的设置，本发明可以实现多个半导体工艺件处理平台1上的顶针同步上下升降运动，并可以实现多个半导体工艺件处理平台1同步上下升降运动。这样设置，一方面多套半导体工艺件处理平台1共用一个电机驱动装置，简化了设备，降低了成本；另一方面多套半导体工艺件处理平台1共用一个电机驱动装置也可以确保各处理平台1运动的一致性，从而也保证了各半导体工艺件处理平台1处理的均一性。
请参阅图5，可以看到滑轨7上留有很多垂直排列的孔14，上支撑板6和下支撑板10可以依托这些孔14上下移动，滑轨7的设置减轻了整个组合系统对蜗轮蜗杆12的压力，降低了对蜗轮蜗杆12的结构强度要求，确保了组合系统的稳定性。另外，由于下支撑板10带动整个系统，因此驱动下支撑板10的电机11传动的蜗轮蜗杆12要承受较大的压力，故在下支撑板10和蜗轮蜗杆12之间设置有一个腔体22以使下支撑板10均匀受力。
请参阅图6、图7和图8，图7是本发明的一个半导体工艺件处理平台及其平台旋转机构的剖面图，图8为图7所示的本发明的半导体工艺件处理平台及其平台旋转机构的剖面图的局部放大图。每一个平台旋转机构包括一转轴26及皮带辊轴17，其中，转轴26的一端与支持杆4相连接，转轴26的另一端与皮带辊轴17相连接，皮带辊轴17上留有与皮带上的条纹相吻合的卡口18，以利于皮带和皮带辊轴17的紧密结合，承受较大的力。电机驱动装置(未图示)与一皮带(未图示)相连，皮带辊轴17受该皮带带动旋转，并带动转轴26旋转，进而带动与支持杆4相连接的半导体工艺件处理平台1旋转。
转轴26与第一外罩16之间通过滚珠轴承163连接在一起。滚珠轴承163的数量可以是一个或多个。在如图所示的实施例中，滚珠轴承163的数量是两个，上下各设置一个。图示中的滚珠轴承163只是示意性的，并没有显示其真正的结构，其可以是现有技术中的任何一种常用的滚珠轴承。通常，滚珠轴承包括一外连接件、内连接件及设于二者之间的轴承，其中，内连接件与转轴26相连接，外连接件与第一外罩16相连接。当转轴26转动时，内连接件受转轴26带动一起旋转，而轴承也一起旋转，从而可以维持第一外罩16固定不动。该第一外罩16上还设有冷却液管道(容后详述)以及冷却液出口15b。在第一外罩16的下方有一个供冷却液进入并对其进行密封的冷却液输入装置(容后详述)。
本发明中的平台旋转机构的旋转驱动方式可以有多种实施方式。比如，每一平台旋转机构的皮带辊轴17可以分别由各自的电机驱动装置来带动，也可以只由一个电机驱动装置共同带动所有的平台旋转机构的皮带辊轴17一起旋转，还可以选择其中部分平台旋转机构的皮带辊轴17组合在一起，由一个电机驱动装置带动旋转，剩下的平台旋转机构的皮带辊轴17可以由各自的电机驱动装置来带动旋转或部分组合在一起由一个电机驱动装置带动旋转。
本发明的一个较佳实施方式是，半导体工艺件处理腔室内设置有四个半导体工艺件处理平台1，每一个半导体工艺件处理平台1对应设置一个平台旋转机构。其中，相邻的两个平台旋转机构的皮带辊轴17两两组合，每一个组合由一个电机驱动装置用皮带带动旋转，这样，整个半导体工艺件处理腔室内的四个处理平台1只需要两个电机驱动装置带动即可旋转。
为了实现半导体工艺件处理的目的，本发明的半导体工艺件处理装置应当能够加热放置于其处理平台上的被加工的半导体工艺件，并且半导体工艺件处理腔室应当是一个相对真空的处理环境。因此，与处理腔室相连接的部分应当设置一些密封装置，以使处理腔室与大气相隔离，形成真空环境。以下将详述。
请参阅图7，处理平台1的支持杆4内部设置成空心的，转轴26内部也设置成空心的，在空心的支持杆4和转轴26内设有两条线缆管23和24，其中一条线缆管24提供电源输入回路，其连接到半导体工艺件处理平台1的电阻丝(未图示)上以对半导体工艺件处理平台1进行加热；另一条中设有温度检测装置23，连接到半导体工艺件处理平台1表面以测量半导体工艺件处理平台1表面的温度。在半导体工艺件的处理过程中，处理平台1可以被加热，从而加热其上的半导体工艺件，并且处理平台1可以在处理过程中旋转，以保证半导体工艺件处理的均一性。
请结合参阅图7和图8，由于半导体工艺件处理平台1下方设置的支持杆4从半导体工艺件处理腔室下面延伸而出，因此，必须保证支持杆4与半导体工艺件处理腔室28之间的连接为密封的。根据此要求，本发明在半导体工艺件处理腔室下方设置一个波纹管密封件52来密封。请参阅图13，图13是用于本发明中的波纹管密封件的剖面示意图。波纹管密封件52为一轴向对称的薄壁圆管组件，圆管上有密集的环状波形突出，由于每个环形波形突出皆可承受外力施加而变形，并在外力除去后弹性回复，使得波纹管密封件52具备弹性回复、可轴向伸缩。本发明的波纹管密封件52为金属材料，如不锈钢，并且具有上法兰51a和下法兰51b，其中上法兰51a和半导体工艺件处理腔室(未图示)焊接在一起，在上法兰51a和半导体工艺件处理腔室的接触面处设有弹性密封圈50，用于密封波纹管密封件与半导体工艺件处理腔室底部的接触间隙。下法兰51b与第一外罩16焊接在一起后。焊接后的波纹管密封件52内部形成一个密封环境。
由于波纹管密封件52内部容纳有支持杆4，并且为了提供电信号给半导体工艺件处理平台1，本发明的支持杆4为空心的，其内有电线与半导体工艺件处理平台1上的电阻丝(未图示)连接，提供电能。因此，支持杆4的空心部分内为大气环境，只能使波纹管密封件52内部与支持杆4外围形成的空间为真空环境，以下称为波纹管密封空间。
处理平台1下面的支持杆4从波纹管密封件52中心向外延伸并与转轴26连接。为了连接支持杆4与转轴26，在支持杆4与转轴26之间设置一个连接块41，通过销连接或螺栓螺母连接的方式使支持杆4与转轴26固定连接。需要说明的是，在图8所示的实施例中，转轴26与支持杆4还可以有其他的连接方式，比如，转轴26与支持杆4直接通过销连接或螺栓螺母连接，不需要在其间设置连接块41。
请参阅图8，为了使得波纹管密封件52内部与支持杆4外围形成的波纹管密封空间为真空环境，必须堵住通往此空间的任何缝隙，使这个空间形成为密闭空间。首先，波纹管密封件52通过其下法兰51b与第一外罩16焊接在一起，二者之间的接触面通过一密封元件164a来密封，该密封元件164a可以设置在转轴26上开设的槽164内。通常，密封元件164a可以是O形环，当然也可以是其他形式的密封材料；接着，在第一外罩16和转轴26之间设置一个磁密封元件160，来堵住第一外罩16和转轴26之间通往前述波纹管密封空间的缝隙，通常，该磁密封元件160是一种磁流体密封元件，其具有相当高的密封性能，并且当转轴26转动时也可以保证第一外罩16和转轴26之间的接触间隙被有效地密封；另外，在连接块41与支持杆4、转轴26接触的地方分别设置一个密封元件41a、41b来密封，这两个密封元件41a、41b可以保证在转轴26和支持杆4内流动的大气不会经过连接块41与支持杆4和转轴26接触的缝隙进入前述波纹管密封空间，密封元件41a、41b可以采用O形环或其他形式的密封材料。通过以上密封结构可以实现完全密闭前述波纹管密封空间，从而，可以保证与之相连通的处理腔室内部有一个密封的真空环境。
在半导体工艺件的处理过程中，处理平台的温度通常很高，约为600至900摄氏度左右。因此，在处理过程中，高温热量会沿着陶瓷材料的支持杆4向转轴26和第一外罩16来传导，并且热量也会向前述的各种密封元件(密封元件164a、磁密封元件160、密封元件41a、41b)传导，由于密封元件的材料和磁密封元件不能耐高温，在高温下会逐渐发生老化失效，失效后就不再起有效的密封作用。因此，必须对这些密封元件周围设置特定的冷却系统来将热量传导出去，降低密封元件周围的温度。因此，本发明又提供了一种独特的冷却系统来保证密封元件正常工作。以下将详述。
请参阅图12，首先，为了冷却连接块41与支持杆4、转轴26接触的地方设置的两个密封元件41a、41b，本发明在与连接块41靠近的转轴26上端开设了一第一冷却槽162。此第一冷却槽162围绕连接块41的外围设置，并且在圆周上是不连通的。请再参阅图10及图9，为了向第一冷却槽162提供源源不断的冷却液，本发明在转轴26的内壁上沿纵轴方向分别设有一个通道(第一通道61和第二通道62)，第一通道61和第二通道62分别与转轴26的第一冷却槽162相连通，并且在转轴26的下端在两个通道61和62上分别还设置一第一轴孔71和第二轴孔72。请再参阅图11的虚线部分，可以清楚地看到转轴26上设置的第一轴孔71、第二轴孔72、第一通道61、第二通道62及第一冷却槽162是相互连通的。
请结合参阅图11和图12，在转轴26的下端的外面还设有一第二外罩28，第二外罩28与第一外罩16上下连接在一起。第二外罩28与转轴26之间有一定的空间，在此空间内设置有几个相互隔开的密封元件166，其中每两个密封元件166之间分别形成一第一环间隙81和一第二环间隙82。该密封元件166可以是O形环或其他形式的密封材料。如图11所示，有一冷却液接入管15a从第二外罩28上开设的一个孔(未图示)内接入，并正好和转轴26的第一轴孔71一起位于第一环间隙81内。这样，冷却液从冷却液接入管15a流入第一环间隙81内，再流入转轴26上的第一轴孔71内，通过第一轴孔71使冷却液注入转轴26内，并沿着转轴26上的第一通道61上行，流入第一冷却槽162，再下行流入第二通道62，最后通过转轴26上的第二轴孔72流出转轴26，进入第二环间隙82内，并在第二环间隙82内流动。以上构成第一循环通道，该第一循环通道用于冷却密封元件41a、41b。
接着，为了冷却波纹管密封件52的下法兰51b与第一外罩16之间的密封元件164a以及冷却磁密封元件160，本发明在第一外罩16上靠近该密封元件164a的位置上开设了一个第二冷却槽167，该第二冷却槽167构成第二循环通道，该第二冷却槽167可以设在密封元件164a的内侧或外侧。如图所示为本发明的一个较佳的实施例，第二冷却槽167设在密封元件164a外侧，并沿密封元件164a外侧分布。类似地，第二冷却槽167在圆周上是不连通的，并且在第二冷却槽167的某两个位置处分别设置一个孔，一个孔为第二冷却槽入水孔167a，一个为第二冷却槽出水孔167b，其中，第二冷却槽入水孔167a与外接管道84相连接，第二冷却槽出水孔167b与一冷却液输出管15b连接，用于排冷却液。
为了给第二冷却槽167提供源源不断的冷却液，本发明巧妙地运用一外接管道84将第二循环通道与第一循环通道相互连通。这样，可以只通过第一循环通道的入水口提供冷却液输入，并且充分利用第一循环通道的冷却液使之再通过第二循环通道，进一步冷却密封元件164a以及冷却磁密封元件160，最后再通过冷却液输出管15b将冷却液排出。以下将详述冷却液在第二循环通道和外接管道84内流通的情况。
请再参阅图11，外接管道84的下端透过第二外罩28上设置的孔(未图示)与转轴26上的第二轴孔72一起位于第二环间隙82内，外接管道84的上端与第一外罩16上的第二冷却槽167的入水孔167a(图12)相连接。这样，当冷却液从第一循环通道的第二轴孔72流出转轴26后，冷却液进入第二环间隙82内并在其内流动，在第二环间隙82内流动的水会再流入与第二环间隙82相连的外接管道84，再沿着外接管道84向上流动，再通过第一外罩16上的第二冷却槽167上的入水孔167a进入第二循环通道内(即，第二冷却槽167内)，在第二冷却槽167内循环一周后，带走第二冷却槽167附近的热量，最后通过第二冷却槽出水孔167b从冷却液输出管15b流出，将热水排出整个平台旋转组合装置。该第二循环通道通过第二冷却槽167内流动的冷却液将密封元件164a以及冷却磁密封元件160附近的热量带走。
请再参阅图8，第一冷却槽162上方正好是前述的波纹管密封空间，而第一冷却槽162与外界大气环境的冷却液相通，在第一冷却槽162内是大气环境，因此也必须将第一冷却槽162与波纹管密封空间隔离。为此，在第一冷却槽162上方固定连接一个第一密封件162a，该第一密封件162a不仅可以起到密封作用，将前述的波纹管密封空间与第一冷却槽162相隔绝，使第一冷却槽162的大气不会进入波纹管密封空间，而且可以阻挡冷却液的蒸汽因受高温向外溢出或溅出。该第一密封件162a可以是各种密封材料，较优选的实施方式是不锈钢材料，并且该不锈钢材料可以紧密地焊接在转轴26上。类似地，在第二冷却槽167上方也固定连接一第二密封件167a，用以阻挡冷却液向外溢出或溅出。该第二密封件167a可以是各种密封材料，较优选的实施方式是不锈钢材料，并且该不锈钢材料可以紧密地焊接在第一外罩16上。
应当注意的是，本发明的第一外罩16与第二外罩28可以象上面所述的那样是分开成两个外罩，也可以是合成一个外罩。
本发明巧妙地通过外接管道84将第一循环通道与第二循环通道连通在一起，使冷却液在整个冷却系统内循环的路径加长、停留的时间加大，从而充分利用冷却液的冷却功能，并且整个冷却系统只需要提供一个冷却液输入口和排出口，并充分地利用了第二外罩28与转轴26之间的第一环间隙81和一第二环间隙82来实现冷却液在第一循环通道与第二循环通道之间的交换流通。不仅冷却效果好，而且成本低。
以上介绍的仅仅是基于本发明的几个较佳实施例，并不能以此来限定本发明的范围。任何对本发明的装置作本技术领域内熟知的部件的替换、组合、分立，以及对本发明实施步骤作本技术领域内熟知的等同改变或替换均不超出本发明的揭露以及保护范围。

Claims (47)

1、一种半导体工艺件处理装置，包括至少一个半导体工艺件处理腔室，半导体工艺件处理腔室内设置有多个半导体工艺件处理平台，每一个半导体工艺件处理平台处理一片半导体工艺件，其特征在于：在半导体工艺件处理过程中，半导体工艺件处理平台可以旋转。
2、如权利要求1所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的半导体工艺件处理装置还设置有与半导体工艺件处理平台数目对应的多个平台旋转机构，且每个半导体工艺件处理平台各与一个平台旋转机构相连。
3、如权利要求2所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：至少两个平台旋转机构通过同一个电机驱动装置带动一起同步旋转。
4、如权利要求3所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的电机驱动装置是通过皮带来带动多个半导体工艺件处理平台旋转的。
5、如权利要求2所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的平台旋转机构设有皮带辊轴来受皮带带动旋转。
6、如权利要求5所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的皮带辊轴设有与皮带上的条纹相吻合的卡口，以利于皮带和皮带辊轴的紧密结合。
7、如权利要求2所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的半导体工艺件处理平台共有四个，其中相邻的两个共用同一电机驱动装置带动同步旋转。
8、如权利要求1所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：至少两个半导体工艺件处理平台通过第一支撑板装配在一起，并受一第一电机驱动共同升降移动。
9、如权利要求8所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的第一支撑板上设置一第一定位传感器，以定位第一支撑板的升降移动位置。
10、如权利要求8所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的第一电机通过一个蜗轮蜗杆装置驱动第一支撑板升降移动。
11、如权利要求1所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：每一个半导体工艺件处理平台内设有多个可升降的顶针。
12、如权利要求11所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的多个半导体工艺件处理平台上的顶针通过第二支撑板装配在一起，并受一第二电机驱动共同升降移动。
13、如权利要求12所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的第二支撑板上设有一个第二定位传感器，以确保顶针在一定范围内升降。
14、如权利要求8或12所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的半导体工艺件处理装置还设有一个具有竖直轨槽的滑轨，滑轨上设有两个可上下滑动的滑块，该两个滑块分别与第一支撑板及第二支撑板固定连接，以引导第一支撑板及第二支撑板升降移动。
15、如权利要求1所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：每一个半导体工艺件处理平台内部设置有均匀分布的加热元件。
16、如权利要求2所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的平台旋转机构包括依次连接的转轴和皮带辊轴。
17、一种半导体工艺件处理装置，包括至少一个半导体工艺件处理腔室，半导体工艺件处理腔室内设置有多个半导体工艺件处理平台，每一个半导体工艺件处理平台处理一片半导体工艺件，其特征在于：每一个半导体工艺件处理平台下面设有相应的平台旋转机构带动半导体工艺件处理平台旋转并加热，该平台旋转机构设有通道供电信号输入，在该半导体工艺件处理装置上还具有密封机构以形成半导体工艺件处理腔室内的密闭环境。
18、如权利要求17所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的平台旋转机构包括依次连接的转轴和皮带辊轴，通过皮带辊轴的旋转带动转轴旋转。
19、如权利要求18所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的皮带辊轴通过一个连接部与集线器连接，集线器一端与一个信号放大器相连。
20、如权利要求18所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的半导体工艺件处理平台下方设有一支持杆与处理平台相连接，支持杆与转轴相连接，支持杆内部设有电源线以连接半导体工艺件处理平台内的电阻丝对半导体工艺件处理平台进行加热。
21、如权利要求20所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的支持杆内部设有温度检测装置以测量半导体工艺件处理平台表面的温度。
22、如权利要求20所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的支持杆外部设有一个由弹性密封圈和波纹管密封件组成的密封装置，用于密封波纹管密封件与半导体工艺件处理腔室底部的接触间隙。
23、如权利要求22所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的波纹管密封件下方连接有一个转轴和一第一外罩，第一外罩设于转轴外部，第一外罩和转轴之间设有轴承，使转轴自由转动而第一外罩不随之转动。
24、如权利要求23所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的第一外罩和波纹管密封件之间还设有密封元件来密封第一外罩和波纹管密封件之间的接触间隙。
25、如权利要求23所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的第一外罩和转轴之间设置一个磁密封元件，当转轴转动时可以保证第一外罩和转轴之间的接触间隙被密封。
26、如权利要求20所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的支持杆和转轴直接通过销或螺钉螺栓固定连接在一起，并且支持杆和转轴相连接的地方设有密封元件。
27、如权利要求20所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的支持杆和转轴之间通过一连接块使二者连接在一起，在支持杆和连接块相接触的地方以及在转轴与连接块相连接的地方分别设有密封元件。
28、如权利要求23所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：一第一循环通道设置在转轴上，用于冷却设置在转轴附近的密封元件。
29、如权利要求28所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：一第二循环通道设置在第一外罩上，用于冷却设置在第一外罩附近的密封元件。
30、如权利要求29所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：第一循环通道和第二循环通道通过一外接管道相连通。
31、如权利要求30所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：第一循环通道上设有一冷却液入口，通过该冷却液入口使冷却液进入第一循环通道。
32、如权利要求31所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：第一循环通道包括设置于转轴上且相互连通的第一冷却槽、第一通道和第二通道，其中，第一冷却槽围绕靠近转轴附近的密封元件设置，第一通道和第二通道设置于转轴内壁上，并且在转轴上还设置一第一轴孔与第一通道连通及一第二轴孔与第二通道连通。
33、如权利要求32所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的转轴的外围还设有一个第二外罩，第二外罩和转轴之间设有多个相互间隔的密封元件，其中相邻的密封元件之间分别形成一第一环间隙和一第二环间隙。
34、如权利要求33所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的第一轴孔位于第一环间隙内，并且有一冷却液接入管的入口也位于此第一环间隙内，冷却液接入管提供冷却液进入第一环间隙内，并从第一轴孔内进入转轴。
35、如权利要求34所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的第二轴孔位于第二环间隙内，外接管道的第一端也位于此第二环间隙内，第一循环通道内的冷却液可以通过此第二轴孔流出至第二环间隙内，并经过外接管道的第一端进入外接管道，再流入第二循环通道。
36、如权利要求35所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：第二循环通道包括设置于第一外罩上的第二冷却槽，该第二冷却槽围绕靠近第一外罩附近的密封元件设置，第二冷却槽在不同位置设置一个第二冷却槽入水孔和一个第二冷却槽出水孔，其中，第二冷却槽入水孔与外接管道的第二端相连接，第二冷却槽出水孔与一外接输出管连接，用于排出冷却液。
37、一种半导体工艺件处理装置，包括至少一个半导体工艺件处理腔室，处理腔室内设置有多个半导体工艺件处理平台，每一个半导体工艺件处理平台处理一片半导体工艺件，其特征在于：每一个半导体工艺件处理平台可以分别升降并旋转，半导体工艺件处理装置还设有密封机构以在半导体工艺件处理平台运动时保持半导体工艺件处理腔室内部密封，并具有冷却装置保证密封元件正常工作。
38、如权利要求37所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的半导体工艺件处理平台下部设有一个由弹性密封圈和波纹管密封件组成的密封装置，用来密封波纹管密封件与半导体工艺件处理腔室底部的接触间隙。
39、如权利要求38所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的波纹管密封件下部设有第一外罩和转轴，在第一外罩和转轴之间设置一个磁密封元件，当转轴转动时可以保证第一外罩和转轴之间的接触间隙被密封。
40、如权利要求39所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的第一外罩和波纹管密封件之间还设有密封元件来密封第一外罩和波纹管密封件之间的接触间隙。
41、如权利要求37所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的冷却装置是水冷管道。
42、如权利要求41所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的冷却装置为一冷却通道，该冷却通道包括第一循环通道和第二循环通道，其中第一循环通道设置在转轴与密封机构靠近的部位和转轴侧壁上；第二循环通道设置在第一外罩与密封机构靠近的部位，且第一循环通道和第二循环通道通过一外接管道相连通。
43、如权利要求42所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的转轴的外围还设有一个第二外罩，第二外罩和转轴之间设有多个相互间隔的密封元件，其中相邻的密封元件之间分别形成一第一环间隙和一第二环间隙。
44、如权利要求43所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的第一环间隙与该第一循环通道和一外接冷却源相连通，外接冷却源的冷却液通过此第一环间隙进入该第一循环通道。
45、如权利要求44所述的半导体工艺件处理装置，其特征在于：所述的第一循环通道与第二环间隙连通，且外接管道的一端也位于此第二环间隙内，通过该第二环间隙可以将第一循环通道内的冷却液传递至外接管道，再流入第二循环通道。
46、一种半导体工艺件处理方法，其特征在于：多片半导体工艺件分别放置在多个半导体工艺件处理平台进行处理，在处理过程中，该多个半导体工艺件处理平台旋转并加热，以便对半导体工艺件进行均匀处理。
47、如权利要求46所述的半导体工艺件处理方法，其特征在于：所述的多个半导体工艺件处理平台是同步旋转的。
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