CN218939640U - 半导体处理设备及其托盘旋转驱动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种半导体处理设备及其托盘旋转驱动机构，托盘旋转驱动机构设置在半导体处理设备的反应腔内，用于承托晶圆的晶圆托盘组件设置在托盘旋转驱动机构的顶部，托盘旋转驱动机构包含：设置在反应腔底部的驱动器，连接驱动器的分气座，设置在分气座上的支撑套筒，设置在支撑套筒顶部的分气转接环，拉杆组件的一端与分气座固定连接，另一端穿过并连接晶圆托盘组件，驱动器内设置水冷通道，水冷通道位于拉杆组件下方，水冷通道内通入循环冷却水。本实用新型可以便利地拆卸托盘旋转驱动机构中的拉杆组件，降低了安装维护的难度，驱动器内设置水冷通道，降低了磁流体驱动电机的温度，防止磁流体驱动电机本身的磁流体失效，避免引起漏磁泄露。

Description

半导体处理设备及其托盘旋转驱动机构

技术领域

本实用新型涉及一种半导体处理设备及其托盘旋转驱动机构。

背景技术

目前的薄膜沉积设备中，反应腔内设置可承载一片或多片晶圆的晶圆托盘，晶圆托盘的底部与托盘旋转机构连接，反应腔的底部设置驱动器，托盘旋转机构在驱动器的驱动下带动晶圆托盘旋转，反应腔内通入反应气体，对晶圆进行沉积操作，在晶圆托盘的下方设置有加热装置，用于在半导体制程中加热晶圆托盘，以控制晶圆的制程温度。托盘旋转机构中采用拉杆实现对晶圆托盘的固定和拉紧，拉杆只能从反应腔底部进行拆卸，不便于安装维护，且容易破坏密封性能，造成腔体泄露。另外，驱动器通常采用磁流体驱动电机，反应腔内较高的温度容易传导至磁流体驱动电机，导致磁流体失效，造成漏磁泄露。晶圆托盘的内侧和外侧之间存在温度差，容易导致晶圆托盘内侧出现热应力过大或升降温过程的热冲击而出现裂痕。

这里的陈述仅提供与本实用新型有关的背景技术，而并不必然地构成现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种半导体处理设备及其托盘旋转驱动机构，可以便利地拆卸托盘旋转驱动机构中的拉杆组件，降低了安装维护的难度，驱动器内设置的水冷通道降低了磁流体驱动电机的温度，防止磁流体驱动电机本身的磁流体失效，避免引起漏磁泄露。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种托盘旋转驱动机构，其设置在半导体处理设备的反应腔内，用于承托晶圆的晶圆托盘组件设置在所述托盘旋转驱动机构的顶部，所述托盘旋转驱动机构包含：

驱动器，其设置在所述反应腔底部，用于提供驱动力；

分气座，其连接所述驱动器，所述分气座在所述驱动器输出的驱动力的驱动下发生旋转；

支撑套筒，其设置在所述分气座上，所述支撑套筒包围形成旋转机构内腔区域；

分气转接环，其设置在所述支撑套筒顶部，所述晶圆托盘组件设置在所述分气转接环上；

拉杆组件，其一端与所述分气座固定连接，另一端穿过并连接所述晶圆托盘组件；

所述驱动器内设置水冷通道，所述水冷通道位于所述拉杆组件下方，所述水冷通道内通入循环冷却水。

所述拉杆组件包含：

拉杆，所述拉杆的顶端穿过所述晶圆托盘组件并与所述晶圆托盘组件柔性固定连接，所述拉杆的底端通过柔性固定组件与所述分气座柔性固定连接，所述拉杆用于拉紧所述晶圆托盘组件；

套筒，其套设在所述拉杆外部，所述套筒的顶端与所述分气转接环连接，所述套筒的底端通过柔性固定组件与所述分气座柔性固定连接。

所述柔性固定组件包含：

弹簧固定座，其固定设置在所述分气座上；

弹簧，其一端固定连接所述弹簧固定座，另一端固定连接所述拉杆或套筒的底端，所述弹簧处于拉紧状态，产生向下的弹力来拉紧所述拉杆或套筒。

所述拉杆的顶端具有连接部，所述连接部包含固定螺丝和设置在所述拉杆顶端的凹槽，所述固定螺丝具有外螺纹，所述凹槽内壁具有内螺纹，所述固定螺丝穿过所述晶圆托盘组件后，与所述凹槽螺纹连接。

所述水冷通道包含：

外套筒，所述外套筒为全封闭结构，所述水冷通道的出水端设置在所述外套筒的筒壁上；

内套管，所述内套管设置在所述外套筒内，所述内套管的一端为所述水冷通道的进水端，另一端与所述外套筒连通；

所述水冷通道的进水端和出水端均设置在所述驱动器的底部。

与所述内套管连通处的所述外套筒的筒壁设置为圆锥状结构。

与所述外套筒连通处的所述内套管的内管壁具有倾斜切面。

所述驱动器为磁流体驱动电机。

所述套筒的顶端具有至少三根连接杆，所述连接杆的端部嵌设在所述分气转接环上，用于提供向下的拉力拉紧所述分气转接环。

所述分气转接环上具有多个连接凹槽，所述连接凹槽的数量和位置与所述连接杆的数量和位置对应匹配设置，用于容纳所述连接杆的端部。

在所述分气座与所述驱动器的连接面上均匀间隔设置多个水平调节装置，以调节所述分气座的水平度。

所述水平调节装置采用顶丝。

采用多个紧固件将所述分气座固定在所述驱动器上，所述紧固件包含螺丝以及套设在所述螺丝上的高温弹簧。

所述分气座中具有吹扫气体通道，所述拉杆的底端位于所述吹扫气体通道内，所述吹扫气体通道与所述支撑套筒形成的旋转机构内腔区域连通。

所述弹簧固定座上具有多个通孔，所述通孔用于促使所述吹扫气体在所述旋转机构内腔区域中的扩散。

所述分气座中具有多条驱动气体通道，所述支撑套筒的筒壁中具有多条驱动气体通道，所述分气转接环中具有多条驱动气体通道，所述支撑套筒中的驱动气体通道分别与所述分气座中的驱动气体通道和所述分气转接环中的驱动气体通道连通，用于将驱动气体输送至所述晶圆托盘组件。

所述分气座与所述驱动器的连接面上设置密封垫片，所述密封垫片具有通孔，所述通孔的尺寸和位置与所述分气座中的驱动气体通道的尺寸和位置相匹配。

本实用新型还提供一种半导体处理设备，包含：

反应腔；

所述的托盘旋转驱动机构；

晶圆托盘组件，其设置在所述托盘旋转驱动机构上，可跟随所述托盘旋转驱动机构旋转，所述晶圆托盘组件用于承载一片或多片晶圆；

进气装置，其设置在所述反应腔的顶部；

抽气装置，其设置在所述反应腔的底部；

加热装置，其设置在所述晶圆托盘组件的下方，用于加热所述晶圆托盘组件。

所述晶圆托盘组件包含：

托盘，其设置在所述分气座的顶部，所述托盘具有中心孔，所述托盘的上表面设置若干基座放置区；

多个晶圆基座，所述晶圆基座分别位于所述托盘上的基座放置区内，所述晶圆基座内用于容纳待处理晶圆；

托盘盖板，其设置在所述托盘上，所述托盘盖板具有中心孔，所述托盘盖板上具有多个晶圆通孔；

压紧盖板，其设置在所述托盘上，位于所述托盘的中心孔的上方，所述压紧盖板的直径大于所述托盘的中心孔的直径，所述压紧盖板的中心具有连接孔，所述固定螺丝穿过所述连接孔与所述凹槽螺纹连接，用于将所述晶圆托盘组件固定在所述托盘旋转驱动机构上。

所述晶圆托盘组件还包含：隔热环，所述隔热环设置在所述托盘上，所述隔热环位于所述托盘盖板和所述压紧盖板之间。

所述托盘盖板与所述隔热环相邻的边缘具有第一延展部，所述托盘盖板的第一延展部延展至所述隔热环顶部，所述压紧盖板与所述隔热环相邻的边缘具有第二延展部，所述压紧盖板的第二延展部延展至所述隔热环顶部。

所述半导体处理设备还包含气体泵，所述气体泵包含吹扫气体泵和驱动气体泵；

所述吹扫气体泵通过管路连接至所述分气座上的吹扫气体通道，用于提供吹扫气体；

所述驱动气体泵通过管路连接至所述分气座中的驱动气体通道，用于提供驱动气体。

本实用新型将托盘旋转驱动机构中的拉杆组件的底部改为与分气座柔性连接，则拉杆组件无需再伸出反应腔之外，减小了拉杆组件的长度，提高了器件使用的稳定性和可靠性。而拉杆组件的顶端与所述晶圆托盘组件柔性连接，拉杆组件顶端的连接部中的固定螺丝是可拆卸的，与之相配合，所述晶圆托盘组件上的压紧盖板与托盘分体设置，所述压紧盖板可以活动拆卸，从而令所述拉杆组件可以从所述晶圆托盘组件的顶部进行拆卸，便于安装维护。

本实用新型在磁流体驱动电机中设置水冷通道后，磁流体驱动电机靠近所述反应腔部分的温度得到了显著地降低，减缓了磁流体驱动电机的温升速率，不仅能够防止磁流体驱动电机本身的磁流体失效，避免引起漏磁泄露，还能够降低位于所述磁流体驱动电机和所述分气座的接触面上的密封垫片的温度，改善密封垫片的使用环境，延缓密封垫片的使用寿命。

附图说明

图1是现有的半导体处理设备的结构示意图。

图2是本实用新型提供的一种半导体处理设备的结构示意图。

图3是图2的局部放大图，显示了托盘旋转驱动机构的结构。

图4是图3的局部放大图，显示了分气座的结构。

图5是本实用新型提供的半导体处理设备中的驱动器的结构示意图。

图6是反应腔中靠近磁流体驱动电机部分的温度有限元分析结果对比图。

图7是图2的局部放大图，显示了隔热环的结构。

图8是托盘上增加隔热环前后的温度曲线对比图。

具体实施方式

以下根据图1～图8，具体说明本实用新型的较佳实施例。

如图1所示，半导体处理设备通常包含一反应腔1’，所述反应腔1’内设置托盘旋转机构2’，所述反应腔1’的底部设置驱动器3’，所述驱动器3’与所述托盘旋转机构2’的底部连接，用于驱动所述托盘旋转机构2’旋转，在所述托盘旋转机构2’的顶部设置晶圆托盘组件4’，所述晶圆托盘组件4’上承载一片或多片晶圆，所述晶圆托盘组件4’可随所述托盘旋转机构2’旋转。在所述晶圆托盘组件4’的下方设置有加热装置5’，用于加热所述晶圆托盘组件4’。所述反应腔1’的顶部还设置进气装置6’，用于提供反应气体，相应地，所述反应腔1’上设置抽气装置7’，用于排出制程结束后的剩余气体。所述托盘旋转机构2’利用一拉杆8’拉紧所述晶圆托盘组件4’，所述拉杆8’的一端与所述晶圆托盘组件4’连接，另一端穿过所述驱动器3’延伸至所述反应腔1’的外部，并采用波纹管9’实现所述拉杆8’的密封，从而保证腔体的密封。由于拉杆8’需要柔性地拉紧晶圆托盘组件4’，且需要保证腔体的密封，所以只能将拉杆8’的另一端设置到反应腔1’的外部，这就导致拉杆8’的长度很长，并且只能从反应腔1’的底部进行拆卸，不方便安装维护。在拆卸维护拉杆8’的时候，波纹管9’需要经常活动，容易出现裂纹引起腔体泄露。所述驱动器3’采用磁流体驱动电机，由于半导体制程中反应腔1’内的温度较高，受到温度传导影响，与反应腔1’接触部位的磁流体驱动电机的温度也会升高，而磁流体驱动电机是靠内部磁流体进行密封，高温会导致磁流体失效，引起漏磁泄露等问题。由于晶圆托盘组件4’安装在托盘旋转机构2’顶部，造成晶圆托盘组件4’的内侧和外侧之间的温差较大，容易导致晶圆托盘组件4’内侧出现热应力过大或升降温过程的热冲击而出现裂痕。

如图2所示，本实用新型提供一种半导体处理设备，包含一反应腔1，所述反应腔1内设置托盘旋转驱动机构2，在所述托盘旋转驱动机构2的顶部设置晶圆托盘组件4，所述晶圆托盘组件4上承载一片或多片晶圆，所述晶圆托盘组件4可随所述托盘旋转驱动机构2旋转。在所述晶圆托盘组件4的下方设置有加热装置5，用于加热所述晶圆托盘组件4。所述反应腔1的顶部还设置进气装置6，用于提供反应气体，相应地，所述反应腔1上设置抽气装置7，用于排出制程结束后的剩余气体。

如图2和图3所示，所述托盘旋转驱动机构2包含：驱动器200、分气座201、支撑套筒202、分气转接环203和拉杆组件204；所述驱动器200设置在所述反应腔1底部，所述驱动器200采用磁流体驱动电机，用于提供驱动力以带动整个托盘旋转驱动机构2和晶圆托盘组件4发生旋转；所述分气座201连接所述驱动器200，所述分气座201在所述驱动器200输出的驱动力的驱动下发生旋转，带动支撑套筒202和分气转接环203以及拉杆组件204旋转，从而带动所述晶圆托盘组件4旋转；所述支撑套筒202设置在所述分气座201上，所述支撑套筒202包围形成旋转机构的内腔区域205；所述分气转接环203设置在所述支撑套筒202上，所述分气转接环203的顶部支撑所述晶圆托盘组件4；所述拉杆组件204的底端与所述分气座201柔性固定连接，所述拉杆组件204的顶端穿过所述晶圆托盘组件4，并与所述晶圆托盘组件4柔性固定连接。

如图2所示，所述晶圆托盘组件4包含：设置在所述分气转接环203顶部的托盘401，所述托盘401具有中心孔，所述托盘401的中心孔的直径小于所述分气转接环203的外径，且所述托盘401的中心孔的直径大于所述分气转接环203的内径，从而保证所述托盘401可以放置在所述分气转接环203的顶部而不脱落；在所述托盘401的上表面沿圆周方向分布多个基座放置区，每个所述基座放置区内设置一晶圆基座402，每个晶圆基座402用于容纳待处理晶圆；在所述托盘401上方设置有托盘盖板403，所述托盘盖板403具有中心孔，所述托盘盖板403的中心孔的位置与所述托盘401的中心孔的位置相匹配，即托盘盖板403的中心孔和托盘401的中心孔同心设置，以容纳压紧盖板404；所述托盘盖板403上沿圆周方向分布多个晶圆通孔，所述晶圆通孔的位置与所述晶圆基座402的位置相匹配，即所述晶圆通孔和所述晶圆基座402同心设置，且所述晶圆通孔的直径大于所述晶圆基座402的直径，以避免所述晶圆基座402被所述托盘盖板403遮盖住；在所述托盘401的中心孔上方还设置压紧盖板404，所述压紧盖板404的直径大于所述托盘401的中心孔的直径，保证所述压紧盖板404可以放置在所述托盘401的顶部而不脱落，且所述拉杆组件204施加给所述压紧盖板404的拉紧力也可以传导至所述托盘401，较佳地，所述压紧盖板404延伸至所述托盘401的中心孔内，且所述压紧盖板404与所述托盘401和所述托盘盖板403之间都具有间隙；进一步，所述压紧盖板404上具有连接孔，所述拉杆组件204的一端穿过所述压紧盖板404上的连接孔后，固定并拉紧所述压紧盖板404。

如图2和图3所示，所述拉杆组件204包含：拉杆206以及套设在所述拉杆206外部的套筒207，所述拉杆206用于拉紧所述压紧盖板404，从而拉紧所述晶圆托盘组件4，所述套筒207用于拉紧所述分气转接环203；所述拉杆206的顶端具有连接部208，所述连接部208包含固定螺丝209和设置在所述拉杆顶端的凹槽210，所述固定螺丝209具有外螺纹，所述凹槽210的内壁具有内螺纹，所述固定螺丝209穿过所述压紧盖板404上的连接孔后，与所述凹槽210螺纹连接，用于将所述晶圆托盘组件4固定在所述托盘旋转驱动机构2上；所述固定螺丝209需要使用耐高温耐腐蚀强度较高非金属材料(如Si₃N₄，Al₂O₃等)，且所述固定螺丝209和所述压紧盖板404的接触面需保持高度的平整度，如不低于Ra0.8，用于保证该处的相对密封；所述套筒207的顶端具有至少三根连接杆211，所述连接杆211与所述分气转接环203连接，所述分气转接环203上具有多个连接凹槽(图中未显示)，所述连接凹槽的数量和位置与所述连接杆211的数量和位置对应匹配设置，所述连接杆211的端部嵌设在所述分气转接环203上的连接凹槽内，提供向下的拉力拉紧所述分气转接环203；所述拉杆206的底端212通过第一组柔性固定组件与所述分气座201柔性固定连接，所述套筒207的底端通过第二组柔性固定组件与所述分气座201柔性固定连接。

所述第一组柔性固定固件和第二组柔性固定组件的结构和原理是完全一致的，如图3所示，所述柔性固定组件包含：弹簧固定座213和弹簧214，所述弹簧固定座213与所述分气座201固定连接，所述弹簧214的一端固定连接所述弹簧固定座213，另一端固定连接所述拉杆206的底端212或套筒207的底端，所述弹簧214处于拉紧状态，产生向下的弹力来拉紧所述拉杆206和套筒207，所述弹簧214可以耐高温，在反应腔中的使用寿命很长，能够持续稳定的提供柔性连接。

由于拉杆组件204的底部改为与分气座201柔性连接，而无需再伸出反应腔1之外，减小了拉杆组件204的长度，提高了器件使用的稳定性和可靠性。而拉杆组件204的顶端与所述晶圆托盘组件4柔性连接，拉杆组件204顶端的连接部208中的固定螺丝209是可拆卸的，与之相配合，所述晶圆托盘组件4上的压紧盖板404与托盘401分体设置，所述压紧盖板可以活动拆卸，从而令所述拉杆组件204可以从所述晶圆托盘组件4的顶部进行拆卸，便于安装维护。

如图4所示，采用多个紧固件将所述分气座201固定在所述驱动器200上，所述紧固件包含螺丝222以及套设在所述螺丝222上的高温弹簧223，所述高温弹簧223采用INCONEL(耐热耐蚀镍铬铁合金，镍基合金)材质，能够耐高温，在高温条件下即使螺丝222热变形松动或者伸长，在高温弹簧223的弹力作用下也能保持紧贴合，确保所述分气座201与所述驱动器200之间的稳定连接。

在所述分气座201与所述驱动器200的连接面上均匀间隔设置多个水平调节装置224，所述水平调节装置224采用顶丝，在对晶圆水平度要求很高的应用场合，可以利用所述水平调节装置224来调节所述分气座201的水平度，确保获得良好的晶圆托盘组件4水平度以及放置在其上的晶圆的水平度。

如图4所示，所述分气座201中具有多条驱动气体通道225，所述支撑套筒202的筒壁中具有多条驱动气体通道226，所述分气转接环203中具有多条驱动气体通道(图中未显示)，所述分气座201中的驱动气体通道225与驱动气体泵(图中未显示)管路连接，所述支撑套筒202中的驱动气体通道分别与所述分气座201中的驱动气体通道和所述分气转接环203中的驱动气体通道连通，用于将来自驱动气体泵的驱动气体输送至所述晶圆托盘组件中的托盘401中的驱动气体通道中。所述分气座201与所述驱动器200的连接面上设置密封垫片227，用于实现所述分气座201与所述驱动器200之间的热隔离，以降低从反应腔向所述驱动器200的热传导，所述密封垫片227具有通孔，所述密封垫片227上的通孔的尺寸和位置与所述分气座201中的驱动气体通道225的尺寸和位置相匹配，以防止密封垫片227阻碍来自驱动气体泵的驱动气体输送至所述分气座201中的驱动气体通道225。

所述分气座201中还具有吹扫气体通道228，所述吹扫气体通道228与吹扫气体泵(图中未显示)管路连接，所述拉杆206的底端212位于所述吹扫气体通道228内，所述吹扫气体通道228与所述支撑套筒202形成的旋转机构内腔区域205连通。所述弹簧固定座213上具有多个通孔(图中未显示)，所述通孔用于促使来自所述吹扫气体泵的吹扫气体扩散至所述旋转机构内腔区域205中。

由于拉杆组件204不再延伸至反应腔1之外，拉杆组件204也就无需穿过磁流体驱动电机200，磁流体驱动电机200内就具有了容纳空间，可供设置水冷通道215。如图2所示，所述水冷通道215位于所述拉杆组件204下方，所述水冷通道215内通入循环冷却水。

如图5所示，所述水冷通道215包含：外套筒216和设置在所述外套筒216内的内套管217，所述内套管217的一端为所述水冷通道215的进水端218，另一端与所述外套筒216连通，所述外套筒216为全封闭结构，所述水冷通道215的出水端219设置在所述外套筒216的筒壁上，所述水冷通道215的进水端218和出水端219均设置在所述磁流体驱动电机200的底部。所述水冷通道215采用内外嵌套的形式来设置外套筒216和内套管217，且将进水端218和出水端219均设置在所述磁流体驱动电机200的底部，尽可能地延长循环冷却水的流动通道，并令循环冷却水在水冷通道215中充分流动，最大限度地提升冷却效果。进一步，将与所述内套管217连通处的所述外套筒216的筒壁设置为圆锥状结构220，与之匹配，令与所述外套筒216连通处的所述内套管217的内管壁具有倾斜切面221，将循环冷却水的流动通道中的转折处设置为倾斜面，能够有效避免湍流，更利于流体的流动，提升了冷却效果。

如图6所示，是反应腔中靠近磁流体驱动电机部分的温度有限元分析结果，图中左侧是磁流体驱动电机中未采用水冷方式降温的温度分布图，图中右侧是采用本实用新型提供的水冷通道通入循环冷却水对磁流体驱动电机进行循环冷却后的温度分布图，根据比对可以很清晰地得到结论，在磁流体驱动电机200中设置了水冷通道215之后，磁流体驱动电机200靠近所述反应腔1部分的温度得到了显著地降低。降低磁流体驱动电机200的温度，减缓磁流体驱动电机200的温升速率，不仅能够防止磁流体驱动电机200本身的磁流体失效，避免引起漏磁泄露，还能够降低位于所述磁流体驱动电机200和所述分气座201的接触面上的密封垫片227的温度，改善密封垫片227的使用环境，延缓密封垫片227的使用寿命。

如图2和图7所示，在所述晶圆托盘组件4上设置隔热环229，所述隔热环229设置在所述托盘401上，所述隔热环229位于所述托盘盖板403和所述压紧盖板404之间。所述隔热环229选用耐腐蚀、耐高温、耐压性好、热导率相对较低的非金属材料，如Si₃N₄、Al₂O₃、ZrO₂、BN等材料，通过隔热环229可以显著降低托盘401内侧和外侧的局部温度差，进而可以减少托盘401的热应力，改善托盘401的边缘温度梯度，从而减少托盘401的裂纹及碎裂风险。

进一步，所述托盘盖板403与所述隔热环229相邻的边缘具有第一延展部4031，所述第一延展部4031延展至所述隔热环229的顶部，所述压紧盖板404与所述隔热环229相邻的边缘具有第二延展部4041，所述第二延展部4041延展至所述隔热环229的顶部。所述托盘盖板403和所述压紧盖板404之间的间隙处于所述隔热环229的上表面，令所述隔热环229上的气流分布更均匀，隔热效果更好。

如图8所示，是托盘上增加隔热环前后的温度曲线对比图，图8中的横轴为托盘上温度测量点到托盘中心的距离，纵轴为该温度测量点处托盘对应的温度。通过温度对比曲线可以看到，在托盘上增加隔热环之后可以明显的降低托盘靠近中心边缘的温度梯度，进而可以降低托盘在该处的热冲击，减少裂盘风险。

本实用新型将托盘旋转驱动机构中的拉杆组件的底部改为与分气座柔性连接，则拉杆组件无需再伸出反应腔之外，减小了拉杆组件的长度，提高了器件使用的稳定性和可靠性。而拉杆组件的顶端与所述晶圆托盘组件柔性连接，拉杆组件顶端的连接部中的固定螺丝是可拆卸的，与之相配合，所述晶圆托盘组件上的压紧盖板与托盘分体设置，所述压紧盖板可以活动拆卸，从而令所述拉杆组件可以从所述晶圆托盘组件的顶部进行拆卸，便于安装维护。

本实用新型在磁流体驱动电机中设置水冷通道后，磁流体驱动电机靠近所述反应腔部分的温度得到了显著地降低，减缓了磁流体驱动电机的温升速率，不仅能够防止磁流体驱动电机本身的磁流体失效，避免引起漏磁泄露，还能够降低位于所述磁流体驱动电机和所述分气座的接触面上的密封垫片的温度，改善密封垫片的使用环境，延缓密封垫片的使用寿命。

本实用新型在托盘上增加隔热环，隔热环位于托盘盖板和压紧盖板之间，可以明显的减小托盘中心和边缘的温度差，降低托盘边缘的温度梯度，减少托盘边缘的热冲击，降低裂盘风险。

需要说明的是，在本实用新型的实施例中，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，仅是为了便于描述实施例，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型中，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；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。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实用新型中的具体含义。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (22)

1.一种托盘旋转驱动机构，其设置在半导体处理设备的反应腔内，用于承托晶圆的晶圆托盘组件设置在所述托盘旋转驱动机构的顶部，其特征在于，所述托盘旋转驱动机构包含：

驱动器，其设置在所述反应腔底部，用于提供驱动力；

分气座，其连接所述驱动器，所述分气座在所述驱动器输出的驱动力的驱动下发生旋转；

支撑套筒，其设置在所述分气座上，所述支撑套筒包围形成旋转机构内腔区域；

分气转接环，其设置在所述支撑套筒顶部，所述晶圆托盘组件设置在所述分气转接环上；

拉杆组件，其一端与所述分气座固定连接，另一端穿过并连接所述晶圆托盘组件；

所述驱动器内设置水冷通道，所述水冷通道位于所述拉杆组件下方，所述水冷通道内通入循环冷却水。

2.如权利要求1所述的托盘旋转驱动机构，其特征在于，所述拉杆组件包含：

拉杆，所述拉杆的顶端穿过所述晶圆托盘组件并与所述晶圆托盘组件柔性固定连接，所述拉杆的底端通过柔性固定组件与所述分气座柔性固定连接，所述拉杆用于拉紧所述晶圆托盘组件；

套筒，其套设在所述拉杆外部，所述套筒的顶端与所述分气转接环连接，所述套筒的底端通过柔性固定组件与所述分气座柔性固定连接。

3.如权利要求2所述的托盘旋转驱动机构，其特征在于，所述柔性固定组件包含：

弹簧固定座，其固定设置在所述分气座上；

弹簧，其一端固定连接所述弹簧固定座，另一端固定连接所述拉杆或套筒的底端，所述弹簧处于拉紧状态，产生向下的弹力来拉紧所述拉杆或套筒。

4.如权利要求2所述的托盘旋转驱动机构，其特征在于，所述拉杆的顶端具有连接部，所述连接部包含固定螺丝和设置在所述拉杆顶端的凹槽，所述固定螺丝具有外螺纹，所述凹槽内壁具有内螺纹，所述固定螺丝穿过所述晶圆托盘组件后，与所述凹槽螺纹连接。

5.如权利要求1所述的托盘旋转驱动机构，其特征在于，水冷通道包含：

外套筒，所述外套筒为全封闭结构，所述水冷通道的出水端设置在所述外套筒的筒壁上；

内套管，所述内套管设置在所述外套筒内，所述内套管的一端为所述水冷通道的进水端，另一端与所述外套筒连通；

所述水冷通道的进水端和出水端均设置在所述驱动器的底部。

6.如权利要求5所述的托盘旋转驱动机构，其特征在于，与所述内套管连通处的所述外套筒的筒壁设置为圆锥状结构。

7.如权利要求5所述的托盘旋转驱动机构，其特征在于，与所述外套筒连通处的所述内套管的内管壁具有倾斜切面。

8.如权利要求6或7所述的托盘旋转驱动机构，其特征在于，所述驱动器为磁流体驱动电机。

9.如权利要求2所述的托盘旋转驱动机构，其特征在于，所述套筒的顶端具有至少三根连接杆，所述连接杆的端部嵌设在所述分气转接环上，用于提供向下的拉力拉紧所述分气转接环。

10.如权利要求9所述的托盘旋转驱动机构，其特征在于，所述分气转接环上具有多个连接凹槽，所述连接凹槽的数量和位置与所述连接杆的数量和位置对应匹配设置，用于容纳所述连接杆的端部。

11.如权利要求1所述的托盘旋转驱动机构，其特征在于，在所述分气座与所述驱动器的连接面上均匀间隔设置多个水平调节装置，以调节所述分气座的水平度。

12.如权利要求11所述的托盘旋转驱动机构，其特征在于，所述水平调节装置采用顶丝。

13.如权利要求1所述的托盘旋转驱动机构，其特征在于，采用多个紧固件将所述分气座固定在所述驱动器上，所述紧固件包含螺丝以及套设在所述螺丝上的高温弹簧。

14.如权利要求3所述的托盘旋转驱动机构，其特征在于，所述分气座中具有吹扫气体通道，所述拉杆的底端位于所述吹扫气体通道内，所述吹扫气体通道与所述支撑套筒形成的旋转机构内腔区域连通。

15.如权利要求14所述的托盘旋转驱动机构，其特征在于，所述弹簧固定座上具有多个通孔，所述通孔用于促使所述吹扫气体在所述旋转机构内腔区域中的扩散。

16.如权利要求1所述的托盘旋转驱动机构，其特征在于，所述分气座中具有多条驱动气体通道，所述支撑套筒的筒壁中具有多条驱动气体通道，所述分气转接环中具有多条驱动气体通道，所述支撑套筒中的驱动气体通道分别与所述分气座中的驱动气体通道和所述分气转接环中的驱动气体通道连通，用于将驱动气体输送至所述晶圆托盘组件。

17.如权利要求16所述的托盘旋转驱动机构，其特征在于，所述分气座与所述驱动器的连接面上设置密封垫片，所述密封垫片具有通孔，所述通孔的尺寸和位置与所述分气座中的驱动气体通道的尺寸和位置相匹配。

18.一种半导体处理设备，其特征在于，包含：

反应腔；

如权利要求1-17中任意一项所述的托盘旋转驱动机构；

晶圆托盘组件，其设置在所述托盘旋转驱动机构上，可跟随所述托盘旋转驱动机构旋转，所述晶圆托盘组件用于承载一片或多片晶圆；

进气装置，其设置在所述反应腔的顶部；

抽气装置，其设置在所述反应腔的底部；

加热装置，其设置在所述晶圆托盘组件的下方，用于加热所述晶圆托盘组件。

19.如权利要求18所述的半导体处理设备，其特征在于，所述晶圆托盘组件包含：

托盘，其设置在所述分气座的顶部，所述托盘具有中心孔，所述托盘的上表面设置若干基座放置区；

多个晶圆基座，所述晶圆基座分别位于所述托盘上的基座放置区内，所述晶圆基座内用于容纳待处理晶圆；

托盘盖板，其设置在所述托盘上，所述托盘盖板具有中心孔，所述托盘盖板上具有多个晶圆通孔；

压紧盖板，其设置在所述托盘上，位于所述托盘的中心孔上方，所述压紧盖板的直径大于所述托盘的中心孔的直径，所述压紧盖板的中心具有连接孔。

20.如权利要求19所述的半导体处理设备，其特征在于，所述晶圆托盘组件还包含：隔热环，所述隔热环设置在所述托盘上，所述隔热环位于所述托盘盖板和所述压紧盖板之间。

21.如权利要求20所述的半导体处理设备，其特征在于，所述托盘盖板与所述隔热环相邻的边缘具有第一延展部，所述托盘盖板的第一延展部延展至所述隔热环顶部，所述压紧盖板与所述隔热环相邻的边缘具有第二延展部，所述压紧盖板的第二延展部延展至所述隔热环顶部。

22.如权利要求19所述的半导体处理设备，其特征在于，所述半导体处理设备还包含气体泵，所述气体泵包含吹扫气体泵和驱动气体泵；

所述吹扫气体泵通过管路连接至所述分气座上的吹扫气体通道，用于提供吹扫气体；

所述驱动气体泵通过管路连接至所述分气座中的驱动气体通道，用于提供驱动气体。

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