CN219658680U - 一种晶圆升降装置及半导体加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶圆升降装置及半导体加工设备，该晶圆升降装置包括外罩组件、支撑管、导向环、驱动组件和波纹管，支撑管设于外罩组件内，且支撑管的一端穿出外罩组件且伸入晶圆盒以支撑晶圆盒内的晶圆架，导向环安装于外罩组件，且套设于支撑管以导向支撑管，驱动组件设于外罩组件且用于驱动支撑管升降，波纹管套设于支撑管，且波纹管的两端与外罩组件密封连接。该晶圆升降装置的驱动平稳性较好，能够较好地避免晶圆盒运动过程中出现晃动的现象。

Description

一种晶圆升降装置及半导体加工设备

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆升降装置及半导体加工设备。

背景技术

在现有的半导体化学沉积设备中，晶圆的转运模块主要用来存储以及搬运晶圆，其一般要求对晶圆存储机构具有升降功能，以便于在传片过程中机械手能方便的进行取放片操作。由于半导体化学沉积设备，对升降的行程控制也有较高的要求。在实际应用中，虽然晶圆的升降机构已经非常成熟，目前大多数升降机采用丝杆作为直线运动的执行机构，这种结构形式在行程较大的情况下容易导致上部的晶圆盒抖动。

因此，亟需一种运动平稳度较高，能够较好地避免晶圆盒抖动的驱动装置。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提出一种晶圆升降装置，该晶圆升降装置的驱动平稳性较好，能够较好地避免晶圆盒运动过程中出现晃动的现象。

本实用新型的第二个目的在于提出一种半导体加工设备，该半导体加工设备能够较好地避免晶圆盒运动过程中出现晃动的现象，有利于提升加工良率。

为实现上述技术效果，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型公开了一种晶圆升降装置，包括：外罩组件；支撑管，所述支撑管设于所述外罩组件内，且所述支撑管的一端穿出所述外罩组件且伸入晶圆盒以支撑所述晶圆盒内的晶圆架；导向环，所述导向环安装于所述外罩组件，且套设于所述支撑管以导向所述支撑管；驱动组件，所述驱动组件设于所述外罩组件且用于驱动所述支撑管升降；波纹管，所述波纹管套设于所述支撑管，且所述波纹管的靠近所述晶圆架的一端与所述外罩组件密封连接，远离所述晶圆架的一端与所述支撑管密封连接。

在一些实施例中，包括所述外罩组件包括：罩本体，所述罩本体的两端敞开设置；第一密封板，所述第一密封板密封连接于所述罩本体的一端，且止抵于所述晶圆盒的底壁，所述导向环通过第一连接件安装于所述第一密封板内；第二密封板，所述第二密封板密封连接于所述罩本体的另一端。

在一些具体的实施例中，所述晶圆升降装置还包括两个密封法兰和密封座，两个所述密封法兰分别与所述波纹管的两端相连，其中一个所述密封法兰与所述第一密封板相连，另一个所述密封法兰与所述密封座相连。

在一些更具体的实施例中，所述密封法兰和所述第一密封板之间以及所述密封法兰和所述密封座之间设有密封件。

在一些实施例中，所述驱动组件包括旋转电机和传动结构，所述旋转电机的电机轴与所述传动结构的动力输入端相连，所述传动结构的动力输出端与所述支撑管配合。

在一些具体的实施例中，所述传动结构包括：传动带组件，所述传动带组件包括主动轮、传送带和从动轮，所述主动轮安装于所述旋转电机的电机轴；丝杠，所述丝杠安装于所述从动轮；螺母，所述螺母与所述丝杠配合且与所述支撑管相连。

在一些更具体的实施例中，所述晶圆升降装置还包括连接座，所述连接座为L型结构，所述连接座的水平部与所述支撑管相连，所述连接座的竖直部与所述螺母相连。

在一些具体的实施例中，所述晶圆升降装置还包括安装所述旋转电机的电机安装板，且所述电机安装板上设有调节长孔，所述电机安装板通过穿设于所述调节长孔内的调节件与所述外罩组件相连。

在一些实施例中，所述晶圆升降装置还包括密封组件，所述密封组件包括密封柱塞和密封安装板，所述密封柱塞配合于所述支撑管伸入所述晶圆盒的一端，所述密封安装板连接于所述密封柱塞且用于支撑所述晶圆盒。

本实用新型还公开了一种半导体加工设备，包括晶圆盒以及前文项所述的晶圆升降装置，所述晶圆盒内设有装载晶圆的晶圆架，所述支撑管的一端伸入所述晶圆盒内且用于支撑所述晶圆架。

本实用新型的晶圆升降装置的有益效果：在实际工作中，驱动组件驱动支撑管沿竖直方向运动时，由于外罩组件上设置有用于导向支撑管的导向环，在导向环的作用下，支撑管只能够沿竖直方向运动，从而避免了行程过大时支撑管歪斜的现象发生。此外，采用简化的支撑管作为提升晶圆盒的连接杆，并利用波纹管实现密封，结构简单，制造成本相对较低。

本实用新型的半导体加工设备的有益效果：由于具有前文所述的晶圆升降装置，该半导体加工设备能够较好地避免晶圆盒运动过程中出现晃动的现象，有利于提升加工良率。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型实施例的晶圆升降装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的晶圆升降装置的另一方向的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的晶圆升降装置的剖面示意图。

附图标记：

100、外罩组件；110、罩本体；120、第一密封板；130、第二密封板；

200、支撑管；

300、导向环；

400、驱动组件；410、旋转电机；420、传动结构；421、传动带组件；422、丝杠；423、螺母；

500、波纹管；600、密封法兰；700、密封件；800、密封座；900、连接座；101、电机安装板；102、密封组件；1021、密封柱塞；1022、密封安装板；103、晶圆架。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图3描述本实用新型实施例的晶圆升降装置的具体结构。

本实用新型公开了一种晶圆升降装置，如图1及图3所示，该晶圆升降装置包括外罩组件100、支撑管200、导向环300、驱动组件400和波纹管500，支撑管200设于外罩组件100内，且支撑管200的一端穿出外罩组件100且伸入晶圆盒以支撑晶圆盒内的晶圆架103，导向环300安装于外罩组件100，且套设于支撑管200以导向支撑管200，驱动组件400设于外罩组件100且用于驱动支撑管200升降，波纹管500套设于支撑管200，且波纹管500的靠近晶圆架103的一端与外罩组件100密封连接，远离晶圆架103的一端与支撑管200密封连接。

可以理解的是，在实际工作中，驱动组件400驱动支撑管200沿竖直方向运动时，由于外罩组件100上设置有用于导向支撑管200的导向环300，在导向环300的作用下，支撑管200只能够沿竖直方向运动，从而避免了行程过大时支撑管200歪斜的现象发生。此外，采用简化的支撑管200作为提升晶圆盒的连接杆，并利用波纹管500实现密封，结构简单，制造成本相对较低。

优选的，波纹管500采用全行程拉伸式的波纹管500，能够防止波纹管500过长导致与支撑管200碰撞，减少颗粒物的产生。

在一些实施例中，如图3所示，外罩组件100包括罩本体110、第一密封板120和第二密封板130，罩本体110的两端敞开设置，第一密封板120密封连接于罩本体110的一端，且止抵于晶圆盒的底壁，导向环300通过第一连接件安装于第一密封板120内，第二密封板130密封连接于罩本体110的另一端。可以理解的是，第一密封板120能够确保整个晶圆升降装置与晶圆盒之间的连接密封性，从而避免外部异物进入晶圆盒，将外罩组件100拆分成罩本体110、第一密封板120和第二密封板130能够方便组装和拆卸，从而方便整个晶圆升降装置的安装和维护。

在一些具体的实施例中，如图3所示，晶圆升降装置还包括两个密封法兰600和密封座800，两个密封法兰600分别与波纹管500的两端相连，其中一个密封法兰600与第一密封板120相连，另一个密封法兰600与密封座800相连，密封座800密封连接于支撑管200远离晶圆盒的一端。可以理解的是，波纹管500的两端分别通过密封法兰600连接在第一密封板120和密封座800上，一方面确保了波纹管500能够稳定地套设于支撑管200外侧，确保在实际工作过程中波纹管500能够稳定地伸缩，另一方面能够提升波纹管500与第一密封板120和密封座800的连接密封性，避免外部异物进入波纹管500。增设的密封座800能够将支撑管200远离晶圆盒的一端密封起来，避免异物进入支撑管200后从支撑管200进入晶圆盒，确保了晶圆盒内的洁净程度。

在一些更具体的实施例中，如图3所示，密封法兰600和第一密封板120之间以及密封法兰600和密封座800之间设有密封件700。可以理解的是，增设的密封件700能够确保密封法兰600和第一密封板120以及密封座800之间的连接密封性。在本实用新型的实施例中，密封件700的材质、尺寸以及型号可以根据实际需要选择，在此不对密封件700的具体参数做出限定。

在一些实施例中，如图3所示，驱动组件400包括旋转电机410和传动结构420，旋转电机410的电机轴与传动结构420的动力输入端相连，传动结构420的动力输出端与支撑管200配合。可以理解的是，相比于直接采用气缸、电缸等直线驱动结构，使用旋转电机410和传动结构420实现支撑管200沿竖直方向的升降，能够使得驱动组件400的整体尺寸较小，有利于实现晶圆升降装置的小型化设计。

在一些具体的实施例中，如图3所示，传动结构420包括传动带组件421、丝杠422和螺母423，传动带组件421包括主动轮、传送带和从动轮，主动轮安装于旋转电机410的电机轴，丝杠422安装于从动轮，螺母423与丝杠422配合且与支撑管200相连。在实际工作过程中，旋转电机410驱动主动轮转动，主动轮通过传送带带动从动轮转动，以带动丝杠422转动，在丝杠422转动的过程中，螺母423能够沿丝杠422的轴向升降，从而实现支撑管200的升降。由此，能够确保支撑管200在实际工作过程中能够稳定地升降。

这里需要额外说明的是，在本实用新型的其他实施例中，传动结构420还可以根据实际需要选择其他结构，例如齿轮转动结构等等。

在一些更具体的实施例中，如图3所示，晶圆升降装置还包括连接座900，连接座900为L型结构，连接座900的水平部与支撑管200相连，连接座900的竖直部与螺母423相连。可以理解的是，增设的连接座900能够确保密封座800与螺母423的连接稳定性，从而确保螺母423能够稳定地带动支撑管200升降。

在一些具体的实施例中，如图3所示，晶圆升降装置还包括安装旋转电机410的电机安装板101，且电机安装板101上设有调节长孔，电机安装板101通过穿设于调节长孔内的调节件与外罩组件100相连。可以理解的是，在实际工作过程中可以通过调整电机安装板101的位置调整旋转电机410的位置，从而实现传动带组件421的中心距的调整。此外，电机安装板101两侧设置三个紧定螺钉，当旋转电机410的电机轴不垂直底面时，可利用其进行调整，保证垂直。

在一些实施例中，如图3所示，晶圆升降装置还包括密封组件102，密封组件102包括密封柱塞1021和密封安装板1022，密封柱塞1021配合于支撑管200伸入晶圆盒的一端，密封安装板1022连接于密封柱塞1021且用于支撑晶圆盒。可以理解的是，增设的密封组件102能够确保支撑管200伸入晶圆盒的一端被密封，避免支撑管200内的异物进入晶圆盒内。

实施例：

如图1-图3所示，本实用新型的晶圆升降装置包括外罩组件100、支撑管200、导向环300、驱动组件400、波纹管500、密封法兰600、密封座800、连接座900、电机安装板101和密封组件102，外罩组件100包括罩本体110、第一密封板120和第二密封板130，罩本体110的两端敞开设置，第一密封板120密封连接于罩本体110的一端，且止抵于晶圆盒的底壁，导向环300通过第一连接件安装于第一密封板120内，第二密封板130密封连接于罩本体110的另一端。两个密封法兰600分别连接于第一密封板120和密封座800，且两个密封法兰600分别与波纹管500的两端相连。密封法兰600和第一密封板120之间以及密封法兰600和密封座800之间设有密封件700。支撑管200设于外罩组件100内，且支撑管200的一端穿设于导向管且伸入晶圆盒以支撑晶圆盒内的晶圆架103，驱动组件400包括旋转电机410和传动结构420，传动结构420包括传动带组件421、丝杠422和螺母423，传动带组件421包括主动轮、传送带和从动轮，主动轮安装于旋转电机410的电机轴，丝杠422安装于从动轮，螺母423与丝杠422配合，密封座800密封连接于支撑管200远离晶圆盒的一端，连接座900为L型结构，连接座900的水平部与密封座800相连，连接座900的竖直部与螺母423相连。电机安装板101用于安装旋转电机410，且设有调节长孔，电机安装板101通过穿设于调节长孔内的调节件与外罩组件100相连。密封组件102包括密封柱塞1021和密封安装板1022，密封柱塞1021配合于支撑管200伸入晶圆盒的一端，密封安装板1022连接于密封柱塞1021且用于支撑晶圆盒。

本实用新型的晶圆升降装置的有益效果：

第一，利用驱动组件400作为执行机构，导向环300作为导向机构，确保支撑管200的升降稳定性，从而减少晶圆盒抖动；

第二：安装过程无需复杂的精度调整，减少安装工时；

第三：采用简化的支撑管200作为提升晶圆盒的连接杆，并利用波纹管500、密封法兰600和密封件700实现密封连接，结构简单，密封性较好，成本较低；

第四：结构紧凑，整体尺寸较小，提供充足的维护空间。

本实用新型还公开了一种半导体加工设备，包括晶圆盒以及上文的晶圆升降装置，晶圆盒内设有装载晶圆的晶圆架103，支撑管200的一端伸入晶圆盒内且用于支撑晶圆架103。

本实用新型的半导体加工设备，由于具有前文所述的晶圆升降装置，该半导体加工设备能够较好地避免晶圆盒运动过程中出现晃动的现象，有利于提升加工良率。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、等的描述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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种晶圆升降装置，其特征在于，包括：

外罩组件(100)；

支撑管(200)，所述支撑管(200)设于所述外罩组件(100)内，且所述支撑管(200)的一端穿出所述外罩组件(100)且伸入晶圆盒以支撑所述晶圆盒内的晶圆架(103)；

导向环(300)，所述导向环(300)安装于所述外罩组件(100)，且套设于所述支撑管(200)以导向所述支撑管(200)；

驱动组件(400)，所述驱动组件(400)设于所述外罩组件(100)且用于驱动所述支撑管(200)升降；

波纹管(500)，所述波纹管(500)套设于所述支撑管(200)，且所述波纹管(500)的靠近所述晶圆架(103)的一端与所述外罩组件(100)密封连接，远离所述晶圆架(103)的一端与所述支撑管(200)密封连接。

2.根据权利要求1所述的晶圆升降装置，其特征在于，所述外罩组件(100)包括：

罩本体(110)，所述罩本体(110)的两端敞开设置；

第一密封板(120)，所述第一密封板(120)密封连接于所述罩本体(110)的一端，且止抵于所述晶圆盒的底壁，所述导向环(300)通过第一连接件安装于所述第一密封板(120)内；

第二密封板(130)，所述第二密封板(130)密封连接于所述罩本体(110)的另一端。

3.根据权利要求2所述的晶圆升降装置，其特征在于，所述晶圆升降装置还包括两个密封法兰(600)和密封座(800)，两个所述密封法兰(600)分别与所述波纹管(500)的两端相连，其中一个所述密封法兰(600)与所述第一密封板(120)相连，另一个所述密封法兰(600)与所述密封座(800)相连。

4.根据权利要求3所述的晶圆升降装置，其特征在于，所述密封法兰(600)和所述第一密封板(120)之间以及所述密封法兰(600)和所述密封座(800)之间设有密封件(700)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的晶圆升降装置，其特征在于，所述驱动组件(400)包括旋转电机(410)和传动结构(420)，所述旋转电机(410)的电机轴与所述传动结构(420)的动力输入端相连，所述传动结构(420)的动力输出端与所述支撑管(200)配合。

6.根据权利要求5所述的晶圆升降装置，其特征在于，所述传动结构(420)包括：

传动带组件(421)，所述传动带组件(421)包括主动轮、传送带和从动轮，所述主动轮安装于所述旋转电机(410)的电机轴；

丝杠(422)，所述丝杠(422)安装于所述从动轮；

螺母(423)，所述螺母(423)与所述丝杠(422)配合且与所述支撑管(200)相连。

7.根据权利要求6所述的晶圆升降装置，其特征在于，所述晶圆升降装置还包括连接座(900)，所述连接座(900)为L型结构，所述连接座(900)的水平部与所述支撑管(200)相连，所述连接座(900)的竖直部与所述螺母(423)相连。

8.根据权利要求5所述的晶圆升降装置，其特征在于，所述晶圆升降装置还包括安装所述旋转电机(410)的电机安装板(101)，且所述电机安装板(101)上设有调节长孔，所述电机安装板(101)通过穿设于所述调节长孔内的调节件与所述外罩组件(100)相连。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的晶圆升降装置，其特征在于，所述晶圆升降装置还包括密封组件(102)，所述密封组件(102)包括密封柱塞(1021)和密封安装板(1022)，所述密封柱塞(1021)配合于所述支撑管(200)伸入所述晶圆盒的一端，所述密封安装板(1022)连接于所述密封柱塞(1021)且用于支撑所述晶圆盒。

10.一种半导体加工设备，其特征在于，包括晶圆盒以及如权利要求1-9中任一项所述的晶圆升降装置，所述晶圆盒内设有装载晶圆的晶圆架(103)，所述支撑管(200)的一端伸入所述晶圆盒内且用于支撑所述晶圆架(103)。