载台升降装置、反应腔室及等离子体加工设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供的载台升降装置、反应腔室及等离子体加工设备，其中：托架驱动源驱动轴提升托架作升降运动，波纹管轴穿过轴提升托架，并与其固定连接，以随轴提升托架在直线轴承内作升降运动，继而实现固定于波纹管轴上的载台的升降运动；载台升降装置，导向机构用于限制所述波纹管轴在升降过程中自身的轴向转动，其中：波纹管轴依次穿过直线轴承、导向轴承安装组件以及轴提升托架，导向轴承安装组件抱紧波纹管轴；导向轴的上端固定于反应腔室的腔室壁上，导向轴的下端穿过导向轴承安装组件，以使导向轴承安装组件随轴提升托架沿导向轴作升降运动。本发明专利技术提供的载台升降装置，其可以约束连杆的旋转自由度，从而可以保证承载装置不会发生偏转。

【技术实现步骤摘要】
载台升降装置、反应腔室及等离子体加工设备
本专利技术涉及微电子加工
，具体地，涉及一种载台升降装置、反应腔室及等离子体加工设备。
技术介绍
在制造集成电路（IC）和微机电系统（MEMS）的工艺过程中，特别是在实施等离子刻蚀（ETCH）、物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）等的工艺过程中，常使用加热器来加热晶片等被加工工件。而且，通常借助升降机构驱动加热器作升降直线运动，以配合机械手实现被加工工件的取放，以及调整被加工工件与靶材之间的距离等。而为了保证工艺均匀性，就需要保证加热器表面的水平度。图1为现有的一种等离子体加工设备的剖视图。如图1所示，等离子体加工设备包括反应腔室10，在反应腔室10内设置有加热器11，用以在工艺时承载并加热置于其上的被加工工件12；而且，在加热器11的底部设置有用于驱动加热器11作升降直线运动的升降机构13、用于密封升降机构与反应腔室之间的间隙的波纹管14、顶针15及用于驱动顶针15作升降直线运动的顶针驱动机构16。在装载被加工工件12的过程中，顶针15的顶端在顶针驱动机构16的驱动下穿过加热器11，并上升至高于加热器11上表面的装载位；机械手将被加工工件12传输至反应腔室10内，并放置于顶针15的顶端；顶针15在顶针驱动机构16的驱动下下降，直至被加工工件12落至加热器11上表面；加热器11在升降机构的驱动下上升至工艺位，以对被加工工件12进行工艺。现有的一种升降机构包括波纹管轴、轴提升托架和托架驱动源。其中，波纹管轴的上端与加热器的底部固定连接，波纹管轴的下端朝下伸出反应腔室，并通过轴提升托架与托架驱动源连接。在托架驱动源的驱动下，轴提升托架带动波纹管轴和与之连接的加热器作升降直线运动。为了保证加热器表面的水平度，以及避免升降机构在装配过程中产生累积误差，轴提升托架通常不会约束该波纹管轴在其径向上的位移自由度，而这样做的问题在于：轴提升托架往往无法约束波纹管轴的旋转自由度，而波纹管因其为柔性材料，也无法约束波纹管轴的旋转自由度，导致波纹管轴容易发生转动，并带动加热器随之偏转，这不仅会造成顶针因无法穿过加热器而进行正常的升降直线运动，而且还会造成置于加热器上的被加工工件相对于加热器上表面产生偏移，从而给工艺结果带来了不良影响。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种载台升降装置、反应腔室及等离子体加工设备，其不仅可以避免升降机构在装配过程中产生累积误差，且无需对轴提升托架、托架驱动源等的相应部件的加工精度和装配精度提出较高的要求就可以保证载台的上表面的水平度，而且还可以约束波纹管轴的旋转自由度，从而可以保证载台不会发生偏转。为实现本专利技术的目的而提供一种载台升降装置，包括升降单元，所述升降单元包括：波纹管轴、直线轴承、轴提升托架以及托架驱动源，其中：所述托架驱动源用于驱动所述轴提升托架作升降运动，所述波纹管轴穿过所述轴提升托架，并与其固定连接，以随所述轴提升托架在所述直线轴承内作升降运动，继而实现固定于波纹管轴上的载台的升降运动；其特征在于，所述载台升降装置，还包括导向机构，用于限制所述波纹管轴在升降过程中自身的轴向转动；所述导向机构，包括：导向轴和导向轴承安装组件，其中：所述波纹管轴依次穿过直线轴承、导向轴承安装组件以及轴提升托架，所述导向轴承安装组件抱紧所述波纹管轴；所述导向轴的上端固定于反应腔室的腔室壁上，所述导向轴的下端穿过所述导向轴承安装组件，以使所述导向轴承安装组件随所述轴提升托架沿所述导向轴作升降运动。其中，所述导向机构，还包括：导向定位座，其中：所述导向定位座以所述波纹管轴为基准与所述直线轴承固定连接；所述导向轴的上端与所述导向定位座固定连接。其中，所述导向轴承安装组件，包括导向轴承安装座、导向直线轴承和轴承挡块，其中所述导向轴承安装座与所述轴提升托架连接，且在与所述导向轴相对应的位置处设置有导向通孔，所述导向直线轴承设置在所述导向通孔内，所述轴承挡块用于阻挡所述导向直线轴承与导向通孔在竖直方向上的相对运动；所述导向轴的下端穿过所述导向直线轴承，且所述导向轴与导向直线轴承在竖直方向上滚动配合。其中，所述导向轴承安装组件，还包括上抱块和下抱块，其中所述上抱块具有第一通孔，所述上抱块包括沿所述第一通孔的轴线分割，且彼此独立的两个第一分体，所述两个第一分体采用可拆卸的方式对接在一起；所述下抱块具有第二通孔，所述下抱块包括沿所述第二通孔的轴线分割，且彼此独立的两个第二分体，所述两个第二分体采用可拆卸的方式对接在一起；在所述波纹管轴的外周壁上的对应于所述通孔的位置处设置有环形凹槽，所述上抱块和下抱块分别通过所述第一通孔和第二通孔套置在所述波纹管轴上，且位于所述环形凹槽内，并将所述轴提升托架固定在二者之间；所述环形凹槽的上侧壁和下侧壁分别与所述上抱块的上端和所述下抱块的下端相接触。优选地，所述上抱块和下抱块采用绝缘材料制成。其中，所述导向机构，还包括采用绝缘材料制成的上绝缘套和下绝缘套，其中所述上绝缘套套制在所述波纹管轴上，且位于所述环形凹槽的上侧壁与所述上抱块之间；所述下绝缘套套制在所述波纹管轴上，且位于所述环形凹槽的下侧壁与所述下抱块之间；所述上绝缘套和下绝缘套均与所述环形凹槽的腔室壁间隙配合。其中，所述托架驱动源，包括支架、旋转电机、直线导轨和导轨滑块，其中所述支架固定在所述反应腔室的腔室壁上，用以支撑所述直线导轨；所述导轨滑块与所述直线导轨滑动连接，且与所述轴提升托架固定连接；所述旋转电机用于提供旋转动力；所述直线导轨用于将由所述旋转电机提供的旋转动力转换为直线升降运动，并传递至所述导轨滑块，以使其带动所述轴提升托架沿所述直线导轨作升降直线运动。其中，对应地分别在所述第一通孔或第二通孔的孔壁上和所述波纹管轴的外周壁上设置有相互配合的凸部和凹部。作为另一个技术方案，本专利技术还一种反应腔室，反应腔室包括本专利技术提供的上述载台升降装置。其中，所述反应腔室包括顶针和顶针驱动机构，其中所述顶针设置在所述载台的底部，且与顶针驱动机构连接；在所述顶针驱动机构的驱动下，所述顶针的顶端穿过所述载台，并上升至高于所述载台上表面的位置；或者下降至低于所述载台上表面的位置。作为另一个技术方案，本专利技术还一种等离子体加工设备，包括反应腔室，反应腔室采用了本专利技术提供的上述反应腔室。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的载台升降装置，其升降单元中的托架驱动源用于驱动轴提升托架作升降运动，波纹管轴穿过轴提升托架，并与其固定连接，以随轴提升托架在直线轴承内作升降运动，继而实现固定于波纹管轴上的载台的升降运动，由于波纹管轴在直线轴承内作升降运动，即，二者在竖直方向上滚动配合，以使波纹管轴在竖直方向上的运动轨迹完全由直线轴承独立约束，这与现有技术相比，可以消除冗余约束，从而不仅可以保证每次装配的一致性，而且还会避免在装配升降单元过程中产生累积误差，且无需对轴提升托架、托架驱动源等的相应部件的加工精度和装配精度提出较高的要求就可以保证载台的上表面的水平度，进而不仅可以降低加工成本，而且可以提高工艺均匀性。而且，借助导向机构，可以约束波纹管轴在其周向上的旋转自由度，从而可以保证载台不会发生偏转，进而不仅可以避免因载台的偏转而造成的顶针的升降直线运动受到干涉，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种载台升降装置，包括升降单元，所述升降单元包括：波纹管轴、直线轴承、轴提升托架以及托架驱动源，其中：所述托架驱动源用于驱动所述轴提升托架作升降运动，所述波纹管轴穿过所述轴提升托架，并与其固定连接，以随所述轴提升托架在所述直线轴承内作升降运动，继而实现固定于波纹管轴上的载台的升降运动；其特征在于，所述载台升降装置，还包括导向机构，用于限制所述波纹管轴在升降过程中自身的轴向转动；所述导向机构，包括：导向轴和导向轴承安装组件，其中：所述波纹管轴依次穿过直线轴承、导向轴承安装组件以及轴提升托架，所述导向轴承安装组件抱紧所述波纹管轴；所述导向轴的上端固定于反应腔室的腔室壁上，所述导向轴的下端穿过所述导向轴承安装组件，以使所述导向轴承安装组件随所述轴提升托架沿所述导向轴作升降运动。

【技术特征摘要】
1.一种载台升降装置，包括升降单元，所述升降单元包括：波纹管轴、直线轴承、轴提升托架以及托架驱动源，其中：所述托架驱动源用于驱动所述轴提升托架作升降运动，所述波纹管轴穿过所述轴提升托架，并与其固定连接，以随所述轴提升托架在所述直线轴承内作升降运动，继而实现固定于波纹管轴上的载台的升降运动；其特征在于，所述轴提升托架具有安装通孔，所述波纹管轴的下端依次穿过所述直线轴承的轴承孔和所述安装通孔，并且所述波纹管轴与所述直线轴承在竖直方向上滚动配合，所述波纹管轴与所述安装通孔间隙配合；所述载台升降装置，还包括导向机构，用于限制所述波纹管轴在升降过程中自身的轴向转动；所述导向机构，包括：导向轴和导向轴承安装组件，其中：所述波纹管轴依次穿过直线轴承、导向轴承安装组件以及轴提升托架，所述导向轴承安装组件抱紧所述波纹管轴；所述导向轴的上端固定于反应腔室的腔室壁上，所述导向轴的下端穿过所述导向轴承安装组件，以使所述导向轴承安装组件随所述轴提升托架沿所述导向轴作升降运动。2.根据权利要求1所述的载台升降装置，其特征在于，所述导向机构，还包括：导向定位座，其中：所述导向定位座以所述波纹管轴为基准与所述直线轴承固定连接；所述导向轴的上端与所述导向定位座固定连接。3.根据权利要求1所述的载台升降装置，其特征在于，所述导向轴承安装组件，包括导向轴承安装座、导向直线轴承和轴承挡块，其中所述导向轴承安装座与所述轴提升托架连接，且在与所述导向轴相对应的位置处设置有导向通孔，所述导向直线轴承设置在所述导向通孔内，所述轴承挡块用于阻挡所述导向直线轴承与导向通孔在竖直方向上的相对运动；所述导向轴的下端穿过所述导向直线轴承，且所述导向轴与导向直线轴承在竖直方向上滚动配合。4.根据权利要求2或3所述的载台升降装置，其特征在于，所述导向轴承安装组件，还包括上抱块和下抱块，其中所述上抱块具有第一通孔，所述上抱块包括沿所述第一通孔的轴线分割，且彼此独立的两个第一分体，所述两个第一分体采用可拆卸的方式对接在一起；所述下抱块具有第二通孔，所述下抱块包括沿所述第二通孔的轴线分割，且彼此...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕峰，张风港，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11