一种升降机构及化学气相沉积装置的制作方法

本实用新型涉及集成电路工艺装置，特别涉及一种升降机构及化学气相沉积装置。

背景技术：

现有的半导体制造工艺中，化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)装置被广泛应用，通过CVD工艺在半导体晶圆上沉积所需要的薄膜(如氮化钛薄膜等)。当所述薄膜生长结束后，会通过所述化学气相沉积装置中的一升降机构中的升降销将一晶圆托盘顶起来，以便机械手抓取反应腔中的晶圆托盘，并将其传出来。但是，在现有技术中，当晶圆托盘被传出后，升降销会出现卡住下不去的情况，于是当新的晶圆托盘被传送到反应腔时，升降销与晶圆托盘就会发生碰撞的现象，不仅损坏晶圆托盘，甚至还会出现晶圆破裂，造成一定的损失。

因此，针对上述存在的技术问题，有必要提供一种新的升降机构及化学气相沉积装置。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种升降机构及化学气相沉积装置，化学气相沉积装置采用所述升降机构，可以排除现有技术中升降销下降时出现卡住而导致晶圆托盘和升降销相互碰撞的风险，有效保护晶圆托盘，提高晶圆良率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的升降机构用于控制一托盘的上下高度调整，所述托盘位于一带有孔的基板之上，所述升降机构包括：

升降销，所述升降销穿过所述孔；

升降板，所述升降板位于所述基板的下方，当所述升降板上升时，所述升降板顶着所述升降销向上运动，所述托盘被所述升降销向上顶起；以及

制动装置，所述制动装置在所述升降板下降时，对所述升降销产生一向下的拉力。

可选的，在所述升降机构中，所述基板上设置有至少两个孔，所述孔均匀对称分布在所述基板上，所述升降销的数量与所述孔的数量相匹配。

可选的，在所述升降机构中，所述制动装置包括至少一个弹簧和至少一个固定件。

进一步的，在所述升降机构中，所述弹簧的一端通过所述固定件连接在所述基板的背部，所述弹簧的另一端与所述升降销相连。

优选的，在所述升降机构中，所述弹簧为锥形弹簧。

进一步的，在所述升降机构中，所述锥形弹簧的尖端与所述升降销连接，所述锥形弹簧的另一端连接所述基板的背部。

可选的，在所述升降机构中，所述弹簧的数量与所述升降销的数量相匹配。

进一步的，在所述升降机构中，每一个所述弹簧配置一个所述固定件。

可选的，在所述升降机构中，所述固定件设置于所述基板的背部，且所述固定件分别位于每一个所述孔的周围。

可选的，在所述升降机构中，每一个所述弹簧的一端通过一个所述固定件连接在所述基板的背部，每一个所述弹簧的另一端连接一个所述升降销。

优选的，在所述升降机构中，每一个所述升降销上均设置一用于连接所述弹簧的安装孔。

可选的，在所述升降机构中，所述升降机构还包括一控制系统，所述控制系统连接所述升降板，所述控制系统控制所述升降板的上升或者下降。

可选的，在所述升降机构中，所述升降销的横截面形状与所述孔的横截面形状相匹配。

进一步的，在所述升降机构中，所述孔和所述升降销的横截面形状均为圆形。

进一步的，在所述升降机构中，所述孔的侧壁设置有锯齿，所述锯齿引导所述升降销向下运动。

另外，本实施新型还提供一种包括上述升降机构的化学气相沉积装置。

进一步的，在所述化学气相沉积装置中，所述化学气相沉积装置中，所述托盘为一晶圆托盘，所述基板为一加热基板，所述加热基板用于加热所述晶圆托盘。

可选的，在所述化学气相沉积装置中，所述加热基板上设置有均匀对称分布的4个所述孔。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的升降机构包括升降销、升降板和制动装置，所述制动装置在所述升降板下降时，对所述升降销产生一向下的拉力。于是，所述升降销在下降时，结合自由落体运动和所述制动装置的向下的拉力，可以确保所述升降销下降到原来的位置，有效的克服了现有技术中所述升降销在下降时被卡住的现象，可以防止所述升降销与所述托盘的碰撞现象。

进一步的，所述制动装置包括至少一个弹簧和至少一个固定件，所述弹簧为锥形弹簧，所述锥形弹簧的尖端与所述升降销连接，所述锥形弹簧的另一端连接所述基板的背部，因采用所述锥形弹簧的制动装置对所述升降销产生的向下拉力最大，因此，所述锥形弹簧有利于所述升降销的下降运动。

更进一步的，本实用新型还将所述基板上的孔的侧壁设置有锯齿，侧壁的锯齿能够引导所述升降销向下运动，更加有利于所述升降销的下降过程。

因此，采用所述升降机构的化学气相沉积装置可以确保所述升降销能够下降到原来的位置，有效的防止所述升降销和晶圆托盘发生相互碰撞的风险，有效保护晶圆托盘，提高晶圆良率。

附图说明

图1为一种化学气相沉积装置的立体结构图；

图2a-2c为一种化学气相沉积装置在不同工作状态下的剖面结构示意图；

图3a-3b为本实用新型一实施例中所述化学气相沉积装置在不同工作状态下的剖面结构示意图；

图4为本实用新型一实施例中所述化学气相沉积装置局部放大的剖面结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，图1为一种化学气相沉积装置的立体结构图，化学气相沉积装置包括一带有孔100的加热基板10；一穿过所述孔100的升降销20；一位于加热基板10下方的升降板21。再参阅图2a至图2c(为图1中沿AB虚线的剖面结构图)，图2a为CVD工艺进行时升降板21和升降销20的原始位置情况；当CVD工艺结束后，会有一控制系统控制升降板21往上顶着升降销20向上运动，将加热基板10上的晶圆托盘(图中示意图省略)向上顶起(如图2b所示)，以便机械手抓取和传送晶圆托盘；当晶圆托盘被机械手抓取和传送后，控制系统控制升降板21下降回至原来的位置，相应的升降销20会自由下落。

但是发明人发现在CVD工艺过程中，升降销20并不是每次都下降到原来的位置，通过观察和分析，发明人发现在CVD工艺过程中有颗粒物等杂质落入孔100中，升降销20因杂质的摩擦阻力而下降不到原来的位置，如图2c所示。这样，当干净的晶圆托盘传进来进行下一次CVD工艺时，就会出现晶圆托盘与未下去的升降销20发生碰撞情况，不仅损坏晶圆托盘，甚至还会出现晶圆破裂，造成一定的损失。发明人针对上述存在的技术问题，尝试采用氮气枪对着孔进行吹扫，以减少孔中的颗粒物来减缓风险，但仍会出现升降销下降被卡住的情况。

因此，发明人进行了进一步的研究，本实用新型提供一种升降机构用于控制一托盘的上下高度调整，所述托盘位于一带有孔的基板之上，所述升降机构包括：升降销，所述升降销穿过所述孔；升降板，所述升降板位于所述基板的下方，当所述升降板上升时，所述升降板顶着所述升降销向上运动，所述托盘被所述升降销向上顶起；以及制动装置，所述制动装置在所述升降板下降时，对所述升降销产生一向下的拉力。

根据本实用新型的另一面，本实用新型还提供一种采用上述升降机构的化学气相沉积装置。

本实用新型提供的升降机构包括升降销、升降板和制动装置，所述制动装置在所述升降板下降时，对所述升降销产生一向下的拉力。于是，所述升降销在下降时，结合自由落体运动和所述制动装置的向下的拉力，可以确保所述升降销下降到原来的位置，有效的克服了现有技术中所述升降销在下降时被卡住的现象，可以防止所述升降销与所述托盘的碰撞现象。此外，采用所述升降机构的化学气相沉积装置，可以确保所述升降销能够下降到原来的位置，有效的防止所述升降销和晶圆托盘发生相互碰撞的风险，有效保护晶圆托盘，提高晶圆良率。

下面将结合示意图对本实用新型的升降机构及化学气相沉积装置进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

以下列举所述升降机构及化学气相沉积装置的实施例，以清楚说明本实用新型的内容，应当明确的是，本实用新型的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本实用新型的思想范围之内。

请参阅图3a和图3b，图3a和图3b为一实施例中所述化学气相沉积装置在不同工作状态下的剖面结构示意图，图中示出了一实施例中的所述升降机构的结构和所述升降机构的工作状态以及化学气相沉积装置的结构。所述化学气相沉积装置包括一加热基板10，所述加热基板10为一圆形，所述加热基板10用于加热一晶圆托盘，所述加热基板10上均匀分布4个对称的孔，所述孔的横截面形状为圆形；为了方便机械手抓取和传送所述晶圆托盘，所述化学气相沉积装置还包括一升降机构，所述升降机构用于控制所述晶圆托盘的上下高度调整。所述升降机构包括升降销20，本实施例中，所述升降机构中共有4个相对称的所述升降销20，每一个所述升降销20穿过一个所述孔，较佳的，便于所述升降销20的上下运动，所述升降销20的横截面形状也为圆形；升降板21，所述升降板21位于所述加热基板10的下方；当然，所述升降机构还包括一控制系统(图中示意图省略)，所述控制系统连接所述升降板21，所述控制系统控制所述升降板21的上升或者下降，当所述升降板21上升时，所述升降板21顶着所述升降销20向上运动，所述晶圆托盘被所述升降销20向上顶起；较佳的，所述升降机构还包括一制动装置，所述制动装置在所述升降板21下降时，对所述升降销产生一向下的拉力。

优选的，在本实施例中，所述制动装置包括至少一个弹簧220和至少一个固定件221，将所述弹簧220的一端通过所述固定件221连接在所述加热基板10的背部，所述弹簧220的另一端与所述升降销20相连。比如：所述固定件221可以为一挂钩、一固定板等，能够起到固定所述弹簧220的作用即可；在每一个所述升降销20的相应位置设置一用于连接所述弹簧220的安装孔200(图3a-图3b中标识省略，请参阅图4的局部放大图)。因为弹簧制动装置结构简易，所述弹簧220的压缩和拉伸收放自如，所述弹簧220会对所述升降销20产生一个向下的拉力，以克服现有技术中所述升降销20下落时的摩擦力，保证所述升降销20能够下降到原来的位置。

进一步的，在本实施例中，将所述弹簧220的数量与所述升降销20的数量相匹配(即所述制动装置包括4个所述弹簧220)，并且每一个所述弹簧220均配置一个所述固定件221，较佳的，所述固定件221安装在所述加热基板10的背部，且所述固定件221分别位于每一个所述孔的周围。于是，每一个所述弹簧220的一端通过一个所述固定件221连接在所述加热基板10的背部，每一个所述弹簧220的另一端连接一个所述升降销20。这样，每个所述弹簧220就单独控制一个所述升降销20，使整个弹簧制动装置的受力分散，弹簧制动装置耐用且有利于后期维护，并且所述弹簧220针对每一个所述升降销20的实际情况产生向下的不同强度的拉力，有利于控制每一个所述升降销20，确保所有的所述升降销20都能够下降到原来的位置。

更进一步的，在本实施例中，所述弹簧220为锥形弹簧220，所述锥形弹簧220的尖端与所述升降销20中的安装孔200连接，所述锥形弹簧220的另一端(即所述锥形弹簧220宽度宽的一端)通过所述固定件221固定在所述加热基板10的背部。因采用所述锥形弹簧220的制动装置对所述升降销20产生向下的拉力最大，因此，所述锥形弹簧220更加有利于所述升降销20的下降运动。

为了进一步体现所述升降机构及化学气相沉积装置的有益效果，现结合图3a和图3b来介绍所述化学气相沉积装置工作在不同状态下的升降机构工作情况。

图3a为CVD工艺进行时所述升降机构停止工作时升降板21和升降销20的原始位置情况；当CVD工艺结束后，所述升降机构会通过一控制系统控制所述升降板21往上运动，与所述升降销20接触，并顶着所述升降销20往上运动，于是，所述升降销20就将所述加热基板10上的所述晶圆托盘(示意图省略)向上顶起(如图3b所示)，以便机械手抓取和传送所述晶圆托盘；当所述晶圆托盘被机械手抓取和传送后，所述升降机构的控制系统就会控制所述升降板21下降运动直至回到原来的位置，相应的所述锥形弹簧220会拉着所述升降销20加速下降，使所述升降销20回到相应的位置(如图3a所示)。因为有所述锥形弹簧220的向下的拉力，所述升降销20在下降时会克服相应的摩擦阻力而回到原来的位置，可以防止所述升降销20与所述晶圆托盘的碰撞现象。

本实施例中通过所述锥形弹簧220对所述升降销20产生一向下的拉力，可以确保所述升降销20能够下降到原来的位置，有效的防止所述升降销20和晶圆托盘发生相互碰撞的风险，有效保护晶圆托盘，提高晶圆良率。

本实用新型的一实施例如上所述，但本实用新型并不限于上述公开的范围，例如，请参阅图4，图4为一实施例中所述化学气相沉积装置局部放大的剖面结构示意图，本实施例中所述加热基板10中的孔101的侧壁设置有锯齿，侧壁的锯齿能够引导所述升降销20向下运动。另外，需要说明的是，因图4为所述化学气相沉积装置局部放大图，因此图4中示意出了所述升降销20上的安装孔200，与前述实施例中的所述安装孔结构是一样的。本实施例中通过在所述孔101的侧壁设置有锯齿，侧壁的锯齿能够引导所述升降销20向下运动，更加有利于所述升降销20的下降过程。

综上，本实用新型提供的升降机构包括升降销、升降板和制动装置，所述制动装置在所述升降板下降时，对所述升降销产生一向下的拉力。于是，所述升降销在下降时，结合自由落体运动和所述制动装置的向下的拉力，可以确保所述升降销下降到原来的位置，有效的克服了现有技术中所述升降销在下降时被卡住的现象，可以防止所述升降销与所述托盘的碰撞现象。

进一步的，所述制动装置包括至少一个弹簧和至少一个固定件，所述弹簧为锥形弹簧，所述锥形弹簧的尖端与所述升降销连接，所述锥形弹簧的另一端连接所述基板的背部，因采用所述锥形弹簧的制动装置对所述升降销产生的向下拉力最大，因此，所述锥形弹簧有利于所述升降销的下降运动。

更进一步的，本实用新型还将所述基板上的孔的侧壁设置有锯齿，侧壁的锯齿能够引导所述升降销向下运动，更加有利于所述升降销的下降过程。

因此，采用所述升降机构的化学气相沉积装置可以确保所述升降销能够下降到原来的位置，有效的防止所述升降销和晶圆托盘发生相互碰撞的风险，有效保护晶圆托盘，提高晶圆良率。

显然，在上述实施例中仅为本实用新型的较佳实施例而已，上述实施例并不用以限制本实用新型。本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。