销升降装置的制作方法

本发明涉及一种销升降装置，用于在工艺腔室、特别是真空工艺腔室中将衬底降低到衬底载体上以及从所述衬底载体提起所述衬底，其中所述销升降装置具有至少一个升降销保持器和至少一个升降驱动器，用于沿线性升降运动轨迹来回运动所述升降销保持器连同布置在所述升降销保持器上的升降销。

背景技术：

1、在现有技术中，诸如晶片等衬底通常在工艺腔室中，特别是在真空工艺腔室中加以涂覆、装备和/或以其他方式加以处理。为此，所述衬底在加工期间放置在衬底载体上。将衬底引入到工艺腔室中以及从工艺腔室中取出衬底大多借助于合适的机器人臂等穿过工艺腔室的对应腔腔室开口来进行。在此还已知的是，机器人臂将衬底在工艺腔室中放置在通用销升降装置的升降销上。然后借助于所述销升降装置将衬底降低到衬底载体上或放置在衬底载体上。然后在执行了加工步骤之后，由销升降装置借助于相应的升降销再次将衬底提起，以便随后能够借助于机器人臂等再次从工艺腔室中取出。

2、例如从de 10 2018 009 871 a1和ep 3 450 809 a1中已知通用的销升降装置。

3、de 10 2018 009 871 a1解决了如何能够更好地监视销升降装置的运行准备和磨损的问题。为此，该文献建议使用各种传感器。

4、ep 3 450 809 a1解决了作为耐磨材料的升降销如何能够尽可能简单地以可更换的方式固定在升降销保持器上的问题。为此，该文献提出了一种特殊类型的升降销离合器。

5、在现有技术中已知在衬底载体的通孔中放置和引导由升降销装置驱动的升降销。穿过衬底载体的通孔的开口直径在此非常精确地与升降销适配。这又导致在安装期间必须非常精确地调整销升降装置，这导致在安装和维护工作期间对应地增加了工作量。

技术实现思路

1、本发明的任务是提出一种改进，以便可以减少在安装销升降装置时的工作量。

2、为解决该任务，本发明提出了一种如权利要求1所述的销升降装置。

3、因此，根据本发明规定，借助于补偿轴承将所述升降销保持器放置在所述升降驱动器上，其中所述补偿轴承使得能够在与所述线性升降运动轨迹正交的至少一个方向上进行所述升降驱动器和所述升降销保持器之间的相对运动。

4、借助于根据本发明在升降销保持器和升降驱动器之间的补偿轴承，在与所述线性升降运动轨迹正交的至少一个方向上可以实现升降销保持器和升降驱动器之间的相对运动，通过所述相对运动产生公差范围，所述公差范围简化了销升降装置的安装和维护。换言之，在安装相应的销升降装置时不再需要如此精确地工作，因为在衬底载体中的通孔与升降销保持器之间可能存在的偏移通过补偿轴承以简单的方式自动补偿。此外，由根据本发明的补偿轴承产生的公差范围还使得可以补偿例如在工艺腔室运行期间销升降装置和/或衬底载体和/或工艺腔室中由温度引起的几何形状变化。

5、在此特别优选地规定，所述补偿轴承使得能够在与所述线性升降运动轨迹垂直布置的平面中进行升降驱动器和升降销保持器之间的相对运动。这意味着由所述补偿轴承提供的升降驱动器和升降销保持器之间相对运动的可能性不仅可以在与线性升降运动轨迹正交的各个方向上实现，而且可以在与线性升降运动轨迹正交的所有方向上的所述平面中实现。因此，也可以说在该平面内进行升降驱动器和升降销保持器之间全方位相对运动的可能性。

6、原则上，可以将所述升降销固定在所述升降销保持器中，由此所述升降销成为所述销升降装置的一部分。然而，通常有利的是将所述升降销设置为可更换的易损件。在这种情况下，升降销不一定是销升降装置的一部分。更确切地说，由此升降销可以以可更换的方式布置或固定在升降销保持器上。为此在现有技术、例如开头已经提到的ep 3 450809a1中已知对应的升降销离合器。这些升降销离合器可以在实施本发明时用于以可松脱和/或可更换的方式将升降销固定在升降销保持器上。

7、根据本发明的销升降装置也可称为销举升器或环形举升器。在现有技术中，在工艺腔室中待处理的衬底通常也称为晶圆。衬底也可以称为载体、载体主体、载体板、层载体等。在工艺腔室中可以涉及要对相应衬底执行的各种加工过程。可以想到例如为衬底装备某些部件、涂覆衬底、蚀刻衬底等。如在现有技术中那样，工艺腔室的衬底载体也可以称为卡盘。

8、所述销钉升降装置的升降驱动器可以是各种类型的线性驱动器。例如可以想到气动或液压活塞缸单元。其他线性驱动器也可以用作升降驱动器。特别有利的是，所述升降驱动器具有电动机和用所述电动机驱动的主轴驱动器，用于产生升降销保持器连同布置在所述升降销保持器上的升降销沿着所述线性升降运动轨迹的来回运动。

9、通常，建议监视并优选调节由所述销升降装置经由所述升降销施加到所述衬底的压力、所述升降销的定位和/或在降低和提起所述衬底时的运动速度。为此原则上可以使用例如从开头提到的现有技术中已知的传感器系统。当在升降驱动器中使用电动机时，通过监视升降驱动器的电动机的功率消耗并且必要时对应地调节或控制该功率消耗，可以简单地监视由销升降装置经由升降销施加到衬底上的力。这在现有技术中本身是已知的并且不需要在这里进一步解释。

10、在任何情况下有利的是，将借助于所述补偿轴承实现的升降驱动器和升降销保持器之间的相对运动构造为尽可能低摩擦和平稳运行的。为此，本发明的优选变型提出，所述补偿轴承具有至少一个带滚动体的轴承或至少一个滑动轴承，所述升降销保持器在与所述线性升降运动轨迹正交的至少一个方向上，优选地在与所述线性升降运动轨迹垂直布置的平面中相对于所述升降驱动器可移动地放置在所述轴承或所述滑动轴承上。在此背景下特别有利的是，所述补偿轴承具有至少两个带滚动体的轴承和/或滑动轴承，并且所述升降销保持器放置在所述带滚动体的轴承和/或滑动轴承之间。作为带滚动体的轴承，特别优选地使用所谓的带滚珠的滚珠轴承保持架。滚珠轴承保持架本身是已知的。它们是保持架或载体板，其中可旋转地布置了多个滚珠。这种带滚珠的滚珠轴承保持架的优点是它们一方面非常低摩擦且运行平稳。另一方面，它们允许升降驱动器和升降销保持器之间均匀的并且在与升降运动轨迹正交的所有方向上都带来同样小摩擦的相对运动。

11、通过补偿轴承实现的公差补偿有利地在0mm和6mm之间的范围内，优选地在0mm和3mm之间的范围内。因此优选地规定，所述补偿轴承使得能够在与线性升降运动轨迹正交的至少一个方向上以0mm至6mm、优选0mm至3mm的间隔进行升降销保持器和升降驱动器之间的相对运动，或者所述补偿轴承使得能够在与线性升降运动轨迹垂直布置的平面中以0mm至6mm、优选0mm至3mm的间隔进行在升降销保持器和升降驱动器之间的相对运动。

12、为了将补偿轴承在平行于升降运动轨迹的方向上设计为尽可能无间隙，本发明的优选变型规定，所述销升降装置具有预张紧装置，用于在与升降运动轨迹同轴或平行的方向上弹性地预张紧所述补偿轴承中的升降销保持器。

13、优选地还规定，所述升降驱动器具有升降驱动器运动轴线并且所述升降驱动器运动轴线与布置在所述升降销保持器中的升降销平行偏移地布置。然而，在根据本发明的销升降装置中还可以与此不同地规定，所述升降驱动器运动轴线以及布置在所述升降销保持器中的升降销彼此同轴地布置。

14、根据本发明的销升降装置可以设置在或用在各种类型的工艺腔室中。然而，所述销升降装置特别优选地用在所谓的真空工艺腔室中。真空工艺腔室是指，工艺在那里进行或条件在那里设置时达到压力小于或等于0.001mbar(毫巴)或0.1帕斯卡的运行状态。一般来说，如果被设计用于低于常压、即低于1巴的压力，则可以说是真空工艺腔室，但一般也可以说是欠压工艺腔室。