[发明专利]升降系统及等离子体加工设备

说明书

技术领域

本发明属于半导体设备制造技术领域，具体涉及一种升降系统及等离子体加工设备。

背景技术

物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，以下简称PVD）设备是应用比较广泛的半导体设备，主要用于对基片表面进行镀膜工艺。在实际应用中，通常需要借助相互配合使用的机械手和用于对基片进行竖直升降的升降系统，将未完成工艺的基片传入反应腔室以及将完成工艺的基片传出反应腔室。

升降系统通常包括PIN升降装置和基座升降装置，图1为现有的PIN升降装置的结构简图，图2为基座升降装置的结构简图，请一并参阅图1和图2，其中，PIN升降装置包括托架11和第一驱动单元13，其中，托架11设置在反应腔室10内，且采用环形结构，在托架11的上表面上且沿其周向均匀设置有至少三个顶针12，用于承载基片S，第一驱动单元13用于驱动托架11进行升降以带动基片S进行升降；基座升降装置包括基座15和第二驱动单元14，基座15用于承载基片S，第二驱动单元14与基座15相连接，用以驱动基座15上升或下降，每个顶针12自基座15的下表面贯穿基座15，且可在基座15内进行升降。第一驱动单元13和第二驱动单元14通常采用步进电机或者伺服电机进行驱动，并通过滚珠丝杠等结构将电机的旋转运动转换为需求的直线运动。

下面详细地描述该升降系统具体工作过程：步骤S1，机械手（图中未示出）将未完成工艺的基片S传入反应腔室10内的预设位置，所谓预设位置是指预设的位于至少三个顶针12正上方的位置，第一驱动单元13驱动托架11上升，以使其带动至少三个顶针12上升，以实现将基片S自机械手的上表面上顶起，此时，基片S位于预设位置的正上方；步骤S2，空载的机械手传出反应腔室10，第二驱动单元14驱动基座15上升至工艺位，在基座15上升的过程中将位于至少三个顶针12上的基片S托起使其位于基座15的上表面上；步骤S3，待基片S在该工艺位完成工艺之后，第二驱动单元14驱动基座15下降，以使得至少三个顶针12将位于基座15上表面的基片S顶起，此时基片S位于预设位置的上方，且基座15下降至预设位置的下方；步骤S4，空载的机械手经由基座15与基片S之间的间隙传入反应腔室内的预设位置，第一驱动单元驱动托架11下降带动基片S下降至基片S位于机械手的上表面上，承载有已完成工艺的基片S的机械手传出反应腔室10。

然而，采用上述升降系统在实际应用中不可避免的会存在以下技术问题：由于该升降系统对托架11和基座15的升降分别采用电机控制的方式，且采用电机控制方式的装配工作量大、调试过程繁琐，这使得整个升降系统的装配和调试工作量大，从而导致工作效率低；而且，如图1所示，托架11为悬臂梁结构，这导致至少三个顶针12的顶端所在平面的水平度低，因而导致承载的基片S的水平度低，从而导致基片传输的稳定性差。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种升降系统及等离子体加工设备，其不仅结构简单、调试过程容易、调试工作量小，从而可以降低生产成本、提高工作效率；而且可以提高承载的基片的水平度，进而可以提高基片传输的稳定性。

本发明提供一种升降系统，包括托架、基座和驱动单元，在所述托架的上表面上且沿其周向间隔均匀设置有至少三个顶针，用于承载基片；所述基座位于所述托架的上方，所述驱动单元用于驱动所述基座上升或者下降，还包括沿所述托架的周向间隔且均匀设置的至少三个支撑轴，每个所述支撑轴自所述托架的下表面贯穿所述托架，且所述托架可沿所述支撑轴进行上下移动，在每个所述支撑轴的外周壁上套置有弹性部件，且所述弹性部件位于所述托架和所述支撑轴的底端之间，并且在所述基座与所述托架接触时，借助所述驱动单元驱动所述基座下降可实现带动所述托架下降，并使所述弹性部件的高度在弹性范围内压缩；并借助所述驱动单元驱动所述基座上升使所述弹性部件的高度恢复，以实现所述托架在所述弹性部件高度恢复的恢复力下上升。

其中，在所述基座的下表面上设置有压环，用以在所述基座下降时借助所述压环带动所述托架下降。

其中，在每个所述支撑轴上，且位于所述托架上方的位置处设置有限位件，用于限制所述托架沿所述支撑轴上升的最大高度。

其中，所述限位件包括螺母，所述螺母与所述支撑轴采用螺纹连接方式固定。

其中，还包括垫圈，所述垫圈位于所述螺母与所述托架之间，用于避免所述托架与所述螺母接触。

其中，在所述托架与每个所述支撑轴的外周壁之间设置有无油衬套，用于减小二者之间的摩擦力。

其中，所述弹性部件包括弹簧。