[发明专利]一种往复旋转升降的气相沉积设备

说明书

本发明提供一种往复旋转升降的气相沉积设备，包括气相沉积腔体、基座台、基座轴、可伸缩组件、被动升降旋转部件、旋转机构及升降机构，其中，旋转机构与可伸缩组件固定连接以驱动可伸缩组件作往复旋转运动，进而依次带动基座台、基座轴及被动升降旋转部件作往复旋转运动；升降机构与被动升降旋转部件旋转式滑动连接以驱动被动升降旋转部件作升降运动，进而带动基座轴及基座台作升降运动，其中，可伸缩组件随基座台的上升而伸长，随基座台的下降而缩短。本发明可在同时满足晶圆基座升降与旋转协同工作的同时互不影响，往复式旋转可防止电气线缠绕损毁，设备可达到绝对的物理超高真空状态，并可防止强磁场对腔体内部沉积环境和外界环境的影响。

技术领域

本发明属于半导体设备技术领域，涉及一种往复旋转升降的气相沉积设备。

背景技术

气相沉积设备（物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、原子层沉积（ALD）等）对反应腔体内真空度、薄膜沉积的均匀性具有较高的要求，现有公开技术中，有独立利用旋转装置和独立运用升降装置来提高薄膜均匀性的设计方案，但是却没有同时结合旋转装置和升降装置以达到更好沉积效果的更有效方案，主要原因有如下4种：

（1）无法解决同时完成旋转和升降功能的机械结构设计的问题，需要满足升降结构与旋转结构协同工作的同时互不影响；

（2）传统的周向旋转不好解决电气线缠绕的问题，尤其是单方向旋转极易造成电气线的物理缠绕和损毁；

（3）旋转或者升降结构容易破坏设备的真空密闭状态，现有公开技术中无法解决高真空密闭的问题；

（4）驱动力强的电机本身会产生较强的磁场，现有公开技术还无法解决旋转驱动设备所产生的强磁场对沉积工艺的影响问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种往复旋转升降的气相沉积设备，用于解决现有技术中晶圆基座无法同时完成旋转和升降功能的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种往复旋转升降的气相沉积设备，包括：

气相沉积腔体，底部设有一旋转通孔；

基座，包括基座台及基座轴，所述基座台位于所述气相沉积腔体内，所述基座轴位于所述基座台下方并与所述基座台固定连接，所述基座轴的底端穿过所述旋转通孔以延伸至所述气相沉积腔体外；

可伸缩组件，包括套设于所述基座轴四周的可伸缩管型部件及带动环，所述可伸缩管型部件的顶端与底端分别与所述基座台及所述带动环固定连接；

被动升降旋转部件，套设于所述基座轴四周并与所述基座轴固定连接；

旋转机构，与所述可伸缩组件固定连接，用于驱动所述可伸缩组件作往复旋转运动，进而依次带动所述基座台、所述基座轴及所述被动升降旋转部件作往复旋转运动；

升降机构，与所述被动升降旋转部件旋转式滑动连接，用于驱动所述被动升降旋转部件作升降运动，进而带动所述基座轴及所述基座台作升降运动，所述可伸缩组件随所述基座台的上升而伸长，随所述基座台的下降而缩短。

可选地，所述基座台包括加热部件，所述基座轴内部中空以容许与所述加热部件连接的电气线穿过。

可选地，所述可伸缩管型部件包括波纹管。

可选地，所述旋转机构包括真空隔绝环、主动旋转组件及被动旋转组件，所述真空隔绝环套设于所述基座轴四周，所述真空隔绝环的顶端与所述气相沉积腔体的底板密封连接，底端与所述升降机构密封连接，所述被动旋转组件位于所述真空隔绝环内并与所述带动环固定连接，所述主动旋转组件位于所述真空隔绝环外以通过磁力带动所述被动旋转组件作往复旋转运动。