一种应用于立式外延设备的联动提升机构

技术领域

本发明涉及晶片制备技术领域，特别是涉及一种应用于立式外延设备的联动提升机构。

背景技术

立式外延设备采用化学气相沉积的方式制备半导体晶片，需要将晶圆置于反应腔室中与反应气一同升温至1500℃～1700℃的高温环境。基座外周部需要安装保温层以减少基板区域热量流失。反应室与外部搬运装置相连且协同工作，反应室与搬运装置相连的法兰设置于基板附近，单次成膜完成后机械臂伸入反应室内部搬运基板和装载待成膜基板以进行连续生产，下炉体的下部保温层具备升降功能可同时满足成膜过程中减少基板周围热量流失和基板转运过程无阻碍。由于下部保温层体积较大，升降过程中需要至少两侧同时提升，然而现有提升装置采用多个提升机构同时动作，容易发生提升不同步的情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于立式外延设备的联动提升机构，以解决上述现有技术存在的问题，采用一个提升机构动作，能够实现两侧同步提升。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种应用于立式外延设备的联动提升机构，包括位于反应室中心位置处的基座，所述基座顶部用于装载基板，基板上设有晶片，所述基座内设有热场；所述反应室内壁环设有上保温层，所述上保温层远离所述下炉体内壁的一侧设有导流筒，所述导流筒上部为直筒结构，下部为锥形的扩口结构，所述上保温层下部设有能够升降的下保温层，所述下保温层远离所述下炉体内壁的一侧设有能够抑制反应物沉积的保护层，所述保护层为内外壁均进行涂层处理的套筒，所述套筒上部为锥形缩口结构，下部为直筒结构；所述反应室外底部设有联动提升机构，所述联动提升机构包括提升架，所述提升架中间位置固定连接有提升电机座，所述提升架和提升电机座能够通过驱动机构动作进而同步升降，所述提升架两端固定连接有对称设置的提升座，所述提升座顶部连接有推杆，两个所述推杆顶部穿过反应室底板两端对应的通道法兰后基于安装限位结构与支撑块嵌套，所述支撑块上依次放置有支撑环和所述下保温层。

可选的，所述提升座外侧对称设有滑轨，所述提升座通过滑块与对应侧的滑轨滑动连接。

可选的，所述推杆底部固定连接有推杆固定座，所述推杆固定座底部依次与冷却装置和提升座固定连接；所述推杆固定座和冷却装置形成组合式的冷却流道。

可选的，所述冷却装置包括冷却水座，所述推杆内部中空，所述推杆固定座一侧开设有出水口，所述出水口与所述推杆内部连通，所述冷却水座顶部安装有两端开口的延长管，所述延长管穿过所述推杆固定座后插设于所述推杆内部，所述冷却水座一侧开设有进水口，所述进水口内部一端与所述延长管底部连通。

可选的，所述推杆外套设有波纹管，所述波纹管底部与所述推杆固定座连接，所述波纹管顶部与所述通道法兰固定密封连接。

可选的，所述推杆固定座两侧均设有密封圈槽，所述密封圈槽内用于固定安装密封圈，所述推杆固定座上端通过密封圈与所述波纹管底部密封连接，所述推杆固定座底部通过密封圈与所述冷却水座顶部密封连接。

可选的，所述基座底部连接有旋转轴，所述旋转轴穿过所述反应室底板的中心通孔后连接有旋转电机，所述旋转电机位于顶部开口的旋转室内，所述旋转室顶部与所述反应室底板的中心通孔固定密封连接。

可选的，所述反应室侧壁上设有转运通道，所述转运通道外侧设有闸阀，所述闸阀外部设有搬运系统，所述转运通道位于所述上保温层和下保温层之间的位置处。

可选的，所述下保温层底部设置有石荚材质的支撑环，所述支撑环底部通过支撑块与所述推杆顶部固定连接。

可选的，所述反应室的底板通道法兰顶部插设有石英轴套，所述反应室的底板上固定设有石英板，所述基座穿过所述石英板后设置于所述反应室内，且所述基座位置比所述石英板安装位置高；所述反应室内壁底部与所述反应室的底板连接位置处设有截面为L型的石英座，所述石英轴套顶部环设有外侧翼缘，所述外侧翼缘底部分别与所述石英板和石英座接触连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明由一个驱动机构控制同时升降两侧推杆，同步性好；推杆内部具有冷却流道，且将冷却水的延长管顶部的喷出口设置于推杆内端部，确保推杆端部区域的热量能快速经冷却水向外传导，以免成膜过程中因温度过高导致受热变形，可在高温环境下稳定工作。推杆顶部安装支撑块，增大与下保温层底部支撑环之间的接触面积，使升降过程保持平稳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明应用于立式外延设备的联动提升机构在下保温层未提升时的示意图；

图2为本发明应用于立式外延设备的联动提升机构结构示意图；

图3为图2的A处放大示意图；

图4为本发明应用于立式外延设备的联动提升机构在下保温层提升后的示意图；

附图标记说明：1-反应室，2-转运通道，3-闸阀，4-搬运系统，5-基座，6-下保温层，7-旋转轴，8-旋转室，9-联动提升机构，10-石英轴套，11-支撑块，12-支撑环，13-晶片，14-上保温层，15-推杆，16-波纹管，17-推杆固定座，18-滑轨，19-冷却水座，20-提升座，21-提升架，22-提升电机座，23-驱动机构，24-延长管，25-出水口，26-密封圈槽，27-进水口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种应用于立式外延设备的联动提升机构，以解决上述现有技术存在的问题，采用一个提升机构动作，能够实现两侧同步提升。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种应用于立式外延设备的联动提升机构，如图1、图2、图3和图4所示，包括位于反应室1中心位置处的基座5，基座5顶部用于装载基板，基板上设有晶片13，基座5底部连接有旋转轴7，旋转轴7穿过反应室1底板的中心通孔后连接有旋转电机，旋转电机位于顶部开口的旋转室8内，旋转室8顶部与反应室1底板的中心通孔固定密封连接；反应室1内壁环设有上保温层14，上保温层14下部设有能够升降的下保温层6，反应室1侧壁上设有转运通道2，转运通道2外侧设有闸阀3，闸阀3外部设有搬运系统4，转运通道2位于上保温层14和下保温层6之间的位置处；反应室1外底部设有联动提升机构9，联动提升机构9包括提升架21，提升架21中间位置固定连接有提升电机座22，提升架21和提升电机座22能够通过驱动机构23动作进而同步升降，驱动机构23可以采用驱动电机或液压缸，提升架21两端固定连接有对称设置的提升座20，提升座20外侧对称设有滑轨18，提升座20通过滑块与对应侧的滑轨18滑动连接，提升座20顶部连接有推杆15，两个推杆15顶部穿过反应室1底板两端对应的通道法兰后基于安装限位结构与支撑块嵌套，支撑块上依次放置有支撑环和下保温层6，推杆15端部伸出距离略高于反应室1底板，两侧推杆15以提升机构驱动主体为中心对称分布，具有足够的安装活动空间不与旋转室腔体等外部部件产生干涉；成膜升温工艺开始前，下保温层6上升遮挡基板转运通道，驱动机构23驱动提升架21动作，带动两侧提升座20沿滑轨18向上运动，并压缩波纹管16，推杆15支撑下保温层6向上抬升直至下保温层6上表面与上保温层14贴合；基板转运时，下保温层6下降至原位，露出反应室1和外部搬运系统4相连的闸阀3和转运通道2。

进一步优选的，推杆15底部固定连接有推杆固定座17，推杆固定座17依次与冷却装置和提升座20固定连接；推杆固定座17和冷却装置形成组合式的冷却流道。冷却装置包括冷却水座19，推杆15内部中空，推杆固定座17一侧开设有出水口25，出水口25与推杆15内部连通，冷却水座19顶部安装有两端开口的延长管24，延长管24穿过推杆固定座17后插设于推杆15内部，冷却水座19一侧开设有进水口27，进水口27内部一端与延长管24底部连通，冷却水于推杆冷却流道内不断流动，冷却水座19一侧开有进水口27。冷却水从进水口27进入沿着延长管24通至推杆15端部流出，冷却推杆伸入反应室1内部的区域。回水沿着推杆15的内壁回落至推杆固定座17，随后沿着横向的出水口25流出。推杆15内部设计冷却夹套且将冷却水的喷出口设置于推杆端部，确保推杆端部区域的热量能快速经冷却水向外传导，以免成膜过程中因温度过高导致受热变形。

推杆15外套设有波纹管16，波纹管16底部与推杆固定座17连接，波纹管16顶部与通道法兰固定密封连接。推杆固定座17两侧均设有密封圈槽26，密封圈槽26内用于固定安装密封圈，推杆固定座17上端通过密封圈与波纹管16底部密封连接，推杆固定座17底部通过密封圈与冷却水座19顶部密封连接。下保温层6底部设置有石荚材质的支撑环12，支撑环12底部通过支撑块11与推杆15顶部固定连接。反应室1的底板通道法兰顶部插设有石英轴套10，反应室1的底板上固定设有石英板，基座5穿过石英板后设置于反应室1内。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“笫二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。