半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備的石英舟升降裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備的石英舟升降裝置，包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)、支撐件、雙直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠、連接板和承載石英舟的升降臂。支撐件橫截面為U形，雙直線導(dǎo)軌直立地對稱設(shè)置在支撐件兩側(cè)，滾珠絲杠設(shè)置在支撐件中部，其由驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動轉(zhuǎn)動；連接板安裝于滾珠絲杠且與雙直線導(dǎo)軌滑動連接，隨著滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動沿雙直線軌道的方向上升或下降；升降臂與連接板固定連接，由連接板的運(yùn)動帶動上升或下降。本發(fā)明的石英舟升降裝置結(jié)構(gòu)緊湊，受力合理且維護(hù)方便。
【專利說明】半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備的石英舟升降裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及硅片加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備的石英舟的升降裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備是集成電路制造的重要工藝設(shè)備，是一種要求能長時間連續(xù)工作，具有優(yōu)異的控溫精度及良好的可靠性、穩(wěn)定性的自動控制設(shè)備，適用于集成電路制造過程中各種氧化、退火和薄膜生長等工藝。
[0003]在半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備內(nèi)部安裝有各種零部件，如石英舟升降機(jī)構(gòu)、熱交換器、傳硅片機(jī)械手、過濾器、自動爐門等，而考慮到設(shè)備經(jīng)濟(jì)性，對半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備整體尺寸有具體要求，其內(nèi)部空間尺寸有限，如何在有限的空間內(nèi)，在保證功能滿足、結(jié)構(gòu)合理的前提下，盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊、占據(jù)空間小，便成為了對立式氧化爐內(nèi)部零部件的新的要求。
[0004]現(xiàn)有的半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備的石英舟升降裝置，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，占用設(shè)備微環(huán)境內(nèi)的空間較大。同時，升降裝置的維護(hù)不夠方便，例如拆裝同步帶輪等，需要對整個裝置進(jìn)行整體拆卸才能完成。同時，半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備工藝需要潔凈度較高的環(huán)境，現(xiàn)有的升降裝置在運(yùn)動過程中容易產(chǎn)生摩擦，石英舟進(jìn)出爐的運(yùn)動機(jī)構(gòu)自動化程度低、污染工藝環(huán)境，無法滿足工藝的需求。
[0005]因此，有必要提出一種結(jié)構(gòu)緊湊，自動化程度高的石英舟升降裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化的石英舟升降裝置，在運(yùn)行靈活精確，平穩(wěn)可靠，且保證工藝效果的前提下使其具備高剛性、高可靠性、結(jié)構(gòu)緊湊和占據(jù)空間小等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備的石英舟升降裝置，具體包含以下部分:驅(qū)動機(jī)構(gòu)；支撐件，其橫截面為U形；雙直線導(dǎo)軌，直立地對稱設(shè)置在所述支撐件兩側(cè)；由所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動轉(zhuǎn)動的滾珠絲杠，其設(shè)置于所述支撐件中部；連接板，安裝于所述滾珠絲杠，隨所述滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動沿所述雙直線軌道的方向上升或下降；以及承載石英舟的升降臂，與所述連接板固定連接，由所述連接板的運(yùn)動帶動上升或下降。
[0008]優(yōu)選地,所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述滾珠絲杠轉(zhuǎn)動,所述傳動機(jī)構(gòu)包括同步帶輪和同步帶，所述滾珠絲杠與所述同步帶輪同軸連接，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過所述同步帶驅(qū)動所述同步帶輪。
[0009]優(yōu)選地，所述傳動機(jī)構(gòu)設(shè)于底部安裝盒內(nèi)，所述底部安裝盒用于支撐所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)及所述支撐件和雙直線導(dǎo)軌。
[0010]優(yōu)選地，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)和減速機(jī)；所述減速機(jī)的輸入端與所述伺服電機(jī)相連，輸出端與所述傳動機(jī)構(gòu)相連。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述雙直線導(dǎo)軌設(shè)置在所述支撐件的外側(cè)。[0012]優(yōu)選地，所述石英舟升降裝置還包括滾珠絲杠護(hù)罩，其設(shè)置于所述支撐件的開口側(cè)，用于遮蔽所述滾珠絲杠。
[0013]優(yōu)選地，所述石英舟升降裝置還包括制動器，設(shè)于所述滾珠絲杠的頂部，用于在所述同步帶斷裂時防止所述滾珠絲杠下滑。
[0014]優(yōu)選地，所述石英舟升降裝置還包括用于對所述同步帶進(jìn)行檢測的光電傳感器，其設(shè)于所述同步帶附近，當(dāng)檢測所述同步帶斷裂時發(fā)出信號至所述制動器。
[0015]優(yōu)選地，所述石英舟升降裝置還包括布置有電線和/或冷卻水管的拖鏈，其一端通過拖鏈安裝板安裝在一導(dǎo)軌安裝座上，所述導(dǎo)軌安裝座沿所述雙直線導(dǎo)軌上升或下降。
[0016]優(yōu)選地，所述石英舟升降裝置還包括拖鏈護(hù)板，其以包圍所述拖鏈的方式設(shè)置，用于遮蔽所述拖鏈。
[0017]優(yōu)選地，所述雙直線導(dǎo)軌上設(shè)有沿所述雙直線導(dǎo)軌上升或下降的兩個滑塊，所述連接板與所述兩個滑塊固定連接，所述導(dǎo)軌安裝座安裝于所述滑塊上。
[0018]本發(fā)明所提出的半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備的石英舟升降裝置，結(jié)構(gòu)合理且緊湊，具有較高的剛性，可靠性高，易于安裝和維護(hù)；此外保障了微環(huán)境的潔凈度，從而保證了硅片的質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備石英舟升降裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為圖1所示的半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備石英舟升降裝置的俯視圖；
[0021]圖3為圖1所示的半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備石英舟升降裝置的正視圖和剖視圖；
[0022]圖4為本發(fā)明半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備石英舟升降裝置的局部示意圖；
`[0023]圖5為本發(fā)明半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備石英舟升降裝置的傳動機(jī)構(gòu)的支撐件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6為圖5所示的支撐件的俯視圖；
[0025]圖7為本發(fā)明半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備石英舟升降裝置的支撐件、雙直線軌道以及滾珠絲杠的俯視圖；
[0026]圖8為本發(fā)明半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備石英舟升降裝置的傳動機(jī)構(gòu)的示意圖；
[0027]圖9為本發(fā)明半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備石英舟升降裝置的拖鏈的安裝示意圖；
[0028]圖10為本發(fā)明半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備石英舟升降裝置的局部示意圖。
[0029]【主要組件符號說明】
[0030]I驅(qū)動機(jī)構(gòu)；2支撐件；3滾珠絲杠；4雙直線導(dǎo)軌；5連接板；
[0031]6滑塊；7升降臂；8伺服電機(jī)；9減速機(jī)；10滾珠絲杠護(hù)罩；
[0032]11傳動機(jī)構(gòu)；12同步帶輪；13同步帶；14底部安裝盒；
[0033]15光電傳感器；16制動器；17導(dǎo)軌安裝座；18拖鏈；
[0034]19拖鏈安裝板；20拖鏈護(hù)板。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。[0036]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0037]請結(jié)合參考圖1?4，本發(fā)明的半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備的石英舟升降裝置包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)1，支撐件2，由驅(qū)動機(jī)構(gòu)I驅(qū)動的滾珠絲杠3，雙直線導(dǎo)軌4，滾珠絲杠上安裝有與雙直線導(dǎo)軌4滑動連接且可隨滾珠絲杠轉(zhuǎn)動沿雙直線導(dǎo)軌的方向上下移動的連接板5，連接板5與承載保溫桶、石英舟的升降臂7固定連接，從而當(dāng)通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)I的驅(qū)動使?jié)L珠絲杠3轉(zhuǎn)動時，滾珠絲杠3將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動，連接板5隨之沿雙直線導(dǎo)軌方向上下移動，進(jìn)而使得升降臂7進(jìn)行升降動作。在本實(shí)施例中，連接板5是通過絲杠螺母安裝在滾珠絲杠3上，滾珠絲杠3的轉(zhuǎn)動帶動絲杠螺母直線運(yùn)動，連接板5也在絲杠螺母的帶動下上下移動。連接板5還與滑動設(shè)置在雙直線導(dǎo)軌4、可沿導(dǎo)軌4升降的兩個滑塊6固定連接，從而實(shí)現(xiàn)與雙直線導(dǎo)軌4的滑動連接。本發(fā)明通過雙直線導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)，提高了導(dǎo)軌對升降臂7所承載的保溫桶、石英舟和硅片等產(chǎn)生的力矩的承受力。
[0038]如圖5?7所示，支撐件2的橫截面為U形，雙直線導(dǎo)軌4分別直立對稱地設(shè)置在支撐件2的兩側(cè)，滾珠絲杠3設(shè)置在支撐件2的中部，如此支撐件、雙直線導(dǎo)軌以及滾珠絲杠所占據(jù)的空間較小，結(jié)構(gòu)緊湊。而采用U形截面的支撐件2，除了對雙直線導(dǎo)軌4起到支撐作用外，也能夠增強(qiáng)支撐件2對力矩和扭轉(zhuǎn)的剛性，因此使得整體結(jié)構(gòu)具有更高的剛性。較佳的，將雙直線導(dǎo)軌4分別對稱設(shè)置在支撐件2的外側(cè)，可更好地導(dǎo)向和承受保溫桶、石英舟和硅片等產(chǎn)生的傾覆力矩。此外，在支撐件2開口的一側(cè)還可設(shè)置長度至少覆蓋滾珠絲杠3長度的滾珠絲杠護(hù)罩10 (如圖3所示)，其用于遮蔽滾珠絲杠3，可有效防止?jié)L珠絲杠等運(yùn)動部件因運(yùn)動摩擦而產(chǎn)生的顆粒污染微環(huán)境，也可阻止石英舟的熱量傳遞至滾珠絲杠。而拆掉滾珠絲杠護(hù)罩10后即可對滾珠絲杠3和雙直線導(dǎo)軌4進(jìn)行潤滑維護(hù)，操作十分簡單方便。
[0039]請繼續(xù)參考圖8，在本實(shí)施例中，驅(qū)動機(jī)構(gòu)I是通過傳動機(jī)構(gòu)11來驅(qū)動滾珠絲杠3轉(zhuǎn)動。傳動機(jī)構(gòu)11包括同步帶輪12和同步帶13,滾珠絲杠3與同步帶輪12同軸連接,驅(qū)動機(jī)構(gòu)I通過同步帶13驅(qū)動同步帶輪12,由同步帶輪12帶動滾珠絲杠3旋轉(zhuǎn)。同步帶輪12和同步帶13都可使用圓弧齒形式，以保證運(yùn)行平穩(wěn)和傳送精度；采用同步帶和同步帶輪的傳動機(jī)構(gòu)，還可以起到過載保護(hù)的作用，由于整個裝置的薄弱環(huán)節(jié)是位于同步帶13處，若出現(xiàn)意外情況，如限位傳感器損壞或不起作用，同步帶13會首先在強(qiáng)力矩作用下產(chǎn)生斷裂，以保護(hù)價格較高的驅(qū)動機(jī)構(gòu)I等不會過載損壞。為了避免同步帶13斷裂時，由于滾珠絲杠3的無自鎖特性而自動下滑造成硅片破損，較佳的在滾珠絲杠3頂部設(shè)置一抱閘制動器16 (如圖3所示)，當(dāng)同步帶13斷裂時，制動器16抱緊滾珠絲杠3上端，防止其下滑。此夕卜，還可在同步帶13附近設(shè)置一光電傳感器15，用于對同步帶13進(jìn)行檢測和監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)其斷裂時即發(fā)出信號至該制動器16使其進(jìn)行抱緊動作。
[0040]較佳的，傳動機(jī)構(gòu)是設(shè)于一底部安裝盒14內(nèi)，該底部安裝盒14位于滾珠絲杠3、雙直線導(dǎo)軌4和驅(qū)動機(jī)構(gòu)I的下方。底部安裝盒14的結(jié)構(gòu)不僅具有支撐上述驅(qū)動機(jī)構(gòu)、支撐件和雙直線導(dǎo)軌的作用，同時，還提供了同步帶的拆卸和安裝的空間，使得升降裝置的維護(hù)更為方便。
[0041]請繼續(xù)參考圖8，本實(shí)施例中驅(qū)動機(jī)構(gòu)I采用伺服電機(jī)8配套減速機(jī)9的組合，來提供驅(qū)動滾珠絲杠3轉(zhuǎn)動的動力。伺服電機(jī)8和減速機(jī)9聯(lián)合使用，可保證運(yùn)動精度、閉環(huán)位置反饋和良好的加減速性能，降低電機(jī)的功率，同時提高傳動扭矩。具體來說，減速機(jī)9的輸入端與伺服電機(jī)8相連接，輸出端與傳動機(jī)構(gòu)11相連接。減速機(jī)9可為行星齒輪減速機(jī)，其連接一減速機(jī)主動帶輪，該主動帶輪通過同步帶13驅(qū)動同步帶輪12 (從動帶輪),從而帶動滾珠絲杠3旋轉(zhuǎn)。
[0042]此外，石英舟升降裝置還可具有用于布置電線和/或冷卻水管的拖鏈，以及保護(hù)拖鏈的拖鏈護(hù)板，如圖9和圖10所示，拖鏈18的一端通過拖鏈安裝板19安裝在導(dǎo)軌安裝座上17，導(dǎo)軌安裝座17可沿雙直線導(dǎo)軌4升降，例如其是固定安裝在雙直線導(dǎo)軌4的滑塊上，滑塊帶動拖鏈18的一端上、下運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)將電線和冷卻水管路隱藏在拖鏈內(nèi)的目的。由于拖鏈通常是塑料材質(zhì)，在運(yùn)動過程中會產(chǎn)生摩擦顆粒，造成微環(huán)境的污染，因此在拖鏈18的周圍設(shè)置拖鏈護(hù)罩20用于遮擋拖鏈運(yùn)動過程中產(chǎn)生的顆粒的污染，拖鏈護(hù)板20較佳的采用光亮不銹鋼板。
[0043]綜上所述，本發(fā)明的半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備的石英舟升降裝置，通過U形截面的支撐件和雙直線導(dǎo)軌，使裝置整體受力合理且結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高；進(jìn)一步的通過滾珠絲杠防護(hù)罩保障了微環(huán)境的潔凈度，從而保障了硅片的質(zhì)量。此外，通過底部安裝盒的設(shè)置使得裝置更易于安裝和維護(hù)。
[0044]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然所述諸多實(shí)施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本發(fā)明所主張的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體擴(kuò)散設(shè)備的石英舟升降裝置，其特征在于，包括: 驅(qū)動機(jī)構(gòu)； 支撐件，其橫截面為U形； 雙直線導(dǎo)軌，直立地對稱設(shè)置在所述支撐件兩側(cè)； 由所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動轉(zhuǎn)動的滾珠絲杠，其設(shè)置于所述支撐件中部； 連接板，安裝于所述滾珠絲杠且與所述雙直線導(dǎo)軌滑動連接，隨所述滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動沿所述雙直線軌道的方向上升或下降；以及 承載石英舟的升降臂，與所述連接板固定連接，由所述連接板的運(yùn)動帶動上升或下降。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英舟升降裝置，其特征在于，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，所述傳動機(jī)構(gòu)包括同步帶輪和同步帶，所述滾珠絲杠與所述同步帶輪同軸連接，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過所述同步帶驅(qū)動所述同步帶輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石英舟升降裝置，其特征在于，所述傳動機(jī)構(gòu)設(shè)于底部安裝盒內(nèi)，所述底部安裝盒用于支撐所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)及所述支撐件和雙直線導(dǎo)軌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英舟升降裝置，其特征在于，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)和減速機(jī)；所述減速機(jī)的輸入端與所述伺服電機(jī)相連，輸出端與所述傳動機(jī)構(gòu)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英舟升降裝置，其特征在于，所述雙直線導(dǎo)軌設(shè)置在所述支撐件的外側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英舟升降裝置，其特征在于，還包括滾珠絲杠護(hù)罩，其設(shè)置于所述支撐件的開口側(cè)，用于遮蔽所述滾珠絲杠。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石英舟升降裝置，其特征在于，還包括制動器，設(shè)于所述滾珠絲杠的頂部，用于在所述同步帶斷裂時防止所述滾珠絲杠下滑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的石英舟升降裝置，其特征在于，還包括用于對所述同步帶進(jìn)行檢測的光電傳感器，其設(shè)于所述同步帶附近，當(dāng)檢測所述同步帶斷裂時發(fā)出信號至所述制動器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英舟升降裝置，其特征在于，還包括布置有電線和/或冷卻水管的拖鏈，其一端通過拖鏈安裝板安裝在一導(dǎo)軌安裝座上，所述導(dǎo)軌安裝座沿所述雙直線導(dǎo)軌上升或下降。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的石英舟升降裝置，其特征在于，還包括拖鏈護(hù)板，其以包圍所述拖鏈的方式設(shè)置，用于遮蔽所述拖鏈。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的石英舟升降裝置，其特征在于，所述雙直線導(dǎo)軌上設(shè)有沿所述雙直線導(dǎo)軌上升或下降的兩個滑塊，所述連接板與所述兩個滑塊固定連接，所述導(dǎo)軌安裝座安裝于所述滑塊上。
【文檔編號】H01L21/677GK103681421SQ201310628402
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】林欣家, 郝琪, 董金衛(wèi) 申請人:北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司