CN112944914A - 一种立式氧化炉摆动炉门装置及立式氧化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种立式氧化炉摆动炉门装置，包括炉门组件以及安装座，所述安装座上设有升降机构，所述升降机构上设有旋转机构，所述旋转机构的轴心沿竖向布置，所述炉门组件与所述旋转机构之间连接有摆臂组件。本发明进一步公开了一种立式氧化炉，包括机架，还包括上述的立式氧化炉摆动炉门装置，所述安装座设于所述机架上。本发明具有使用方便，有利于炉膛保温，防止炉膛热量散发影响其他零部件等优点。
Description
技术领域
本发明涉及半导体行业的晶圆处理设备，尤其涉及一种立式氧化炉摆动炉门装置及立式氧化炉。
背景技术
信息产业的蓬勃发展极大的带动了集成电路行业的发展，氧化扩散设备可用于集成电路制造过程中的氧化、扩散和退火等工艺，是集成电路生产线上最重要的工艺设备之一。传统的卧式氧化炉对于8英寸及以上尺寸硅片，在工艺处理过程中难以满足控制精度、温度均匀性和自动化等方面的技术要求，而立式氧化炉可以很好地解决这些难题。对于立式氧化炉而言，当一批硅片做完工艺后，石英舟会携带硅片退出工艺炉膛，而石英舟的卸片和重新装片需要一定时间，且立式氧化炉的炉体尺寸大、工艺温度高，石英舟装卸片过程中不利于炉膛保温，炉膛内热量散发还会影响机柜内其他零部件，容易造成损坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种使用方便，有利于炉膛保温，防止炉膛热量散发影响其他零部件的立式氧化炉摆动炉门装置。
本发明进一步提供一种包含上述摆动炉门装置的立式氧化炉。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种立式氧化炉摆动炉门装置，包括炉门组件以及安装座，所述安装座上设有升降机构，所述升降机构上设有旋转机构，所述旋转机构的轴心沿竖向布置，所述炉门组件与所述旋转机构之间连接有摆臂组件。
作为上述技术方案的进一步改进：所述升降机构包括升降驱动件、升降导向件、以及与升降驱动件相连的升降基座，所述旋转机构设于所述升降基座上；优选的，所述升降基座配设有位置可调的上限位件和下限位件。
作为上述技术方案的进一步改进：所述升降驱动件为升降气缸，所述升降气缸的活塞杆与所述安装座固定连接，升降气缸的缸体与所述升降基座固定连接，所述升降导向件为设于安装座上的导向轴，所述升降基座上设有与所述导向轴配合的直线轴承。
作为上述技术方案的进一步改进：所述旋转机构包括轴心沿竖向布置的安装轴、套设于安装轴上的旋转座、以及与旋转座相连的旋转驱动组件，所述安装轴和旋转驱动组件设于所述升降机构上，所述摆臂组件与所述旋转座固定连接；优选的，所述旋转座的初始位置和最终位置均配设有到位检测开关。
作为上述技术方案的进一步改进：所述安装轴两端与旋转座之间设有推力球轴承，两所述推力球轴承之间设有深沟球轴承。
作为上述技术方案的进一步改进：所述旋转驱动组件包括旋转气缸，所述旋转座上设有连接板，所述旋转气缸的缸体与升降机构铰接，旋转气缸的活塞杆与所述连接板铰接。
作为上述技术方案的进一步改进：所述摆臂组件包括与炉门组件相连的第一连接臂、与旋转机构相连的第二连接臂、水平布置的维修轴以及紧固件，所述第一连接臂与第二连接臂之间通过所述维修轴铰接、并通过所述紧固件固定连接。
作为上述技术方案的进一步改进：所述炉门组件包括水冷法兰，所述水冷法兰连接有输水硬管，所述输水硬管连接有输水软管。
作为上述技术方案的进一步改进：所述炉门组件包括水冷法兰、位于水冷法兰上侧的石英隔热板、以及位于水冷法兰下侧的炉门基座，所述水冷法兰与所述炉门基座之间设有弹性缓冲件，所述炉门基座与所述摆臂组件相连。
一种立式氧化炉，包括机架，还包括上述的立式氧化炉摆动炉门装置，所述安装座设于所述机架上。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的立式氧化炉摆动炉门装置，于安装座上设有升降机构，升降机构上设有轴心沿竖向布置的旋转机构，旋转机构通过摆臂组件连接炉门组件，升降机构可以带动旋转机构、摆臂组件及炉门组件整体升降，旋转机构旋转时可以通过摆臂组件带动炉门组件在水平面内摆动，当硅片进入氧化炉内进行工艺生产时，炉门组件摆动至炉口侧边以避开石英舟，使用便利，而当石英舟带动硅片完全退出氧化炉的非工艺状态时，炉门组件摆动至与炉口对齐并通过向上运动压紧炉口，为炉膛保温，防止炉膛热量散发影响机柜内其他零部件。
本发明公开的立式氧化炉，包括上述的摆动炉门装置，因而同样具有上述优点。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的仰视结构示意图。
图3是本发明中的旋转机构和升降机构的立体结构示意图。
图4是本发明中的旋转机构和升降机构的主视结构示意图。
图5是本发明中的旋转机构和升降机构的剖视结构示意图。
图中各标号表示：1、炉门组件；11、水冷法兰；12、输水硬管；13、输水软管；14、石英隔热板；15、炉门基座；16、弹性缓冲件；2、安装座；3、升降机构；31、升降驱动件；32、升降导向件；33、升降基座；34、直线轴承；35、上限位件；36、下限位件；4、旋转机构；41、安装轴；42、旋转座；43、旋转驱动组件；431、旋转气缸；432、磁性开关；44、推力球轴承；45、深沟球轴承；46、连接板；47、到位检测开关；5、摆臂组件；51、第一连接臂；52、第二连接臂；53、维修轴；54、紧固件；6、盖板。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1至图5示出了本发明立式氧化炉摆动炉门装置的一种实施例，本实施例的立式氧化炉摆动炉门装置，包括炉门组件1以及安装座2，安装座2上设有升降机构3，升降机构3上设有旋转机构4，旋转机构4的轴心沿竖向布置(也即沿上下方向布置)，炉门组件1与旋转机构4之间连接有摆臂组件5。其中，炉门组件1优选圆柱形结构，以便与氧化炉的炉口匹配；安装座2优选采用板状结构，并安装固定于氧化炉的机架上，无需额外设置支架。
该立式氧化炉摆动炉门装置，于安装座2上设有升降机构3，升降机构3上设有轴心沿竖向布置的旋转机构4，旋转机构4通过摆臂组件5连接炉门组件1，升降机构3可以带动旋转机构4、摆臂组件5及炉门组件1整体升降，旋转机构4旋转时可以通过摆臂组件5带动炉门组件1在水平面内摆动，当硅片进入氧化炉内进行工艺生产时，炉门组件1摆动至炉口侧边以避开石英舟，使用便利，而当石英舟带动硅片完全退出氧化炉的非工艺状态时，炉门组件1摆动至与炉口对齐并通过向上运动压紧炉口，为炉膛保温，防止炉膛热量散发影响机柜内其他零部件。
进一步地，本实施例中，升降机构3包括升降驱动件31、升降导向件32、以及与升降驱动件31相连的升降基座33，旋转机构4设于升降基座33上。使用时，由升降驱动件31带动升降基座33、旋转机构4整体升降，利用升降导向件32为升降运动提供导向，使运动平稳、顺畅，保证运动精度。优选的，升降基座33配设有位置可调的上限位件35和下限位件36，防止炉门组件1与炉口过度压紧，造成损坏；上限位件35、下限位件36，例如可以是限位螺钉等，通过微调拧入的深度调节升降基座33的上下极限位置，结构简单、调节方便。
作为优选的技术方案，本实施例中，升降驱动件31为升降气缸，升降气缸的活塞杆与安装座2固定连接，升降气缸的缸体与升降基座33固定连接，升降导向件32为设于安装座2上的导向轴，升降基座33上设有与导向轴配合的直线轴承34。使用时，通过升降气缸的活塞杆的伸缩，带动升降基座33、旋转机构4整体升降，升降气缸的缸体与升降基座33固定连接，相比于将缸体与安装座2固定连接，可以缩小安装座2与升降基座33之间的间距，整体结构更紧凑；导向轴与直线轴承34配合，有利于使运动平稳、顺畅，保证升降运动的精度。当然在其他实施例中，也可采用其他方式实现旋转机构4的升降。
进一步地，本实施例中，旋转机构4包括轴心沿竖向布置的安装轴41、套设于安装轴41上的旋转座42、以及与旋转座42相连的旋转驱动组件43，安装轴41和旋转驱动组件43设于升降机构3上(具体为升降基座33上)，摆臂组件5与旋转座42固定连接。使用时，旋转驱动组件43驱动旋转座42绕安装轴41旋转，并带动摆臂组件5、炉门组件1绕安装轴41的轴心转动，也即实现炉门组件1的摆动，结构简单、可靠。当然在其他实施例中，也可采用其他方式实现炉门组件1的摆动。优选的，旋转座42的初始位置和最终位置均配设有到位检测开关47，例如微动开关等，便于及时反馈炉门组件1的到位信号，以便装置进行下一步动作。
作为优选的技术方案，本实施例中，安装轴41两端与旋转座42之间设有推力球轴承44，两推力球轴承44之间设有深沟球轴承45。由于旋转机构4既要整体进行升级运动，同时旋转座42与安装轴41之间又具有相对转动，采用两推力球轴承44加上深沟球轴承45的组合，推力球轴承44可用于承受轴向的力，或者说竖向的力，深沟球轴承45可用于承担径向的力，结构简单、可靠，有利于保证装置顺畅地运行。其中各轴承的内圈与安装轴41过渡配合，外圈与旋转座42紧配合。
作为优选的技术方案，本实施例中，旋转驱动组件43包括旋转气缸431，旋转座42上设有连接板46，旋转气缸431的缸体与升降机构3铰接(具体为与升降基座33铰接)，旋转气缸431的活塞杆与连接板46铰接。使用时，通过旋转气缸431的活塞杆的伸缩运动带动连接板46运动，连接板46带动旋转座42绕安装轴41旋转，进而实现摆臂组件5及炉门组件1的摆动，结构简单、可靠。优选的，旋转气缸431的活塞杆通过鱼眼轴承与连接板46相连，便于调整旋转气缸431的伸缩行程，进而调整炉门组件1的摆动角度，也可在旋转气缸431上设置磁性开关432等，及时反馈旋转气缸431的伸缩行程，便于装置进行下一步动作。
进一步地，本实施例中，摆臂组件5包括与炉门组件1相连的第一连接臂51、与旋转机构4相连的第二连接臂52、水平布置的维修轴53以及紧固件54，第一连接臂51与第二连接臂52之间通过维修轴53铰接、并通过紧固件54固定连接。当需换洗炉膛内的石英工艺管时，可将紧固件54拆除，而使第一连接臂51和炉门组件1绕维修轴53旋转、垂下，避免拆卸整套炉门装置，方便维护，同时该结构的摆臂组件5不影响与炉门组件1在水平面内的摆动运动。
更进一步地，本实施例中，炉门组件1包括水冷法兰11，便于及时带走炉门组件1的热量，降低炉门组件1的温度，水冷法兰11连接有输水硬管12，输水硬管12连接有输水软管13，当第一连接臂51、炉门组件1绕维修轴53旋转、垂下时，不会导致管路折断，结构简单、可靠。
进一步地，本实施例中，炉门组件1还包括位于水冷法兰11上侧的石英隔热板14、以及位于水冷法兰11下侧的炉门基座15，水冷法兰11与炉门基座15之间设有弹性缓冲件16，炉门基座15与摆臂组件5相连(具体为与第一连接臂51相连)。石英隔热板14有利于避免炉门组件1过多地吸收炉膛内散发的热量，可以保持在较低的温度，炉门基座15优选采用金属基座，方便与摆臂组件5连接，具体可以是铝等，质轻、轻度高；弹性缓冲件16例如可以是螺旋弹簧等。
本实施例的立式氧化炉，包括机架，还包括上述的立式氧化炉摆动炉门装置，安装座2设于机架上。
该立式氧化炉，包括上述的摆动炉门装置，因而同样具有上述优点。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种立式氧化炉摆动炉门装置，其特征在于：包括炉门组件(1)以及安装座(2)，所述安装座(2)上设有升降机构(3)，所述升降机构(3)上设有旋转机构(4)，所述旋转机构(4)的轴心沿竖向布置，所述炉门组件(1)与所述旋转机构(4)之间连接有摆臂组件(5)。
2.根据权利要求1所述的立式氧化炉摆动炉门装置，其特征在于：所述升降机构(3)包括升降驱动件(31)、升降导向件(32)、以及与升降驱动件(31)相连的升降基座(33)，所述旋转机构(4)设于所述升降基座(33)上；优选的，所述升降基座(33)配设有位置可调的上限位件(35)和下限位件(36)。
3.根据权利要求2所述的立式氧化炉摆动炉门装置，其特征在于：所述升降驱动件(31)为升降气缸，所述升降气缸的活塞杆与所述安装座(2)固定连接，升降气缸的缸体与所述升降基座(33)固定连接，所述升降导向件(32)为设于安装座(2)上的导向轴，所述升降基座(33)上设有与所述导向轴配合的直线轴承(34)。
4.根据权利要求1所述的立式氧化炉摆动炉门装置，其特征在于：所述旋转机构(4)包括轴心沿竖向布置的安装轴(41)、套设于安装轴(41)上的旋转座(42)、以及与旋转座(42)相连的旋转驱动组件(43)，所述安装轴(41)和旋转驱动组件(43)设于所述升降机构(3)上，所述摆臂组件(5)与所述旋转座(42)固定连接；优选的，所述旋转座(42)的初始位置和最终位置均配设有到位检测开关(47)。
5.根据权利要求4所述的立式氧化炉摆动炉门装置，其特征在于：所述安装轴(41)两端与旋转座(42)之间设有推力球轴承(44)，两所述推力球轴承(44)之间设有深沟球轴承(45)。
6.根据权利要求4所述的立式氧化炉摆动炉门装置，其特征在于：所述旋转驱动组件(43)包括旋转气缸(431)，所述旋转座(42)上设有连接板(46)，所述旋转气缸(431)的缸体与升降机构(3)铰接，旋转气缸(431)的活塞杆与所述连接板(46)铰接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的立式氧化炉摆动炉门装置，其特征在于：所述摆臂组件(5)包括与炉门组件(1)相连的第一连接臂(51)、与旋转机构(4)相连的第二连接臂(52)、水平布置的维修轴(53)以及紧固件(54)，所述第一连接臂(51)与第二连接臂(52)之间通过所述维修轴(53)铰接、并通过所述紧固件(54)固定连接。
8.根据权利要求7所述的立式氧化炉摆动炉门装置，其特征在于：所述炉门组件(1)包括水冷法兰(11)，所述水冷法兰(11)连接有输水硬管(12)，所述输水硬管(12)连接有输水软管(13)。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的立式氧化炉摆动炉门装置，其特征在于：所述炉门组件(1)包括水冷法兰(11)、位于水冷法兰(11)上侧的石英隔热板(14)、以及位于水冷法兰(11)下侧的炉门基座(15)，所述水冷法兰(11)与所述炉门基座(15)之间设有弹性缓冲件(16)，所述炉门基座(15)与所述摆臂组件(5)相连。
10.一种立式氧化炉，包括机架，其特征在于：还包括权利要求1至9中任一项所述的立式氧化炉摆动炉门装置，所述安装座(2)设于所述机架上。
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