CN113146520A - 一种同心安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同心安装装置，用于半导体工艺设备中同心部件的安装，其特征在于，同心安装装置包括：多个夹持件、调节组件和升降组件；其中，多个夹持件的一端连接于调节组件上，夹持件的另一端用作夹持端且位于同一平面，用于夹持待安装件；调节组件用于调节各夹持件的夹持端之间的距离；且调节组件的端部与升降组件相连；升降组件用于带动调节组件进行升降操作，以带动夹持件进行升降。本发明能够保证安装件的中心与腔室的中心同轴，实现了腔室与安装件安装的统一性。

Description

一种同心安装装置

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，更具体地，涉及一种同心安装装置。

背景技术

化学气相沉积外延生长是将反应气体输送到反应腔，通过加热等方式，使之反应，生长原子沉积在衬底上，长出单晶层。由于硅外延腔室高温、强腐蚀、高洁净度的特殊环境要求，腔室内衬均采用石英材质，石英件起支撑石墨基座和引导气流的作用，故石英件的安装位置直接影响气流场的分布，间接影响工艺结果的稳定性。

现有硅外延腔体的结构如图1，不锈钢腔体3为主体部分，左端装有进气装置，右端装配排气装置，腔体内部通过石英上内衬2和石英下内衬4的设计，保证气流的均匀通过，它们的安装位置直接影响了气流场的分布，进而影响工艺结果。石英上腔盖1和石英下腔盖5保证了腔室与大气隔绝的状态。现有石英上内衬2和石英下内衬4及石英上腔盖1的安装完全通过人为安装，通过肉眼观察来调整内衬与不锈钢腔体的同心度，误差较大，无法保证石英内衬、石英上腔盖与腔体的同心度，进而影响气流场的分布，影响工艺结果。

因此，如何提高石英件与腔体的安装同心度，是目前研究的课题。

发明内容

本发明的目的是提出一种同心安装装置，能够保证安装件的中心与腔室的中心同轴，实现了腔室与安装件安装的统一性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种同心安装装置，用于半导体工艺设备中同心部件的安装，其特征在于，所述同心安装装置包括：多个夹持件、调节组件和升降组件；其中，

多个所述夹持件的一端连接于所述调节组件上，所述夹持件的另一端用作夹持端且位于同一平面，用于夹持待安装件；

所述调节组件用于调节各所述夹持件的夹持端之间的距离；且所述调节组件的端部与所述升降组件相连；所述升降组件用于带动所述调节组件进行升降操作，以带动所述夹持件进行升降。

可选方案中，所述调节组件包括：

齿轮以及与所述齿轮啮合的至少三条齿条；每条所述齿条上连接有一所述夹持件，多个所述夹持件的夹持端位于同一圆周上，且所述圆周的圆心与所述齿轮的中心的连线垂直于所述圆周所在的平面；

手轮，所述手轮与所述齿轮连接，所述手轮能够带动所述齿轮转动，以使多个所述夹持件始终位于同一可变半径的圆周上。

可选方案中，所述齿条为四条，均分为两组，每组中的两条所述齿条相互平行，且两组之间的所述齿条相互垂直。

可选方案中，所述调节组件还包括承载部件；

所述承载部件包括交叉设置的第一一字横梁和第二一字横梁，所述齿轮设置于两横梁交叉处，所述第一一字横梁和所述第二一字横梁分别设有两条延各自长度方向平行设置的所述齿条，且所述第一一字横梁和所述第二一字横梁的两端分别滑动连接于所述升降组件上。

可选方案中，所述第一一字横梁和所述第二一字横梁的表面设有凹槽，所述齿条设置于所述凹槽中。

可选方案中，所述第一一字横梁和所述第二一字横梁为分体结构，中心通过连接件固定连接；

所述升降组件包括设置于所述第一一字横梁两端的第一支架和设置于所述第二一字横梁两端的第二支架；

所述第一一字横梁的两端分别与所述第一支架滑动连接；

所述第二一字横梁的两端分别与所述第二支架滑动连接。

可选方案中，所述第一支架和所述第二支架均包括导轨滑块机构；所述导轨滑块机构包括：

导轨，所述导轨固定连接于所述支架上；

滑块，滑动连接于所述导轨；

所述第一一字横梁的两端分别与所述第一支架的滑块连接；

所述第二一字横梁的两端分别与所述第二支架的滑块连接。

可选方案中，所述同心安装装置还包括轴承，所述轴承的外表面与所述承载部件固定连接，所述手轮的下端轴部与所述轴承的内表面固定连接。

可选方案中，所述夹持件包括相互连接的夹持臂和夹持手，所述夹持臂的上端与所述调节组件螺钉连接，下端连接于所述夹持手。

可选方案中，所述夹持手具有第一夹持部和第二夹持部，其中所述第一夹持部和所述第二夹持部的夹持方向相反。

可选方案中，所述待安装件为石英材质，所述夹持件与所述待安装件接触的表面为树脂材料。

本发明的有益效果在于：

调节组件在水平方向上调节各夹持件的夹持端之间的距离，以使待安装件与腔室的中心在竖向方向上同心，升降组件在竖直方向上调节安装件与待安装件之间的距离，使待安装件同心安装在被安装件上。保证待安装件的中心与腔室的中心同轴，实现了腔室与待安装件安装的统一性，从而提高了气流场的稳定性，进而确保工艺结果的稳定性

进一步地，夹持件连接于齿条，夹持件位于同一圆周上，齿条连接于同一齿轮，且齿轮的中心与腔体的中心同轴，齿轮转动时，齿条移动的距离相同，即不同的夹持件始终位于同一可变半径的圆周上，保证了待夹持件与腔室中心的同心安装，夹持件的夹持直径通过齿条调节，适用于不同直径圆盘或圆环状安装件的安装。

本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。

图1示出了硅外延腔体的剖视图。

图2示出了根据本发明一实施例的同心安装装置的结构示意图。

图3示出了根据本发明一实施例的同心安装装置在安装过程中与腔室的位置关系图。

图4示出了图2单组结构的俯视图。

图5示出了图2单组结构的剖视图。

图6示出了根据本发明一实施例的导轨滑块机构的示意图。

标号说明

1:石英上腔盖；2：石英上内衬；3：不锈钢腔体；4：石英下内衬；5：石英下腔盖；6：第一支架；7：导轨滑块机构；8：齿条；9：齿轮；10：轴承；11：手轮；12：第一一字横梁；13-夹持臂；14-夹持手；15-导轨；16-滑块；17-同心安装装置。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明。虽然本发明提供了优选的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明一实施例提供了一种同心安装装置，用于半导体工艺设备中同心部件的安装，该同心安装装置包括：

多个夹持件、调节组件和升降组件；其中，

多个夹持件的一端连接于调节组件上，夹持件的另一端用作夹持端且位于同一平面，用于夹持待安装件；

调节组件用于调节各夹持件的夹持端之间的距离；且调节组件的端部与升降组件相连；升降组件用于带动调节组件进行升降操作，以带动夹持件进行升降。

本发明的调节组件在水平方向上调节各夹持件的夹持端之间的距离，以使待安装件与腔室的中心在竖向方向上同心，升降组件在竖直方向上调节安装件与待安装件之间的距离，使待安装件同心安装在被安装件上。保证待安装件的中心与腔室的中心同轴，实现了腔室与待安装件安装的统一性，从而提高了气流场的稳定性，进而确保工艺结果的稳定性。

图2示出了本实施例中同心安装装置的结构示意图，图3示出了本实施例的同心安装装置在安装过程中与腔室的位置关系图。图4和图5为图2其中一组横梁结构不同剖面的结构图。请参照图2至图5，本实施例中，调节组件包括：

齿轮9以及与齿轮9啮合的至少三条齿条8；每条齿条8上连接有一夹持件，多个夹持件的夹持端位于同一圆周上，且圆周的圆心与齿轮9的中心的连线垂直于圆周所在的平面；手轮11，手轮11与齿轮9连接，手轮11能够带动齿轮9转动，以使多个夹持件始终位于同一可变半径的圆周上。

本实施例中，调节组件还包括承载部件；承载部件包括交叉设置的第一一字横梁12和第二一字横梁，齿轮9设置于两横梁交叉处，第一一字横梁12和第二一字横梁分别设有两条延各自长度方向平行设置的齿条8，且第一一字横梁12和第二一字横梁的两端分别滑动连接于升降组件上。

本实施例中，第一一字横梁12和第二一字横梁为分体结构，中心通过连接件固定连接。升降组件包括设置于第一一字横梁12两端的第一支架6和设置于第二一字横梁两端的第二支架；第一一字横梁12的两端分别与第一支架6滑动连接；第二一字横梁的两端分别与第二支架滑动连接。

本实施例中，第一一字横梁12和第二一字横梁垂直设置，在其他实施例中，两者之间可以是其他角度。两者的中心通过连接件(如螺钉或者螺栓)固定连接；本实施例中，承载部件和支架结构(第一支架或第二支架)均为分体结构，其他实施例中，承载部件或支架结构也可以是一体结构，可以理解，承载部件沿支架结构上下移动，承载部件用于承载齿条，支架结构和承载部件的结构可以是其他样式。

本实施例中，第一支架6包括对称的两部分，第二支架包括对称的两部分，四部分位于同一圆周上，圆周的圆心与不锈钢腔体的圆心同轴。参考图3，不锈钢腔体上设有4个固定孔，在使用该同心安装装置时，四部分支架安装在不锈刚腔体3的四个固定孔上。

本实施例中，齿轮9设置于两横梁交叉处，齿轮9设有两排锯齿，每排锯齿啮合有两条平行设置的齿条，两条齿条分别向齿轮的两个方向延伸。具体为，本实施例中，齿条为4条，均分为两组，每组中的两条齿条相互平行，且两组之间的齿条相互垂直。其中一组齿条设置于第一一字横梁12上，沿长度方向平行设置；另外一组齿条设置于第二一字横梁上，沿长度方向平行设置。本实施例中，第一一字横梁12和第二一字横梁的表面设有凹槽，齿条设置于凹槽中。

每条齿条8上连接有一夹持件，本实施例中，夹持件包括相互连接的夹持臂13和夹持手14，夹持臂13的一端与齿条8螺钉连接，另一端连接于夹持手14。夹持件用于夹持待安装件，本实施例中，齿条8为4条，其他实施例中，齿条8可以是3条也可以是多条，每条齿条8上设有一夹持件，即至少设有3个夹持件，多个夹持件位于同一平面内且与齿轮9的端面平行，以确保安装件与安装结构的表面平行。由于本发明的安装件为圆形，因此多个夹持件位于同一圆周上，并且圆周的中心与齿轮的中心以及安装结构的中心同轴。为了稳定夹持安装件，夹持件分布在圆心的不同侧，即相邻两个夹持件之间的沿圆周的最大尺寸小于或等于圆周长的一半。

本实施例中，同心安装装置17还包括轴承10，轴承10的外表面与承载部件固定连接，手轮11的下端轴部与轴承的内表面固定连接。轴承10可以减小手轮与承载部件的摩擦。手轮11的下端设有圆柱形的轴部，轴部与齿轮9固定连接，手轮11能够带动齿轮9转动，齿轮转动时，同时带动4条齿条，四个夹持件以同样的距离靠近或者远离圆心，以使多个夹持件始终位于同一可变半径的圆周上。

参考图6，第一支架和第二支架包括导轨滑块结构7，其中导轨滑块机构7包括：导轨15，导轨15固定连接于支架(相应的第一支架或第二支架)上；滑块16，滑动连接于导轨15，第一一字横梁的两端分别与第一支架6的滑块连接；第二一字横梁的两端分别与第二支架的滑块连接。

本实施例中，夹持件包括相互连接的夹持臂13和夹持手14，夹持臂13的上端与齿条8螺钉连接，下端连接于夹持手14。由于多个齿条位于不同的水平面内，为保障夹持手14位于同一水平面内，夹持臂13的长度并不相同。本实施例中，其中第一夹持部和第二夹持部的夹持方向相反，第一夹持部朝向圆心内侧，第二夹持部朝向外侧。其中向内朝向的第一夹持部可以夹持圆盘形的安装件或者圆环形的安装件(夹持在外环处)，向外朝向的第二夹持部能够夹持圆环形的安装件(夹持在内环处)。当圆环状的安装件较大，第一夹持部无法夹持时，可以用第二夹持部进行夹持，提高尺寸的适应能力。

本实施例中，待安装件为石英材质，夹持件与待安装件接触的表面为树脂材料，可选方案中，夹持手14为树脂材料。

本实施例的同心安装装置的使用过程如下，将第一支架6和第二支架下端固定在不锈钢腔体3上，不锈钢腔体3的四个固定孔在同一圆周上，同时与腔体内壁圆同心。另外该装置的齿轮9固定孔在两个横梁的中心，进而保证了齿轮9中轴与不锈钢腔体3中心重合，且四个夹持手14在同一圆周上。根据石英件的尺寸，调节夹持手14到中心的距离，将石英件放置于夹持手14的夹持位置并转动手轮11夹紧，推动两个横梁向下运动，到达所需位置后松开手轮11放下石英件，即可安装完成。当石英件较大时，也可先将石英件夹紧，在将该装置安装在不锈钢腔体3上。

本实施例的同心安装装置中，夹持件连接于齿条，夹持件位于同一圆周上，齿条连接于同一齿轮，且齿轮的中心与腔体的中心同轴，齿轮转动时，齿条移动的距离相同，即不同的夹持件始终位于同一可变半径的圆周上，保证了待夹持件与腔室中心的同心安装，夹持件的夹持直径通过齿条调节，适用于不同直径圆盘或圆环状安装件的安装。将安装件安装在腔室上的过程中，保证安装件的中心与腔室的中心同轴，实现了腔室与安装件安装的统一性，从而提高了气流场的稳定性，进而确保工艺结果的稳定性。夹持件的夹持直径通过齿条调节，适用于不同直径圆盘或圆环状安装件的安装。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (11)

1.一种同心安装装置，用于半导体工艺设备中同心部件的安装，其特征在于，所述同心安装装置包括：多个夹持件、调节组件和升降组件；其中，

多个所述夹持件的一端连接于所述调节组件上，所述夹持件的另一端用作夹持端且位于同一平面，用于夹持待安装件；

所述调节组件用于调节各所述夹持件的夹持端之间的距离；且所述调节组件的端部与所述升降组件相连；所述升降组件用于带动所述调节组件进行升降操作，以带动所述夹持件进行升降。

2.根据权利要求1所述的同心安装装置，其特征在于，所述调节组件包括：

齿轮以及与所述齿轮啮合的至少三条齿条；每条所述齿条上连接有一所述夹持件，多个所述夹持件的夹持端位于同一圆周上，且所述圆周的圆心与所述齿轮的中心的连线垂直于所述圆周所在的平面；

手轮，所述手轮与所述齿轮连接，所述手轮能够带动所述齿轮转动，以使多个所述夹持件始终位于同一可变半径的圆周上。

3.根据权利要求2所述的同心安装装置，其特征在于，所述齿条为四条，均分为两组，每组中的两条所述齿条相互平行，且两组之间的所述齿条相互垂直。

4.根据权利要求3所述的同心安装装置，其特征在于，所述调节组件还包括承载部件；

所述承载部件包括交叉设置的第一一字横梁和第二一字横梁，所述齿轮设置于两横梁交叉处，所述第一一字横梁和所述第二一字横梁分别设有两条延各自长度方向平行设置的所述齿条，且所述第一一字横梁和所述第二一字横梁的两端分别滑动连接于所述升降组件上。

5.根据权利要求4所述的同心安装装置，其特征在于，所述第一一字横梁和所述第二一字横梁的表面设有凹槽，所述齿条设置于所述凹槽中。

6.根据权利要求4所述的同心安装装置，其特征在于，所述第一一字横梁和所述第二一字横梁为分体结构，中心通过连接件固定连接；

所述升降组件包括设置于所述第一一字横梁两端的第一支架和设置于所述第二一字横梁两端的第二支架；

所述第一一字横梁的两端分别与所述第一支架滑动连接；

所述第二一字横梁的两端分别与所述第二支架滑动连接。

7.根据权利要求6所述的同心安装装置，其特征在于，所述第一支架和所述第二支架均包括导轨滑块机构；所述导轨滑块机构包括：

导轨，所述导轨固定连接于所述支架上；

滑块，滑动连接于所述导轨；

所述第一一字横梁的两端分别与所述第一支架的滑块连接；

所述第二一字横梁的两端分别与所述第二支架的滑块连接。

8.根据权利要求4所述的同心安装装置，其特征在于，所述同心安装装置还包括轴承，所述轴承的外表面与所述承载部件固定连接，所述手轮的下端轴部与所述轴承的内表面固定连接。

9.根据权利要求1所述的同心安装装置，其特征在于，所述夹持件包括相互连接的夹持臂和夹持手，所述夹持臂的上端与所述调节组件螺钉连接，下端连接于所述夹持手。

10.根据权利要求8所述的同心安装装置，其特征在于，所述夹持手具有第一夹持部和第二夹持部，其中所述第一夹持部和所述第二夹持部的夹持方向相反。

11.根据权利要求1所述的同心安装装置，其特征在于，所述待安装件为石英材质，所述夹持件与所述待安装件接触的表面为树脂材料。

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