CN113186603A - 半导体工艺设备及装载机构 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种半导体工艺设备及装载机构,其中,装载机构包括移动平台、驱动部和夹持部,移动平台可移动,驱动部设置在移动平台上,驱动部用于承载热场,并带动热场进行升降,当驱动部驱动热场下降运动时,夹持部将热场夹持,当驱动部驱动热场上升运动时,夹持部将热场释放。本申请可应用于多个半导体工艺设备,使每个半导体工艺设备不必单独配置热场装载装置,降低了半导体工艺设备的生产成本。通过设置夹持部能够使热场在转移过程中保持稳定,防止热场倾倒。
Description
技术领域
本申请涉及半导体加工领域,特别涉及一种半导体工艺设备及装载机构。
背景技术
碳化硅(SiC)单晶具有高导热率、高击穿电压、载流子迁移率高和化学稳定性好等优良的半导体物理性质;可以用于制作能够在高温、强辐射条件下工作的高频、高功率电子器件和光电子器件,在国防、高科技、工业生产、供电和变电领域有巨大的应用价值,被看作是极具发展前景的第三代宽禁带半导体材料。
SiC单晶材料的生长需要特殊的工艺设备,该工艺设备主要由生长系统、加热组件、装载系统及控制组件等结构组成。其中,由于晶体生长的工艺特点,其生长周期较长,装载的频率约为一周一次,因此,装载系统的使用率较低,在每台工艺设备上单独配置装载系统会导致工艺设备成本高昂。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种半导体工艺设备及装载机构,能够解决目前的半导体工艺设备的热场装载机构利用率低下导致半导体工艺设备成本较高的问题。
第一方面,本申请提出了一种装载机构,用于向半导体工艺设备装载进行半导体工艺的热场,包括:移动平台、驱动部和夹持部;
其中,所述移动平台可移动,所述驱动部设置在所述移动平台上,所述驱动部用于承载所述热场,并带动所述热场进行升降;
当所述驱动部驱动所述热场下降运动时,所述夹持部将所述热场夹持,当所述驱动部驱动所述热场上升运动时,所述夹持部将所述热场释放。
第二方面,本申请还提出了一种半导体工艺设备,包括上文的装载机构。
与相关技术相比,本申请的有益效果如下:
本申请实施例公开的装载机构用于向半导体工艺设备装载进行半导体工艺的热场,其中,热场可以设置于驱动部上,驱动部设置于移动平台上,移动平台可移动,从而能够将热场转运至需要装载热场的半导体工艺设备处,使每个半导体工艺设备不必单独配置热场装载装置,降低了半导体工艺设备的生产成本。驱动部可驱动热场升降,当热场上升时夹持部将热场释放,使夹持部与热场分离,从而能够将热场装载于半导体工艺设备内,避免热场在上升过程中夹持部与半导体工艺设备发生干涉,从而使得热场能够顺利装载到半导体工艺设备内;当热场下降时夹持部将热场夹持,从而使得热场能够保持稳定,防止热场倾倒。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1是根据本申请的一个实施例的整体示意图;
图2是本申请的一个实施例的驱动部的示意图;
图3是本申请的一个实施例的第一接触件和第二接触件的示意图;
图4是本申请的一个实施例的缓冲支撑部的示意图;
图5是本申请的一个实施例的缓冲支撑部的剖视图。
附图标记说明:
100-移动平台,110-平台部,120-支架,130-滚轮,140-推杆,
200-驱动部,210-第二接触件,220-承载台,230-升降丝杆,240-驱动电机,250-传动块,260-升降开关,270-延长板,
300-夹持部,310-夹持件,320-连接杆,330-第一接触件,331-接触面,340-弹性连接件,350-横杆,
400-缓冲支撑部,410-支撑杆,420-轴承,430-锁紧固定件,440-弹性支撑件。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
图1-图5示意性地显示了根据本申请的一个实施例的装载机构。其包括移动平台100、驱动部200和夹持部300。该装载机构用于向半导体工艺设备装载进行半导体工艺的热场。
移动平台100是装载机构的基础部件,移动平台100可以为装载机构的其它部件提供安装基础,移动平台100可以移动。移动平台100的底部可设置滚轮130,使得移动平台100具有移动功能,当然,也可以在移动平台100的底部设置履带或滑块等滑动装置,对此,本申请不作限制。
驱动部200设置于移动平台100,驱动部200可承载热场,热场是半导体工艺设备中用于承载待加工件并进行半导体工艺的装置,驱动部200可以带动热场沿第一方向或第二方向往复移动,第一方向朝向移动平台100,第二方向背向移动平台100,第一方向和第二方向互为反向,具体的,热场沿第一方向或第二方向往复移动即为热场相对于移动平台100升降。当然,第一方向和第二方向也可以是平行于移动平台100的方向,对此,本申请不作限制。
半导体工艺设备具有用于容置热场的容腔,容腔的开口可设置在容腔的底部,这样利于将热场导入至半导体工艺设备内,同时也能够降低驱动部200驱动热场上升的高度,从而降低热场的安装高度。当驱动部200驱动热场上升时,能够使热场从容腔的开口进入到容腔内,从而将热场装载到半导体工艺设备内。而当需要将热场从半导体工艺设备中卸载时,可通过使驱动部200再次上升对接于容腔的开口,使驱动部200承载半导体工艺设备内的热场,再通过驱动部200驱动热场下降,从而达到卸载热场的目的。
当装载于半导体工艺设备内的热场需要从半导体工艺设备内卸载,驱动部200承载热场并带动热场下降时,或是将热场从其他位置搬运至装载位置时,上述的夹持部300能够将热场夹持,使得热场能够固定于驱动部200上,从而使得热场保持稳定。当固定于驱动部200上的热场需要装载到半导体工艺设备内时,驱动部200带动热场上升,夹持部300将热场释放,这样能够避免夹持部300与半导体工艺设备相互干涉,从而使得热场能够由半导体工艺设备的开口进入到容腔内。
本申请实施例公开的装载机构用于向半导体工艺设备装载进行半导体工艺的热场,其中,热场可以设置于驱动部200上,驱动部200设置于移动平台100上,移动平台100可移动,从而能够将热场转运至需要装载热场的半导体工艺设备处,热场移动的过程中夹持部300将热场夹持,从而使得热场在移动过程中也能够保持稳定,避免热场发生倾倒而损坏。驱动部200可驱动热场升降,当热场上升时夹持部300将热场释放,使夹持部300与热场分离,从而能够将热场装载于半导体工艺设备内,避免热场在上升过程中夹持部300与半导体工艺设备发生干涉,从而使得热场能够顺利装载到半导体工艺设备内。
热场从半导体工艺设备内卸载时,通过将驱动部200对接于半导体工艺设备的容腔的开口,能够使热场放置于驱动部200,驱动部200驱动热场下降至预设位置后,夹持部300再次将热场夹持,从而使得热场能够保持稳定,防止热场倾倒。
驱动部200驱动热场进入容腔内时,热场的顶端先进入到容腔内,随着驱动部200持续驱动热场上升,热场逐渐进入至容腔内,直至热场完全进入至容腔内后,再通过封盖将容腔的开口关闭,使得热场固定在容腔内。在热场设置于驱动部200上时,可将容腔的封盖也设置于驱动部200,将热场设置于封盖上,当热场完全上升至容腔内时,封盖也能够对接于开口,从而便于将封盖安装于容腔的开口。
本申请实施例公开的装载机构中,通过移动平台100驱动装载机构移动,能够使装载机构可对多个半导体工艺设备进行热场装载和卸载,使得每个半导体工艺设备不必再单独配置用于装载和卸载热场的设备,从而简化了半导体工艺设备的结构,降低半导体工艺设备的制造成本。
可选的,移动平台100包括平台部110和支架120,其中,平台部110的底部设置有滚轮130,滚轮130使得平台部110可以移动,支架120立设于平台部110,支架120连接有推杆140,推杆140能够便于操作者推动移动平台100移动。推杆140的高度可调节,从而便于使用者在最适宜的位置握持推杆140,以符合人体工学。具体的,可以在支架120上开设滑槽,在推杆140上设置与滑槽对应设置的滑块和定位件,滑块可沿滑槽移动,定位件可将滑块固定于滑槽内的某一位置,从而使得推杆140的高度可以调节。同时为了便于装载机构的其他部件安装于平台部110上,平台部110的支撑面可以设置为平整的平面。
可选的,驱动部200包括承载台220、升降丝杆230和驱动电机240,其中,升降丝杆230立设于平台部110,具体的,升降丝杆230的一端固定于平台部110,升降丝杆230的另一端与支架120的顶部连接,升降丝杆230的轴向与支架120的延伸方向一致,支架120能够起到支撑固定升降丝杆230的目的,使得升降丝杆230立设于平台部110上时能够保持稳定。承载台220用于承载热场,承载台220的支撑面的面积应大于热场的底面面积,从而使得热场位于承载台220上时能够保持稳定。承载台220的支撑面的外形应配合于热场的底面的外形。承载台220滑动连接于升降丝杆230,因此,承载台220能够沿升降丝杆230的轴向往复移动,从而使得承载台220能够相对于平台部110上升或者下降,进而使得设置于承载台220上的热场也能够相对于平台部110上升或者下降。
为了使承载台220能够沿升降丝杆230滑动,承载台220上可设置与升降丝杆230配合的螺母,螺母套设于升降丝杆230,驱动电机240与升降丝杆230连接,驱动电机240能够驱动升降丝杆230沿顺时针方向或逆时针方向转动,使得套设于升降丝杆230的螺母能够沿升降丝杆230的轴向移动,从而使得承载台220也能够沿升降丝杆230的轴向移动,最终实现承载台220可相对于平台部110升降的目的。支架120上可设置用于控制驱动电机240的输出端转向和驱动电机240开闭的升降开关260,通过操作升降开关260可控制承载台220升降,当然,升降开关260也可以设置在装载机构的其他位置,或是通过无线连接的方式与驱动电机240通信连接,对此,本申请不作限制。升降开关260与驱动电机240的通信连接方式作为本领域的公知技术,对此,本申请不再赘述。
承载台220还连接有传动块250,螺母设置于传动块250,并且传动块250的两侧还与支架120滑动连接,支架120上可开设滑槽,在传动块250上设置与滑槽配合的滑块或是滚轮,这样能够使得传动块250沿升降丝杆230上升或下降时能够保持稳定,减小承载台220及承载台220上的热场对升降丝杆230造成的压力,同时还能够起到对承载台220导向的作用。传动块250上还设置有延长板270,延长板270的一端与传动块250连接,延长板270的另一端朝向背离传动块250的方向延伸,延长板270与平台部110相平行,通过设置延长板270能够使承载台220与升降丝杆230和支架120具有一定的间距,从而充分利用平台部110的空间,防止热场在升降过程中与支架120和升降丝杆230碰撞。
应注意的是,上述的驱动部200还可以采用气缸伸缩组件、液压伸缩组件或电动推杆组件等来升降热场,对此,本申请不作限制。
可选的,夹持部300包括夹持件310和连接杆320,其中,连接杆320立设于平台部110,夹持件310与连接杆320连接,连接杆320可以转动,从而能够带动夹持件310移动。连接杆320设置于承载台220的相对两侧,因此,夹持件310也设置在承载台220的相对两侧,当连接杆320转动后能够带动两个夹持件310相向转动,从而使得两个相对设置的夹持件310能够将位于承载台220上的热场夹持。具体的,热场放置在承载台220上时可沿承载台220的移动方向在承载台220的支撑面上形成第一投影,可随连接杆320移动的夹持件310的移动轨迹可以在承载台220的支撑面上形成第二投影,上述的第一投影和第二投影至少部分重合,即夹持件310随连接杆320移动的过程中能够接触位于承载台220上的热场,从而将热场夹持。
应注意的是,夹持件310的设置高度应配合于热场的高度,可以将夹持件310设置为夹持热场的中间部分偏下的位置,这样当热场降低至最低处时,夹持件310夹持热场的稳定性较好,避免热场在转运过程中倾斜。
为了充分利用平台部110的支撑面的区域,连接杆320可以设置为与承载台220具有一定的间距,这样能够避免连接杆320和承载台220距离过近导致夹持件310的可活动空间减小。相应的,当连接杆320与承载台220具有一定的间距后,可以在连接杆320上设置横杆350,横杆350垂直于连接杆320设置,横杆350的一端与连接杆320连接,横杆350的另一端与夹持件310连接。当连接杆320转动时,横杆350也随之转动,并且横杆350背离连接杆320的一端的运动轨迹在平台部110上的投影是一段圆弧,相应的,夹持件310的运动轨迹在平台部110上的投影也是一段圆弧,使夹持件310的运动轨迹在平台部110上的投影与承载台220在平台部110的投影至少部分重合,能够使随横杆350转动的夹持件310与承载台220上的热场接触,从而达到夹持热场的目的。
可选的,连接杆320上设置有第一接触件330,第一接触件330可随连接杆320转动,承载台220设置有第二接触件210,第二接触件210可随承载台220升降,第一接触件330沿承载台220的移动方向可在平台部110上形成第一投影,第二接触件210沿承载台220的移动方向可在平台部110上形成第二投影,第一投影和第二投影至少部分重合。因此,当第二接触件210随承载台220升降的过程中可以与第一接触件330接触,从而推动第一接触件330,使得第一接触件330翻转运动,相应的,第一接触件330转动后可以带动与其相连接的连接杆320转动,从而使得与连接杆320连接的夹持件310转动,以将位于承载台220上的热场夹持。
具体的,第一接触件330可以设置为片体结构件,第一接触件330上设置有接触面331,第二接触件210在随承载台220升降的过程中可沿着接触面331滑动,从而推动第一接触件330翻转。上述的接触面331可以设置为斜面、弧面、多段斜面和多段弧面,对此,本申请不作限制。并且该斜面背离平台部110的一侧沿承载台220的升降方向于平台部110上形成的投影与第二接触件210于平台部110上形成的投影刚好接触,随着接触面331朝向平台部110延伸,接触面331的投影逐渐与第二接触件210的投影重合,因此,当第二接触件210随着承载台220持续下降并沿接触面331滑动,能够推动第二接触件210翻转。
为了使第一接触件330受力后更易于推动连接杆320转动,片体结构件状的第一接触件330上与接触面331相背的一侧与连接杆320连接,第二接触件210与接触面331接触的位置可设置为处于第一接触件330以连接杆320为中心的一侧,这样当第二接触件210与第一接触件330接触时能够推动第一接触件330转动,同时,应注意的是,第二接触件210与接触面331接触的位置应与第一接触件330与连接杆320连接的位置设置较长的间距,这样能够增大力矩,使得第二接触件210更易推动第一接触件330转动,同时避免第一接触件330和第二接触件210相互卡死。
为了使第二接触件210沿接触面331滑动顺滑,第二接触件210可以设置为滑轮,这样能够使得第二接触件210与接触面331之间的摩擦力为滚动摩擦力,从而减小第二接触件210与接触面331之间的摩擦力。
可选的,本申请实施例公开的装载机构还包括弹性连接件340,弹性连接件340的一端与第一接触件330连接,弹性连接件340的另一端与移动平台100连接,这样当第二接触件210随承载台220下降,第一接触件330被第二接触件210推动而沿第三方向转动时,弹性连接件340会被压缩或者拉伸,而当第二接触件210随承载台220上升后,第二接触件210不再推动第一接触件330转动,弹性连接件340的恢复形变力能够使第一接触件330向着与第三方向互为反向的第四方向转动,从而使得将热场夹持的夹持件310与热场分离。当第三方向为逆时针方向时,第四方向为顺时针方向。
具体的,弹性连接件340的一端可以与第一接触件330背离第二接触件210的一侧连接,弹性连接件340的另一端与平台部110连接,弹性连接件340与第一接触件330的连接处为第一连接区域,第二接触件210与第一接触件330的接触处为第二连接区域,第一接触件330与连接杆320的连接处为第三连接区域,第一连接区域和第二连接区域处于第三连接区域的两侧。这样,弹性连接件340、第一接触件330和第二接触件210构成杠杆结构,更易于弹性连接件340使第一接触件330复位。当然,为了保证第一接触件330的复位效果,弹性连接件340可以设置多个,对于弹性连接件340的具体数量,本申请不作限制。弹性连接件340也可以与第二接触件210同侧设置。
可选的,本申请实施例公开的装载机构还包括多个缓冲支撑部400,多个缓冲支撑部400可围绕承载台220的中心均匀设置,热场可以设置在多个缓冲支撑部400上,缓冲支撑部400可以为热场减震,具体的,由于热场的自重较大,当需要将热场从半导体工艺设备中卸载时或是需要将热场搬运至承载台220上以转移热场时,缓冲支撑部400能够防止热场与承载台220接触时损坏。为了使设置于缓冲支撑部400的热场保持稳定,缓冲支撑部400的数量可以设置为三个,相邻缓冲支撑部400之间的夹角为120度,三个缓冲支撑部400能够使热场底部的各个位置受力均匀,从而使得热场能够保持稳定。
具体的,缓冲支撑部400包括支撑杆410、轴承420、弹性支撑件440件和锁紧固定件430,轴承420设置于承载台220上,并且轴承420的轴向与承载台220的升降方向一致,支撑杆410的一端插入轴承420内,并且与承载台220之间具有间距,支撑杆410的另一端沿承载台220的升降方向延伸,使得支撑杆410垂设于承载台220上,轴承420的通孔的内径与支撑杆410的外径配合,使得轴承420能够起到固定支撑杆410的作用,使支撑杆410保持垂直于承载台220的状态,防止支撑杆410倾斜,轴承420可以采用直线轴承。弹性支撑件440将轴承420和至少部分支撑杆410套设于内,弹性支撑件440的长度可以大于轴承420的轴向长度,这样弹性支撑件440部分套设于轴承420,部分套设于支撑杆410,支撑杆410上设置有台阶,弹性支撑件440的一端与承载台220抵接,弹性支撑件440的另一端与支撑杆410的台阶抵接,这样当热场由半导体工艺设备内卸载到承载台220上,或是将热场从其他位置转移至承载台220上时,支撑杆410受到热场的重力作用会朝向承载台220移动,此时弹性支撑件440受到压缩,从而达到为热场减震缓震的作用,防止热场受损。
锁紧固定件430套设于支撑杆410并与支撑杆410螺纹连接,锁紧固定件430的一端与弹性支撑件440抵接,锁紧固定件430的另一端与台阶抵接,通过旋动锁紧固定件430能够使锁紧固定件430沿支撑杆410的轴向移动,从而压缩弹性支撑件440或减小对弹性支撑件440的压力,使得弹性支撑件440的形变程度可调节,进而使得弹性支撑件440的缓震减震能力可调节。
可选的,为了使夹持件310固定热场的效果更好,夹持件310与热场接触的壁面与热场的外形相互匹配,具体的,夹持件310可以设置为圆弧片体件,两个夹持件310将热场夹持时能够包覆至少部分热场,这样能够使夹持件310固定热场的效果更好。夹持件310与热场接触的壁面上还可以设置泡棉,这样能够增大夹持件310与热场之间的摩擦力,使得固定效果更好,同时也能够避免夹持件310与热场直接接触,起到保护热场外表面,防止热场外表面被磨损的作用。
为了使夹持件310的结构强度更好,当夹持件310夹持热场时,夹持件310上与热场相背的一侧可设置多个支撑筋,支撑筋可以横向排布、纵向排布或是横向纵向交叉排布,这样能够使得夹持件310的结构强度好,防止夹持件310在夹持热场过程中碎裂而导致热场倾倒,提高热场移动的稳定性和安全性。
基于上文的装载机构,本申请实施例还公开了一种半导体工艺设备,该半导体工艺设备包括上文的装载机构。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种装载机构,用于向半导体工艺设备装载进行半导体工艺的热场,其特征在于,所述装载机构包括:移动平台(100)、驱动部(200)和夹持部(300);
其中,所述移动平台(100)可移动,所述驱动部(200)设置在所述移动平台(100)上,所述驱动部(200)用于承载所述热场,并带动所述热场进行升降;
当所述驱动部(200)驱动所述热场下降运动时,所述夹持部(300)将所述热场夹持,当所述驱动部(200)驱动所述热场上升运动时,所述夹持部(300)将所述热场释放。
2.根据权利要求1所述的装载机构,其特征在于,所述移动平台(100)包括平台部(110)和支架(120);其中,
所述支架(120)立设于所述平台部(110)上;
所述平台部(110)的底部设置有滚轮(130),所述支架(120)连接有推杆(140)。
3.根据权利要求2所述的装载机构,其特征在于,所述驱动部(200)包括承载台(220)、升降丝杆(230)和驱动电机(240);其中,
所述升降丝杆(230)的一端设置于所述平台部(110),另一端与所述支架(120)的顶部连接,所述升降丝杆(230)的轴向与所述支架(120)的延伸方向平行;
所述承载台(220)螺纹连接于所述升降丝杆(230);
所述驱动电机(240)与所述升降丝杆(240)驱动连接,用于驱动升降丝杠(240)旋转运动以带动所述承载台(220)沿所述升降丝杆(230)进行升降运动。
4.根据权利要求3所述的装载机构,其特征在于,所述夹持部(300)包括夹持件(310)和连接杆(320);其中,
所述连接杆(320)立设于所述平台部(110),且所述连接杆(320)设置于所述承载台(220)的相对两侧;
所述夹持件(310)与所述连接杆(320)连接;
相对设置的所述连接杆(320)可绕其中心轴转动,以带动所述夹持件(310)夹持或释放所述热场。
5.根据权利要求4所述的装载机构,其特征在于,所述连接杆(320)连接有第一接触件(330),所述承载台(220)连接有第二接触件(210),所述第二接触件(210)在所述平台部(110)上的投影与所述第一接触件(330)在所述平台部(110)上的投影至少部分重合;
当所述承载台(220)下降时,所述第二接触件(210)能够与所述第一接触件(330)接触,以推动所述第一接触件(330)翻转运动,进而带动所述连接杆(320)沿绕其中心轴转动。
6.根据权利要求5所述的装载机构,其特征在于,所述第一接触件(330)包括接触面(331),所述接触面(331)为斜面、弧面、多段斜面或多段弧面,所述第二接触件(210)为滑轮,所述滑轮能够在所述接触面(331)上滑动。
7.根据权利要求6所述的装载机构,其特征在于,所述装载机构还包括弹性连接件(340),所述弹性连接件(340)的一端与所述移动平台(100)连接,所述弹性连接件(340)的另一端与所述第一接触件(330)连接;所述弹性连接件(340)用于在所述承载台(220)上升时,拉动所述第一接触件(330)进行复位运动。
8.根据权利要求3所述的装载机构,其特征在于,所述装载机构还包括多个缓冲支撑部(400),多个所述缓冲支撑部(400)围绕所述承载台的中心均匀设置于所述承载台(220)上;
所述缓冲支撑部(400)包括支撑杆(410)、轴承(420)、锁紧固定件(430)和弹性支撑件(440);所述轴承(420)设置于所述承载台(220),且所述轴承(420)的轴向与所述承载台(220)的升降方向一致,所述支撑杆(410)的第一端插入所述轴承(420)内,且所述第一端与所述承载台(220)具有间距,所述支撑杆(410)的第二端沿所述承载台(220)的上升方向延伸,所述锁紧固定件(430)套设于所述支撑杆(410),且所述锁紧固定件(430)可沿所述支撑杆(410)的轴向移动,所述弹性支撑件(440)将所述轴承(420)和至少部分所述支撑杆(410)套设于内,所述弹性支撑件(440)的两端分别与所述承载台(220)和所述锁紧固定件(430)抵接。
9.根据权利要求4所述的装载机构,其特征在于,所述夹持件(310)与所述热场接触的壁面与所述热场的外形相匹配,以使所述夹持件(310)能够将至少部分所述热场包覆,且所述夹持件(310)的背面设置多条支撑筋。
10.一种半导体工艺设备,其特征在于,包括如权利要求1-9任一项所述的装载机构。
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