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锁紧机构。
背景技术:
在半导体工艺中,物理气相传输法是一种常用的半导体制备工艺,该工艺(例如sic生长工艺)需要将待加工原料放置在反应腔室(或反应炉)内,将反应腔室内温度梯度提高,并精确控制反应腔室内的气压,使待加工原料在相应的工艺条件下进行反应。在反应加工过程中,为了保证反应腔室内的温度和气压精确可控,反应腔室需要密封。
相关技术中,为了便于向反应腔室内添加待加工原料,反应腔室设置有开口和端盖,通过开口可将待加工原料添加到反应腔室内,端盖可拆卸连接于开口,为了使端盖与开口密封连接,采用螺纹螺栓配合的方式固定端盖,这样的固定方式在端盖打开或关闭开口时需要人工拆卸或安装螺栓等固定件,导致操作较为繁琐,从而会导致半导体工艺的效率低下。
技术实现要素:
本申请提出了一种半导体工艺设备及锁紧机构,以解决现有技术中炉膛下盖与炉膛的拆卸安装方式繁琐的问题。
第一方面,本申请提出了一种用于半导体工艺设备的锁紧机构,所述半导体工艺设备包括用于进行半导体工艺的炉膛和用于密封所述炉膛的端口的封盖,所述锁紧机构用于锁紧和解锁密封所述炉膛的端口的封盖,其特征在于,所述锁紧机构包括:定位件和第一驱动部;
其中,所述定位件设置于所述端口处,所述第一驱动部与所述定位件连接,所述第一驱动部可驱动所述定位件转动,以使所述定位件将所述封盖锁紧于所述端口,或使所述定位件将所述封盖解锁于所述端口。
第二方面,本申请还提出了一种半导体工艺设备,包括上述的锁紧机构。
与现有技术相比,本申请的有益效果如下:
本申请实施例公开的锁紧机构中,通过第一驱动部驱动定位件转动,可使定位件将封盖锁紧于炉膛的端口,炉膛的端口处于密封状态。通过第一驱动部再次驱动定位件转动,可使定位件不再压设于封盖,从而使得封盖从端口处解锁,炉膛的端口处于打开状态。这样,通过第一驱动部驱动定位件旋转即可实现封盖对炉膛端口的密封或打开,使得封盖锁紧于端口和解锁于端口的过程简单方便,避免了人工拆卸螺栓等固定件,进而可以提高半导体工艺效率。
在进行半导体工艺时,首先将待加工原料通过炉膛的端口加入到炉膛内,移动封盖使封盖对接于炉膛的端口,并使封盖与炉膛的端口相对设置,通过第一驱动部驱动定位件转动,从而使定位件将封盖锁紧于炉膛的端口,此时炉膛处于密封状态,可进行半导体加工工艺。当半导体加工工艺完成后,通过第一驱动部再次驱动定位件转动,可使定位件将封盖解锁于炉膛的端口,从而使端口处于打开状态,加工完成的半导体工艺件可通过端口从炉膛内取出。
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是本申请的一个实施例的结构示意图;
图2是本申请的一个实施例的俯视示意图;
图3是本申请的一个实施例的定位件和定位安装部的示意图;
图4是本申请的一个实施例的封盖的俯视示意图;
图5是本申请的一个实施例的封盖的侧视示意图。
附图标记说明:
100-封盖,110-定位槽,111-滑动面,
200-定位件,210-固定环,220-固定部,
300-第一驱动部,
400-炉膛,410-开口,420-第一检测件,430-第二检测件,440-抵接部,441-容置槽,
500-锁紧件,510-感应件,520-第一支撑垫片,530-第二支撑垫片。
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1-5示意性地显示了根据本申请的一个实施例的锁紧机构。其包括定位件200和第一驱动部300,该锁紧机构可以应用于半导体工艺设备中,具体的,可应用于采用物理气相传输法制备半导体件的设备中。
上文所述的半导体工艺设备包括炉膛400和封盖100,炉膛400内具有反应腔室,在半导体工艺过程中,半导体原料放置在炉膛400内,炉膛400还具有与内部反应腔室连通的端口410,半导体原料可通过端口410放置于炉膛400内,封盖100可拆卸的与端口410连接,使得封盖100可密封对接于端口410,从而使炉膛400内的反应腔室处于密封状态,以进行半导体工艺,或是使封盖100与端口410分离,使得炉膛400的端口410处于打开状态。
锁紧机构中的定位件200设置于端口410处,第一驱动部300与定位件200连接,第一驱动部300可驱动定位件200转动,从而使封盖100可锁紧于端口410,在此状态下,炉膛400内的反应腔室处于密封状态,炉膛400内可进行半导体工艺。第一驱动部300再次驱动定位件200转动后,可使封盖100与端口410分离,从而使得封盖100解锁于端口410,在此状态下,炉膛400内的反应腔室处于打开状态,可通过端口410向炉膛400内添加半导体原料,或是将已完成半导体工艺的成品通过端口410取出。
本申请实施例公开的锁紧机构中,通过第一驱动部300驱动定位件200转动,可使定位件200将封盖100锁紧于炉膛400的端口410,炉膛400内的反应腔室处于密封状态。通过第一驱动部300再次驱动定位件200转动,可使定位件200不再压设于封盖100,从而使得封盖100从端口410处解锁,炉膛400的端口410处于打开状态。本申请的技术方案能够使得封盖100锁紧于端口410和解锁于端口410的过程更为方便,进而提高半导体工艺效率。
在进行半导体工艺时,首先将待加工原料通过炉膛400的端口410加入到炉膛400内,移动封盖100使封盖100对接于炉膛400的端口410,并使封盖100与炉膛400的端口410相对设置,通过第一驱动部300驱动定位件200转动,从而使定位件200将封盖100锁紧于炉膛400的端口410,此时炉膛400处于密封状态,可进行半导体加工工艺。当半导体加工工艺完成后,通过第一驱动部300再次驱动定位件200转动,可使定位件200将封盖100解锁于炉膛400的端口410,从而使端口410处于打开状态,加工完成的半导体产品可通过端口410从炉膛400内取出。
可选地,定位件200包括固定环210和固定部220,其中,固定环210设置于炉膛400的端口410处,固定环210与第一驱动部300连接,固定部220连接于固定环210的内周壁,第一驱动部300可驱动固定环210绕炉膛400的轴向转动,即固定环210可沿炉膛400的周向转动,从而使固定部220可随固定环210绕炉膛400的轴向转动。具体的,固定环210可套设于炉膛400邻近其端口410的一侧,固定环210的内壁与炉膛400的外壁可滑动连接,从而使得固定环210可沿炉膛400的周向转动。
封盖100具有第一端和第二端,其中第二端位于封盖100背向炉膛400的端口410的一侧,第一端位于封盖100朝向炉膛400的端口410的一侧,第一端和第二端位于封盖100相背的两侧。封盖100的外周壁设置有多个定位槽110,固定部220与封盖100上的定位槽110对应设置,当需要将封盖100锁紧于炉膛400的端口410时,可使固定部220穿过定位槽110后移动至封盖100的第二端,第一驱动部300可驱动固定部220转动,从而使得固定部220在第二端上转动,直至固定部220与定位槽110错位设置,这时固定部220可压设于封盖100使封盖100紧密对接于炉膛400的端口410,从而使封盖100锁紧于炉膛400的开口。
当需要将封盖100解锁于炉膛400的端口410时,可通过第一驱动部300再次驱动固定部220转动,固定部220在第二端上转动至与定位槽110相对,即固定部220位于对应的定位槽110中,以使得固定部220不再压紧封盖100,这样固定部220不再与封盖100的第二端相抵,从而使的封盖100解锁于端口410。
为了使封盖100能够紧密对接于端口410,固定部220与端口410的间距可配合于封盖100的厚度,具体的,上述的间距可略大于封盖100的厚度,从而使得固定部220压设于封盖100时封盖100与端口410紧密对接,而当封盖100需要与端口410分离时,上述的间距能够降低封盖100与端口410之间的滑动摩擦力,使得封盖100更易与端口410分离,从而提高端口410开闭的效率。
多个定位槽110可以沿封盖100的周向均匀设置,多个定位槽110与多个固定部220一一对应设置,从而达到使封盖100定位的目的。这样封盖100对接于端口410时能够使封盖100将端口410密封,防止封盖100偏移而导致端口410与封盖100之间产生间隙。
可选地,定位槽110的侧壁具有滑动面111,滑动面111由第一端延伸至第二端,固定部220可以沿滑动面111移动,从而使得固定部220可以由封盖100的第一端移动至第二端,或使固定部220从第二端移动至第一端,滑动面111可起到支撑定位固定部220的作用,使得固定部220在穿过定位槽110的过程中始终与滑动面111滑动接触,从而使固定部220在移动过程中能够保持稳定,避免封盖100相对固定部220偏移。
具体的,第一驱动部300可驱动固定环210沿第一方向或第二方向转动,第一方向和第二方向互为反向,在第一驱动部300驱动固定环210沿第一方向转动的情况下,固定部220可沿滑动面111滑动至封盖100的第二端,当固定部220移动至第二端后并继续沿第二端滑动至与定位槽110错位设置后,可使固定部220压设于封盖100,从而使封盖100锁紧于端口410。在第一驱动部300驱动固定环210沿第二方向转动的情况下,固定部220可沿封盖100的第二端滑动至与定位槽110相对,这样能够使固定部220不再压设于封盖100的第二端,从而使得封盖100解锁于端口410。
当固定部220移动至第二端并与定位槽110错位分布时,若要将封盖100解锁于端口410,还可设置第一驱动部300驱动封盖100继续沿第一方向转动,使得固定部220与另一个定位槽110相对,这样也能够使得固定部220不再压设于封盖100,达到使封盖100解锁于端口410的目的。但应注意的是,在这样的设置结构下,多个定位槽110应沿封盖100的周向均匀分布。
定位槽110的槽型还可以设置为与固定部220的外形配合,从而使得固定部220穿过定位槽110的过程中,定位槽110的内壁始终对固定部220限位,从而达到对封盖100更好的定位效果,同时由于定位槽110具有多个,多个固定部220与多个定位槽110一一对应设置能够更进一步使固定部220与定位槽110精准定位,防止封盖100相对于固定部220偏移。但应注意的是,在这样的设置结构下,固定部220需要先沿封盖100的轴向移动从而穿过定位槽110,当固定部220移动至封盖100的第二端后固定部220再沿着第二端移动,从而使固定部220与定位槽110错位设置。
可选地,上文所述的滑动面111可以为斜面、弧面、多段斜面和多段弧面中的至少一者。这样当至少部分固定部220进入到定位槽110内后,第一驱动部300驱动固定部220转动,可使固定部220沿滑动面111滑动至封盖100的第二端,第一驱动部300的驱动力的分力能够使固定部220在封盖100的轴向上产生位移,固定部220能够支撑封盖100,使封盖100与端口410的间距逐渐减小,相应地,固定部220能够移动至封盖100的第二端。
可选地,本申请实施例公开的锁紧机构还包括第二驱动部,第二驱动部可驱动封盖100接近炉膛400的端口410或驱动封盖100远离炉膛400的端口410。具体地,当需要将封盖100锁紧于端口410时,可通过第二驱动部驱动封盖100朝向端口410移动,并使至少部分固定部220进入到封盖100的定位槽110内。第一驱动部300可驱动固定部220转动,使固定部220沿滑动面111滑动,在此过程中,第二驱动部可继续驱动封盖100朝向端口410移动,第一驱动部300和第二驱动部分别驱动固定部220和封盖100移动,能够使固定部220沿滑动面111滑动更为顺滑,防止固定部220与滑动面111卡死。
第一驱动部300和第二驱动部可以采用电动推杆、液压推杆或气压推杆等,对于第一驱动部300和第二驱动部的具体结构,本申请不作限制。当第一驱动部300采用推杆结构时,第一驱动部300的驱动方向可与固定环210相切,这样当第一驱动部300推动固定环210时可使固定环210绕炉膛400的中轴线转动。第二驱动部可连接于封盖100的第二端的中心处,这样能够使第二驱动部推动封盖100移动的过程中封盖100能够保持平衡稳定,防止封盖100倾斜。第二驱动部可以与封盖100可拆卸连接。
可选地,上文所述的固定部220可以为滚轮,滚轮可沿滑动面111滑动,通过将固定部220设置为滚轮可以使固定部220与滑动面111之间的摩擦力为滚动摩擦力,这样能够进一步减小固定部220与滑动面111之间的摩擦力,使固定部220沿滑动面111移动更为顺滑。
可选地,本申请实施例公开的锁紧机构还包括多个锁紧件500,锁紧件500可将定位件200固定于端口410处,并使定位件200可转动。具体的,炉膛400靠近端口410的一侧套设有抵接部440,抵接部440可为圆环状,抵接部440的内壁与炉膛400的外壁接触,抵接部440可以是与炉膛400一体的结构,或是可拆卸连接,对此,本申请不作限制。固定环210的轴向一侧与抵接部440接触,锁紧件500在炉膛400的轴向上将抵接部440和固定环210夹设在内,锁紧件500可采用c形件。通过上述结构设置,可将定位件200固定于炉膛400的端口410处。
为了使定位件200固定效果更好,并使定位件200在转动过程中与炉膛400的中轴线的同轴度更好,抵接部440上可开设容置槽441,至少部分固定环210设置于容置槽441内,容置槽441的内侧壁可与至少部分固定环210的径向外侧壁抵接,从而达到支撑定位件200的目的,防止定位件200转动过程中在其径向上偏移,从而使定位件200在转动过程中更加稳定。
固定环210与抵接部440接触的一侧设置有第一支撑垫片520,第一支撑垫片520位于抵接部440的内侧壁和固定环210的外侧壁之间,通过设置第一支撑垫片520能够避免抵接部440和固定环210直接接触而导致两者相互磨损。固定环210的轴向一侧与锁紧件500接触,固定环210的轴向一侧和锁紧件500之间设置有第二支撑垫片530,第二支撑垫片530能够防止固定环210和锁紧件500之间直接接触而导致两者相互磨损。
可选地,本申请实施例公开的锁紧机构还包括感应件510、第一检测件420和第二检测件430,感应件510设置于固定环210,第一检测件420和第二检测件430设置于炉膛400,第一检测件420和感应件510通信连接,第二检测件430也与感应件510通信连接。由于固定环210可转动,因此感应件510的位置可变化。当感应件510靠近第一检测件420时,感应件510可被第一检测件420检测到,当感应件510靠近第二检测件430时,感应件510可被第二检测件430检测到。第一检测件420和第二检测件430还与第一驱动部300和第二驱动部通信连接,以控制第一驱动部300和第二驱动部推动固定环210和封盖100移动。
具体的,在固定环210转动,固定部220沿定位槽110的滑动面111滑动至第二端,并且固定部220与定位槽110错位设置的情况下,固定部220压设于封盖100,封盖100此时锁紧于端口410,相应的,感应件510靠近第一检测件420并被第一检测件420识别,从而能够控制第一驱动部300和第二驱动部停止驱动,进而使封盖100保持锁紧于端口410的状态。
在固定环210转动,固定部220沿第二端移动至与定位槽110相对的情况下,感应件510靠近第二检测件430并被第二检测件430识别,从而能够控制第一驱动部300停止驱动固定环210,以防止固定部220继续转动至与定位槽110的内壁抵接而导致固定部220卡接于定位槽110内。感应件510被第二检测件430识别后,第二驱动部可驱动封盖100沿背离端口410的方向移动,从而使得炉膛400的端口410被打开。
在进行半导体工艺时,可将半导体工艺原料加入到炉膛400内,通过第二驱动部驱动封盖100靠近端口410,并使封盖100上的定位槽110与固定部220相对,随着封盖100持续靠近端口410,至少部分固定部220可处于定位槽110内,此时第一驱动部300驱动固定环210沿第一方向转动,进而使固定部220沿第一方向转动,固定部220可沿着定位槽110内的滑动面111滑动,从而使得固定部220能够移动至封盖100的第二端,第一驱动部300继续驱动固定部220转动,能够使固定部220与定位槽110错位设置,固定部220可压设于封盖100,使得封盖100锁紧于端口410。此时感应件510靠近第一检测件420并被第一检测件420识别,第一驱动部300和第二驱动部都停止驱动,炉膛400处于密封状态内,其内部可进行半导体工艺。
当半导体工艺结束后,可通过第一驱动部300驱动固定环210沿第二方向转动,进而使固定部220沿第二方向转动,固定部220可沿封盖100的第二端滑动至与定位槽110相对,此时感应件510靠近第二检测件430被第二检测件430识别,第一驱动部300停止驱动固定环210转动,第二驱动部驱动封盖100沿背离端口410的方向移动,从而使得固定部220穿过定位槽110,封盖100与端口410分离,此时可将炉膛400内反应完成的半导体工艺件取出。这样封盖100解锁于端口410与第二驱动部驱动封盖100运动形成互锁,可以保证设备运行的安全性。
基于上文的锁紧机构,本申请还提出了一种半导体工艺设备,包括上文所述的锁紧机构。
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。