[发明专利]扩散炉软着陆推拉舟的角度调整机构

说明书

技术领域

本发明涉及扩散炉软着陆推拉舟，尤其涉及扩散炉软着陆推拉舟的角度调整机构。

背景技术

扩散炉是用于半导体扩散（掺杂）工艺的一种专用设备，其原理是在高温环境下，通过分子的热运动，让磷(P)、铝(AL)、镓(Ga)、硼(B)等杂质元素进入纯净的硅片内部，形成PN结。扩散的过程是在炉膛内进行的，在进行扩散之前，需要将被扩散的硅片通过推拉舟放入炉膛内。其具体过程为：首先将硅片2放入石英舟3内，然后将石英舟3放在推拉舟送料架的碳化硅桨4上，通过碳化硅桨4将石英舟3送入炉膛1内并平稳的放置，从而进行扩散。待扩散工序完成后，再用推拉舟的送料架将石英舟取出。如图1所示。

然而，随着半导体硅片尺寸的不断增大，推拉舟所载的石英舟和硅片的重量越来越大。推拉舟的送料架中2米多长的碳化硅浆悬臂，会在重压下发生弯曲的现象，所以推拉舟应调整成前端上翘的结构，从而保证前端是水平的。石英舟水平到位后，推拉舟机构开始下降，一直要下降到弯曲的碳化硅桨恢复原状且离开推拉舟为止。因此石英舟的底部到炉膛内壁必须有足够大的距离A，才能保证石英舟软着陆后，碳化硅桨能够顺利的退出炉膛而不与炉膛内壁及石英舟发生碰撞。从充分利用设备空间的角度来讲，距离值A应该越小越好，这一空间越大就意味着浪费越大。半导体硅片尺寸的大型化发展的趋势使这一矛盾日益突出与深化。

目前的扩散炉软着陆推拉舟机构，仅具备横向运动和竖直运动两项功能，横向运动主要完成石英舟的送入工作，纵向运动用于完成石英舟的着陆工作，该结构不能解决以上问题。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种扩散炉软着陆推拉舟的角度调整机构，它通过对推拉舟碳化硅桨俯仰角的精确控制，在扩散炉保持原有体积的情况下，可扩散更大尺寸的硅片，不仅节省了扩散炉的设计成本和空间，而且使其性能得到极大的提高。

本发明所述扩散炉软着陆推拉舟的角度调整机构，包括电机、联轴器、涡轮蜗杆减速机、传动轴、支撑架、底板、凸轮、碳化硅桨，其中

电机、涡轮蜗杆减速机和支撑架均固定在底板上；

电机的轴通过联轴器与涡轮蜗杆减速机相连，传动轴安装在两个支撑架上并可自由传动，涡轮蜗杆减速机与传动轴相连；

凸轮固定在传动轴上，碳化硅桨设置在凸轮顶部，碳化硅桨一端连接在支撑架上并可绕其自由转动。 

工作时，打开电机，电机旋转并通过联轴器将动力传递给涡轮蜗杆减速机，通过涡轮蜗杆减速机带动传动轴及固定在其上的凸轮转动，凸轮的转动将转化成位于其顶部的碳化硅桨的上下摆动。

本发明所述扩散炉软着陆推拉舟的角度调整机构，通过对电机的控制实现对推拉舟碳化硅桨俯仰角的精确控制，达到在有限的空间内完成对石英舟的送入、软着陆及退出的目的，不仅节省了扩散炉的设计成本和空间，而且使其性能得到极大的提高，解决了半导体硅片尺寸的不断增大与扩散炉有限体积之间的矛盾。

为了达到更好的效果，本发明所述扩散炉软着陆推拉舟的角度调整机构中，所述电机为步进电机。其优点在于该电机转角的控制更精确，从而对碳化硅桨仰俯角的控制更加精确。

附图说明

图1为现有的推拉舟将硅片送入或退出扩散炉内的示意图。

图2为本发明所述扩散炉软着陆推拉舟的角度调整机构的示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为本发明进舟的示意图。

图5为本发明着陆的示意图。

图6为本发明调角度的示意图。

图7为本发明退浆的示意图。

图中编号说明:

1-炉膛；2-硅片；3-石英舟；4-碳化硅桨；5-联轴器；6-涡轮蜗杆减速机；7-传动轴；8-支撑架；9-底板；10-电机；11-凸轮；A-石英舟底部到炉膛内壁的距离。

具体实施方式

结合图2至图7对本发明所述扩散炉软着陆推拉舟的角度调整机构进行详细说明。

图2和图3表达了本发明所述扩散炉软着陆推拉舟的角度调整机构的结构，它主要包括电机10、联轴器5、涡轮蜗杆减速机6、传动轴7、支撑架8、底板9、凸轮11、碳化硅桨4，其中

电机10、涡轮蜗杆减速机6和支撑架8均固定在扩散炉软着陆推拉舟的底板9上；

碳化硅桨4一端连接在支撑架8上，凸轮2的顶点与碳化硅桨4上任一点接触并与支撑架8共同支撑着碳化硅桨4，碳化硅桨4可绕支撑架8自由转动，从而凸轮2的摆动决定了碳化硅桨4仰俯角的大小；