[发明专利]一种卧式扩散炉的自动送料装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体设备的自动送料系统，更具体地，涉及一种卧式扩散炉的采用悬臂式推拉舟的自动送料装置。

背景技术

目前，半导体和太阳能产业所使用的卧式扩散炉的主要工艺形式是采用“悬臂扩散”工艺。请参阅图1～图2，图1～图2是现有的一种卧式扩散炉的自动送料系统的工作状态示意图。如图1所示，现有的卧式扩散炉采用悬臂式推拉舟形式进行自动送料，其自动送料系统水平设置在卧式扩散炉炉管24的送料窗口23外部，主要包括1个用于送料的推拉舟7，推拉舟7的前端设有1个水平悬臂12，推拉舟7下方设有水平滑轨4。自动送料系统在工作时，先将一组硅片并列垂直装入晶舟10，再将装有硅片的晶舟10放在悬臂12上。然后，推拉舟7沿滑轨4向图示的右侧方向水平移动(如图中箭头所指)，将悬臂12及其承载的晶舟10送入炉管24进行工艺。如图2所示，工艺时悬臂12留在炉管24内，处于悬停状态，与晶舟10及硅片一起接受工艺过程；推拉舟7在炉管24外，并通过送料窗口23处设置的工艺门与炉管24隔离。工艺后推拉舟7再将悬臂12和晶舟10一起向左拉出(如图中箭头所指)。这种推拉舟能自动水平往返运动，实现硅片的自动装入和卸出。

在上述现有的卧式扩散炉的自动送料方式过程中，由于悬臂携带晶舟进入炉管后，是同晶舟一起停留在炉管内接受工艺的(如图2的状态所示)，因此存在以下缺陷：

1、悬臂阻挡了来自炉管底部的热能，对其承载的晶舟中的硅片形成“阴影效应”，对工艺的均匀性将产生一定的不利影响；

2、在工艺过程中，工艺气体会沉积在悬臂上，当悬臂在进出料的过程中，易产生颗粒等副产物，影响颗粒指标的降低，并会对净化工作区造成二次污染，使得清洗周期变短，且增加了清洗工作量；

3、由于悬臂长时间在高温炉管中停留，缩短了其使用寿命；

4、由于工艺气体会沉积在悬臂上，因此加大了工艺气体的注入量，增加了损耗。

随着硅片扩散阻值的增加、对其扩散均匀性要求的不断提高，以及工艺副产物对硅片的二次污染越来越严重，上述现有的悬臂扩散方式已经不能满足半导体和太阳能行业发展的要求。因此，需要对现有的自动送料系统进行改进，使其能够更好地完成送料过程，提高扩散工艺质量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种新的卧式扩散炉的自动送料装置，可在推拉舟将悬臂及其装载的晶舟水平送入扩散炉的炉管后，通过升降机构操控悬臂下降将晶舟卸于炉管内的支撑平台上，使悬臂可退出炉管，只留晶舟单独接受扩散工艺，从而提高了扩散工艺质量。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种卧式扩散炉的自动送料装置，设置在所述扩散炉的炉管外，包括推拉舟、推拉舟前端设有的水平悬臂、推拉舟下方设有的水平滑轨，所述悬臂用于将其装载的晶舟送入和送出所述炉管，其特征在于，还包括设于所述滑轨下方的升降机构，所述升降机构连接所述滑轨，所述推拉舟通过带动所述悬臂将所述晶舟水平送入所述炉管，所述升降机构通过驱动所述滑轨下降，带动所述悬臂下降，将所述晶舟卸在所述炉管底部设有的支撑平台上后水平退出所述炉管，使所述晶舟单独接受扩散工艺，并在扩散工艺完成后，再次将所述晶舟装起水平送出所述炉管。

优选地，所述升降机构包括一步进电机，所述步进电机的水平转轴连接涡轮蜗杆升降机，所述涡轮蜗杆升降机的蜗杆垂直转动连接所述滑轨，所述滑轨二端分别与垂直固设的第一支撑架、第二支撑架形成垂直滑动连接，所述步进电机固接所述第一支撑架或所述第二支撑架。

优选地，所述涡轮蜗杆升降机包括第一涡轮蜗杆升降机、第二涡轮蜗杆升降机，所述步进电机固接所述第一支撑架，所述第一、第二涡轮蜗杆升降机分别竖直连接在所述步进电机水平转轴的步进电机近端和远端，所述第一、第二涡轮蜗杆升降机的蜗杆分别垂直转动连接所述滑轨，位于所述步进电机水平转轴远端的所述第二涡轮蜗杆升降机固接所述第二支撑架。

优选地，所述滑轨的底面分设有支承座，所述第一、第二涡轮蜗杆升降机的所述蜗杆上端与所述支承座转动连接。

优选地，所述滑轨二端与所述第一、第二支撑架之间通过相垂直配合安装的导柱和导套形成滑动连接。

优选地，所述滑轨二端分设有所述导套，所述第一、第二支撑架分设有与所述导套相垂直滑动配合的所述导柱，所述滑轨通过所述导套与所述导柱的配合安装，在所述第一、第二支撑架上垂直滑动。