一种旋转机构及垂直扩散炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种旋转机构及垂直扩散炉，所述垂直扩散炉包括所述旋转机构，旋转机构包括：底座；驱动机构，设于底座上；隔离罩，设于底座上并罩设驱动机构；支撑机构，设于隔离罩的外部；传动磁组，包括第一磁体和第二磁体，第一磁体设置在隔离罩内，第二磁体设置在支撑机构上；悬浮磁组，包括第三磁体和第四磁体，第三磁体设置于隔离罩上，第四磁体设置于支撑机构上；第一磁体被驱动机构驱动旋转时，第二磁体与第一磁体相吸设置而使支撑机构随第一磁体同步旋转，第三磁体和第四磁体相斥设置而使支撑机构及第二磁体悬浮在隔离罩的外部。本实用新型专利技术的优点在于，利用磁体的特性实现旋转动力的传递，避免污染反应腔室的同时具有价格低廉的优势。

A rotating mechanism and vertical diffusion furnace

【技术实现步骤摘要】
一种旋转机构及垂直扩散炉
本技术涉及半导体生产设备
，具体涉及一种旋转机构及垂直扩散炉。
技术介绍
扩散炉是半导体的晶圆生产线前工序的重要工艺设备之一，广泛用于大规模集成电路、分立器件、电力电子、光电器件和光导体纤维等行业的扩散、氧化、退火、合金及烧结等工艺。扩散炉主要用于提供高温环境，使晶圆在扩散炉内进行掺杂反应，从而建立各种电特性区域。扩散炉有垂直扩散炉和水平扩散炉两种类型，其中垂直扩散炉包括竖直设置的反应腔室，所述反应腔室内设置有一旋转机构，所述旋转机构用以承载一晶舟，待进行掺杂反应的晶圆被放置于所述晶舟内，并随所述旋转机构同步转动，以使反应过程中晶圆的工艺参数具有较好的一致性。为提高晶圆的反应质量，在实际生产的过程中需要确保反应腔室内的洁净度，而旋转机构往往因自身转动过程中存在摩擦而产生微小颗粒污染反应腔室，因此需要将旋转机构与所述反应腔室隔离。目前旋转机构与反应腔室的隔离大多通过磁流体密封来实现，例如日立国际电气(KE)和东京电子(TEL)生产的垂直扩散炉即是如此，然而磁流体的价格较为高昂，提高了企业的生产成本。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种旋转机构及垂直扩散炉，该旋转机构在为晶舟提供旋转驱动力时，不会对反应腔室内的环境产生不良影响，并具有价格低廉的优势。为实现上述目的，本技术提供的一种旋转机构，包括：底座；驱动机构，设置于所述底座上；隔离罩，设置于所述底座上并罩设所述驱动机构，以使所述驱动机构与外界隔离；支撑机构，设置于所述隔离罩的外部；传动磁组，包括第一磁体和第二磁体，所述第一磁体设置在所述隔离罩内，所述第二磁体设置在所述支撑机构上；以及，悬浮磁组，包括第三磁体和第四磁体，所述第三磁体设置于所述隔离罩上，所述第四磁体设置于所述支撑机构上；其中：当所述第一磁体被所述驱动机构驱动水平旋转时，所述第二磁体与所述第一磁体相吸设置而使所述支撑机构随所述第一磁体同步水平旋转，所述第三磁体和第四磁体相斥设置而使所述支撑机构及所述第二磁体悬浮在所述隔离罩的外部。可选地，所述旋转机构还包括补偿磁组，所述补偿磁组包括相斥设置的第五磁体和第六磁体，所述第五磁体设置在所述支撑机构上，所述第六磁体设置于所述底座上；其中，所述第五磁体和第六磁体之间的作用力能够调节，以使所述第二磁体与所述底座间的距离始终保持在一预设值。可选地，所述第五磁体和第六磁体中的至少一个为电磁铁。可选地，所述旋转机构还包括一控制单元，用于调节所述第五磁体与第六磁体之间的作用力。可选地，所述旋转机构还包括一距离监测装置，用于监测所述第二磁体与所述底座间的距离。可选地，所述旋转机构还包括一控制单元，与所述距离监测装置连接；所述控制单元用于根据所述第二磁体与所述底座间的距离，调节所述第五磁体与第六磁体之间的作用力。可选地，所述驱动机构具有一竖向布置的输出轴，所述输出轴位于所述隔离罩内；其中，所述第一磁体用于绕所述输出轴水平旋转，并且所述第一磁体和/或第二磁体围绕所述输出轴呈环形布置并与所述输出轴同轴设置。可选地，所述第一磁体和所述第二磁体的磁极相互正对地设置。可选地，所述悬浮磁组包括第一悬浮磁组和第二悬浮磁组，至少一个所述第一悬浮磁组和至少一个所述第二悬浮磁组上下分开设置；其中，至少一个所述第一悬浮磁组用于在第一方向上形成第一作用力，同时至少一个所述第二悬浮磁组用于在第二方向上形成第二作用力，并且所述第一方向与所述第二方向在非水平面上相交，以使所有悬浮磁组分别在水平方向和竖直方向上产生的作用力相平衡。可选地，所述隔离罩包括相互连接的下隔离罩和上隔离罩，所述上隔离罩设置在所述下隔离罩的上方，所述下隔离罩罩设所述驱动机构；所述支撑机构包括相互连接的下支撑体和上支撑体，所述上支撑体设置在所述下支撑体的上方，所述下支撑体与所述下隔离罩相对设置，所述上支撑体与所述上隔离罩相对设置；所述第二磁体设置在所述下支撑体上，所述下支撑体与所述下隔离罩间设有至少一个第一悬浮磁组，且所述第一悬浮磁组位于所述第二磁体的上方，所述上支撑体与所述上隔离罩间设有至少一个第二悬浮磁组；其中，所述下隔离罩和所述上隔离罩形成两个相互对称的“V”型结构，和/或所述下支撑体和所述上支撑体形成两个相互对称的“V”型结构。可选地，所述第一磁体、第二磁体、第三磁体和第四磁体中的至少一个为钐钴永磁体。可选地，所述驱动机构为盘式电动机。此外，为实现上述目的，本技术提供的一种垂直扩散炉，包括：反应腔室；如上述的一种旋转机构，设置于所述反应腔室内；以及，基座，位于所述反应腔室内并设置在所述旋转机构的支撑机构上，并用于随所述支撑机构同步水平转动。可选地，所述垂直扩散炉还包括：冷却管路，用于对旋转机构进行降温。可选地，所述基座为用于承载晶圆的晶舟。与现有技术相比，本技术的一种旋转机构及垂直扩散炉具有如下优点：第一、通过所述隔离罩与所述底座将所述驱动机构设置在反应腔室中的一隔离空间内，在利用传动磁组将驱动力传递给支撑机构的同时，由悬浮磁组产生相斥的作用力以使支撑机构悬浮，从而使得支撑机构随驱动机构动作而水平转动，并使隔离罩外部的转动不会产生任何摩擦，例如电动机驱动支撑机构进而使晶舟水平转动的过程中，整个旋转机构不会对反应腔室造成污染，进而保证垂直扩散炉中反应腔室的洁净度；与此同时，电动机的输出轴无需伸入反应腔室，采用一隔离罩就可实现将驱动机构整体封闭的目的，具有价格低廉的优势；第二、在垂直扩散炉中，放置在晶舟中的晶圆随着反应的发生，其质量相应地发生改变，导致支撑机构受到的压力波动而出现位置变化，进而造成第二磁体偏位的现象，使得支撑机构受到的驱动力波动，因此该旋转机构上还设置了补偿磁组，通过调整第五磁体和第六磁体间的作用力，以补偿因晶圆质量变化而造成的压力改变，使支撑机构受力保持恒定，进而固定第二磁体的位置，以使支撑机构受到恒定驱动力，有利于保持位于支撑机构上的晶圆的反应参数的一致性；第三、优选通过控制单元与距离检测装置的协同作用，实现补偿磁组自动调节的目的，效率高；第四、将传动磁组设置为与驱动机构的输出轴同轴的环状，减小旋转机构占用空间体积的同时，使得支撑机构获得均衡稳定的驱动力，有效保持基座的平稳转动，确保产品质量；第五、通过将隔离罩和/或支撑机构设计为“V”型结构，并配以多组悬浮磁组，能够从水平方向和竖直方向上对支撑机构提供作用力，有效保证旋转机构的运行稳定性。附图说明图1是本技术根据一实施例提供的一种垂直扩散炉的结构示意图；图2是本技术根据一实施例提供的一种旋转机构的结构示意图；图3是图2中所示的一种旋转机构的A向剖视图；图4是图2中所示的一种旋转机构的变形结构的A向剖视图；图5是图2中所述旋转机构去除传动磁组、悬浮磁组及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转机构，其特征在于，包括：/n底座；/n驱动机构，设置于所述底座上；/n隔离罩，设置于所述底座上并罩设所述驱动机构，以使所述驱动机构与外界隔离；/n支撑机构，设置于所述隔离罩的外部；/n传动磁组，包括第一磁体和第二磁体，所述第一磁体设置在所述隔离罩内，所述第二磁体设置在所述支撑机构上；以及，/n悬浮磁组，包括第三磁体和第四磁体，所述第三磁体设置于所述隔离罩上，所述第四磁体设置于所述支撑机构上；/n其中：当所述第一磁体被所述驱动机构驱动水平旋转时，所述第二磁体与所述第一磁体相吸设置而使所述支撑机构随所述第一磁体同步水平旋转，所述第三磁体和第四磁体相斥设置而使所述支撑机构及所述第二磁体悬浮在所述隔离罩的外部。/n

【技术特征摘要】
1.一种旋转机构，其特征在于，包括：
底座；
驱动机构，设置于所述底座上；
隔离罩，设置于所述底座上并罩设所述驱动机构，以使所述驱动机构与外界隔离；
支撑机构，设置于所述隔离罩的外部；
传动磁组，包括第一磁体和第二磁体，所述第一磁体设置在所述隔离罩内，所述第二磁体设置在所述支撑机构上；以及，
悬浮磁组，包括第三磁体和第四磁体，所述第三磁体设置于所述隔离罩上，所述第四磁体设置于所述支撑机构上；
其中：当所述第一磁体被所述驱动机构驱动水平旋转时，所述第二磁体与所述第一磁体相吸设置而使所述支撑机构随所述第一磁体同步水平旋转，所述第三磁体和第四磁体相斥设置而使所述支撑机构及所述第二磁体悬浮在所述隔离罩的外部。


2.根据权利要求1所述的一种旋转机构，其特征在于，所述旋转机构还包括补偿磁组，所述补偿磁组包括相斥设置的第五磁体和第六磁体，所述第五磁体设置在所述支撑机构上，所述第六磁体设置于所述底座上；
其中，所述第五磁体和第六磁体之间的作用力能够调节，以使所述第二磁体与所述底座间的距离始终保持在一预设值。


3.根据权利要求2所述的一种旋转机构，其特征在于，所述第五磁体和第六磁体中的至少一个为电磁铁。


4.根据权利要求2或3所述的一种旋转机构，其特征在于，所述旋转机构还包括一控制单元，用于调节所述第五磁体与第六磁体之间的作用力。


5.根据权利要求2或3所述的一种旋转机构，其特征在于，所述旋转机构还包括一距离监测装置，用于监测所述第二磁体与所述底座间的距离。


6.根据权利要求5所述的一种旋转机构，其特征在于，所述旋转机构还包括一控制单元，与所述距离监测装置连接；所述控制单元用于根据所述第二磁体与所述底座间的距离，调节所述第五磁体与第六磁体之间的作用力。


7.根据权利要求1或2所述的一种旋转机构，其特征在于，所述驱动机构具有一竖向布置的输出轴，所述输出轴位于所述隔离罩内；
其中，所述第一磁体用于绕所述输出轴水平旋转，并且所述第一磁体和/或第二磁体围绕所述输出轴呈环形布置并与所述输出轴同轴设置。


8.根据权利要求7所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷国鸿，陈伯廷，吴宗祐，林宗贤，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32