缓冲机构、立式炉及其工艺门的制作方法

本申请涉及半导体加工技术领域，具体而言，本申请涉及一种缓冲机构、立式炉及其工艺门。

背景技术：

目前，立式热处理设备作为半导体制造工艺中的前道工艺处理设备，主要进行氧化薄膜、退火及低压力化学气相沉积等热处理工艺。在热处理工艺过程中会通入二氯乙烯(c2h2cl2)、氯气(cl2)或氯化氢(hcl)等工艺气体。工艺腔室是进行热处理工艺的空间，在执行热处理工艺时需要严格密封，一方面防止外部环境对工艺腔室内部产生影响，另一方面防止工艺腔室内部的工艺气体泄漏。

工艺门设置工艺腔室的开口处，两者之间通过密封圈密封，用于对工艺腔室密封。由于工艺腔室一般是石英管制成，而工艺门是金属结构，因此当工艺门关闭密封时需要压紧工艺腔室的开口处的密封圈，但是又不能施加太大的力压紧密封圈，否则容易压坏工艺腔室。因此在工艺门设计时需要设计缓冲机构，防止工艺门对工艺腔室施加的力过大，同时又能起到密封的作用。但是一般的缓冲结构可能导致工艺门的各部分受力不均匀，影响工艺门的水平性，导致工艺门受压紧力不均匀，从而导致整个工艺门密封性差或者部分压紧力过大导致工艺腔室受到破坏。

技术实现要素：

本申请针对现有方式的缺点，提出一种缓冲机构、立式炉及其工艺门，用以解决现有技术存在工艺门的受压紧力不均匀以及工艺门密封较差等技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种缓冲机构，设置于立式炉工艺门的支撑臂与密封盘之间，用于缓冲所述支撑臂向所述密封盘施加的压紧力，所述支撑臂用于通过压紧所述密封盘以封闭所述立式炉；所述缓冲机构位于所述支撑臂的上方，以及所述缓冲机构位于所述密封盘的下方；所述缓冲机构包括安装板及缓冲器；所述安装板设置于所述支撑臂上；多个所述缓冲器均匀分布于所述安装板上；所述缓冲器包括导杆、导向组件及弹性组件；所述导杆的顶端与所述密封盘连接，所述导杆的底端通过所述导向组件穿设于所述安装板上，并且所述导杆能相对于所述安装板沿竖直方向滑动；所述导向组件设置于所述安装板上，用于引导所述导杆沿竖直方向滑动；所述弹性组件套设于所述导杆的外侧，并且位于所述安装板及所述密封盘之间，所述弹性组件用于缓冲所述支撑臂向所述密封盘施加的压紧力。

于本申请的一实施例中，所述导向组件包括直线轴承，所述直线轴承穿设于所述安装板上，所述导杆的底端穿设于所述直线轴承内。

于本申请的一实施例中，所述导向组件还包括垫圈及紧固件；所述垫圈套设于所述导杆的底端，所述紧固件包括连接部和操作部，所述连接部穿过所述垫圈后与所述导杆的底端连接，所述操作部将所述垫圈固定于所述导杆的底端；所述垫圈及所述紧固件配合用于对所述导杆进行止挡。

于本申请的一实施例中，所述垫圈内设置有台阶部，所述台阶部与所述导杆的底端配合，且所述台阶部的底面与所述导杆底端的端面平齐设置。

于本申请的一实施例中，所述弹性组件包括内外嵌套的内弹性件及外弹性件，所述内弹性件的高度大于所述外弹性件的高度，且所述内弹性件的刚性小于所述外弹性件的刚性。

于本申请的一实施例中，所述弹性组件还包括有用于分隔所述内弹性件及外弹性件的内罩体，所述内罩体为双层结构且套设于所述内弹性件及外弹性件的外侧；所述内罩体的底端设置于所述安装板上。

于本申请的一实施例中，所述缓冲机构还包括支撑块及外罩体，所述导杆的顶端通过所述支撑块与所述密封盘连接，所述外罩体设置所述支撑块外周且向安装板所在方向延伸设置，所述外罩体套设于所述内罩体顶端外侧。

于本申请的一实施例中，所述安装板为三角形结构，多个所述缓冲器绕所述安装板的轴心均匀分布。

第二个方面，本申请实施例提供了立式炉工艺门，用于选择性密封立式炉工艺腔室的开口，包括支撑臂、密封盘以及如第一个方面提供的缓冲机构；所述安装板通过多个调节螺栓设置于所述支撑臂上，所述调节螺栓用于调节所述安装板的水平状态，所述密封盘与所述导杆的顶端连接；所述支撑臂用于带动所述密封盘密封工艺腔室的开口。

第三个方面，本申请实施例提供了一种立式炉，包括有工艺腔室以及如第二个方面提供的立式炉工艺门。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：

本申请实施例通过安装板与密封盘同心设置，并且将多个缓冲器均匀分布于在安装板，从而使得支撑臂向密封盘施加的压紧力更加均匀。由于导杆通过导向组件设置于安装板上，使得导杆沿竖直方向运动，能够保证密封盘受力时不发生偏斜，从而使得密封盘对工艺腔室的密封效果较佳；而且能避免密封盘受到的压紧力过大而造成工艺腔室的损坏，从而提高工艺门及工艺腔室的安全性。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种立式炉工艺门的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种缓冲机构的局部剖视示意图；

图3为本申请实施例提供的一种缓冲机构省略部分组件的局部剖视示意图；

图4为本申请实施例提供的一种缓冲机构的俯视示意图；

图5为本申请实施例提供的一种立式炉的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请实施例提供了一种缓冲机构100，设置于立式炉工艺门200的支撑臂201与密封盘202之间，用于缓冲支撑臂201向密封盘202施加的压紧力，支撑壁201用于通过压紧密封盘202以封闭立式炉。该缓冲机构100的结构示意图如图1及图2所示，缓冲机构100包括安装板1及缓冲器2；安装板1设置于支撑臂201上；多个缓冲器2均匀分布于安装板1上，缓冲器2包括导杆21、导向组件22及弹性组件23；导杆21的顶端与密封盘202连接，导杆21的底端通过导向组件22的穿设于安装板1上，并且导杆21能相对于安装板1沿竖直方向滑动；导向组件22设置于安装板1上，用于引导导杆21沿竖直方向滑动；弹性组件23套设于导杆21的外侧，并且位于安装板1及密封盘202之间，弹性组件23用于缓冲支撑臂201向密封盘202施加的压紧力。

如图1、图2及图5所示，支撑臂201横向设置于工艺腔室300的底部，其主要起到支撑缓冲机构100及密封盘202的作用，支撑臂201可以在升降装置的带动下将密封盘202与工艺腔室300的开口密封，当支撑臂201向密封盘202施加压紧力时，缓冲机构100能缓冲支撑臂201向密封盘202施加的压紧力。缓冲机构100包括安装板1及缓冲器2，安装板1可以为采用金属材质制成的板状结构，其横向设置于支撑臂201与密封盘202之间，并且安装板1与密封盘202同心设置。多个缓冲器2均匀的分布于安装板1上，多个缓冲器2与安装板1配合位于支撑臂201及密封盘202之间，使得密封盘202受力更加均匀。缓冲器2包括导杆21、导向组件22及弹性组件23，导杆21的顶端与密封盘202连接，导杆21的底端通过导向组件22设置于安装板1上，并且在导向组件22的导向作用下，导杆21能相对于安装板1沿竖直方向滑动；导向组件22设置于安装板1上，用于引导导杆21沿竖直方向滑动；弹性组件23套设于导杆21的外侧，并且整体位于密封盘202及安装板1之间，当密封盘202与工艺腔室300的开口密封时，弹性组件23能缓冲支撑臂201向密封盘202施加的压紧力。

本申请实施例通过安装板与密封盘同心设置，并且将多个缓冲器均匀分布于在安装板，从而使得支撑臂向密封盘施加的压紧力更加均匀。由于导杆通过导向组件设置于安装板上，使得导杆沿竖直方向运动，能够保证密封盘受力时不发生偏斜，从而使得密封盘对工艺腔室的密封效果较佳；而且能避免密封盘受到的压紧力过大而造成工艺腔室的损坏，从而提高工艺门及工艺腔室的安全性。

于本申请的一实施例中，导向组件22包括直线轴承221，直线轴承221穿设于安装板1上，导杆21的底端穿设于直线轴承221内。

如图1至图3所示，直线轴承221穿设于安装板1上，直线轴承221的轴线可以与安装板1垂直设置，而安装板1则可以沿水平方向设置。直线轴承221与安装板1固定连接，其连接方式可以采用焊接或者螺接等方式。导杆21可以为采用金属材质制成的圆柱形杆状结构，导杆21的底端滑动的穿设于直线轴承221内，当密封盘202与工艺腔室300的开口接触时，导杆21在直线轴承221导向作用下沿垂直方向上运动。通过直线轴承221对导杆21的运动方向进行导向，导杆21的运动方向在不会发生倾斜，避免密封盘202发生晃动造成受力不均匀及密封效果较差的问题产生，从而可以大幅提高密封盘202的密封效率。另外使用直线轴承221不仅可以使得导杆21相对于导向组件22的滑动更省力，而且还降低了本申请的缓冲机构的制造成本及维护成本。

需要说明的是，本申请实施例并不限定导向组件22的具体结构，例如导向组件22可以为套筒结构，导杆21的底端滑动设置于该套筒结构内同样可以实现上述技术效果。本申请实施例对此并不进行限定，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，导向组件22还包括垫圈222及紧固件223，垫圈222套设于导杆21的底端，紧固件223包括连接部和操作，连接部穿过垫圈222后与导杆21的底端连接，操作部将垫圈222固定于导杆21的底端；垫圈222及紧固223件配合用于对导杆进行止挡。可选地，垫圈222内设置有台阶部224，台阶部224与导杆21的底端配合，且台阶部224的底面与导杆21底端的端面平齐设置。

如图2及图3所示，导杆21的底端穿过直线轴承221后与垫圈222及紧固件223固定。垫圈222可以为采用金属材质制成的环状结构，其可以位于直线轴承221底部，并且套设于导杆21的底端，用于对导杆21实现止挡作用。紧固件223可以采用螺栓，紧固件223的连接部(即螺栓的螺纹部)穿过垫圈222后与导杆21的底端连接，紧固件223的操作部(即螺栓的螺帽)将垫圈222固定于导杆21的底端，紧固件223与垫圈222配合以对导杆21进行止挡。采用上述设计，由于设置垫圈及紧固件，能够将导杆21限位于导向组件23内，防止导杆21与导向组件23发生脱落，从而提高本申请的缓冲机构的安全性及稳定性。

可选地，垫圈222内还设置有台阶部224，即台阶部224的内径大于垫圈222其它位置的内径。台阶部224套设于导杆21的底端，台阶部224的底面与导杆21底端的端面平齐，使用紧固件223与导杆21连接紧固。当弹性组件23处于压缩状态时导杆21向外伸出，由于导杆21端面与垫圈222底面贴合，紧固件223可以完全与导杆21锁紧，而不会因为导杆21伸出使紧固件223失去预紧力导致紧固件223松脱。采用上述设计，不仅使得本申请实施的稳定性较佳，而且由于结构简单从而大幅提高了拆装维护的效率。

于本申请的一实施例中，弹性组件23包括内外嵌套的内弹性件231及外弹性件232，内弹性件231的高度大于外弹性件232的高度，且内弹性件231的刚性小于外弹性件232的刚性。

如图1至图3所示，内弹性件231及外弹性件232均可以为卷圈弹簧，内弹性件231位于导杆21及外弹性件232之间，内弹性件231的两端分别顶抵支撑块3及安装板1,内弹性件231的刚性小于外弹性件232的刚性；外弹性件232顶端与支撑块3间隔设置，外弹性件232的底端与安装板1接触。结合参照图4所示，安装板1上设置有三个缓冲器2，三个缓冲器2受到压紧力时，内弹性件231会首先受力压缩，当三个缓冲器2的内弹性件231的压缩量产生不一致时，该压缩量较大的内弹性件231会首先达到外弹性件232开始受压缩的位置，此时外弹性件232的刚性较大很难被压缩，因此该缓冲器2会停止被压缩；而压缩量较小的内弹性件231继续被压缩，直至三个内弹性件231的压缩量全部达到外弹性件232开始受压缩的位置，此时三个内弹性件231的压缩量一致，且三个缓冲器2受力均匀一致。此时三个缓冲器2全部处于外弹性件232刚接触开始受力压缩的位置，通过计算将此时缓冲器2传递给密封盘202的压紧力设计为标准压力，该标准压力为密封盘202与工艺腔室300之间的密封圈受力压紧密封和工艺腔室300不受到损坏的标准大小，采用标准压即可实现工艺门200密封及均匀受力压紧的目的。同时由于此时与密封盘202接触的仍然是弹簧结构，因此密封盘202受到的依然是被缓冲的压紧力，即便发生压紧力突然加大的情况，也会被外弹性件232所吸收，从而实现保护工艺腔室300的目的。

需要说明的是，本申请实施例并不限定内弹性件231及外弹性件232的具体类型，只要其可以满足上述实施例中的要求即可，本申请实施例对此并不进行限定，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，弹性组件23还包括有用于分隔内弹性件231及外弹性件232的内罩体233，内罩体233为双层结构且套设于内弹性件231及外弹性件232的外侧；内罩体233的底端设置于安装板1上。

如图2及图3所示，内罩体233包括有内套筒、外套筒及底板，内套筒套设于内弹性件231的外侧，而外套筒则套设于外弹性件232的外侧，内套筒与外套向之间设置有底板，并且三者可以通过焊接的方式固定连接，内罩体233通过设置两个套筒以将内弹性件231及外弹性件232分隔。具体地，内套筒与直线轴承221及导杆21的外侧形成内弹性件231的活动空间，内套筒与外套筒之间形成外弹性件232的活动空间，使得内弹性件231及外弹性件232在活动时不会互相干扰，从而降低本申请的缓冲机构的故障率，进而提高了安全性。内罩体233的顶端位于导杆21的中部，当密封盘202受到压紧力时避免与支撑块3发生干涉，进而进一步提高本申请安全性。

需要说明的是，本申请实施例并不限定内罩体233的具体结构，内罩体233也可以采用一体成型的方式形成的双层结构。本申请实施例对此并不进行限定，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，缓冲机构100还包括支撑块3及外罩体234，导杆21的顶端通过支撑块3与密封盘202连接，外罩体234设置支撑块3外周且向安装板1所在方向延伸设置，且外罩体234套设于内罩体233顶端外侧。

如图2及图3所示，支撑块3可以为采用金属材质制成的圆形块状结构，其顶部可以设置有凸块以便于与密封盘202连接，而其底部可以采用螺接或者卡接的方式与导杆21的顶端连接。导杆21通过支撑块3与密封盘202连接，并且内弹性件231及外弹性件232的顶端均顶抵于支撑块3的底面上。支撑块3能够增加导杆21与密封盘202接触面积，从而进一步提高密封盘202受力的均匀性。外罩体234可以为采用金属材质制成的圆形套筒结构，外罩体234的顶端与支撑块3的外缘采用焊接或者螺接的方式连接，外罩体234的底端套设于内罩体233的顶端外侧，外罩体234套设于内罩体233的外侧以配合对内弹性件231及外弹性件232形成保护作用，避免内弹性件231及外弹性件232受到高温及工艺气体的污染从而影响性能。

于本申请的一实施例中，如图4所示，安装板1可以为采用金属材质制成的板状结构，其具体形状可以采用三角形结构，采用该结构能够使得金属板节省材料的同时更加稳定。三个缓冲器2绕安装板1的轴心均匀分布，即三个缓冲器2分别位于安装板1的三个角上。采用该设计使得安装板1便于安装与拆卸，三个缓冲器2绕安装板1的轴心呈圆周分布，有效提高了密封盘202受力的均匀性。需要说明的是，本申请实施例并不限定安装板1的具体结构及缓冲器2的数量，例如安装板1采用圆形结构或者矩形结构，而缓冲器2的数量则可以根据安装板1的形状的大小对应设置，本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种立式炉工艺门200，如图1及图5所示，其包括支撑臂201、密封盘202以及上述各实施例提供的缓冲机构100，支撑臂201带动密封盘202密封工艺腔室300的开口，缓冲机构100设置于支撑臂201与密封盘202之间。可选地，安装板1通过多个调节螺栓设置于支撑臂201上，调节螺栓用于调节安装板1的水平状态，密封盘与导杆21的顶端连接。可选地，密封盘202与工艺腔室300的开口之间还设置密封圈203，用于密封工艺腔室300。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种立式炉，如图1及图5所示，其包括有工艺腔室300以及如上述实施例提供的立式炉工艺门200。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

本申请实施例通过安装板与密封盘同心设置，并且将多个缓冲器均匀分布于在安装板，从而使得支撑臂向密封盘施加的压紧力更加均匀。由于导杆通过导向组件设置于安装板上，使得导杆沿竖直方向运动，能够保证密封盘受力时不发生偏斜，从而使得密封盘对工艺腔室的密封效果较佳；而且能避免密封盘受到的压紧力过大而造成工艺腔室的损坏，从而提高工艺门及工艺腔室的安全性。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。