热场装载设备和半导体工艺系统的制作方法

1.本发明涉及半导体工艺设备领域，具体地，涉及一种热场装载设备和一种半导体工艺系统。


背景技术：

2.物理气相传输法(physical vapor transport，pvt)是制备碳化硅(sic)晶体的主流方法之一。pvt法生长碳化硅单晶，通常将碳化硅晶体作为籽晶放置在石墨热场顶部，将硅(si)和碳(c)粉末作为料源放置在石墨材质的热场底部，通过感应线圈对热场进行加热，使热场内部温度达到2300℃左右，并且沿竖直方向对温度进行梯度控制，同时通入氩气来控制热场生长室中的气压。在晶体生长过程中，碳化硅籽晶粘贴在热场生长室上部，温度较低，而料源位于热场生长室下部，温度较高，二者之间存在温度梯度，料源升华并在冷端的籽晶上结晶形成碳化硅单晶，从而实现长晶工艺。
3.在长晶炉结构中，热场通常置于石英管内进行长晶工艺，在进行长晶工艺前，需要提前将热场从热场准备区域运输至对应长晶炉设备前，并将热场及其底座、支撑件等装载于石英管内，使之与石英管同心，在长晶工艺结束后，需要再将热场卸炉取出后运输至热场准备区域。
4.如图1所示，在现有技术方案中，热场在热场准备区与长晶炉之间的传输搬运工作通常由人力完成，例如通过人力小推车运输热场20，在热场20到达待作业的半导体工艺设备10(如，长晶炉)对应工位后，操作人员进入炉内，并手动进行热场20抬升和热场20位置调整作业，以使热场20与半导体工艺设备10中的石英管同心。待热场20位置调整完成后，由半导体工艺设备10的下盖升降模块11托举热场20上升，完成装载作业，在完成半导体工艺后，同样由操作人员进行热场卸载操作并将热场20搬离半导体工艺设备10。
5.现有技术中热场在其准备区工位与半导体工艺设备工位之间的搬运工作由人力完成，劳动效率低、人力成本高。在热场的装载过程中，需要由人工抬起热场并将其放置在下盖升降模块11上，作业空间狭小、劳动强度大，并且热场在下盖升降模块11上的精确位置必须由人工调整完成，作业效率低。


技术实现要素：

6.本发明旨在提供一种热场装载设备和一种半导体工艺系统，该热场装载设备能够实现热场取放、运输过程的自动化，节约人力成本并提升作业效率。
7.为实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种热场装载设备，所述热场用于装载半导体工艺设备中的热场，所述热场装载设备包括工位转移底座和设置在所述工位转移底座上的热场传输装置，所述热场传输装置用于固定热场，并驱动所述热场相对于所述工位转移底座进行升降运动以及沿水平方向运动，所述工位转移底座用于带动所述热场传输装置往返于半导体工艺系统的多个工位之间。
8.可选地，所述工位转移底座包括多个测距传感器，每个所述半导体工艺设备对应
的工位均具有多个测距结构，多个所述测距传感器用于在所述工位转移底座带动所述热场传输装置进入所述半导体工艺设备对应的工位后，一一对应地对当前工位的多个测距结构进行测距，所述热场传输装置用于根据多个所述测距传感器的测距结果，调节所述热场的水平位置，以使所述热场移动至当前工位的预定位置。
9.可选地，所述工位转移底座包括至少一个第一测距传感器和至少一个第二测距传感器，所述第一测距传感器用于沿第一水平方向对对应位置的所述测距结构进行测距，所述第二测距传感器用于沿第二水平方向对对应位置的所述测距结构进行测距；
10.所述热场传输装置用于根据所述第一测距传感器的测距结果调节所述热场沿所述第一水平方向的位置，并根据所述第二测距传感器的测距结果调节所述热场沿所述第二水平方向的位置，所述第一水平方向与所述第二水平方向相交。
11.可选地，所述热场传输装置包括升降组件、第一开合组件、一对伸缩组件以及一对作业工装，其中，所述升降组件设置在所述工位转移底座上，且与所述第一开合组件连接，用于驱动所述第一开合组件沿竖直方向运动；所述第一开合组件通过一对所述伸缩组件分别与对应的所述作业工装连接，用于驱动两个所述伸缩组件分别带动对应的作业工装沿所述第一水平方向运动；所述伸缩组件沿所述第二水平方向的两端分别与所述第一开合组件以及对应的所述作业工装连接，且所述伸缩组件沿所述第二水平方向的长度可调；所述一对作业工装能够在相互靠近时拾取位于该对作业工装之间的所述热场，以及在相互远离时放开所述热场。
12.可选地，所述升降组件包括升降机构和竖直设置在所述工位转移底座上的至少一根升降导轨，每根所述升降导轨上设置有至少一个升降滑块，所述第一开合组件通过所述升降滑块与所述升降导轨活动连接，所述升降机构用于驱动所述第一开合组件沿所述升降导轨运动。
13.可选地，所述升降机构包括竖直设置在所述工位转移底座上的升降滚珠丝杠、设置在所述升降滚珠丝杠上的第一升降丝杠螺母以及设置在所述升降滚珠丝杠一端的升降驱动部，所述升降组件包括一对所述升降导轨，所述升降滚珠丝杠位于两根所述升降导轨之间；所述第一升降丝杠螺母与所述第一开合组件固定连接，所述升降驱动部用于驱动所述升降滚珠丝杠转动，以使所述第一升降丝杠螺母带动所述第一开合组件升降运动。
14.可选地，所述升降滚珠丝杠一端的一端设置有抱闸机构，所述抱闸机构用于在接收到抱闸控制信号时锁紧所述升降滚珠丝杠。
15.可选地，所述热场传输装置还包括第二开合组件和一对防倒扶手，所述第二开合组件设置在所述升降组件上，所述第二开合组件用于驱动两个所述防倒扶手相互靠近，直至与所述热场的两侧接触，或者驱动两个所述防倒扶手相互远离，以放开所述热场；所述升降组件还用于驱动所述第二开合组件沿竖直方向运动。
16.可选地，所述工位转移底座的底部设置有一对驱动舵轮和分布在所述舵轮四周的多个万向脚轮，所述工位转移底座通过调节两个所述驱动舵轮的方向和转速控制自身行进方向和行进速度，多个所述万向脚轮用于在所述工位转移底座的行进过程中支撑所述工位转移底座。
17.作为本发明的第二个方面，提供一种半导体工艺系统，包括多个半导体工艺设备、多个热场装载设备和热场处理区域，所述热场装载设备能够在所述热场处理区域与多个所
述半导体工艺设备之间运输热场，且所述热场装载设备为前面所述的热场装载设备。
18.在本发明提供的热场装载设备和半导体工艺系统中，热场装载设备包括工位转移底座和其上设置的热场传输装置，工位转移底座能够带动热场传输装置在不同工位之间往返，热场传输装置能够固定热场，并在竖直和水平方向运动，从而可以实现在上料区、下料区和长晶炉工位进行热场的装卸以及对热场的水平位置进行校正，进而实现了热场取放、运输过程的自动化，极大地节约了人力成本、提升了作业效率。
附图说明
19.附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
20.图1是现有技术中装卸热场的原理示意图；
21.图2是本发明实施例提供的热场装载设备的结构示意图；
22.图3是本发明实施例提供的半导体工艺系统的结构示意图；
23.图4是本发明实施例提供的热场装载设备的俯视示意图；
24.图5是本发明实施例提供的热场装载设备中工位转移底座的结构示意图；
25.图6是本发明实施例提供的热场装载设备中升降组件的结构示意图；
26.图7是本发明实施例提供的热场装载设备中升降组件的结构示意图；
27.图8是本发明实施例提供的热场装载设备中第一开合组件的结构示意图；
28.图9是图8中第一开合组件的俯视示意图；
29.图10是本发明实施例提供的热场装载设备的部分结构示意图；
30.图11是本发明实施例提供的热场装载设备的部分结构示意图；
31.图12是本发明实施例提供的热场装载设备拾取热场的原理示意图；
32.图13是本发明另一实施例提供的热场装载设备的结构示意图；
33.图14是本发明实施例提供的热场装载设备的一种状态的示意图；
34.图15是本发明实施例提供的热场装载设备的另一种状态的示意图。
35.附图标记说明：
36.100：工位转移底座
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110：测距传感器
37.111：第一测距传感器
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112：第二测距传感器
38.120：底盘框架
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130：驱动舵轮
39.140：万向脚轮
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210：升降组件
40.211：升降导轨
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2111：升降滑块
41.212：升降滚珠丝杠
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213：第一升降丝杠螺母
42.214：升降驱动部
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2141：齿轮箱
43.2142：伺服电机
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2143：减速器
44.2144：联轴器
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215：抱闸机构
45.216：立柱
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217：横板
46.218：横梁
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220：第一开合组件
47.221：固定座
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222：连接部
48.223：连接板
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230：伸缩组件
49.240：作业工装
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250：第二开合组件
50.260：防倒扶手
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10：半导体工艺设备
51.11：下盖升降模块
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20：热场
52.21：热场本体
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22：下盖
53.23：热场硬底座
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24：石英支撑件
具体实施方式
54.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
55.为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供一种热场装载设备，用于装卸载半导体工艺设备10中的热场20，热场20用于在半导体工艺设备10(如，长晶炉)的内部进行半导体工艺，如图2、图4所示，该热场装载设备包括工位转移底座100和设置在工位转移底座100上的热场传输装置(包括升降组件210、第一开合组件220、伸缩组件230、作业工装240等结构)，热场传输装置用于固定热场20，并驱动热场20相对于工位转移底座100进行升降运动以及沿水平方向运动，工位转移底座100用于带动热场传输装置往返于半导体工艺系统的多个工位之间。
56.在本发明中，热场装载设备包括工位转移底座100和其上设置的热场传输装置，从而可以实现在半导体工艺系统的多个工位之间自动运输、装卸热场20。
57.具体地，如图3所示，半导体工艺系统可以包括由多个长晶炉(半导体工艺设备10)密集放置组成的长晶炉阵列区域、以及用于接收半导体工艺后的热场20并提供半导体工艺前的热场20的热场准备区c，热场准备区c能够对热场下料区b接收的工艺后热场20进行处理(如，清洗热场内部的副产物等)，并将已经准备好可供再次使用的工艺前热场传输至热场上料区a。
58.在现有技术中，热场的上料、下料操作均由人工完成，即，由操作人员使用小推车取下热场上料区a对应工位上的热场20，并将热场20运输至待进行长晶工艺(半导体工艺)的长晶炉对应的工位，在对应工位将热场20由小推车上卸下并放置在长晶炉工位处的下盖升降模块11上，再对热场20的水平位置进行校准，下盖升降模块11抬升热场20至长晶炉炉腔中进行长晶工艺，工艺结束后，再由操作人员将出炉的热场20卸下，通过小推车运输至下料区b的相应工位，将热场20放置在下料区b。
59.而在本发明中，热场装载设备包括工位转移底座100和其上设置的热场传输装置，工位转移底座100能够带动热场传输装置在不同工位之间往返，热场传输装置能够固定热场20，并在竖直和水平方向运动，从而可以实现在上料区a、下料区b和长晶炉工位进行热场20的装卸以及对热场20的水平位置进行校正，进而实现了热场20取放、运输过程的自动化，极大地节约了人力成本、提升了作业效率。
60.作为本发明的一种可选实施方式，工位转移底座100可以为采用激光导航的自动导引车(automatic guided vehicle，agv)，如图2所示，热场传输装置上设置有多个安全避障传感器150，用于在小车行进中实时检测路线中的人员及障碍物，并上报至工位转移底座100的控制器，以便及时避障。热场传输装置的顶部还设置有激光导航雷达160，用于侦测周边环境以进行导航。此外，为便于操作人员对热场装载设备进行手动操作，优选地，如图4所
示，工位转移底座100上还可以设置有操作触摸屏、操作按钮及指示灯、急停开关等结构。
61.在本发明实施例中，工位转移底座100为采用激光雷达导航的自动导引车，其定位精度可达
±
10mm，并且，自动导引车具有行驶路径高度柔性化灵活可变的优点，半导体工艺系统的地面无需针对热场装载设备进行额外施工(如，铺设导轨等)，提高了热场装载设备的适应性，降低了半导体工艺系统的物料成本。
62.为将热场20的水平位置精度控制在
±
3mm内，以保证热场20能够顺利装入长晶炉的石英管内，作为本发明的一种优选实施方式，如图2、图11所示，工位转移底座100包括多个测距传感器110，每个半导体工艺设备对应的工位均具有多个测距结构(如，半导体工艺设备上的测距校准基准面、或者在半导体工艺设备上安装的激光反射镜、挡板等结构)，多个测距传感器110用于在工位转移底座100带动热场传输装置进入半导体工艺设备对应的工位后，一一对应地对当前工位的多个测距结构进行测距，热场传输装置用于根据多个测距传感器110的测距结果，调节热场20的水平位置，以使热场20移动至当前工位的预定位置。
63.在本发明实施例中，工位转移底座100包括多个测距传感器110，多个测距传感器110能够对对应工位上的多个测距结构进行测距，从而精确地确定热场20相对于当前工位在水平面上的投影位置，进而可以通过热场传输装置对热场20的水平位置进行相应进给量的精确调节，保证了热场20与半导体工艺设备10之间的对位精确性，进而保证了半导体工艺的安全性。
64.作为本发明的一种可选实施方式，如图11所示，工位转移底座100包括至少一个第一测距传感器111和至少一个第二测距传感器112，第一测距传感器111用于沿第一水平方向(即图11中的x方向)对对应位置的测距结构进行测距，第二测距传感器112用于沿第二水平方向(即图11中的y方向)对对应位置的测距结构进行测距。
65.热场传输装置用于根据第一测距传感器111的测距结果调节热场20沿第一水平方向(x方向)的位置，并根据第二测距传感器112的测距结果调节热场20沿第二水平方向(y方向)的位置，第一水平方向与第二水平方向相交(优选为正交)。
66.在本发明实施例中，工位转移底座100包括至少一个沿x方向测距的第一测距传感器111和至少一个沿y方向测距的第二测距传感器112，从而可以分别测出热场装载设备进入工位后与当前工位之间沿x、y两个水平方向的相对位置偏差(即，将第一测距传感器111和第二测距传感器112的测距结果与标准测距结果进行比较得出差值)，进而热场传输装置可以根据测距结果对热场20沿x、y两个水平方向的位置进行调节，使热场20与长晶炉的石英管对正。
67.为进一步保证热场20水平位置的精确性，作为本发明的一种优选实施方式，工位转移底座100包括一对沿x方向测距的第一测距传感器111和一对沿y方向测距的第二测距传感器112，一对沿x方向测距的第一测距传感器111分别用于对工位上沿x方向相对设置的两测距结构进行测距，一对沿y方向测距的第二测距传感器112分别用于对工位上沿y方向相对设置的两测距结构进行测距，从而热场装载设备不仅能够识别自身沿x、y两方向的位置偏差，还能够通过两第一测距传感器111的测距结果之和以及两第二测距传感器112的测距结果之和，得到自身进入对应工位时的角度偏差。
68.具体地，当热场装载设备正对相应工位并直线驶入该工位时，第一测距传感器111
与第二测距传感器112分别朝向x、y两方向，一对第一测距传感器111分别垂直向两测距结构测距，同样地一对第二测距传感器112也分别垂直向两测距结构进行测距，此时两第一测距传感器111的测距结果之和以及两第二测距传感器112的测距结果之和均为各自的最小值；而当热场装载设备与工位之间出现角度偏差θ时，第一测距传感器111与第二测距传感器112均斜向对相应的测距结构进行测距，此时两第一测距传感器111的测距结果之和以及两第二测距传感器112的测距结果之和均大于垂直测距时各自对应的最小值，因而两测距结果之和可表征热场装载设备的角度偏差θ大小，进而可热场传输装置可根据角度偏差θ对热场20的水平位置进行更加精确的调节，进一步保证热场20与石英管之间的对位精度。
69.作为本发明的一种可选实施方式，如图2、图4至图11所示，热场传输装置包括升降组件210、第一开合组件220、一对伸缩组件230以及一对作业工装240，其中，升降组件210设置在工位转移底座100上，且与第一开合组件220连接，用于驱动第一开合组件220沿竖直方向运动；第一开合组件220通过一对伸缩组件230分别与对应的作业工装240连接，用于驱动两个伸缩组件230分别带动对应的作业工装240沿第一水平方向运动；伸缩组件230沿第二水平方向的两端分别与第一开合组件220以及对应的作业工装240连接，且伸缩组件230沿第二水平方向的长度可调；一对作业工装240能够在相互靠近时拾取位于该对作业工装240之间的热场20，以及在相互远离时放开热场20。
70.在本发明实施例中，第一开合组件220能够驱动两个伸缩组件230分别带动对应的作业工装240沿x方向水平运动，从而能够控制两个作业工装240相互靠近并拾取位于二者之间的热场20、或者控制两个作业工装240相互远离以放开热场20，还能够在两个作业工装240固定热场20时控制两个作业工装240同时沿x方向水平运动，以调整热场20沿x方向的位置。两个伸缩组件230可通过同步伸长或缩短调节两作业工装240相对于第一开合组件220沿y方向的位置，进而调整热场20沿y方向的位置。
71.为提高升降组件210控制伸缩组件230及作业工装240带动热场20升降的平稳性，以保证热场20高度的精确性，作为本发明的一种优选实施方式，升降组件210包括导轨、滑块组件。具体地，如图6、图7所示，升降组件210包括升降机构和竖直设置在工位转移底座100上的至少一根升降导轨211，每根升降导轨211上设置有至少一个升降滑块2111，第一开合组件220通过对应的升降滑块2111与升降导轨211活动连接，升降机构用于驱动第一开合组件220沿升降导轨211运动。
72.本发明实施例对升降机构的结构不作具体限定，只要该升降机构能够平稳、精确地控制第一开合组件220的高度及升降速率即可，例如，升降机构可以包括沿竖直方向进给的气缸或直线电机等结构。
73.为进一步提高热场20升降的平稳性和位置精确性，作为本发明的一种优选实施方式，如图6、图7所示，升降机构包括竖直设置在工位转移底座100上的升降滚珠丝杠212、设置在升降滚珠丝杠212上的第一升降丝杠螺母213以及设置在升降滚珠丝杠212一端的升降驱动部214，升降组件210包括一对升降导轨211，升降滚珠丝杠212位于两根升降导轨211之间；第一升降丝杠螺母213与第一开合组件220固定连接，升降驱动部214用于驱动升降滚珠丝杠212转动，以使第一升降丝杠螺母213带动第一开合组件220升降运动。
74.在本发明实施例中，第一开合组件220的两侧分别通过至少一个升降滑块2111(例如，如图10所示，第一开合组件220的每一侧与两个竖直间隔的升降滑块2111固定连接)与
一根升降导轨211滑动接触。升降机构包括升降滚珠丝杠212与第一升降丝杠螺母213组成的滚珠丝杠传动结构，其中第一升降丝杠螺母213与第一开合组件220固定连接，从而在升降滚珠丝杠212转动时，两根升降导轨211与第一开合组件220能够平衡第一升降丝杠螺母213受到的负载翻转力矩，保持第一升降丝杠螺母213的角度不变，进而使第一升降丝杠螺母213随着升降滚珠丝杠212的转动带动第一开合组件220上升或下降。
75.在本发明实施例中，第一开合组件220在升降滚珠丝杠212与第一升降丝杠螺母213组成的滚珠丝杠传动结构的驱动下升降，滚珠丝杠副的运动效率高、发热小，能够保证微小进给量的精确性，进而提高热场20升降的平稳性和位置精确性。
76.为提高热场装载设备的安全性，作为本发明的一种优选实施方式，如图6、图7所示，升降滚珠丝杠212一端的一端设置有抱闸机构215，抱闸机构215用于在接收到控制器的抱闸控制信号时锁紧升降滚珠丝杠212，从而实现对第一开合组件220、伸缩组件230、作业工装240和热场20高度的锁定，避免在升降滚珠丝杠212上未施加控制力时，第一开合组件220在重力作用下自动下坠并带动升降滚珠丝杠212旋转，导致热场20跌落等事故，提高了热场装载设备的安全性。
77.作为本发明的一种可选实施方式，如图6、图7所示，升降驱动部214包括伺服电机2142、减速器2143、联轴器2144和齿轮箱2141，伺服电机2142的输出轴与减速器2143的输入端连接，减速器2143将伺服电机2142输出轴的高转速转换为输出端的低转速。齿轮箱2141中设置有一对相互啮合的锥齿轮，其中一者水平设置、另一者竖直设置，减速器2143的输出端通过联轴器2144与齿轮箱2141中水平设置的锥齿轮同轴连接，升降滚珠丝杠212与齿轮箱2141中竖直设置的锥齿轮同轴连接，从而将减速器2143输出端的转矩传递至升降滚珠丝杠212上。
78.为提高热场装载设备在车间中运动的灵活性，作为本发明的一种优选实施方式，如图2、图5所示，工位转移底座100的底部设置有一对驱动舵轮130和分布在舵轮四周的多个万向脚轮140，工位转移底座100通过调节两个驱动舵轮130的方向和转速控制自身行进方向和行进速度，多个万向脚轮140用于在工位转移底座100的行进过程中支撑工位转移底座100。
79.在本发明实施例中，工位转移底座100的底部设置有一对驱动舵轮130，两个驱动舵轮130能够分别独立改变转向和转速，从而在热场装载设备需转向时，可将两个驱动舵轮130调整为朝向相互平行且方向相反，使两个驱动舵轮130向相反方向行进，从而实现热场装载设备原地转向，提高了热场装载设备在车间中运动的灵活性，进而进一步提高了半导体工艺效率。
80.作为本发明的一种可选实施方式，如图2、图5所示，工位转移底座100包括底盘框架120和固定设置在底盘框架120中的底板(图5中为便于展示驱动舵轮130隐藏了底板)，两个驱动舵轮130设置在底板的底面上，多个万向脚轮140与底盘框架120和底板的底部固定连接，工位转移底座100的控制系统以及热场传输装置均设置在底盘框架120和底板的上方。可选地，如图2、图5所示，底盘框架120的外轮廓为(近似)矩形，工位转移底座100包括分布在底盘框架120四角的4个万向脚轮140。
81.作为本发明的一种可选实施方式，如图2、图6、图7所示，升降驱动部214设置在底板上，与升降滚珠丝杠212的底端连接，抱闸机构215设置在升降滚珠丝杠212的上端。
82.为提高升降导轨211的稳定性，作为本发明的一种优选实施方式，如图2、图6、图7所示，升降组件210还包括横板217、多根横梁218和两根竖直设置在底盘框架120上的立柱216，两根升降导轨211分别设置在一根立柱216上，两根立柱216的顶端均与横板217连接，升降滚珠丝杠212的顶端活动设置在横板217上，抱闸机构215也对应设置在横板217上。每根横梁218的两端均分别与一根立柱216固定连接，从而保持两根立柱216之间的相对位置，防止升降组件210整体结构倾倒。
83.作为本发明的一种可选实施方式，如图8、图9所示，第一开合组件220包括固定座221和活动设置在固定座221上的一对连接部222，固定座221中设置有相应的驱动机构，该驱动机构能够驱动两个连接部222分别沿x方向运动，从而实现拾取、放下热场20或者调节已拾起的热场20的水平位置。第一开合组件220背离伸缩组件230一侧的表面上固定设置有多个(例如，可以是两个)水平设置且彼此间隔的连接板223，多个连接板223上均形成有螺母安装孔，且多个螺母安装孔同轴，第一升降丝杠螺母213依次穿过多个螺母安装孔并与多个连接板223固定连接。
84.作为本发明的一种可选实施方式，如图10所示，作业工装240具有向上的支撑面和设置在支撑面上的圆弧形挡边，两个作业工装240的圆弧形挡边相对，从而在两个作业工装240相互靠拢至热场20的相应部位位于支撑面上时，两个圆弧形挡边分别由两侧贴合热场20相应部位的侧边，在两个作业工装240的支撑面抬起热场20时，两个圆弧形挡边可以对热场20的水平位置进行限位，以避免热场20脱出。
85.需要说明的是，热场20不仅包括热场本体21(坩埚)，也可以包括与热场20相互固定的其他部件。优选地，热场装载设备包括至少一对备用作业工装240，用于适应热场20中的不同部件。
86.例如，如图12所示，热场20还可以包括固定在热场本体21底部的热场硬底座23、以及固定在热场硬底座23底部的石英支撑件24。在此情况下，作业工装240的支撑面和圆弧形挡边形状可以与热场硬底座23形状对应，以便对热场硬底座23的底部进行托举。
87.如图14、图15所示，在本发明的其他实施例中，热场20还可以包括下盖22等结构，此时可更换伸缩组件230上安装的作业工装240型号，选用与下盖22等结构形状对应的作业工装240完成拾取动作。
88.在热场20还包括下盖22的情况下，热场装载设备还用于在热场20与半导体工艺设备10对位完成后，抬升热场20，直至热场20升入半导体工艺设备10(的石英管)中，且下盖22封闭半导体工艺设备10上的对应(石英管)开口；还用于在半导体工艺结束后通过相反流程卸下热场。即，代替现有技术中的下盖升降模块11进行热场的装卸操作。
89.为进一步提高热场20的稳定性，作为本发明的一种优选实施方式，如图13至图15所示，热场传输装置还包括第二开合组件250和一对防倒扶手260，第二开合组件250设置在升降组件210上，第二开合组件250用于驱动两个防倒扶手260相互靠近，直至与热场20的两侧接触，或者驱动两个防倒扶手260相互远离，以放开热场20；升降组件210还用于驱动第二开合组件250沿竖直方向运动。
90.当升降组件210采用滚珠丝杠传动结构驱动第一开合组件220上升时，第二开合组件250可通过另一与第一升降丝杠螺母213型号相同的滚珠丝杠螺母与升降滚珠丝杠212连接，从而实现第一开合组件220与第二开合组件250同步上升或下降，在第一开合组件220上
的作业工装240由热场20的底部托举热场20时，第二开合组件250上的防倒扶手260可贴合在热场20的侧面，以防止热场20倾倒，提高了热场20的位置稳定性和热场装载设备的使用安全性。
91.作为本发明的第二个方面，提供一种半导体工艺系统，如图3所示，该半导体工艺系统包括多个半导体工艺设备10(长晶炉)、多个热场装载设备(即图3中在各区域之间活动的独立车体结构)和热场处理区域(包括热场上料区a、热场下料区b和热场准备区c)，热场装载设备能够在热场处理区域与多个半导体工艺设备之间运输热场，且热场装载设备为本发明实施例提供的热场装载设备。
92.在本发明中，热场装载设备包括工位转移底座100和其上设置的热场传输装置，工位转移底座100能够带动热场传输装置在不同工位之间往返，热场传输装置能够固定热场20，并在竖直和水平方向运动，从而可以实现在上料区a、下料区b和长晶炉工位进行热场20的装卸以及对热场20的水平位置进行校正，进而实现了热场20取放、运输过程的自动化，极大地节约了人力成本、提升了作业效率。
93.作为本发明的一种可选实施方式，如图3所示，该半导体工艺系统还可以包括热场装载设备存放区d，用于在生产任务较少时存放多余的热场装载设备；充电站e，用于供电量不足的热场装载设备充电；合成料区f，用于准备半导体工艺所需的原料。
94.需要说明的是，在热场装载设备投入使用前，首先需在热场装载设备需经过的每个工位进行位置校准标定工作，热场装载设备的控制系统会记录下每个作业工位的位置，此后可沿着规划行驶路线行进到各位置。小车的行进路线、工位位置需要进行前期的示教(teaching)过程，即完成agv系统的示教工作。
95.以半导体工艺设备10的装载工位为例，对于每个半导体工艺设备10的装载工位，由于热场20的装载需精确对位(精度需控制在
±
3mm内)，热场装载设备车体进入装载工位后，需要根据每个设备下盖模组的准确位置，精确调整好热场装载设备的位置。同时保证热场20在第一开合组件220上处于完全正中心的原点位置，热场20在伸缩组件230上处于伸缩行程的中点位置，且热场20刚好与下盖升降模块11及石英管同轴心。
96.此时系统记录下两组测距传感器110的x、y方向距离数据，此数据即为此长晶炉工位的系统作业标定位置，当小车再次行进到此工位时，测距传感器110会再次测定x、y方向数据，与此工位的标定位置进行比对，比对数据即为小车后续精定位做位置补偿的依据。
97.为便于技术人员理解，以下提供热场装载设备由上料区a的上料工位拾取热场20并运输至半导体工艺设备10的过程说明：
98.热场本体21及其热场硬底座23事先由人工或相应自动化机构完成在上料工位的放置和定位。热场装载设备在作业工装240打开的状态下移动至对应工位的热场硬底座23正下方(作业工装240的支撑面略低于热场硬底座23的底面，作业工装240的圆弧形挡边高于热场底座底面)，第一开合组件220驱动两伸缩组件230带动两作业工装240缓慢闭合至热场中心整形原点位，完成热场的中心对位整形动作，如图12所示。
99.此时热场20位于热场装载设备的热场初始标定位置，即，热场20在第一开合组件220上处于完全正中心的原点位置，且热场20在伸缩组件230上处于伸缩行程的中点位置，消除了热场相对于热场装载设备的定位误差。随后升降组件210驱动伸缩组件230及作业工装240带动热场20上升，托举抬升热场20，使之脱离上料工位。
100.在热场20离开上料工位后，升降组件210驱动伸缩组件230及作业工装240带动热场20下降，使热场20降低至低重心位置，以提高热场20在运输过程中的位置稳定性(如图14至图15所示)。
101.热场装载设备运动至对应半导体工艺设备10的工位入口前，升降组件210再次升起热场20至工作高度，热场装载设备在激光导航下进入半导体工艺设备10的装载工位，并行驶至该装载工位对应的粗定位位置。随后热场传输装置根据测距传感器110测得的x、y位置数据，对第一开合组件220(第二开合组件250)和伸缩组件230的进给量进行调整，以使热场20与半导体工艺设备10的石英管对中。
102.在本发明的一些实施例中，热场20还包括下盖22，在此情况下，热场传输装置还用于在热场20与石英管对中后，控制升降组件210抬升热场20，使热场本体21升入半导体工艺设备10的石英管中，且下盖22封闭石英管的开口(即，完成热场20的装载操作)。
103.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。