CN111521020B - 一种低压扩散炉 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低压扩散炉，包括基座、炉门、炉门驱动组件、控制单元，所述控制单元用于控制所述炉门驱动组件驱动所述炉门开启或关闭。该低压扩散炉还包括至少一个第一接触开关和/或至少一个第二接触开关，所述第一接触开关与基座固定连接，所述炉门驱动组件驱动所述炉门关闭时，所述炉门驱动组件接触并触发所述第一接触开关，所述第一接触开关在被触发时向所述控制单元发出关门确认信号；和/或所述第二接触开关与基座固定连接，所述炉门驱动组件驱动所述炉门开启时，所述炉门驱动组件接触并触发所述第二接触开关，所述第二接触开关在被触发时向所述控制单元发出开门确认信号。本发明提供的低压扩散炉提高了确认炉门位置的准确性和设备安全性。

Description

一种低压扩散炉
技术领域
本发明涉及半导体设备领域，具体地，涉及一种低压扩散炉。
背景技术
在现有技术中，低压扩散炉的炉门开关动作通常由旋转气缸驱动完成，如图1所示，炉门驱动组件2控制炉门1的运动，炉门驱动组件2通常为气缸，其运动可被分解为旋转关闭、前进、后退、旋转打开4个分步骤。在炉门驱动组件2上安装有前限位、后限位(即气缸电磁阀沿扩散炉管5的深度方向进行前后运动的极限位置，朝向扩散炉管5为前)、开限位和关限位(即气缸电磁阀沿垂直于扩散炉管5的深度方向旋转，使炉门1与扩散炉管5对齐或错开)共4个磁控传感器用以检测炉门驱动组件2的运动状态，在炉门驱动组件2附近安装有控制单元3来控制炉门驱动组件2中电磁阀等元件的动作。
表1-1所示为根据传感器信号确定扩散炉操作的关键逻辑判断规律。其中，限位到达为1，大气状态为1，限位未到为0，真空状态为0，任意状态为X。仅当旋转气缸位于后限位和开限位时才能关闭炉门，仅当旋转气缸位于前限位、关限位且大气状态时才能打开炉门，仅当旋转气缸位于前限位和关限位时才能抽真空，其他状态都为禁止动作或非正常状态。
表1-1
序号 气缸前 气缸后 气缸开 气缸关 腔室压力 动作
1 0 1 1 0 1 可关门
2 1 X 1 X 1 不可关门
3 1 0 0 1 1 可开门
4 X X X X 0 不可开门
5 1 0 0 1 X 可抽真空
然而，现有的低压扩散炉常在使用过程中出现切碎扩散炉管的问题。
发明内容
本发明旨在提供一种低压扩散炉，该低压扩散炉的安全性更高。
为实现上述目的，本发明提供一种低压扩散炉，所述低压扩散炉包括基座、炉门、炉门驱动组件和控制单元，所述炉门驱动组件设置在所述基座上，所述控制单元用于控制所述炉门驱动组件驱动所述炉门开启或关闭，所述低压扩散炉还包括至少一个第一接触开关和/或至少一个第二接触开关；其中，
所述第一接触开关与所述基座固定连接，当所述炉门驱动组件驱动所述炉门关闭时，所述炉门驱动组件与所述第一接触开关接触并触发所述第一接触开关，所述第一接触开关能够在被触发时向所述控制单元发出关门确认信号；和/或
所述第二接触开关与所述基座固定连接，当所述炉门驱动组件驱动所述炉门开启时，所述炉门驱动组件与所述第二接触开关接触并触发所述第二接触开关，所述第二接触开关能够在被触发时向所述控制单元发出开门确认信号。
优选地，所述炉门驱动组件包括驱动机构和连接件，所述驱动机构与所述基座固定连接，所述驱动机构通过所述连接件与所述炉门连接，且能够通过所述连接件驱动所述炉门开启或关闭；
所述低压扩散炉包括至少一个所述第一接触开关，当所述炉门驱动组件驱动所述炉门关闭时，所述连接件能够触发所述第一接触开关。
优选地，所述炉门驱动组件包括驱动机构和连接件，所述驱动机构与所述基座固定连接，所述驱动机构通过所述连接件与所述炉门连接，且能够通过所述连接件驱动所述炉门开启或关闭；
所述低压扩散炉包括至少一个所述第二接触开关，当所述炉门驱动组件驱动所述炉门开启时，所述连接件能够触发所述第二接触开关。
优选地，所述低压扩散炉包括扩散炉管，所述扩散炉管设置在所述基座上的安装位置，所述炉门选择性地封闭所述扩散炉管的管口；
所述低压扩散炉还包括第三接触开关，所述第三接触开关设置在所述扩散炉管的管口位置处，在所述扩散炉管位于所述安装位置时，所述扩散炉管管口处的侧壁接触并触发所述第三接触开关，所述第三接触开关能够在被触发时向所述控制单元发出管口正常信号。
优选地，所述低压扩散炉还包括第四接触开关，所述第四接触开关设置在所述扩散炉管的尾部，在所述扩散炉管的管口沿所述扩散炉管的长度方向运动并脱离所述安装位置时，所述扩散炉管尾部的侧壁能够接触并触发所述第四接触开关，所述第四接触开关能够在被触发时向所述控制单元发出尾部异常信号。
优选地，所述低压扩散炉还包括第一抽气管和第一压力传感器，所述第一抽气管与所述扩散炉管的尾部连通，用于抽出所述扩散炉管中的气体，所述第一压力传感器与所述第一抽气管连通，所述第一压力传感器用于检测所述第一抽气管中的气压并将检测到的第一气压值发送至所述控制单元；
所述控制单元用于在所述第一压力传感器检测到的第一气压值超出预设气压范围时，控制所述炉门驱动组件停止驱动所述炉门运动。
优选地，所述炉门具有炉门内腔，所述低压扩散炉还包括第二抽气管和第二压力传感器，所述第二抽气管与所述炉门内腔连通，用于抽出所述炉门内腔中的气体，所述第二压力传感器与所述第二抽气管连通，所述第二压力传感器用于检测所述第二抽气管中的气压并将检测到的第二气压值发送至所述控制单元；
所述控制单元用于在所述第二压力传感器检测到的第二气压值超出预设气压范围时，控制所述炉门驱动组件停止驱动所述炉门运动。
优选地，所述低压扩散炉还包括进气管，所述进气管与所述炉门的炉门内腔连通，用于向所述炉门内腔中提供气体。
优选地，所述控制单元还用于在接收到所述第一气压值与所述第二气压值，且二者之间的差超出预设压差范围时，控制所述炉门驱动组件停止驱动所述炉门运动。
优选地，所述低压扩散炉还包括防护板，所述防护板包括防护顶板和防护侧板，所述防护顶板与所述扩散炉管的延伸方向平行设置，所述防护侧板与所述防护顶板固定连接，且所述防护侧板与所述扩散炉管的延伸方向之间存在预设夹角，所述防护顶板位于所述扩散炉管与所述控制单元之间，所述防护侧板位于所述炉门驱动组件与所述控制单元之间。
在本发明中，第一接触开关能够在关门后被炉门驱动组件触发，从而同时完成“气缸关限位”传感器与“气缸前限位”传感器的侦测任务，第二接触开关能够在开门后被炉门驱动组件触发，从而同时完成“气缸开限位”传感器与“气缸后限位”传感器的侦测任务，不仅可以利用更少的部件确定炉门的状态，还能够与炉门驱动组件上的传感器相互校验，以降低出错概率。并且，在本发明中，第一接触开关与第二接触开关设置在基座上，不随炉门驱动组件运动，在设备的重复使用中，第一接触开关和第二接触开关不会出现松动、脱落问题，
从而提高了炉门位置确认信息的准确性和设备的安全性。
附图说明
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：
图1是现有技术中的低压扩散炉结构示意图；
图2是本发明实施例提供的低压扩散炉的一种结构示意图；
图3是本发明实施例提供的接触开关的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的低压扩散炉中炉门驱动组件的位姿变换示意图；
图5是本发明中控制单元3根据接触开关以及相应传感器的信号确定炉门动作的一种逻辑规则的示意图。
具体实施方式
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。
在现有的低压扩散炉中，4个磁控传感器通常通过紧固螺钉等连接件直接固定在旋转气缸上，但随着旋转气缸的使用时间增加，螺钉常会出现松动掉落的情况，导致磁控传感器检测不到正确的旋转气缸位置。此时贸然打开或关闭双层炉门1，极容易切碎扩散炉管5造成财产损失。
为解决上述技术问题，本发明提供一种低压扩散炉，如图2所示，该低压扩散炉包括基座(图未示)，炉门1、炉门驱动组件2和控制单元3，炉门驱动组件2设置在基座上，控制单元3用于控制炉门驱动组件2驱动炉门1开启或关闭，该低压扩散炉还包括至少一个第一接触开关7和/或至少一个第二接触开关8，其中：
第一接触开关7与基座固定连接，当炉门驱动组件2驱动炉门1关闭时，炉门驱动组件2与第一接触开关7接触并触发第一接触开关7，第一接触开关7能够在被触发时向控制单元3发出关门确认信号，以允许控制单元3通过炉门驱动组件2驱动炉门1开启；和/或
第二接触开关8与基座固定连接，当炉门驱动组件2驱动炉门1开启时，炉门驱动组件2与第二接触开关8接触并触发第二接触开关8，第二接触开关8能够在被触发时向控制单元3发出开门确认信号，以允许控制单元3通过炉门驱动组件2驱动炉门1关闭。
需要说明的是，该低压扩散炉还可以包括用于进行低压扩散工艺的扩散炉管5，炉门1用于选择性地封闭扩散炉管5的管口。在本发明中，炉门1的开启动作可以包括：沿扩散炉管5的深度方向远离管口(如图4(a)至图4(b)所示)，沿垂直于扩散炉管5的深度方向旋转，以使得炉门1与扩散炉管5的管口错开(如图4(b)至图4(c)所示)；
同样地，炉门1的关闭动作可以包括：沿垂直于扩散炉管5的深度方向旋转至与扩散炉管5的管口相对(即由图4(c)变换至图4(b)所示)，沿扩散炉管5的深度方向靠近管口直至将管口封闭(即由图4(b)变换至图4(a)所示)。本发明对炉门驱动组件2的结构不作具体限定，例如，炉门驱动组件2可以包括旋转气缸，该旋转气缸用于驱动炉门1完成旋转动作，炉门驱动组件2还可以包括滑块导轨组件、齿轮齿条组件等用于驱动炉门1沿直线运动的组件。
需要说明的是，本发明中同样也可以使用4个利用固定件固定在炉门驱动组件2上的磁控传感器(“气缸关限位”传感器、“气缸前限位”传感器、“气缸开限位”传感器、“气缸后限位”传感器)，本发明中提供的第一接触开关7、第二接触开关8可单独用于确认炉门1状态，也可以配合该4个传感器共同保证炉门1状态的准确性。
在本发明中，第一接触开关7能够在关门后被炉门驱动组件2触发，从而同时完成“气缸关限位”传感器与“气缸前限位”传感器的侦测任务，第二接触开关8能够在开门后被炉门驱动组件2触发，从而同时完成“气缸开限位”传感器与“气缸后限位”传感器的侦测任务，不仅可以利用更少的部件确定炉门1的状态，还能够与炉门驱动组件2上的传感器相互校验，以降低出错概率。
并且，在本发明中，第一接触开关7与第二接触开关8固定在低压扩散炉的基座上，其位置不随炉门驱动组件2的运动而改变，在设备的重复使用中，第一接触开关7和第二接触开关8不容易出现松动、脱落问题，从而提高了炉门1位置确认信息的准确性和设备的安全性。
本发明对扩散炉管5的材质不作具体限定，例如，扩散炉管5可以为石英管。本发明对基座的结构不作具体限定，例如，该基座可以是封闭的壳体，或者也可以是搭接而成的机架。
本发明对炉门驱动组件2如何触发接触开关不作具体限定，例如，如图2、图4所示，炉门驱动组件2包括驱动机构21和连接件22，驱动机构21与基座固定连接，驱动机构21通过连接件22与炉门1连接，且能够通过连接件22驱动炉门1开启或关闭。
在低压扩散炉包括至少一个第一接触开关7的情况下，当炉门驱动组件2驱动炉门1关闭时，连接件22能够触发第一接触开关7；
在低压扩散炉包括至少一个第二接触开关8的情况下，当炉门驱动组件2驱动炉门1开启时，连接件22能够触发第二接触开关8。
本发明的发明人在实验研究中还发现，现有技术中出现切碎扩散炉管5问题的原因不仅在于旋转气缸上的4个磁控传感器稳定性差。如图2所示，扩散炉管5设置在基座上的安装位置处，在低压扩散工艺中，腔室压力远小于外界大气压强，在工艺结束后，需先等待腔室压力与外界气压一致再打开炉门，否则扩散炉管5极容易因内外压强差被炉门带出安装位置外，并被接下来旋转的炉门5切碎。
为消除上述安全隐患，作为本发明的一种优选实施方式，如图2、图4所示，该低压扩散炉还包括第三接触开关9，第三接触开关9设置在扩散炉管5的管口位置处，在扩散炉管5位于安装位置时，扩散炉管5管口处的侧壁接触并触发第三接触开关9，第三接触开关9能够在被触发时向控制单元3发出管口正常信号，以允许控制单元3通过炉门驱动组件2驱动炉门1运动；当扩散炉管5向管口一端运动脱离安装位置时，扩散炉管5的侧壁停止触发第三接触开关9，控制单元3在未接收到管口正常信号时停止通过炉门驱动组件2驱动炉门1运动。
在本发明实施例中，第三接触开关9仅在扩散炉管5位于安装位置时向控制单元3发出管口正常信号，以便于控制单元3在开门、关门前及动作进行中出现扩散炉管5脱出的情况时及时发现异常，并控制炉门驱动组件2停止炉门1的动作，以避免对脱出的扩散炉管5造成损害，进而提高了低压扩散炉的安全性。
为进一步提高低压扩散炉的安全性，优选地，如图2、图4所示，该低压扩散炉还包括第四接触开关10，第四接触开关10设置在扩散炉管5的尾部，在扩散炉管5的管口沿长度方向运动并脱离安装位置时，扩散炉管5尾部的侧壁能够接触并触发第四接触开关10，第四接触开关10能够在被触发时向控制单元3发出尾部异常信号，控制单元3在接收到该尾部异常信号时停止通过炉门驱动组件2驱动炉门1运动。
在本发明实施例中，第三接触开关9与第四接触开关10分别设置在扩散炉管5的管口和尾部，从而在不同位置同时对扩散炉管5的位置进行检测，提高了扩散炉管5的安全性。
并且，在本发明中，设置第三接触开关9与第四接触开关10的信号相反，一者转为触发状态时另一者转为未触发态，从而避免了温度、金属疲劳等多种因素对触发开关造成影响时二者同时出现相同故障的情况，从而保证至少一个触发开关处于正常状态，提高了接触开关的可靠性。
本发明对扩散炉管5尾部如何触发第四接触开关10不作具体限定，例如，扩散炉管5的尾部侧壁上可以设置有用于触发第四接触开关10的结构或组件。作为本发明的一种优选实施方式，如图4所示，扩散炉管5的尾部外径大于扩散炉管5中间部分的外径，第四接触开关10设置在扩散炉管5的尾部与中间部分衔接的台阶位置，当扩散炉管5脱出时，第四接触开关10该尾部外径增大处的台阶从而被触发。
作为本发明的一种优选实施方式，本发明还提供一种应用于上述接触开关(第一接触开关7、第二接触开关8、第三接触开关9、第四接触开关10)的结构，如图3所示，该接触开关包括开关主体110、按钮130和触发条120，按钮130设置在开关主体110上，触发条120的第一端与开关主体110弹性连接，当触发条120的第二端向开关主体110运动时，触发条120能够按下按钮130，使得接触开关被触发(逻辑电平信号由0转为1)。
本发明提供的上述接触开关结构有效地利用杠杆原理减小了触发接触开关所需的压力，该接触开关应用于炉门驱动组件2时，不会对炉门驱动组件2的正常动作造成阻碍。并且，由于该接触开关触发压力极小，其应用于炉门驱动组件2以及扩散炉管5的侧壁时，具有较高的灵敏性，提高了侦测异常情况的准确度。
为进一步提升炉门驱动组件2运动的流畅性，优选地，如图3所示，该接触开关还包括滚轮机构140，滚轮机构140设置在触发条120的第二端，滚轮机构140包括滚轮141和滚轮轴142，滚轮轴142与触发条120的第二端固定连接，滚轮141套设在滚轮轴142上，且能够绕滚轮轴142旋转，滚轮141位于触发条120背离开关主体110的一侧。
在本发明实施例中，接触开关中触发条120的第二端上设置有滚轮141，当触发条120的第二端抵在炉门驱动组件2(的连接件22)上时，该滚轮141能够在炉门驱动组件2(的连接件22)上滚动，从而进一步减小触发条120的第二端与炉门驱动组件2之间的摩擦力，进而提高炉门驱动组件2运动的流畅性。并且，对于第三接触开关9或第四接触开关10，接触开关的滚轮141能够在扩散炉管5的侧壁上滚动，从而减小触发条120对扩散炉管5侧壁的刮擦作用，延长扩散炉管5的使用寿命。
为了避免炉门驱动组件2在扩散炉管5内部气压尚未恢复为外界气压时提前打开炉门1，导致扩散炉管5因内外压强差被炉门1带出基座外，优选地，如图2所示，该低压扩散炉还包括第一抽气管61和第一压力传感器6，第一抽气管61与扩散炉管5的尾部连通，用于抽出扩散炉管5中的气体，第一压力传感器6与第一抽气管61连通，第一压力传感器6用于检测第一抽气管61中的气压并将检测到的第一气压值发送至控制单元3，控制单元3用于在第一压力传感器6检测到的第一气压值超出预设气压范围时，控制炉门驱动组件2停止驱动炉门1运动。
在本发明实施例中，第一抽气管61用于将扩散炉管5中的气体抽出以形成低压，该第一抽气管61的出口端可以与真空泵连接。预设气压范围可以是在外界气压的变化范围，当扩散炉管5中的气压落入预设气压范围(即与外界气压相近)时，才能够允许控制单元3控制炉门驱动组件2驱动炉门1运动，以避免在低压下开门引发事故。
本发明对该预设气压范围不作具体限定，只要该预设气压范围在大气范围左右即可，例如，该预设气压范围可以是1030mbar±40mbar。
本发明发明人在实验研究中还发现，虽然现有技术中炉门1采用双层炉门结构，但该双层炉门与扩散炉管5之间也偶有不同程度的粘连。随着工艺技术的改进，工艺时间被缩短，但低压扩散工艺气体的浓度也随之增大，双层炉门粘连扩散炉管5，导致扩散炉管5被拽出的情况也时有发生。
经过进一步研究，发明人发现，现有技术中双层炉门粘连扩散炉管5的原因在于，双层炉门在工艺中与扩散炉管5连通，通过同一气路实现抽真空，而双层炉门的夹层中的工艺气体浓度也趋近于扩散炉管5中的工艺气体的浓度。然而，由于双层炉门的夹层与外界仅隔一层门板，其与外界之间的换热效率更高，高浓度的工艺气体极容易在双层炉门的夹层中以及炉门与扩散炉管5的接触面之间放热冷凝，严重时可堵塞双层炉门的夹层，甚至将炉门与扩散炉管5粘结在一起。
为解决上述问题，优选地，如图2所示，炉门1具有炉门内腔，且该低压扩散炉还包括第二抽气管13和第二压力传感器11，第二抽气管13与炉门内腔连通，用于抽出炉门内腔中的气体，第二压力传感器11与第二抽气管13连通，第二压力传感器11用于检测第二抽气管13中的气压并将检测到的第二气压值发送至控制单元3，控制单元3用于在第二压力传感器11检测到的第二气压值超出预设气压范围时，控制炉门驱动组件2停止驱动炉门1运动。
在本发明实施例中，第二抽气管13用于将炉门1的炉门内腔中的气体抽出以形成与扩散炉管5中相同的低压，该第二抽气管13的出口端可以与真空泵连接，或者，如图2所示，该第二抽气管13直接与第一抽气管61连通，从而利用同一真空泵排出气体。炉门1的炉门内腔与扩散炉管5不连通，并采用独立的送风气路进行抽真空、吹扫工艺，不仅能够有效减少甚至杜绝工艺气体在炉门1的炉门内腔中冷凝，还能够降低扩散炉管5的内腔与外界的换热效率，防止炉门与扩散炉管5粘连，提高扩散炉管5的安全性。
为实现对炉门内腔中气压的精确控制，优选地，如图2所示，该低压扩散炉还包括进气管12，进气管12与炉门1的炉门内腔连通，用于向炉门内腔中提供气体。容易理解的是，进气管12上可设置有质量流量控制器等用于控制气体流速的部件，以调整进气管12中的进气量与第二抽气管13中的出气量之间的大小关系，进而精确地控制炉门内腔中的气压，使炉门内腔中的气压与扩散炉管5中的气压保持一致。
为确保炉门内腔中的气压与扩散炉管5中的气压在开门或关门前达到一致，优选地，控制单元3还用于在接收到第一气压值与第二气压值，且二者之间的差超出预设压差范围时，控制炉门驱动组件2停止驱动炉门1运动。仅当二者之间的气压差落入预设压差范围内时，才重新开始驱动炉门1开门或关门。
为防止与扩散炉管5散发的热量对控制单元3中的电子元件产生影响，优选地，如图2所示，该低压扩散炉还包括防护板4，防护板4设置在控制单元3与扩散炉管5之间。
在研究设计中，发明人还发现，如果采用更先进的冷却***(如，水冷)对炉门驱动组件2进行冷却，能够显著提高设备的冷却效率，然而冷却***的冷却液(如冷水)存在一定的泄露风险，尤其应用在本发明的低压扩散炉中时，冷却液泄露容易导致控制单元3中的线路短路。
为解决上述隐患，优选地，如图2所示，防护板4包括防护顶板41和防护侧板42，
防护顶板41与扩散炉管的延伸方向平行设置，防护侧板42与防护顶板41固定连接，且防护侧板42与扩散炉管5的延伸方向之间存在预设夹角(例如，90°角)。防护顶板41位于扩散炉管5与控制单元3之间，用于防止扩散炉管5的高温对控制单元3造成影响；防护侧板42位于炉门驱动组件2与控制单元3之间，用于防止炉门1或炉门驱动组件2中泄露的冷却液(如，冷水)溅射到控制单元3上。
为便于工作人员及时发现异常情况，优选地，该低压扩散炉还可以包括报警单元，当上述任一接触开关或传感器向控制单元3发送信号(或未发送信号)使之停止驱动炉门1时，控制单元3还能够驱动该报警单元发出报警信号。本发明对该报警信号的形式不作具体限定，例如，可以通过闪灯报警、蜂鸣报警、操作界面弹出警告信息等多种方式进行报警。
在低压扩散炉中，晶片通常承载在晶舟中，且该晶舟能够通过推拉舟组件安装在扩散炉管5中，该推拉舟组件能够将晶舟推入扩散炉管5中或将晶舟由扩散炉管5中取出。为避免推拉舟组件故障时，晶舟位置偏差导致晶舟被切碎，优选地，低压扩散炉还包括脱舟保护开关，在正常情况下，该脱舟保护开关为未触发状态(逻辑电平信号为0)，一旦晶舟脱出扩散炉管5，则该脱舟保护开关被触发并向控制单元3发送脱舟异常信号(逻辑电平信号为1)，使控制单元3停止驱动炉门1。
进一步优选地，基座上还设置有推拉舟前限位传感器和推拉舟后限位传感器，在正常情况下，推拉舟前限位传感器为未触发状态(逻辑电平信号为0)，推拉舟后限位传感器为触发状态(逻辑电平信号为1)。一旦晶舟脱出扩散炉管5，则推拉舟前限位传感器转为触发状态(逻辑电平信号为1)，推拉舟后限位传感器转为未触发状态(逻辑电平信号为0)，二者均能够向控制单元3发出异常信号，使控制单元3停止驱动炉门1，以避免切碎晶舟造成经济损失。
作为本发明的第二个方面，还提供一种低压扩散炉的控制方法，该方法用于控制本发明提供的上述低压扩散炉中的控制单元3。该控制方法包括：
控制炉门驱动组件2驱动炉门5开启或关闭。
在低压扩散炉包括第一接触开关7的情况下，该控制方法还包括在控制炉门驱动组件2驱动炉门5关闭之前进行的：
判断是否接收到第一接触开关7发出的关门确认信号，当接收到关门确认信号时，继续控制炉门驱动组件2驱动炉门5关闭；
在低压扩散炉包括第二接触开关8的情况下，该控制方法还包括在控制炉门驱动组件2驱动炉门5开启之前进行的：
判断是否接收到第二接触开关8发出的开门确认信号，当接收到开门确认信号时，继续控制炉门驱动组件2驱动炉门5开启。
在本发明中，利用第一接触开关7同时完成“气缸关限位”传感器与“气缸前限位”传感器的侦测任务，利用第二接触开关8同时完成“气缸开限位”传感器与“气缸后限位”传感器的侦测任务，并据此得出开门确认信号、关门确认信号，使得控制单元3在确认炉门的正确位置后进行相应的驱动操作，提高了炉门1位置确认信息的准确性和设备的安全性。
为消除扩散炉管5因内外压强差被炉门带出基座外并被炉门5切碎的安全隐患，优选地，该控制方法还包括：当未接收到第三接触开关9发出的管口正常信号或者第四接触开关10发出的尾部异常信号时，控制炉门驱动组件2使炉门5停止运动。
在本发明实施例中，第三接触开关9能够在扩散炉管5位置正常时向控制单元3发出管口正常信号，第四接触开关10能够在扩散炉管5脱出时向控制单元3发出尾部异常信号，从而在炉门1开门、关门动作前及动作进行中出现扩散炉管5被带出基座的情况时，控制单元3能够接收到接触开关发出的异常信号，并及时使炉门驱动组件2停止炉门5的动作，以避免对脱出的扩散炉管5造成损害，提高了低压扩散炉的安全性。
为避免扩散炉管5因内外压强差被炉门1带出基座外，优选地，该控制方法还包括在炉门1开启或关闭前进行的：
接收第一压力传感器6检测到的第一气压值；
当第一压力传感器6检测到的第一气压值在预设气压范围内时，控制炉门驱动组件2继续驱动炉门1开启或关闭；
当第一压力传感器6检测到的第一气压值超出预设气压范围时，控制炉门驱动组件2停止驱动炉门1运动。
进一步优选地，该控制方法还包括在炉门1开启或关闭前进行的：
接收第二压力传感器11检测到的第二气压值；
当第二压力传感器11检测到的第二气压值在预设气压范围内时，控制炉门驱动组件2继续驱动炉门1开启或关闭；
当第二压力传感器11检测到的第二气压值超出预设气压范围时，控制炉门驱动组件2停止驱动炉门1运动。
在低压扩散炉包括脱舟保护开关时，该控制方法还包括在控制炉门驱动组件2驱动炉门1开启或关闭前进行的：
接收脱舟保护开关的逻辑电平信号；
当脱舟保护开关的逻辑电平信号为0(即为未触发状态)时，继续控制炉门驱动组件2驱动炉门1开启或关闭；
当脱舟保护开关的逻辑电平信号为1(即为触发状态)时，控制炉门驱动组件2停止炉门1的运动。
进一步优选地，在扩散炉管5上设置有推拉舟前限位传感器和推拉舟后限位传感器的情况下，该控制方法还包括在炉门1开启或关闭前进行的：
接收推拉舟前限位传感器和推拉舟后限位传感器的逻辑电平信号；
仅当推拉舟前限位传感器逻辑电平信号为0(即为未触发状态)，推拉舟后限位传感器的逻辑电平信号为1(即为触发状态)时，继续控制炉门驱动组件2驱动炉门1开启或关闭。
为便于工作人员及时发现异常情况，优选地，该低压扩散炉还包括报警单元，该控制方法还包括在控制炉门驱动组件2停止炉门1的运动后进行的：
控制报警单元发出报警信号。本发明对该报警信号的形式不作具体限定，例如，可以通过闪灯报警、蜂鸣报警、操作界面弹出警告信息等多种方式进行报警。
如图5所示为控制单元3在炉门1开启或关闭前进行的逻辑判断规则的示意图。
为保证低压扩散炉在工艺过程中不发生故障，进一步优选地，该控制方法还包括在低压扩散工艺过程中进行的：
每隔预定时间，检查上述接触开关以及传感器的信号，当上述接触开关以及传感器的信号在低压扩散工艺过程中发生改变时，控制报警单元发出报警信号。
本发明对该预定时间的间隔长度不作具体限定，例如，该预定时间可以是0.5秒。
为进一步提高设备安全性，避免炉门驱动组件2中的PLC电路或上位机、下位机的控制软件发生故障时导致控制单元3无法及时发现异常，优选地，该控制方法还包括：
每隔预定时间，控制炉门驱动组件2中的PLC电路与上位机、下位机进行握手通信，当握手通信失败时，控制炉门驱动组件2停止炉门1的运动，并控制报警单元发出报警信号。
为进一步提高扩散炉管5的安全性，避免炉门内腔中的压强与扩散炉管5中的压强不一致导致炉门1与扩散炉管5发生粘连，优选地，该控制方法还包括在低压扩散工艺过程中进行的：
每隔预定时间，接收第一压力传感器6与第二压力传感器11测量得到的气压值；
当第一压力传感器6与第二压力传感器11测得的气压值中任意一者超出低压工艺气压范围时，控制报警单元发出报警信号。
本发明对该低压工艺气压范围不作具体限定，例如，该低压工艺气压范围可以是进行低压扩散工艺时抽真空后扩散炉管5中应该达到的气压范围。
为了进一步提高扩散炉管5的安全性，缩小扩散炉管5中的压强与炉门1的炉门内腔中的压强之间的压强差要求，优选地，该控制方法还包括在低压扩散工艺过程中进行的：
每隔预定时间，接收第一压力传感器6与第二压力传感器11测量得到的气压值；
当接收到第一气压值与第二气压值，且二者之间的差超出预设压差范围时，控制炉门驱动组件2停止驱动炉门1运动，并控制报警单元发出报警信号。
本发明对该预设压差范围不作具体限定，例如，该预设压差范围可以为50mbar。
在本发明中，第一接触开关7能够在关门后被炉门驱动组件2触发，从而同时完成“气缸关限位”传感器与“气缸前限位”传感器的侦测任务，第二接触开关8能够在开门后被炉门驱动组件2触发，从而同时完成“气缸开限位”传感器与“气缸后限位”传感器的侦测任务，不仅可以利用更少的部件确定炉门1的状态，还能够与炉门驱动组件2上的传感器相互校验，以降低出错概率。
并且，在本发明中，第一接触开关7与第二接触开关8固定在低压扩散炉的基座上，其位置不随炉门驱动组件2的运动而改变，在设备的重复使用中，第一接触开关7和第二接触开关8不容易出现松动、脱落问题，从而提高了炉门1位置确认信息的准确性和设备的安全性。
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。

Claims (8)

1.一种低压扩散炉，所述低压扩散炉包括基座、扩散炉管、炉门、炉门驱动组件和控制单元，所述炉门驱动组件设置在所述基座上，所述控制单元用于控制所述炉门驱动组件驱动所述炉门沿所述扩散炉管的深度方向平移、沿垂直于所述扩散炉管的深度方向旋转，以开启或关闭所述炉门，其特征在于，
所述炉门驱动组件包括驱动机构和连接件，所述驱动机构与所述基座固定连接，所述驱动机构通过所述连接件与所述炉门连接，且能够通过所述连接件驱动所述炉门开启或关闭；
所述低压扩散炉还包括至少一个第一接触开关和至少一个第二接触开关；其中，
所述第一接触开关与所述基座固定连接，当所述炉门驱动组件驱动所述炉门关闭，且所述炉门沿所述扩散炉管的深度方向平移时，所述炉门驱动组件与所述第一接触开关接触，所述连接件能够触发所述第一接触开关，所述第一接触开关能够在被触发时向所述控制单元发出关门确认信号；
所述第二接触开关与所述基座固定连接，当所述炉门驱动组件驱动所述炉门开启，且所述炉门沿垂直于所述扩散炉管的深度方向旋转时，所述炉门驱动组件与所述第二接触开关接触，所述连接件能够触发所述第二接触开关，所述第二接触开关能够在被触发时向所述控制单元发出开门确认信号。
2.根据权利要求1所述的低压扩散炉，其特征在于，所述低压扩散炉包括扩散炉管，所述扩散炉管设置在所述基座上的安装位置，所述炉门选择性地封闭所述扩散炉管的管口；
所述低压扩散炉还包括第三接触开关，所述第三接触开关设置在所述扩散炉管的管口位置处，在所述扩散炉管位于所述安装位置时，所述扩散炉管管口处的侧壁接触并触发所述第三接触开关，所述第三接触开关能够在被触发时向所述控制单元发出管口正常信号。
3.根据权利要求2所述的低压扩散炉，其特征在于，所述低压扩散炉还包括第四接触开关，所述第四接触开关设置在所述扩散炉管的尾部，在所述扩散炉管的管口沿所述扩散炉管的长度方向运动并脱离所述安装位置时，所述扩散炉管尾部的侧壁能够接触并触发所述第四接触开关，所述第四接触开关能够在被触发时向所述控制单元发出尾部异常信号。
4.根据权利要求2或3所述的低压扩散炉，其特征在于，所述低压扩散炉还包括第一抽气管和第一压力传感器，所述第一抽气管与所述扩散炉管的尾部连通，用于抽出所述扩散炉管中的气体，所述第一压力传感器与所述第一抽气管连通，所述第一压力传感器用于检测所述第一抽气管中的气压并将检测到的第一气压值发送至所述控制单元；
所述控制单元用于在所述第一压力传感器检测到的第一气压值超出预设气压范围时，控制所述炉门驱动组件停止驱动所述炉门运动。
5.根据权利要求4所述的低压扩散炉，其特征在于，所述炉门具有炉门内腔，所述低压扩散炉还包括第二抽气管和第二压力传感器，所述第二抽气管与所述炉门内腔连通，用于抽出所述炉门内腔中的气体，所述第二压力传感器与所述第二抽气管连通，所述第二压力传感器用于检测所述第二抽气管中的气压并将检测到的第二气压值发送至所述控制单元；
所述控制单元用于在所述第二压力传感器检测到的第二气压值超出预设气压范围时，控制所述炉门驱动组件停止驱动所述炉门运动。
6.根据权利要求5所述的低压扩散炉，其特征在于，所述低压扩散炉还包括进气管，所述进气管与所述炉门的炉门内腔连通，用于向所述炉门内腔中提供气体。
7.根据权利要求5所述的低压扩散炉，其特征在于，所述控制单元还用于在接收到所述第一气压值与所述第二气压值，且二者之间的差超出预设压差范围时，控制所述炉门驱动组件停止驱动所述炉门运动。
8.根据权利要求2或3所述的低压扩散炉，其特征在于，所述低压扩散炉还包括防护板，所述防护板包括防护顶板和防护侧板，所述防护顶板与所述扩散炉管的延伸方向平行设置，所述防护侧板与所述防护顶板固定连接，且所述防护侧板与所述扩散炉管的延伸方向之间存在预设夹角，所述防护顶板位于所述扩散炉管与所述控制单元之间，所述防护侧板位于所述炉门驱动组件与所述控制单元之间。
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