石墨硬毡和在半导体制造工艺中的应用的制作方法

本发明涉及一种石墨硬毡，本发明还涉及一种该石墨硬毡在半导体制造工艺中的应用。

背景技术：

1、石墨毡分为石墨硬毡和石墨软毡，两种石墨毡在半导体制造工艺中都有极为广泛的应用。其中，石墨硬毡在半导体制作工艺中主要用于保温和隔热，例如在pvt（physicalvapor transport method，物理气相传输法）生长单晶的过程中，以石墨烯材料制作的碳纤维硬毡起到主要的保温作用，石墨硬毡的纯度对于成功实现例如sic晶体生长至关重要，在于用于保温的石墨硬毡材料中的杂质是生长过程中杂质污染的来源之一‌，因此，在半导体制造工艺中往往需要单纯使用石墨硬毡来实现例如保温，而通常不能使用其它的辅助提高密封能力的介质来实现密封。此外，石墨硬毡还用于高温真空电阻炉、碳化炉等设备的保温材料，其具有良好的热稳定性和形状保持性，适用于高温环境（大于等于1400℃，且在2000℃的工作温度下性能稳定）下的半导体制造设备，也同样如此，石墨硬毡在界面处的密封也很难借助于例如密封胶、密封圈进行密封，通常只能依靠其自身的型面来实现密封。

2、石墨硬毡在例如垂直布里奇曼炉中构造成一个筒状物，通常被称为保温筒，该保温筒罩在例如石英舟或者石墨舟上，维持石英舟或者石墨舟上方空间温度的相对稳定性，同时又能使例如石英舟下方维持相对较低的温度。保温筒所遮蔽的空间大小与其高度（轴向尺度）有关，而保温筒通常被设计成具有给定高度的部件，往往一套半导体工艺设备需要配置多种规格的保温筒，但据此仍难适应毛坯材料以及其堆放高度的多样性。换言之，当毛坯材料的堆放高度达到当前保温筒可以容许的堆放高度时，就需要更换保温筒。另外，从集约化考虑，多种规格的保温筒备用，一方面对毛坯材料堆放高度的适应性偏差，同时备用较多的保温筒，对于设备的管理也会有比较大的负担。

3、如前所述，例如石墨硬毡制作的保温筒，受其材质的影响，所制作保温筒的密封部分通常只在筒口处有所涉及，例如在保温筒的上筒口配置一个盖板，该盖板与筒口间通常是筒口上端面与盖板下表面的配合，密封的严密性与筒口上端面和盖板下表面的加工精度相关。在一些实现中，筒口处具有一个台阶，而使筒口表现为一个台阶孔，相应地，盖板具有一个凸部，凸部恰好可以嵌入台阶孔，盖板的本体则承持在保温筒的上端面上，该种方式能够形成一定形式的密封。

4、在本发明的实施例中有两方面的考虑，一方面的考虑是当前单体保温筒适应性差的问题，另一个方面的问题是如果采用本发明实施例中的拼装式的保温筒时，用于拼装的保温筒节段间的密封性问题。在本发明的实施例中首先解决第一个方面的问题，然后解决第二个方面的问题，在此处列明，有助于正确理解本发明的构思。在此先作出说明，考虑到材质等问题，当前还不存在将保温筒配置成若干节段的问题，更没有深入考虑在配置了若干节段的条件下，如何实现密封的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种对毛坯材料堆放高度适应性相对比较好的石墨硬毡，本发明还涉及一种该石墨硬毡在半导体制造工艺中的应用。

2、依据本发明实施例的第一方面，提供了一种石墨硬毡，包括在轴向依次能够以止口方式连接的多个节段，以用于根据毛坯材料堆放高度选配给定的节段。

3、可选地，所述止口包括单止口、双止口和多止口。

4、可选地，位于最上面的节段的上止口和位于最下面的节段的下止口均为单止口。

5、可选地，其余止口为双止口或多止口。

6、可选地，相互配合的凹凸止口间存在侧隙。

7、可选地，所述侧隙适配于单止口为0.05~0.1mm；相对于双止口表示为单边侧隙，该单边侧隙为0.05~0.1mm。

8、可选地，相互配合的凹凸止口间存在顶隙，以使该凹凸止口的位于下侧的止口面间接合。

9、可选地，所述顶隙为0.2mm。

10、可选地，若止口选用单止口时，于相应的凹止口的内侧设有反止口；

11、所述反止口与相应的具有凸止口的节段内壁间的侧隙为1.0~1.5mm。

12、依据本发明实施例的第二方面，提供了一种本发明实施例第一方面的石墨硬毡在半导体制造工艺中的应用。

13、在本发明的实施例中，所提供的石墨硬毡是采用多节段组装的方式构造适用于给定工艺的石墨硬毡，可以根据当前毛坯材料堆放的高度而选择不同长度的节段进行组装，具有比较好的适应性。此外，采用止口依次连接，连接结构简单，连接效率高，且密封性能也相对容易保证。

技术特征：

1.一种石墨硬毡，其特征在于，包括在轴向依次能够以止口方式连接的多个节段，以用于根据毛坯材料堆放高度选配给定的节段。

2.根据权利要求1所述的石墨硬毡，其特征在于，所述止口包括单止口、双止口和多止口。

3.根据权利要求2所述的石墨硬毡，其特征在于，位于最上面的节段的上止口和位于最下面的节段的下止口均为单止口。

4.根据权利要求3所述的石墨硬毡，其特征在于，其余止口为双止口或多止口。

5.根据权利要求2所述的石墨硬毡，其特征在于，相互配合的凹凸止口间存在侧隙。

6.根据权利要求5所述的石墨硬毡，其特征在于，所述侧隙适配于单止口为0.05~0.1mm；相对于双止口表示为单边侧隙，该单边侧隙为0.05~0.1mm。

7.根据权利要求5或6所述的石墨硬毡，其特征在于，相互配合的凹凸止口间存在顶隙，以使该凹凸止口的位于下侧的止口面间接合。

8.根据权利要求7所述的石墨硬毡，其特征在于，所述顶隙为0.2mm。

9.根据权利要求2所述的石墨硬毡，其特征在于，若止口选用单止口时，于相应的凹止口的内侧设有反止口；

10.一种权利要求1~9任一所述的石墨硬毡在半导体制造工艺中的应用。

技术总结
本发明公开了一种石墨硬毡和在半导体制造工艺中的应用，其中石墨硬毡包括在轴向依次能够以止口方式连接的多个节段，以用于根据毛坯材料堆放高度选配给定的节段。依据本发明的石墨硬毡对毛坯材料堆放高度适应性相对比较好。

技术研发人员：宋德鹏,陈占领,张正伟,马士国,李心兆,陈运通,张鸿志,王兆宇,张尚浩
受保护的技术使用者：山东力冠微电子装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/28