一种石墨舟刻蚀设备的制作方法

本发明属于半导体设备，具体涉及一种石墨舟刻蚀设备。

背景技术：

1、石墨舟干法清洗设备主要是通过电离的清洗气体对石墨舟表面进行刻蚀来达到清洗的效果。目前，石墨舟干法清洗设备的工艺流程如下：(1)、通过机械手将待清洗的石墨舟放置在桨杆上；(2)、推舟模组带动桨杆将石墨舟运送至反应腔体内部指定位置；(3)、推舟模组带动桨杆下沉脱离石墨舟后退出反应腔体；(4)、关闭腔体盖板抽气至指定真空压力下；(5)、通气放电电离和开启偏压电源开始工艺。

2、为了避免石墨舟磕碰和提高定位精度，步骤(2)中推舟模组的运动设置得较为缓慢；同时步骤(3)中的下沉脱离动作也要求反应腔体具有更大的炉口尺寸，进而加大反应腔体内空尺寸。而且现有石墨舟干法清洗设备中的腔体炉门是单独控制开关的，石墨舟每次进出反应腔体，都要额外控制炉门进行开门或关门的动作。上述一系列动作会增加设备节拍时间，降低设备产能，同时也增加了石墨舟的破损风险。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、操作便捷、传动稳定性高、能够实现石墨舟精准放置到反应腔体内的石墨舟刻蚀设备。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种石墨舟刻蚀设备，包括：反应腔体、盖板、推舟机构、缓冲机构和偏压机构；所述推舟机构密封穿设在盖板上，推舟机构用于搭载石墨舟进出反应腔体，并搭载石墨舟在反应腔体内进行刻蚀清洗；所述推舟机构端部设有偏压机构，所述偏压机构用于施加偏压到石墨舟上；所述缓冲机构设置在盖板上，用于提供盖板与反应腔体接触后的缓冲；所述盖板将反应腔体密封关闭后，缓冲机构和偏压机构均位于反应腔体外部。

4、作为本发明的进一步改进，所述盖板包括：面板、第一连接法兰和第二连接法兰；所述面板用于实现反应腔体的炉口密封关闭；所述第一连接法兰和第二连接法兰均穿设在面板上，用于连接推舟机构。

5、作为本发明的进一步改进，所述盖板还包括导向柱，所述导向柱均布在面板的四个顶点，用于辅助面板密封盖合在反应腔体的炉口。

6、作为本发明的进一步改进，所述推舟机构包括：光轴、桨杆、夹紧块和固定块；所述光轴穿设在第一连接法兰中，光轴的一端通过夹紧块与桨杆连接，光轴的另一端与外置的驱动机构连接，用于带动搭载石墨舟的桨杆进出反应腔体；所述桨杆穿设在第二连接法兰中，桨杆的一端通过固定块与光轴连接，桨杆的另一端穿过夹紧块，用于搭载石墨舟。

7、作为本发明的进一步改进，所述推舟机构还包括：支撑块和端盖，所述支撑块位于固定桨杆与固定块的连接处，用于固定桨杆与固定块的径向位置；所述端盖设置在桨杆端部，用于实现桨杆密封。

8、作为本发明的进一步改进，所述推舟机构还包括：波纹管、绝缘套和光轴密封法兰；所述绝缘套安装于夹紧块与光轴之间，用于两者之间的绝缘；所述光轴上设有光轴密封法兰，所述光轴密封法兰与第一连接法兰之间通过波纹管连接，以实现光轴与面板密封连接；所述固定块端部与第二连接法兰通过波纹管连接，以实现桨杆与第二连接法兰密封连接。

9、作为本发明的进一步改进，所述缓冲机构包括缓冲弹簧和弹簧导向杆，所述弹簧导向杆的两端分别连接面板和固定块，缓冲弹簧套设在弹簧导向杆外周，用于提供盖板与反应腔体接触后的缓冲。

10、作为本发明的进一步改进，所述偏压机构包括偏压电极、电极绝缘套和偏压电源，所述偏压电极的一端设置在端盖上开设的电极孔内，且偏压电极的端部与桨杆接触，偏压电极的另一端与偏压电源连接；偏压电极与端盖的连接处设有电极绝缘套。

11、作为本发明的进一步改进，所述反应腔体包括腔体本体和腔盖密封法兰，所述腔盖密封法兰设置在腔体本体端部，腔盖密封法兰的四个顶点设有与导向柱匹配的导向孔。

12、作为本发明的进一步改进，所述桨杆采用碳化硅制备得到。

13、与现有技术相比，本发明的优点在于：

14、本发明的石墨舟刻蚀设备，通过将推舟机构密封穿设在盖板上，推舟机构用于搭载石墨舟进行反应腔体，且刻蚀反应过程中，推舟机构与石墨舟一并留在反应腔体内，也就是推舟机构搭载石墨舟进入反应腔体后，在完成清洗工艺前无需退出，减少了推舟机构放置石墨舟后的下沉出桨动作，使一次工艺过程中石墨舟与推舟机构的接触次数由原来的4次减少为2次，有效降低了石墨舟的破损风险，提升了设备的产能；与此同时，通过在盖板上设置了缓冲机构，提高了推舟机构这种大重量长行程运动机构的容错率，提高了反应腔体盖板的关盖准确性，增强了盖板的密封可靠性；通过推舟机构端部设有偏压机构，以施加偏置电压，石墨舟上所施加的偏压能够有效保证设备的清洗速率；本发明中，在进舟的同时完成腔体盖板的关盖动作，有效减少了设备节拍时间；同时腔体无需预留推舟机构出桨空间，能有效减小了腔体内空，提高了腔体刻蚀速率和降低了工艺成本。

技术特征：

1.一种石墨舟刻蚀设备，其特征在于，包括：反应腔体(10)、盖板(20)、推舟机构(30)、缓冲机构(40)和偏压机构(50)；所述推舟机构(30)密封穿设在盖板(20)上，推舟机构(30)用于搭载石墨舟(60)进出反应腔体(10)，并搭载石墨舟(60)在反应腔体(10)内进行刻蚀清洗；所述推舟机构(30)端部设有偏压机构(50)，所述偏压机构(50)用于施加偏压到石墨舟(60)上；所述缓冲机构(40)设置在盖板(20)上，用于提供盖板(20)与反应腔体(10)接触后的缓冲；所述盖板(20)将反应腔体(10)密封关闭后，缓冲机构(40)和偏压机构(50)均位于反应腔体(10)外部。

2.根据权利要求1所述的石墨舟刻蚀设备，其特征在于，所述盖板(20)包括：面板(201)、第一连接法兰(203)和第二连接法兰(204)；所述面板(201)用于实现反应腔体(10)的炉口密封关闭；所述第一连接法兰(203)和第二连接法兰(204)均穿设在面板(201)上，用于连接推舟机构(30)。

3.根据权利要求2所述的石墨舟刻蚀设备，其特征在于，所述盖板(20)还包括导向柱(202)，所述导向柱(202)均布在面板(201)的四个顶点，用于辅助面板(201)密封盖合在反应腔体(10)的炉口。

4.根据权利要求3所述的石墨舟刻蚀设备，其特征在于，所述推舟机构(30)包括：光轴(301)、桨杆(302)、夹紧块(303)和固定块(304)；所述光轴(301)穿设在第一连接法兰(203)中，光轴(301)的一端通过夹紧块(303)与桨杆(302)连接，光轴(301)的另一端与外置的驱动机构连接，用于带动搭载石墨舟(60)的桨杆(302)进出反应腔体(10)；所述桨杆(302)穿设在第二连接法兰(204)中，桨杆(302)的一端通过固定块(304)与光轴(301)连接，桨杆(302)的另一端穿过夹紧块(303)，用于搭载石墨舟(60)。

5.根据权利要求4所述的石墨舟刻蚀设备，其特征在于，所述推舟机构(30)还包括：支撑块(305)和端盖(307)，所述支撑块(305)位于固定桨杆(302)与固定块(304)的连接处，用于固定桨杆(302)与固定块(304)的径向位置；所述端盖(307)设置在桨杆(302)端部，用于实现桨杆(302)密封。

6.根据权利要求4所述的石墨舟刻蚀设备，其特征在于，所述推舟机构(30)还包括：波纹管(306)、绝缘套(308)和光轴密封法兰(3011)；所述绝缘套(308)安装于夹紧块(303)与光轴(301)之间，用于两者之间的绝缘；所述光轴(301)上设有光轴密封法兰(3011)，所述光轴密封法兰(3011)与第一连接法兰(203)之间通过波纹管(306)连接，以实现光轴(301)与面板(201)密封连接；所述固定块(304)端部与第二连接法兰(204)通过波纹管(306)连接，以实现桨杆(302)与第二连接法兰(204)密封连接。

7.根据权利要求4所述的石墨舟刻蚀设备，其特征在于，所述缓冲机构(40)包括缓冲弹簧(401)和弹簧导向杆(402)，所述弹簧导向杆(402)的两端分别连接面板(201)和固定块(304)，缓冲弹簧(401)套设在弹簧导向杆(402)外周，用于提供盖板(20)与反应腔体(10)接触后的缓冲。

8.根据权利要求5所述的石墨舟刻蚀设备，其特征在于，所述偏压机构(50)包括偏压电极(501)、电极绝缘套(502)和偏压电源(503)，所述偏压电极(501)的一端设置在端盖(307)上开设的电极孔内，且偏压电极(501)的端部与桨杆(302)接触，偏压电极(501)的另一端与偏压电源(503)连接；偏压电极(501)与端盖(307)的连接处设有电极绝缘套(502)。

9.根据权利要求3至8中任意一项所述的石墨舟刻蚀设备，其特征在于，所述反应腔体(10)包括腔体本体(101)和腔盖密封法兰(102)，所述腔盖密封法兰(102)设置在腔体本体(101)端部，腔盖密封法兰(102)的四个顶点设有与导向柱(202)匹配的导向孔。

10.根据权利要求4至8中任意一项所述的石墨舟刻蚀设备，其特征在于，所述桨杆(302)采用碳化硅制备得到。

技术总结
本发明公开了一种石墨舟刻蚀设备，包括：反应腔体、盖板、推舟机构、缓冲机构和偏压机构；推舟机构密封穿设在盖板上，推舟机构用于搭载石墨舟进出反应腔体，并搭载石墨舟在反应腔体内进行刻蚀清洗；推舟机构端部设有偏压机构，偏压机构用于施加偏压到石墨舟上；缓冲机构设置在盖板上，用于提供盖板与反应腔体接触后的缓冲。本发明中，搭载了石墨舟的推舟机构上施加有偏置电压，推舟机构推送石墨舟至反应腔体内部之后无需退出即可进行工艺，减少了推舟机构取放石墨舟的上升和下降动作，节约了设备节拍时间，提升了设备产能。同时能够有效压缩反应腔体的高度尺寸，降低了反应腔体的内空体积，进而减少了工艺时反应气体的用量，节约了设备运行成本。

技术研发人员：陈臻阳,彭宜昌,李斯,许烁烁,张威
受保护的技术使用者：湖南红太阳光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15