[發(fā)明專利]一種密封結(jié)構(gòu)及具有該密封結(jié)構(gòu)的襯底處理設(shè)備

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210037773.1
• 申請(qǐng)日: 2022-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN116480777A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉自強(qiáng);燕春;楊進(jìn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇天芯微半導(dǎo)體設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): F16J15/10
• 分類號(hào): F16J15/10;H01L21/67
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 林楊;徐雯瓊

本發(fā)明涉及一種密封結(jié)構(gòu)，用于襯底處理設(shè)備的法蘭、上頂和腔體之間的密封，包括：法蘭?上頂密封隔離組件，用于法蘭與上頂之間的密封，以及上頂?shù)拇怪狈较虻姆澜佑|破裂保護(hù)；上頂?腔體密封隔離組件，用于上頂與腔體之間的密封，以及上頂?shù)拇怪狈较虻姆澜佑|破裂保護(hù)；法蘭?腔體密封組件，用于法蘭與腔體之間的密封；上頂水平方向隔離組件，用于上頂?shù)乃椒较虻姆澜佑|破裂保護(hù)。本發(fā)明還涉及一種應(yīng)用該密封結(jié)構(gòu)的襯底處理設(shè)備。本發(fā)明可在實(shí)現(xiàn)高溫狀態(tài)下的襯底處理設(shè)備真空密封及上頂對(duì)中的基礎(chǔ)上，在安裝及工藝處理過(guò)程中完全隔絕石英與金屬的直接接觸，解決石英上頂存在碎裂風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體外延工藝領(lǐng)域，具體涉及一種密封結(jié)構(gòu)及具有該密封結(jié)構(gòu)的襯底處理設(shè)備。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體外延工藝中，需要使用一種襯底處理設(shè)備，或稱半導(dǎo)體工藝設(shè)備，用于放置待外延處理的半導(dǎo)體襯底，該襯底處理設(shè)備包括一個(gè)金屬腔體、一個(gè)石英上頂和一個(gè)用于壓緊該石英上頂?shù)慕饘俜ㄌm。其中，處理步驟中的高溫工藝，經(jīng)常利用外部紅外光源發(fā)出的紅外線，透過(guò)襯底處理設(shè)備的石英上頂，對(duì)放置在金屬腔體內(nèi)的襯底進(jìn)行輻射加熱，以將襯底的溫度快速升高至工藝溫度。在加熱襯底時(shí)，襯底處理設(shè)備的各組成部件的溫度也會(huì)大幅升高，而該工藝要求襯底處理設(shè)備為一個(gè)密閉的真空環(huán)境，所以主要涉及以下技術(shù)難題：1、該結(jié)構(gòu)需實(shí)現(xiàn)常溫及高溫狀態(tài)下各不同材質(zhì)部件間的真空密封連接；2、上頂?shù)牟馁|(zhì)為易碎的石英，而腔體和法蘭的材質(zhì)為金屬，如二者直接接觸組裝，因應(yīng)力作用極易導(dǎo)致石英破碎而失去真空密封環(huán)境，故該結(jié)構(gòu)要避免二者之間直接接觸；3、高溫下上頂會(huì)與O型密封圈之間產(chǎn)生位置滑移，導(dǎo)致上頂中心與腔體中心不對(duì)中，而產(chǎn)生工藝處理誤差。

現(xiàn)有技術(shù)中解決上述問(wèn)題多采用如下方式：在上頂外圓周與腔體之間設(shè)置多個(gè)O型密封圈，同時(shí)在上頂外圓周與法蘭之間也設(shè)置多個(gè)O型密封圈，這樣可以較好的實(shí)現(xiàn)高溫狀態(tài)下的真空密封和上頂對(duì)中，但是仍存在以下缺點(diǎn)：

1、安裝過(guò)程中存在石英上頂碎裂風(fēng)險(xiǎn)。由于上頂是石英材質(zhì)，在安裝時(shí)，上頂?shù)膫?cè)壁會(huì)接觸到金屬的法蘭或腔體，造成碰撞從而損傷石英上頂；

2、正常工藝處理過(guò)程中仍不能完全避免上頂與金屬法蘭或腔體之間的接觸機(jī)率?，F(xiàn)有技術(shù)在工藝處理時(shí)，由于熱處理產(chǎn)生的熱膨脹使石英上頂可能會(huì)因?yàn)閭?cè)面受力不均勻造成石英上頂與金屬法蘭或金屬腔體接觸的機(jī)會(huì)，而這樣的接觸容易致使石英受力碎裂，導(dǎo)致工藝失敗，增加生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種密封結(jié)構(gòu)及具有該密封結(jié)構(gòu)的襯底處理設(shè)備，在保證實(shí)現(xiàn)高溫狀態(tài)下襯底處理設(shè)備的真空密封及石英上頂對(duì)中功能基礎(chǔ)上，完全隔絕石英與金屬的直接接觸，解決石英上頂存在碎裂風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種密封結(jié)構(gòu)，用于襯底處理設(shè)備的法蘭、上頂和腔體之間的密封，包括：

法蘭-上頂密封隔離組件，設(shè)置于所述法蘭與所述上頂之間，用于所述法蘭與所述上頂之間的密封，以及所述上頂?shù)拇怪狈较虻姆澜佑|破裂保護(hù)；

上頂-腔體密封隔離組件，設(shè)置于所述上頂與所述腔體之間，用于所述上頂與所述腔體之間的密封，以及所述上頂?shù)拇怪狈较虻姆澜佑|破裂保護(hù)；

法蘭-腔體密封組件，設(shè)置于所述法蘭與所述腔體之間，用于所述法蘭與所述腔體之間的密封；

上頂水平方向隔離組件，設(shè)置于所述上頂側(cè)壁一周，用于所述上頂?shù)乃椒较虻姆澜佑|破裂保護(hù)。

進(jìn)一步，所述上頂水平方向隔離組件包括：

隔離導(dǎo)向環(huán)，采用非金屬材質(zhì)，為內(nèi)部中空的環(huán)狀體，所述內(nèi)部中空部分可容納所述上頂；安裝后，所述隔離導(dǎo)向環(huán)的環(huán)體內(nèi)側(cè)抵接所述上頂?shù)膫?cè)壁，或設(shè)置0mm至5mm的間隙，所述隔離導(dǎo)向環(huán)的環(huán)體外側(cè)抵接所述法蘭或所述腔體內(nèi)壁，或設(shè)置0mm至5mm的間隙，使所述上頂與所述法蘭、所述腔體在水平方向上不直接接觸；

隔離導(dǎo)向環(huán)固定裝置，用于將所述隔離導(dǎo)向環(huán)固定于所述襯底處理設(shè)備內(nèi)部。