CN105880125A - 一种靶台动密封的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种靶台动密封的方法，包括：顶架腔(一)(1)涂层(2)、U型密封圈(3)、O型密封圈(4)、转动腔体(5)。说明书对一种靶台动密封的方法作出了详细说明，并给出了具体实施方案。本发明涉及离子注入装置，隶属于半导体制造领域。

Description

一种靶台动密封的方法

技术领域

本发明涉及一种真空密封技术领域，特别是应用在离子注入机中，能够提高靶室腔体的真空度，从而优化各项注入指标。

背景技术

离子注入机是半导体工艺中重要的掺杂设备，随着工艺指标的要求越来越高，对其功能和要求也越来越高。真空度是衡量离子注入机的一个重要参数。硅片的最终注入是在靶室腔体中完成的，所以靶室腔体的真空度要求较高。靶台是靶室腔体的重要部件之一，它是硅片注入过程中的载体，靶台可以完成三个方向的运动，这三个运动都需要解决运动密封的问题。倾角运动是径向旋转运动，它是通过磁流体的方式解决动密封，顶架运动是轴向运动、自传运动是径向旋转运动，这两种运动都是通过差分抽气的方式解决动密封的。

在目前三种运动的密封问题上，对真空影响较大的是自传运动的密封方式。目前采用的密封方式如图1所示。顶架腔(一)与转动腔体之间装有两个U型密封圈和一个密封隔环，密封隔环置于两个U型密封圈的中间，U型密封圈通过自身内部的V型弹簧和压差分别与顶架腔(一)和转动腔体的的表面接触达到密封的作用。顶架腔(一)为6061铝合金加工，外表面镜面抛光表面光洁度0.8；U型密封圈外圈为聚四氟乙烯，中间有V型弹簧；转动腔体为6061铝合金加工，内壁镜面抛光表面光洁度0.8。这种密封方式的缺陷在于以下几点：顶架腔(一)在做旋转运动时，U型密封圈也在转动，这降低了真空；U型密封圈的张紧主要靠V型弹簧的张力，压力差对其的影响小，这增加了电机的负载；在转动过程中顶架腔(一)的密封面很容易被U型密封圈划伤，而且U型密封圈的转动同时也会将转动腔体的表面划伤，这种划伤大大降低了密封面的表面光洁度，从而降低真空。

为了解决此种密封方式对真空的影响，改变了U型密封圈的结构，采用动静结合的方式提高真空。并且在顶架肺(一)的表面做陶瓷涂层，增加了表面的硬度，从而避免了在运动过程中的划伤，改善了真空环境。

发明内容

本发明公开了离子注入机系统中一种靶台动密封的方法，很好的解决了目前靶台在自传的过程中存在的真空漏气问题。

本发明专利通过以下技术方案来实现：

1.一种靶台动密封的方法，其特征在于：顶架腔(一)(1)陶瓷涂层(2)、U型密封圈(3)、O型密封圈(4)、转动肺体(5)。

2.如权利要求1所述的一种靶台动密封的方法，其特征在于：在顶架腔(一)的外表面上采用超音速喷涂的方法形成陶瓷涂层(2)，进而对涂层研磨抛光。

3.如权利要求1和2所述的一种靶台动密封的方法，其特征在于：U型密封圈(3)的外侧边缘上开密封槽。

4.如权利要求1和3所述的一种靶台动密封的方法，其特征在于：将O型密封圈(4)装入U型密封圈(3)的密封槽内。

5.如权利要求1和4所述的一种靶台动密封的方法，其特征在于：将装有O型密封圈(4)的U型密封圈(3)压入转动腔体(5)内。

6.如权利要求1和5所述的一种靶台动密封的方法，其特征在于：将研磨抛光后的顶架腔(一)(1)压入装有O型密封圈(4)的U型密封圈(3)内。

本发明具有如下显著优点：

1.顶架腔(一)硬度提高，耐磨性提高；

2.改进后的U型密封圈不旋转大大减少漏气；

3.密封面的光洁度提高，摩擦力减小，电机负载减小；

附图说明

图1是本发明所述的靶台动密封的改进后方案；

图2是本发明所述的靶台动密封的改进前方案。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本发明作进一步的介绍，应该理解，这些介绍都是说明性的，本发明不限于此。本发明的范围仅由所附权利要求的范围所限定。

首先参考图2，介绍靶台自传密封改进前的工作原理。

如图2所示，顶架腔(一)做轴向旋转运动，U型密封圈通过V形弹簧分别与顶架腔(一)和转动腔体的表面接触实现密封。由于U型密封圈的张力较大，所以顶架腔(一)在转动时会受到较大的摩擦阻力，这样不仅会对顶架腔(一)的密封面造成损坏，而且会大大增加电机的负载。顶架腔(一)在转动时受到较大的摩擦阻力，这种阻力会带动U型密封圈做旋转运动，这种旋转运动不仅会造成空气的泄漏，同时会磨损转动腔体的密封面。

然后参考图1，介绍靶台自传密封改进后的工作原理。

如图1所示，顶架腔(一)的密封面喷涂陶瓷涂层，这种涂层的硬度可达800HV，表面光洁度可达到Ra0.025。改进后的U型密封圈没有V形弹簧，与顶架腔(一)接触的是一片可伸缩的唇边，主要通过材料的弹性和压力差与密封面接触；与转动腔体接触的是其在外圈的O型密封圈。真空环境下顶架腔(一)转动时，密封圈和顶架腔(一)的压力和摩擦系数大大减小，因此摩擦力也大大减小。然而与转动腔体接触的是O型密封圈，摩擦系数远远大于与顶架腔(一)接触的唇边的摩擦系数。因此，顶架腔(一)的转动不会带动U型密封圈的转动。减小了漏气率。

本发明的特定实施例已对本发明的内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，或者惯用手段的直接替换，都构成对本发明专利的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (6)

1.一种靶台动密封的方法，其特征在于：顶架腔(一)(1)陶瓷涂层(2)、U型密封圈(3)、O型密封圈(4)、转动腔体(5)。

2.如权利要求1所述的一种靶台动密封的方法，其特征在于：在顶架腔(一)的外表面上采用超音速喷涂的方法形成陶瓷涂层(2)，进而对涂层研磨抛光。

3.如权利要求1和2所述的一种靶台动密封的方法，其特征在于：U型密封圈(3)的外侧边缘上开密封槽。

4.如权利要求1和3所述的一种靶台动密封的方法，其特征在于：将O型密封圈(4)装入U型密封圈(3)的密封槽内。

5.如权利要求1和4所述的一种靶台动密封的方法，其特征在于：将装有O型密封圈(4)的U型密封圈(3)压入转动腔体(5)内。

6.如权利要求1和5所述的一种靶台动密封的方法，其特征在于：将研磨抛光后的顶架腔(一)(1)压入装有O型密封圈(4)的U型密封圈(3)内。