CN220691982U - 一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具，包括：上层第一承载机构以及下层第二承载机构，所述上层第一承载机构包括中空的圆盘以及支撑所述圆盘的第一支撑柱；下层第二承载机构包括圆环、设在所述圆环上用于承载石墨托盘的多个滑块；所述滑块上设有使得滑块沿圆环径向移动的滑槽；所述第二承载机构通过第二支撑柱与所述第一承载机构连接形成上下镂空结构。该泡酸载具通过滑块的移动使其能够用于不同尺寸石墨托盘的清洁，满足不同尺寸石墨托盘的周期性维护，降低维护成本。

Description

一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具

技术领域

本实用新型涉及半导体制造设备技术领域，尤其涉及一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具。

背景技术

在芯片的制程中有一步很重要的外延工艺，所谓的外延，就是在单晶衬底上沉积一层薄的单晶层，新沉积的这层就称为外延层，外延为器件设计者在优化器件性能方面提供了很大的灵活性，控制外延层的掺杂厚度，浓度，轮廓而这些因素是与硅片衬底无关的，这种控制可以通过外延生长过程中的掺杂来实现，外延层可以减少CMOS器件中的闫锁反应，IC制造中最普遍的外延反应是高温CVD系统。在一些正处于研究阶段的应用中，外延能够达到未来高性能IC要求，例如用来获得低的接触电阻的抬高源漏结构S/D。通过在器件的源端、漏端和栅区域淀积外延硅可以形成抬高的源漏结构，这能有效的增加源漏的表面积因此降低薄层电阻，类似于相同材料下直径大的导线比直径小的电阻小。在外延淀积过程中，可能发生不希望的掺杂不均匀现象，因为掺杂外延层通常生长在重掺杂衬底上，外延层会发生自掺杂现象。这种现象发生在掺杂杂质从衬底蒸发，或者是由于淀积过程中氯对硅片表面的腐蚀而自发进行。这些杂质进入气流并导致不希望的外延掺杂。作为外延层生长，来自硅片的杂质很少，气流中的杂质达到一个恒定的水平。另外的不规则掺杂形式是衬底作为掺杂杂质源扩散到外延层，这称为扩散。自掺杂和外扩散都能影响杂质在衬底和外延层之间形成过渡，导致杂质分布不如预想的那样陡。如果膜和衬底的材料相同，这样长出来的膜称为同质外延。膜材料与材料不一致长出的膜为异质外延。外延生长的材料有很多如，GaN、InP、GaAs等一些材料，不管是生长哪一种材料的膜，都要有衬底的托盘，目前用到最安全，最合适的托盘还是石墨材质的，但是在长完膜以后石墨托盘上会残留很多杂质，需要处理干净以备再用。

目前行业处理石墨托盘主要有两种方式：一种方式是用高温bake炉去烘烤处理，它原理是这样的：bake炉里面有多组石墨组件连接成一个加热环形面，在给电极加电后石墨发热烘烤石墨托盘，然后用P级纯度氮气从前面吹扫，把杂质吹到后面的挡板上达到清洁处理石墨盘的目的。另一种方式是用王水去处理长过膜的石墨托盘，它的原理是利用化学反应和化学腐蚀对石墨托盘进行处理，一般采用硝酸和盐酸混合配置王水，比例是3:1。王水处理法比bake烘烤法，在清洁质量方面来看的话更有优势而且成本相对来说会节约很多。王水处理法步骤大概分为：配酸、泡酸、清洗、溢流、吹扫、烘烤、真空备用，这其中最为要紧的是泡酸步骤，这是关乎石墨托盘清洁质量的最大因素。配酸时，石墨盘放置状态、后期加酸剂量以及加酸时间等都会对其有很大的影响，周期性维护后进行工艺验证时，炉内部件烘烤后会发红，导致工艺有问题从而不得不重新维护，减少了设备的稼动率，增加人工投入与经济成本，因此，在泡酸环节，保证石墨托盘的寿命以及稳定性显得尤为重要。

但在现有的泡酸过程中，对于不同尺寸的石墨托盘需要准备不同尺寸的泡酸桶以及泡酸夹具，使得不同尺寸石墨托盘的清洁过程存在繁琐性和不便性，同时增加了成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有泡酸夹具无法满足不同尺寸石墨托盘的泡酸以及清洗的问题，提供了一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

主要提供一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具，包括：

上层第一承载机构，其包括中空的圆盘以及支撑所述圆盘的第一支撑柱；

下层第二承载机构，其包括圆环、设在所述圆环上用于承载石墨托盘的多个滑块；所述滑块上设有使得滑块沿圆环径向移动的滑槽；

所述第二承载机构通过第二支撑柱与所述第一承载机构连接形成上下镂空结构。

作为一优选项，所述圆盘与圆环同心轴设置。

作为一优选项，所述圆盘上设有多个第一圆孔和环形槽。

作为一优选项，所述第一圆孔对称设置在所述圆盘两侧，所述环形槽对称设置在第一圆孔的两侧。

作为一优选项，所述圆盘与所述第一支撑柱的顶端螺纹连接。

作为一优选项，所述第二支撑柱的顶端与所述圆盘螺纹连接，所述第二支撑柱的底端与所述圆环螺纹连接。

作为一优选项，所述滑块呈L型，其包括承重部件和卡位部件，在所述承重部件靠近圆环的部分设有两个滑槽，所述圆环上设有用于定位所述滑槽的螺钉。

作为一优选项，所述承重部件和卡位部件均为长方型。

作为一优选项，所述圆盘的直径为300㎜，厚度为3㎜，所述圆环的内半径为100㎜，圆环的外半径为110㎜，所述圆环的厚度为2㎜。

作为一优选项，所述第一支撑柱的长度为400㎜，所述第二支撑柱的长度为200㎜。

需要进一步说明的是，上述各选项对应的技术特征在不冲突的情况下可以相互组合或替换构成新的技术方案。

与现有技术相比，本实用新型有益效果是：

(1)本实用新型主要通过滑块承载着石墨托盘沿圆环径向移动的方式，能够兼容不同尺寸(2、3、4、6吋)的石墨托盘的浸泡清洗，解决了目前化学品浸泡石墨盘的问题，解决了包括安全性、经济性、稳定性方面的难点；此外，不同尺寸外延片对应的石墨托盘外围尺寸相差不大，相差值小于滑块伸缩范围，可以满足不同尺寸外延片，让外延的工艺有着更加可靠的晶圆托盘；同时，可以大幅度提高处理石墨托盘的效率，提高石墨托盘处理的质量，从而增加外延工艺的稳定性，进而提高产品良率增加部门及公司效益。

(2)在一个示例中，在圆盘上设有多个第一圆孔和环形槽，可以减少泡酸时的浮力，使载具载着石墨托盘能够很好的沉浸在酸中。

(3)在一个示例中，各承载结构之间通过螺纹连接形成承载石墨托盘的基础机构，保证结构的安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型实施例示出的一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具的装配结构示意图；

图2为本实用新型实施例示出的一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具的俯视图；

图3为本实用新型实施例示出的圆环的结构示意图。

图中标号：1-圆盘；2-第一支撑柱；3-圆环；4-滑块；5-滑槽；6-第二支撑柱；11-第一圆孔；12-环形槽；13-第二圆孔；14-第三圆孔；15-第一螺钉；16-第二螺钉；17-第三螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参照图1-图3，在一示例性实施例中，提供一种兼容多尺寸(2、3、4、6吋)石墨托盘的泡酸载具，包括：

上层第一承载机构，其包括中空的圆盘1以及支撑所述圆盘1的第一支撑柱2；

下层第二承载机构，其包括圆环3、设在所述圆环3上用于承载石墨托盘的多个滑块4；所述滑块4上设有使得滑块4沿圆环3径向移动的滑槽5；

所述第二承载机构通过第二支撑柱6与所述第一承载机构连接形成上下镂空结构。其中，所述圆盘1与圆环3同心轴设置，载具以圆盘1与圆环3为基点设置，用内六角螺丝、柱子及螺纹孔连接，能够安全可靠的承载石墨托盘。

具体地，通过滑块4承载着石墨托盘沿圆环3径向移动的方式，能够兼容不同尺寸(2、3、4、6吋)的石墨托盘的浸泡清洗。

所述圆盘1与所述第一支撑柱2的顶端螺纹连接，如图1所示，四根长柱子(第一支撑柱2)与圆盘1螺纹连接成载具的外围，是承载石墨托盘的基础机构也是给第二承载机构做连接的框架。其中，在圆盘1上平均角度钻取四个圆孔(第二圆孔13)，在四根第一支撑柱2的顶端钻出内螺纹孔，深度为15㎜，孔的直径为5㎜，第一支撑柱2通过第二圆孔13以及四颗第一螺钉15(内六角螺钉)连接，第二圆孔13的直径大小略小于第一支撑柱2的外圈直径，保证圆盘与支撑柱连接的更加稳定，承载能力更强。四个内六角螺钉的帽头厚度为2㎜，增大受力集中点，螺钉长度为18㎜，直径为5㎜，螺钉和柱子螺纹孔作为固定外围圆盘的条件。

进一步地，在外围圆盘1上抠出用于减少浮力的第一圆孔11与环形槽12，所述第一圆孔11对称设置在所述圆盘1两侧，所述环形槽12对称设置在第一圆孔11的两侧。具体地，外围大圆盘直径为300㎜，厚度为3㎜，在180度轴线两端离边缘等距离30㎜处抠出圆心半径为10㎜的第一圆孔11，180度轴线逆时针旋转45度角通过圆盘1圆心找到一条新的轴线，在新轴线上以距离圆盘边缘30㎜处等抠出圆心半径为10㎜的两个第一圆孔11，总共在圆盘1上抠出四个第一圆孔11。在同侧第一圆孔11之间各抠出一个环形槽12：以圆盘1圆心为基点，半径为110㎜做出环形槽的内环线，以圆盘1圆心为基点，半径为130㎜做出环形槽12的外环线，在半径为120㎜的圆上找一个点作为圆心，半径为10㎜做出与环形槽12内外线相切的半圆图形，对称方向也抠出同样的环形槽12。至此圆盘上的四个第一圆孔11及两个环形槽12将大大减少圆盘1浮力，使载具载着石墨托盘能够很好的沉浸在酸中。

进一步地，所述第二支撑柱6的顶端与所述圆盘1螺纹连接，所述第二支撑柱6的底端与所述圆环3螺纹连接。具体地，圆盘1上还设有用于连接第二支撑柱6与圆环3的卡位圆孔结构(图中第三圆孔14)，其中，在90度、180度、270度、360度轴线上找一点为圆心直径为10㎜做定位圆孔相切于半径100㎜和半径110㎜之间，用于连接圆环3。短柱子(第二支撑柱6)两端均钻有螺纹孔，第二支撑柱6通过第二螺钉16分别与圆盘1和圆环3连接。此处内螺纹孔的标准：孔的直径为5㎜，孔的深度为15㎜，柱子的外直径为15㎜，满足圆盘1、圆环3与柱子的配合关系。

进一步地，所述圆环3的内半径为100㎜，圆环3的外半径为110㎜，所述圆环3的厚度为2㎜。所述第一支撑柱的长度为400㎜，所述第二支撑柱的长度为200㎜。在圆环3上要钻出与第三圆孔14对应的四个定位圆孔，用于固定圆环3从而达到承载石墨托盘的目的，参照圆盘1上第三圆孔14的设置，定位圆孔直径仍然为10㎜，在90度、180度、270度、360度轴线上找一点为圆心做出定位圆孔。在两圆孔之间45度轴线两侧做内螺纹孔：直径为2㎜，深度为2㎜且相切于半径104㎜和半径106㎜圆之间。

在一个示例中，所述滑块4呈L型，其包括承重部件和卡位部件，所述承重部件和卡位部件均为长方型，在所述承重部件靠近圆环3的部分设有两个滑槽5，所述圆环3上设有用于定位所述滑槽5的螺钉(第三螺钉17)。具体地，承重部件是一长方形块，位于L型的平边，长度为30㎜，宽度为10㎜，厚度为5㎜，卡位部件也是一长方形块，宽为10㎜，高为10㎜，在承重部件长方形块离左边缘2㎜其中轴线两端各做一个长方形滑槽5用于承载滑块4的移动，长方形滑槽5的长为10㎜，宽为3㎜，总共有四个承载滑块4。

进一步地，四个滑块4通过8颗内六角螺钉(第三螺钉17)连接在圆环3上，用于承载滑块4的定位轨道，此处第三螺钉17的直径为2㎜，螺钉长度为12㎜，螺钉下部分做2㎜深的外螺纹，其余10㎜为光滑轨道，螺钉螺帽厚度为1㎜，作为承载滑块的固定连接件。

进一步地，圆盘1和圆环3以同心轴设置的方式形成镂空框架结构，可以进一步减少浮力。

以下给出一种石墨托盘的清洗流程：

S1、配酸环节：配酸需要准备带盖的容器，根据石墨托盘载具大小选择，需要盐酸和硝酸3:1的比例混合；

S2、泡酸环节：用石墨托盘载具载着石墨托盘浸没在酸中，并在规定的时间内加入混合酸，增加混合液的化学性；

S3、清洗环节：用桶取下浸泡的石墨盘，反复用超纯水冲洗30次；

S4、溢流环节：冲洗完的石墨盘以45°斜靠在桶内，给桶内设置一根溢流管，以200ml/min的水速溢流12h；

S5、吹扫环节:溢流好的石墨盘，用纯水清洗3次，然后用P级N2吹干石墨盘表面的水分；

S6、烘烤环节：氮气吹干后的石墨盘放入温度设置为150度烤箱烘烤4h，然后放入温度为80度的烤箱烘烤8h；

S7、真空备用环节：取出石墨盘放入P级氮气柜冷却，然后真空包装备用。

需要注意的是，上述清洗方法提到的混合比例及时间等是实验得出的最佳参数值，非本领域技术人员的常规选择。

以上具体实施方式是对本实用新型的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具，其特征在于，包括：

上层第一承载机构，其包括中空的圆盘以及支撑所述圆盘的第一支撑柱；

下层第二承载机构，其包括圆环、设在所述圆环上用于承载石墨托盘的多个滑块；所述滑块上设有使得滑块沿圆环径向移动的滑槽；

所述第二承载机构通过第二支撑柱与所述第一承载机构连接形成上下镂空结构。

2.根据权利要求1所述的一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具，其特征在于，所述圆盘与圆环同心轴设置。

3.根据权利要求1所述的一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具，其特征在于，所述圆盘上设有多个第一圆孔和环形槽。

4.根据权利要求3所述的一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具，其特征在于，所述第一圆孔对称设置在所述圆盘两侧，所述环形槽对称设置在第一圆孔的两侧。

5.根据权利要求1所述的一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具，其特征在于，所述圆盘与所述第一支撑柱的顶端螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具，其特征在于，所述第二支撑柱的顶端与所述圆盘螺纹连接，所述第二支撑柱的底端与所述圆环螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具，其特征在于，所述滑块呈L型，其包括承重部件和卡位部件，在所述承重部件靠近圆环的部分设有两个滑槽，所述圆环上设有用于定位所述滑槽的螺钉。

8.根据权利要求7所述的一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具，其特征在于，所述承重部件和卡位部件均为长方型。

9.根据权利要求1所述的一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具，其特征在于，所述圆盘的直径为300㎜，厚度为3㎜，所述圆环的内半径为100㎜，圆环的外半径为110㎜，所述圆环的厚度为2㎜。

10.根据权利要求1所述的一种兼容多尺寸石墨托盘的泡酸载具，其特征在于，所述第一支撑柱的长度为400㎜，所述第二支撑柱的长度为200㎜。