半导体工艺设备的制作方法

半导体工艺设备
1.本技术是申请号为202010462057.9、申请日为2020年5月27日、发明名称为半导体工艺设备的专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明属于半导体制造设备领域，更具体地，涉及一种半导体工艺设备。


背景技术：

3.硅外延设备需要内、外两套石英轴来实现石墨盘的承载和工位切换，两套石英轴各需要一个金属座来固定。金属座带动石英轴升降运动，实现工位切换。
4.图1示出了现有技术中外石英轴采用双o圈固定的结构示意图。如图1所示，外石英轴2上开设有环形槽，在环形槽内安装两个o型圈4，将外石英轴2插入金属座的轴筒1中，理想状态是外石英轴2的底部端面与底座5的支撑板3接触，支撑板3用于阻挡外石英轴2不能再向下移动，o型圈4与金属座的轴筒1之间的摩擦阻力限制外石英轴2不能向上移动，o型圈4本身径向的弹性形变可以保证外石英轴2与金属座的轴筒1同轴，从而使外石英轴2与金属座固定。
5.图2示出了现有技术中外石英轴与支撑板之间存在间隙的示意图。如图2所示，实际情况是当外石英轴自上而下插入金属座的轴筒时，向下用力压外石英轴2，外石英轴2底部可以与底座5的支撑板3接触，但同时o型圈4会有弹性变形，当取消向下的力时，o型圈4的弹性回复力会把外石英轴2向上推，离开支撑板3，造成实际上外石英轴2与支撑板3间存在间隙6。随着外石英轴2的上下运动和加速减速，这个间隙还会不断变化，造成外石英轴2在上下运动时有行程误差。
6.因此，有待提供一种半导体工艺设备，能够轴向和径向夹紧外石英轴，避免外石英轴上下运动时与轴套产生轴向和径向的相对窜动。


技术实现要素：

7.本发明的目的提供一种半导体工艺设备，能够从轴向和径向上夹紧外石英轴，保证外石英轴上下运动的位置精度。
8.为了实现上述目的，本发明提供一种半导体工艺设备，包括一外石英轴和用于固定所述外石英轴的石英轴固定装置；
9.所述石英轴固定装置包括：
10.轴筒，所述轴筒用于容纳所述外石英轴，所述轴筒的筒壁包括一可变形段，所述可变形段能够通过变形调节其径向尺寸；
11.环形夹紧结构，所述环形夹紧结构沿所述可变形段的周向设置，能够在轴向和径向上夹紧所述外石英轴；
12.底座，所述轴筒设置在所述底座上。
13.优选地，还包括：一内石英轴，所述外石英轴套设在所述内石英轴上；
14.所述半导体工艺设备还包括一所述石英轴固定装置，该石英轴固定装置用于固定所述内石英轴。
15.优选地，所述轴筒包括所述可变形段和不可变形段，所述不可变形段的内径与所述外石英轴的外径相适应。
16.优选地，所述可变形段设有沿周向排布的多个条形通孔，所述条形通孔的长度方向与所述轴筒的轴线平行。
17.优选地，所述条形通孔的一端延伸至所述轴筒一端的端面，所述条形通孔的另一端封闭。
18.优选地，所述可变形段的外壁上设有一对轴肩，所述环形夹紧结构包括套设于所述可变形段的外周且位于所述一对轴肩之间的弹性环。
19.优选地，所述弹性环在放松状态时的内径尺寸小于所述不可变形段的外径尺寸，在张紧状态时能够夹紧于所述可变形段的外周，以夹紧所述外石英轴。
20.优选地，所述条形通孔的两端封闭。
21.优选地，所述环形夹紧结构包括设于所述可变形段的内周的弹性凸环，所述弹性凸环的内径小于所述不可变形段的内径，当所述外石英轴插入所述轴筒内时，所述弹性凸环与所述外石英轴的外周过盈配合。
22.优选地，所述多个条形通孔沿所述筒壁等间隔设置。
23.本发明的有益效果在于：
24.轴筒上的可变形段能够调节其径向尺寸，便于外石英轴插入轴筒，通过可变形段的环形夹紧结构，使外石英轴在径向和轴向被夹紧于轴筒内，避免外石英轴上下运动时与轴套产生轴向和径向的相对窜动，保证外石英轴上下运动的位置精度，不必在外石英轴上开槽安装o型圈，降低了适应轴的加工成本，提高外石英轴的强度。
25.本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
26.下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
27.图1示出了现有技术中外石英轴采用双o圈固定的结构示意图。
28.图2示出了现有技术中外石英轴与支撑板之间存在间隙的示意图。
29.图3示出了根据本发明一个实施例的一种轴筒的结构示意图。
30.图4示出了图3中a-a向的剖视图。
31.图5示出了根据本发明一个实施例的弹性环的结构示意图。
32.图6示出了根据本发明一个实施例的一种石英轴固定装置的结构示意图。
33.图7示出了图6中b-b向的剖视图。
34.图8示出了根据本发明一个实施例的另一种轴筒的结构示意图。
35.图9示出了图8中c-c向的剖视图。
36.图10示出了根据本发明一个实施例的另一种石英轴固定装置的结构示意图。
37.图11示出了图10中d-d向的剖视图。
38.附图标记说明：
39.1、轴筒；2、外石英轴；3、支撑板；4、o型圈；5、底座；6、间隙；7、倒角；8、轴肩；9、条形通孔；10、可变形段；11、弹性环；12、弹性凸环。
具体实施方式
40.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
41.根据本发明实施例的一种半导体工艺设备，包括一外石英轴和石英轴固定装置，用于固定外石英轴；该石英轴固定装置包括：轴筒，轴筒用于容纳外石英轴，轴筒的筒壁包括一可变形段，可变形段能够通过变形调节其径向尺寸；环形夹紧结构，环形夹紧结构沿可变形段的周向设置，能够在轴向和径向上夹紧外石英轴；底座，轴筒设置在底座上。
42.轴筒的可变形段能够通过变形调节其径向尺寸，即可变形段的径向尺寸能够被撑大，也可以被夹紧变小，以便外石英轴插入轴筒；通过可变形段的环形夹紧结构，使外石英轴从径向和轴向被夹紧于轴筒内，避免外石英轴上下运动时与轴套产生轴向和径向的相对窜动，保证外石英轴上下运动的位置精度，相较于现有技术中采用双o圈的摩擦阻力来限制外石英轴相对于轴筒窜动的方案，本实施例的石英轴固定装置不使用o型圈，而是通过环形夹紧结构将外石英轴夹紧于轴筒内，避免了在o圈的弹性变形的情况，从而消除底座与外石英轴的另一端之间的间隙。由于本实施例的外石英轴不使用o型圈固定，不必在外石英轴开环形槽，降低了外石英轴的加工成本。
43.作为一个示例，轴筒与底座固定连接，位于轴筒内的底座设有支撑板，支撑板用于支撑轴筒内的石英轴。
44.作为优选方案，该半导体工艺设备还包括：一内石英轴，外石英轴套设在内石英轴上；半导体工艺设备还包括一石英轴固定装置，该石英轴固定装置用于固定内石英轴，上述石英轴固定装置能够用于固定外石英轴，同样也能够用于夹紧固定外石英轴内部的内石英轴。
45.作为优选方案，轴筒包括可变形段和不可变形段，不可变形段的内径与石英轴的外径相适应。
46.作为一个示例，不可变形段的内径与外石英轴的外径相等，当外石英轴插入轴筒内时，保证外石英轴与轴筒同轴而径向固定，避免上下运动时外石英轴相对于轴筒晃动而影响运动的位置精度，提高轴筒对外石英轴的夹紧效果。
47.作为优选方案，可变形段设有沿周向排布的多个条形通孔，条形通孔的长度方向与轴筒的轴线平行。
48.具体地，在轴筒周向设置多个条形通孔，条形通孔的长度方向与轴筒的轴线平行，从而使该位置的轴筒由原来整体的刚性零件变成具有一定变形能力的可变形段，每个条形通孔具有一定的径向可变形量，沿周向排布地多个条形通孔能够被撑大，也可被夹紧变小，实现可变形段的径向尺寸调节。
49.作为优选方案，条形通孔的一端延伸至轴筒的一端的端面，条形通孔的另一端封闭，即条形通孔形成一端开口，一端封闭的结构，使轴筒的一端的径向开口大小可调，便于外石英轴插入轴筒。
50.作为一个示例，多个条形通孔一端延伸至轴筒的一端的端面，另一端延伸至轴筒的中部。
51.作为一个示例，条形通孔的宽度为0.5mm-2mm，条形通孔的数量为4-20个，能够保证轴筒在外石英轴装配和拆解过程中具有足够的可变形量。
52.作为优选方案，可变形段的外壁上设有一对轴肩，环形夹紧结构包括套设于可变形段的外周且位于一对轴肩之间的弹性环。
53.具体地，一对轴肩可轴向固定弹性环，弹性环具有一定径向的弹性形变量，使可变形段的径向尺寸缩小，从而夹紧外石英轴。
54.作为一个示例，靠近轴筒端面的轴肩设有环形的倒角，便于弹性环沿倒角套入可变形段，并固定在一对轴肩之间。
55.作为优选方案，弹性环在放松状态时的内径尺寸小于不可变形段的外径尺寸，在张紧状态时弹性环能够夹紧可变形段的外周，能够在可变形段夹紧外石英轴。
56.具体地，弹性环放松时的内径尺寸小于不可变形段的外径尺寸，弹性环夹紧可变形段的外周，其径向尺寸变小，其变形后的弹性恢复力将石英轴从径向和轴向夹紧。
57.作为一个示例，弹性环为c型卡簧，c型卡簧采用弹簧钢制作而成，自由状态时c型卡簧的内径略小于不可变形段的外径，c型卡簧的侧壁的开口大小可弹性调节，c型卡簧套入可变形段后，可变形段的径向被夹紧，使其径向尺寸变小，实现可变形段与外石英轴过盈配合。
58.作为优选方案，条形通孔的两端封闭。
59.具体地，可变形段位于轴筒的中段，其条形通孔的两端封闭，使条形通孔的中段具有一定的形变量，从而调节可变形段的径向尺寸。
60.作为优选方案，环形夹紧结构包括设于可变形段的内周的弹性凸环，弹性凸环的内径小于不可变形段的内径，当外石英轴插入轴筒内时，弹性凸环与外石英轴的外周过盈配合。
61.具体地，当外石英轴插入轴筒时，弹性凸环与外石英轴的外周过盈配合，弹性凸环产生径向形变而被径向撑大，弹性凸环向可变形段的外周凸起，从而使该处的可变形段的沿其外周形变而鼓起，其形变后的弹性恢复力能够将外石英轴从径向和轴向夹紧。
62.作为优选方案，多个条形通孔沿筒壁等间隔设置。
63.具体地，多个条形通孔沿筒壁等间隔设置，能使轴筒沿其周向上的形变量均匀，使轴筒发生形变时其内部产生的应力均匀，保证外石英轴与轴筒同轴。
64.作为一个示例，半导体工艺设备还包括反应腔室、托盘、传动机构，托盘设置于反应腔室内，底座的下部与传动机构连接，底座上设有支撑板，外石英轴一端伸入轴筒内，且与底座上的支撑板接触连接，外石英轴的另一端伸入反应腔室，传动机构用于带动外石英轴固定装置及外石英轴作升降运动，石英轴固定装置将外石英轴从轴向和径向夹紧，保证外石英轴上下运动的位置精度，提高工艺质量。
65.实施例1
66.图3示出了根据本发明一个实施例的一种轴筒的结构示意图，图4示出了图3中a-a向的剖视图，图5示出了根据本发明一个实施例的弹性环的结构示意图，图6示出了根据本发明一个实施例的一种石英轴固定装置的结构示意图，图7示出了图6中b-b向的剖视图。
67.如图3、图4、图7所示，本发明实施例的一种半导体工艺设备，包括：一外石英轴和用于固定外石英轴的石英轴固定装置。
68.本实施例中石英轴固定装置包括：轴筒1，轴筒1用于容纳石英轴2，轴筒1的筒壁包括一可变形段10，可变形段10能够通过变形调节其径向尺寸；环形夹紧结构，环形夹紧结构沿可变形段10的周向设置，能够在轴向和径向上夹紧石英轴2；底座5，轴筒1设置在底座5上。
69.轴筒1包括可变形段10和不可变形段，不可变形段的内径尺寸φh与外石英轴2的外径尺寸φh相等。可变形段10设有沿周向排布的6个条形通孔9，条形槽的宽度为c1＝1mm，条形通孔9的长度方向与轴筒1的轴线平行，多个条形通孔9沿筒壁等间隔设置，条形通孔9的一端延伸至轴筒1的一端的端面，条形通孔9的另一端封闭。可变形段10的外壁上设有一对轴肩8，环形夹紧结构包括套设于可变形段10的外周且位于一对轴肩8之间的弹性环11，如图5所示，弹性环11为c型卡簧，轴肩1上加工环形的倒角7，便于弹性环安装到一对轴肩之间的可变形段10的外周，弹性环11在放松状态时的内径尺寸小于不可变形段的外径尺寸，在张紧状态时能够夹紧于可变形段10的外周，以便夹紧外石英轴2。
70.如图6、图5和图7所示，外石英轴2的一端插入轴筒1时，可变形段10的外径发生形变而被撑大，便于外石英轴2顺利插入轴筒1，并与底座5上的支撑板3接触连接，且不存在间隙，通过弹性环11沿轴筒1套入可变形段10的外周，并将可变形段10夹紧，可变形段10的径向尺寸变小，从而径向和轴向夹紧可变形段10内的外石英轴2，轴筒1的不可变形段内的外石英轴2与轴筒1同轴而径向固定，避免外石英轴2上下运动时与轴1套产生轴向和径向的相对窜动，保证外石英轴2上下运动的位置精度。
71.实施例2
72.图8示出了根据本发明一个实施例的另一种轴筒的结构示意图，图9示出了图8中c-c向的剖视图，图10示出了根据本发明一个实施例的另一种石英轴固定装置的结构示意图，图11示出了图10中d-d向的剖视图。
73.如图8、图9、图11所示，本发明实施例的另一种石英轴固定装置，包括：
74.轴筒1，轴筒1用于容纳石英轴2，轴筒1的筒壁包括一可变形段10，可变形段10能够通过变形调节其径向尺寸；环形夹紧结构，环形夹紧结构沿可变形段10的周向设置，能够在轴向和径向上夹紧石英轴2；底座5，轴筒1设置在底座5上。
75.轴筒1包括可变形段10和不可变形段，不可变形段的内径尺寸φh与外石英轴2的外径尺寸φh相等。可变形段10设有沿周向排布的12个条形通孔9，条形槽的宽度为c2＝0.5mm，条形通孔9的长度方向与轴筒1的轴线平行，条形通孔9的两端封闭。
76.环形夹紧结构包括设于可变形段10的内周的弹性凸环12，弹性凸环12的内径小于不可变形段的内径，当外石英轴2插入轴筒内时，弹性凸环12与外石英轴2的外周过盈配合。
77.如图10和图11所示，当外石英轴2插入轴筒1时，可变形段10的内周的弹性凸12环产生径向形变而被径向撑大，弹性凸环12与外石英轴2的外周过盈配合，从而使该处的可变形段10的外周形变而鼓起，其形变后的回复力能够将外石英轴2从径向和轴向夹紧，避免外
石英轴2上下运动时与轴1套产生轴向和径向的相对窜动，保证外石英轴2上下运动的位置精度。
78.以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

技术特征：
1.一种半导体工艺设备，包括一外石英轴，其特征在于，还包括：石英轴固定装置，用于固定所述外石英轴，所述石英轴固定装置包括：轴筒(1)，所述轴筒(1)用于容纳所述外石英轴(2)，所述轴筒(1)的筒壁包括可变形段(10)和不可变形段，所述可变形段(10)能够通过变形调节其径向尺寸，所述不可变形段的内径与所述外石英轴(2)的外径相适应；环形夹紧结构，所述环形夹紧结构沿所述可变形段(10)的周向设置，能够在轴向和径向上夹紧所述外石英轴(2)；所述环形夹紧结构包括设于所述可变形段(10)的内周的弹性凸环(12)，所述弹性凸环(12)的内径小于所述不可变形段的内径，当所述外石英轴(2)插入所述轴筒内时，所述弹性凸环(12)与所述外石英轴(2)的外周过盈配合；底座(5)，所述轴筒(1)设置在所述底座(5)上。2.根据权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，还包括：一内石英轴，所述外石英轴(2)套设在所述内石英轴上；所述石英轴固定装置用于固定所述内石英轴。3.根据权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述可变形段(10)设有沿周向排布的多个条形通孔(9)，所述条形通孔(9)的长度方向与所述轴筒(1)的轴线平行。4.根据权利要求3所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述条形通孔(9)的两端封闭。5.根据权利要求3所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述多个条形通孔(9)沿所述筒壁等间隔设置。

技术总结
本发明公开一种半导体工艺设备，包括一外石英轴和石英轴固定装置，该石英轴固定装置包括：轴筒，轴筒用于容纳外石英轴，轴筒的筒壁包括可变形段和不可变形段；环形夹紧结构，环形夹紧结构沿可变形段的周向设置，包括设于可变形段的内周的弹性凸环，弹性凸环的内径小于不可变形段的内径，当外石英轴插入轴筒内时，弹性凸环与外石英轴的外周过盈配合；底座，轴筒设置在底座上。可变形段能够调节其径向尺寸，便于外石英轴插入轴筒，通过可变形段的环形夹紧结构，使外石英轴在径向和轴向被夹紧于轴筒内，避免外石英轴上下运动时与轴套产生轴向和径向的相对窜动，保证外石英轴上下运动的位置精度。精度。精度。


技术研发人员：陈波
受保护的技术使用者：北京北方华创微电子装备有限公司
技术研发日：2020.05.27
技术公布日：2023/10/6