适用于平板外延炉的吸盘装置的制作方法

本实用新型涉及吸盘装置，尤其涉及一种适用于平板外延炉的吸盘装置。

背景技术：

在硅外延生产过程中，硅外延片的正确装取是外延产品质量的基础保证，外延片表面压痕及其位置的偏移程度(严重的称为搭边)直接影响了产品的良率和外延片参数的均匀性。现有技术中的平板外延炉用吸盘组件，譬如，意大利LPE公司的PE3061D外延系统的吸盘组件，由石英吸盘、支撑杆、底座、真空橡胶管等组件组成。石英吸盘由上、下石英盘焊接而成，中间形成空心结构，下石英盘留有8个对称吸气孔，用于气体的吸入；下石英盘下表面为环形平面，用于与外延片的接触；支撑杆一端安装于底座上，另一端与石英吸盘进行螺钉装配；真空管安装在支撑杆的一端。抽真空时，气体由下石英吸盘下表面空心处流入，经8个对称孔汇聚至抽气孔并流入支撑杆，从而形成负压。现有吸盘组件如图1和图2所示。

外延炉维护时，吸盘仰角(X方向上，支撑杆与水平线的夹角)调节至关重要。仰角调节太大，外延片前端会存在压痕；仰角调节太小(或翘头)，则外延片将不能正常装取。因此，仰角调节的好坏直接影响了外延片能否正常装取，影响了外延片表面质量，延长了外延炉维护时间。吸盘安装仰角示意图如图3所示。

吸盘装取外延片时，由于石英吸盘下表面为环形表面，其与外延片的接触面积较大，在外延片倒角崩边或有其它异物时，异物易被吸入，进而在外延片与石英吸盘接触表面容易产生压痕，导致外延片距边10mm表面质量不合格，降低了器件的合格率。同时，石英吸盘下表面也容易受到磨损，在多次磨损后，石英吸盘下表面粗糙度变差，易淀积硅渣，进一步影响了外延片表面质量。

在吸盘装片过程中，真空放气时，石英吸盘8个对称小孔由于制造公差的存在，导致外延片水平方向受力不平衡，易产生滑片，严重的滑到基座坑外，形成搭边(即搭在基座坑边缘上)，进而导致产品均匀性差。

因此，亟待解决上述问题。

技术实现要素：

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种可减少与外延片的接触面积且降低外延片表面压痕产生的适用于平板外延炉的吸盘装置。

技术方案：为实现以上目的，本实用新型所述的一种适用于平板外延炉的吸盘装置，包括石英吸盘、用于安装该石英吸盘的底座、以及用于连接石英吸盘和底座的支撑杆，其中，所述支撑杆为中空结构，该支撑杆的一端与石英吸盘相连接，另一端固定于底座上；所述石英吸盘的上表面开设有与支撑杆相连通的抽气孔，该石英吸盘的下表面开挖有用于均匀吸入气体的碗状吸附腔；抽真空时，气体由石英吸盘下表面的碗状吸附腔流入，经抽气孔汇聚流入支撑杆，从而形成负压。该吸盘装置利用在石英吸盘的下表面开挖形成碗状吸附腔，减小了吸盘下表面与外延片的接触面积，从而降低外延片表面压痕的产生，以及提高外延片距边表面质量的合格率。

其中，所述支撑杆与石英吸盘之间还连接有弹性密封圈，该弹性密封圈包括依次无缝连接的三层密封圈结构，第一层弹性密封圈的截面形状为上宽下窄的倒直角梯形截面，第二层弹性密封圈的截面形状为矩形截面，第三层弹性密封圈的截面形状为上窄下宽的直角梯形截面。该吸盘装置利用在支撑杆与石英吸盘之间增设弹性密封圈来使得吸盘可绕X轴、Y轴小幅度摆动，进而省去原有结构中吸盘仰角的调节，节约了外延炉维护时间。

优选的，所述石英吸盘的上表面和支撑杆的下表面上分别开设有用于嵌入弹性密封圈的凹槽。

进一步，所述石英吸盘的直径为150～154mm。该石英吸盘即为6寸吸盘，满足市场对于吸盘的尺寸要求。

再者，所述石英吸盘的直径为200～204mm。该石英吸盘即为8寸吸盘，满足市场对于吸盘的尺寸要求。

优选的，所述石英吸盘下表面底边沿宽度为5～10mm。该石英吸盘的边沿宽度直接决定了外延片表面边沿的宽度，且可有效保障石英吸盘下表面粗糙度，使其不易淀积硅渣，进一步提升了外延片表面质量。

其中，所述支撑杆靠近底座一端上还是设有真空橡胶管。

进一步，所述抽气孔的数量为8个，且均布于石英吸盘的上表面。该石英吸盘下表面去除了8个对称小孔，设计成碗型结构，上表面开有8个小孔，在抽、放气时下表面水平方向受力更均衡，减轻了外延片在基座上的滑动，减少了外延片搭边的隐患。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：首先该吸盘装置利用在石英吸盘的下表面开挖形成碗状吸附腔，减小了吸盘下表面与外延片的接触面积，从而降低外延片表面压痕的产生，以及提高外延片距边表面质量的合格率；其次该吸盘装置利用在支撑杆与石英吸盘之间增设弹性密封圈来使得吸盘可绕X轴、Y轴小幅度摆动，进而省去原有结构中吸盘仰角的调节，节约了外延炉维护时间；再者，该石英吸盘的边沿宽度直接决定了外延片表面边沿的宽度，且可有效保障石英吸盘下表面粗糙度，使其不易淀积硅渣，进一步提升了外延片表面质量；最后，该吸盘装置，通过将石英吸盘下表面设计为弧形，以及与支撑杆和真空橡胶管的组合作用，减小了抽、放气时外延片水平方向受力不均衡，降低了外延片搭边的风险。

附图说明

图1为现有平板外延炉用吸盘组件示意图；

图2为现有平板外延炉用吸盘组件俯视图；

图3为现有平板外延炉用吸盘安装仰角示意图；

图4为本实用新型中弹性密封圈的截面示意图；

图5为本实用新型中弹性密封圈的示意图；

图6为本实用新型中的示意图；

图7为本实用新型中的俯视图；

图8为图6的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

如图6和图7所示，本实用新型一种适用于平板外延炉的吸盘装置，包括石英吸盘1、底座2、支撑杆3和真空橡胶管7。上述支撑杆3为中空结构，其内部设有抽气腔8.支撑杆3的一端与石英吸盘1相连接，另一端固定于底座2上，其中，真空橡胶管7位于支撑杆3靠近底座2的一端上。

如图8所示，石英吸盘1的上表面开设有与支撑杆相连通的抽气孔4，该抽气孔的数量为8个，分别均布于石英吸盘1的上表面，且贯穿该石英吸盘1。该石英吸盘1的下表面开挖有用于均匀吸入气体的碗状吸附腔5；抽真空时，气体由石英吸盘下部的碗状吸附腔5流入，经抽气孔4汇聚流入支撑杆3，从而形成负压。该石英吸盘下表面去除了8个对称小孔，设计成碗型结构，上表面开有8个小孔，在抽、放气时下表面水平方向受力更均衡，减轻了外延片在基座上的滑动，减少了外延片搭边的隐患。同时该吸盘装置利用在石英吸盘的下表面开挖形成碗状吸附腔，减小了吸盘下表面与外延片的接触面积，从而降低外延片表面压痕的产生，以及提高外延片距边表面质量的合格率。

上述石英吸盘1的直径为150～154mm，俗称6寸吸盘；石英吸盘的直径为200～204mm，俗称8寸吸盘，满足市场对于吸盘的尺寸要求。且该石英吸盘1下表面底边沿宽度为5～10mm。该石英吸盘的边沿宽度直接决定了外延片表面边沿的宽度，且可有效保障石英吸盘下表面粗糙度，使其不易淀积硅渣，进一步提升了外延片表面质量。

上述石英吸盘1的中间还穿设有用于连接支撑杆的连接套结构，与之相对的支撑杆上设有用于连接石英吸盘的连接杆，该连接杆与连接套结构上下套接实现支撑杆3与石英吸盘1的连接。

上述石英吸盘1与支撑杆3之间还连接有有弹性密封圈6，该弹性密封圈6包括依次无缝连接的三层密封圈结构，第一层弹性密封圈的截面形状为上宽下窄的倒直角梯形截面，第二层弹性密封圈的截面形状为矩形截面，第三层弹性密封圈的截面形状为上窄下宽的直角梯形截面，如图4和图5所示。如图8所示，石英吸盘1的上表面和支撑杆3的下表面上分别开设有用于嵌入弹性密封圈6的凹槽。该吸盘装置利用在支撑杆与石英吸盘之间增设弹性密封圈来使得吸盘可绕X轴、Y轴小幅度摆动，进而省去原有结构中吸盘仰角的调节，节约了外延炉维护时间。

在进行装配时，石英吸盘与支撑杆安装过程中，弹性密封圈6四周受力均匀，石英吸盘下表面水平。

虽然本实用新型通过实例进行了描述，但实施例并非用来限定本实用新型。本领域技术人员可在本实用新型精神的范围内，做出各种变形和改进，所附的权利要求应包括这些变形和改进。本实用新型针对适用于平板外延炉的吸盘装置进行了描述，但不局限于平板外延炉用，也可用于外延等相关领域。