一种相变式自适应接触硅舟的制作方法

本发明涉及硅舟，具体为一种相变式自适应接触硅舟。

背景技术：

1、氧化、扩散、退火、化学气相沉积等炉管工艺中，晶圆通常沿竖直方向间隔排列在硅舟内。普通硅舟包括法兰、天板、沟棒和固定沟齿，沟棒连接法兰与天板，固定沟齿沿沟棒高度方向间隔设置，晶圆边缘或下表面承托在固定沟齿上。

2、普通沟齿的承托高度固定，在室温装片、高温工艺和降温取片过程中不能主动改变。沟齿如果设置得过高，机械手插片时容易与沟齿或晶圆边缘发生擦碰；沟齿如果设置得过低，晶圆在高温下发生热变形、翘曲或局部下沉时，又可能失去有效承托。

3、单纯依靠沟齿材料和硅片之间的热膨胀差异通常只能产生微米级位移，难以覆盖较大的装片避让间隙。因此，需要一种能够利用温度变化产生主动位移，并通过机械结构将该位移转换为承托高度变化的沟齿结构。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种相变式自适应接触硅舟，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种相变式自适应接触硅舟，包括法兰、天板、沟棒和沟齿组件，所述沟齿组件包括底座、承托凸起、微型铰链、相变部和楔形块；所述承托凸起通过所述微型铰链与所述底座连接，所述承托凸起沿所述底座的上端面延伸并具有承托面，所述承托凸起的底部具有从动斜面；所述相变部设置于所述底座上端面或底座内部，所述相变部与所述楔形块连接，所述楔形块具有与所述从动斜面配合的导斜面，所述相变部的轴向位移经所述导斜面转换为所述承托凸起绕所述微型铰链的转动。

3、优选的，所述微型铰链为由所述底座和所述承托凸起一体形成的柔性铰链，所述柔性铰链包括局部减薄的柔性颈部，所述柔性颈部的两侧具有连续圆弧过渡面。

4、优选的，所述导斜面相对于所述底座上端面的夹角为15°～30°，所述导斜面的前端具有圆角或圆钝过渡部。

5、优选的，所述相变部为预训练的niti形状记忆合金杆或片，所述相变部沿底座长度方向设置并由轴向导向结构约束。

6、优选的，所述相变部设置在与晶圆容置空间隔离的外置隔热腔内，并通过高纯陶瓷传动杆与所述楔形块连接。

7、优选的，所述底座、承托凸起和微型铰链由高纯cvd sic、高纯烧结sic或高纯多晶硅一体加工形成。

8、优选的，所述承托凸起的承托面为窄平面、圆弧面、球冠面或具有过渡圆角的复合面，所述承托凸起通过所述微型铰链的弹性回复力返回低温退避位置。

9、本发明还公开了一种用于硅舟的自适应沟齿组件，包括底座、承托凸起、柔性微型铰链、楔形块和相变部；所述承托凸起通过所述柔性微型铰链与所述底座一体连接，所述楔形块的导斜面与所述承托凸起底部的从动斜面配合，所述相变部驱动所述楔形块沿第一方向移动，使所述承托凸起沿第二方向绕柔性微型铰链转动。

10、优选的，所述承托凸起的转动由柔性微型铰链的弹性变形实现，所述楔形块的导斜面前端采用圆弧或圆钝过渡。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、本申请通过在沟棒上设置由底座、承托凸起、微型柔性铰链、相变部和楔形块组成的自适应沟齿组件，使相变部的轴向伸长经楔形导斜面转换为承托凸起的转动抬升，从而实现承托面高度的温度自适应调整。低温装片时承托面退避，降低晶圆擦碰风险；升温后承托面抬升并形成稳定承托，可适应晶圆热变形和位置变化。

1.一种相变式自适应接触硅舟，包括法兰、天板、沟棒和沟齿组件，其特征在于，所述沟齿组件包括底座、承托凸起、微型铰链、相变部和楔形块；所述承托凸起通过所述微型铰链与所述底座连接，所述承托凸起沿所述底座的上端面延伸并具有承托面，所述承托凸起的底部具有从动斜面；所述相变部设置于所述底座上端面或底座内部，所述相变部与所述楔形块连接，所述楔形块具有与所述从动斜面配合的导斜面，所述相变部的轴向位移经所述导斜面转换为所述承托凸起绕所述微型铰链的转动。

2.根据权利要求1所述的硅舟，其特征在于，所述微型铰链为由所述底座和所述承托凸起一体形成的柔性铰链，所述柔性铰链包括局部减薄的柔性颈部，所述柔性颈部的两侧具有连续圆弧过渡面。

3.根据权利要求1所述的硅舟，其特征在于，所述导斜面相对于所述底座上端面的夹角为15°～30°，所述导斜面的前端具有圆角或圆钝过渡部。

4.根据权利要求1所述的硅舟，其特征在于，所述相变部为预训练的niti形状记忆合金杆或片，所述相变部沿底座长度方向设置并由轴向导向结构约束。

5.根据权利要求1所述的硅舟，其特征在于，所述相变部设置在与晶圆容置空间隔离的外置隔热腔内，并通过高纯陶瓷传动杆与所述楔形块连接。

6.根据权利要求1所述的硅舟，其特征在于，所述底座、承托凸起和微型铰链由高纯cvdsic、高纯烧结sic或高纯多晶硅一体加工形成。

7.根据权利要求1所述的硅舟，其特征在于，所述承托凸起的承托面为窄平面、圆弧面、球冠面或具有过渡圆角的复合面，所述承托凸起通过所述微型铰链的弹性回复力返回低温退避位置。

8.一种用于硅舟的自适应沟齿组件，包括底座、承托凸起、柔性微型铰链、楔形块和相变部；所述承托凸起通过所述柔性微型铰链与所述底座一体连接，所述楔形块的导斜面与所述承托凸起底部的从动斜面配合，所述相变部驱动所述楔形块沿第一方向移动，使所述承托凸起沿第二方向绕柔性微型铰链转动。

9.根据权利要求8所述的自适应沟齿组件，其特征在于，所述承托凸起的转动由柔性微型铰链的弹性变形实现，所述楔形块的导斜面前端采用圆弧或圆钝过渡。