外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件的制作方法

1.本发明属于半导体膜加工技术领域，具体涉及一种外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件。

背景技术：

2.随着半导体科技发展，传统的硅抛光片已经不能完全满足半导体器件的需求，硅外延片具有质量高、电学性能优越的特点，在分立器件和ic领域已被广泛应用，硅外延片质量不断提高有赖于外延生长工艺的改进，生长工艺的进步，得益于硅外延炉的设计改进。
3.为了满足半导体工业的发展需求，硅外延炉从扩散炉、桶式炉、垂直炉、平板炉到单片式硅外延炉的沿革，其中单片式硅外延炉是由美国应用材料公司率先推出的，其采用灯泡辐照的加热方式，在腔体上下部分分别放置数量相同的灯泡，在灯泡背面装有镀金的光反射板，以保证灯泡发出的光能均匀的辐照基座表面，从而达到均匀照射的效果，外延工艺随着半导体的发展对红外灯管加热温度均匀性要求越来越高。红外加热灯管的环绕式排布方式，可以独立调节每个灯管的功率，从而用以控制灯管辐射的热量。但是灯管垂直方向安装以及灯脚座的定位通常均需要足够大的空间，并且更换加热灯组的难度较大，容易造成实际停工时间增加及工艺制造时间减少，因此目前市场亟需一种更换便捷且占用空间小的灯泡固定组件。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件，其特征在于，包括：
6.灯头夹块组件，所述灯头夹块组件内设有固定槽，所述固定槽贯穿灯头夹块组件；
7.灯头定位台阶件，设置在所述固定槽的两侧中部；
8.合页组件，固定在所述灯头夹块组件的一侧；
9.锁紧机构，固定在所述灯头夹块组件的另一侧。
10.本发明一种优选实施方式，所述灯头夹块组件包括：
11.灯头夹块a，位于所述固定槽的一侧；
12.灯头夹块b，位于所述灯头夹块a的侧边，并与所述灯头夹块a之间通过合页组件和锁紧机构进行连接。
13.本发明一种优选实施方式，
14.所述灯头夹块a的下部设置有反射弧部a；
15.所述灯头夹块b的下部设置有反射弧部b。
16.本发明一种优选实施方式，所述锁紧机构包括：
17.锁紧块，固定在所述灯头夹块a的一侧，所述锁紧块的中部开设有锁紧块定位槽；
18.定位珠，固定在所述灯头夹块b的一侧，并与所述锁紧块定位槽之间相适配。
19.本发明一种优选实施方式，
20.所述灯头夹块a和灯头夹块b上均开设有n个安装孔。
21.本发明一种优选实施方式，所述固定槽包括：
22.灯管穿透孔，设于所述灯头定位台阶件的下端；
23.灯头定位孔，设于所述灯头定位台阶件的上端，且与所述灯管穿透孔相通。
24.本发明一种优选实施方式，还包括：
25.灯头限位夹块安置槽，开设在所述灯头夹块组件的侧边；
26.灯头限位夹块，部分所述灯头限位夹块贯穿所述固定槽的上端，与所述灯头限位夹块安置槽通过弹簧挡片进行连接。
27.本发明一种优选实施方式，
28.所述灯头夹块组件的侧边形成有抛物线，所述抛物线满足如下公式，具体为：
29.y＝tanθ(x-p/2)
30.其中：y为灯头夹块组件侧边抛物线中心位置处垂直方向上的坐标，θ为灯头夹块组件侧边抛物线的焦距，x为灯头夹块组件侧边抛物线中心位置处水平方向上的坐标，p为灯头夹块组件侧边抛物线的倾斜角度。
31.本发明一种优选实施方式，还包括：
32.合页定位槽，开设在所述灯头夹块组件的侧边中部上方；
33.固定螺纹孔，开设在所述合页定位槽的内部。
34.本发明一种优选实施方式，
35.所述合页组件和合页定位槽之间通过固定螺杆穿过合页组件与固定螺纹孔进行固定连接。
36.本发明的技术效果和优点：
37.(1)本发明的灯头夹块组件可在不将整个加热灯组件安装基板从设备腔室内移除的前提下，独立更换每一组损坏的加热灯组，不仅可以减少设备的停工时间，还可以减少腔体的整体拆卸次数，从而提高了整体工艺制造的效率，具有拆装维护简单，低成本，高安全性的特点；
38.(2)本发明的灯头夹块组件即可以是独立的装配体，其下部的反射弧部又可与反射板融为一体形成整个反射面，从而可以更好地弥补由于灯脚安装位置造成的区域温度缺少和热场不对称的情况，可满足更高的红外加热均匀性要求，具有较大市场需求。
附图说明
39.图1为本发明定位夹头组件的结构示意图；
40.图2为本发明定位夹头组件的侧视图；
41.图3为本发明定位夹头组件的主视图；
42.图4为本发明灯头夹块a的主视图；
43.图5为本发明灯头夹块a的结构示意图；
44.图6为本发明定位夹头组件的抛物线示意图；
45.图7为本发明实施例第一组实验数据对应的仿真图；
46.图8为本发明实施例第二组实验数据对应的仿真图；
47.图9为本发明实施例第三组实验数据对应的仿真图；
48.图10为本发明实施例第四组实验数据对应的仿真图；
49.图11为本发明实施例第五组实验数据对应的仿真图；
50.图12为本发明实施例第六组实验数据对应的仿真图；
51.图中：1、灯头夹块a；101、反射弧部a；2、灯头夹块b；201、反射弧部b；3、灯头定位台阶件；301、灯管穿透孔；4、合页组件；401、固定螺杆；402、合页定位槽；403；固定螺纹孔；5、灯头限位夹块安置槽；6、弹簧挡片；7、锁紧块；701、锁紧块定位槽；8、定位珠；9、安装孔；10、灯头限位夹块；1001、灯头定位孔。
具体实施方式
52.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个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组合。
53.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
54.此外，术语“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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
55.实施例1
56.参考图1-图5，本实施例提供了一种外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件，该外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件包括有灯头夹块组件、灯头定位台阶件3、合页组件4和锁紧机构。其中灯头夹块组件的内部开设有固定槽，且固定槽贯穿灯头夹块组件的中部。同时在固定槽的中部两侧设置有灯头定位台阶件3，故固定槽被灯头定位台阶件3分成上下两部分，即上部分为灯头定位孔1001，下部分为灯管穿透孔301，且两者之间相互贯通。值得注意的是，合页组件4和锁紧机构分别设置在灯头夹块组件的两侧，其用于将灯头夹块组件的两侧进行固定连接。
57.具体地讲，灯头夹块组件包括有灯头夹块a1和灯头夹块b2，其中灯头夹块a1和灯头夹块b2分别位于固定槽的两侧，且灯头夹块a1位于灯头夹块b2的侧边，且灯头夹块a1和灯头夹块b2的一侧通过合页组件4进行固定连接，另一侧通过锁紧机构进行活动连接。同时灯头夹块a1和灯头夹块b2上均开设有多个安装孔9，其通过安装孔9可与外部部件进行固定连接。
58.在本实施例中，锁紧机构包括有锁紧块7和定位珠8，其中锁紧块7固定在灯头夹块a1的一侧，且灯头夹块a1安装有锁紧块7的一侧朝向灯头夹块b2，同时在锁紧块7的中部开设有锁紧块定位槽701。定位珠8固定在灯头夹块b2的一侧，且灯头夹块b2安装有定位珠8的
一侧朝向灯头夹块a1，同时定位珠8与锁紧块定位槽701之间相适配。也就是说，灯头夹块a1和灯头夹块b2之间通过定位珠8插入锁紧块定位槽701内进行连接。
59.参考图1-图3，由图可知：灯头夹块a1和灯头夹块b2上均开设有灯头限位夹块安置槽5，且该灯头限位夹块安置槽5位于灯头定位孔1001的中部，同时在灯头定位孔1001处还安装有灯头限位夹块10，值得注意的是，部分灯头限位夹块10贯穿灯头定位孔1001，且与灯头限位夹块安置槽5之间通过弹簧挡片6进行连接。
60.在本实施例中，灯头夹块a1和灯头夹块b2的另一侧通过合页组件4进行连接。具体地讲，灯头夹块a1和灯头夹块b2的一侧上端均开设有合页定位槽402，且灯头夹块a1上的合页定位槽402与灯头夹块b2上的合页定位槽402完全相对称。同时在合页定位槽402内开设有固定螺纹孔403，其合页组件4和合页定位槽402之间通过固定螺杆401穿过合页组件4与固定螺纹孔403进行固定连接。也就是说，灯头夹块a1和灯头夹块b2的侧边通过合页组件4和合页定位槽402之间的连接进行连接。
61.具体地讲，灯头夹块a1和灯头夹块b2通过合页组件4和合页定位槽402之间的连接进行连接后，由于其内部开设有固定槽，从而其可以与配套使用的外延用圆弧形红外卤素加热灯进行适配。其中固定槽被灯头定位台阶件3分成了上部灯头定位孔1001，下部灯管穿透孔301，即上部灯头定位孔1001可与圆弧形红外卤素加热灯的定位卡槽进行固定，下部灯管穿透孔301可与圆弧形红外卤素加热灯的陶瓷灯帽进行固定。从而可以在不将整个加热灯组件安装基板从设备腔室内移除的前提下，能够独立更换每一组损坏的加热灯组，不仅可以减少停工时间和腔体整体拆卸次数，提高整体工艺制造的效率，而且拆装维护简单、成本低、安全性高。
62.实施例2
63.实施例2设计的是一种外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件，其基本结构同实施例1，其不同之处在于，参考图1和图2，由图可知：灯头夹块组件的下部设置有反射弧部。具体地讲，灯头夹块a(1)的下部设置有反射弧部a(101)，灯头夹块b(2)的下部设置有反射弧部b(201)，且灯头夹块组件处于密闭状态时，反射弧部a(101)和反射弧部b(201)之间形成有抛物线，且该抛物线满足如下公式，具体为：
64.y＝tanθ(x-p/2)
65.其中：y为灯头夹块组件侧边抛物线中心位置处垂直方向上的坐标，θ为灯头夹块组件侧边抛物线的焦距，x为灯头夹块组件侧边抛物线中心位置处水平方向上的坐标，p为灯头夹块组件侧边抛物线的倾斜角度。
66.在本实施例中，通过调整灯头夹块组件侧边抛物线的焦距θ、灯头夹块组件侧边抛物线的倾斜角度p，可以改变被加热工件表面的受热均匀性，可通过如下六组实验数据进行具体解释，具体为：
67.实验数据表格
68.[0069][0070]
参考图7-图12，由图可知：图7中的温差浮动最大，图12中的温差浮动趋于稳定，基本上处于平稳状态。由于本技术方案中的外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件用于半导体膜加工技术领域，其在半导体工件镀膜的过程中，对加热温度的稳定性要求极高，稍有较大温差影响，其均会影响镀膜结果，从而在对反射弧部进行设计的过程中，需进行大量试验，进行反复温差比较，已达到最佳镀膜温度需求。
[0071]
在本实施例中，灯头夹块组件其可以是独立的装配体，同时其下部的反射弧部可与反射板融为一体形成整个反射面，从而可以更好地弥补由于灯脚安装位置造成的区域温度缺少和热场不对称情况，进而可以满足更高的红外加热均匀性要求。
[0072]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：

1.一种外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件，其特征在于，包括：灯头夹块组件，所述灯头夹块组件内设有固定槽，所述固定槽贯穿灯头夹块组件；灯头定位台阶件，设置在所述固定槽的两侧中部；合页组件，固定在所述灯头夹块组件的一侧；锁紧机构，固定在所述灯头夹块组件的另一侧。2.根据权利要求1所述的外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件，其特征在于，所述灯头夹块组件包括：灯头夹块a，位于所述固定槽的一侧；灯头夹块b，位于所述灯头夹块a的侧边，并与所述灯头夹块a之间通过合页组件和锁紧机构进行连接。3.根据权利要求2所述的外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件，其特征在于，所述灯头夹块a的下部设置有反射弧部a；所述灯头夹块b的下部设置有反射弧部b。4.根据权利要求2所述的外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件，其特征在于，所述锁紧机构包括：锁紧块，固定在所述灯头夹块a的一侧，所述锁紧块的中部开设有锁紧块定位槽；定位珠，固定在所述灯头夹块b的一侧，并与所述锁紧块定位槽之间相适配。5.根据权利要求4所述的外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件，其特征在于，所述灯头夹块a和灯头夹块b上均开设有n个安装孔。6.根据权利要求1所述的外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件，其特征在于，所述固定槽包括：灯管穿透孔，设于所述灯头定位台阶件的下端；灯头定位孔，设于所述灯头定位台阶件的上端，且与所述灯管穿透孔相通。7.根据权利要求1或2或4或6所述的外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件，其特征在于，还包括：灯头限位夹块安置槽，开设在所述灯头夹块组件的侧边；灯头限位夹块，部分所述灯头限位夹块贯穿所述固定槽的上端，与所述灯头限位夹块安置槽通过弹簧挡片进行连接。8.根据权利要求7所述的外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件，其特征在于，所述灯头夹块组件的侧边形成有抛物线，所述抛物线满足如下公式，具体为：y＝tanθ(x-p/2)其中：y为灯头夹块组件侧边抛物线中心位置处垂直方向上的坐标，θ为灯头夹块组件侧边抛物线的焦距，x为灯头夹块组件侧边抛物线中心位置处水平方向上的坐标，p为灯头夹块组件侧边抛物线的倾斜角度。9.根据权利要求7所述的外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件，其特征在于，还包括：合页定位槽，开设在所述灯头夹块组件的侧边中部上方；固定螺纹孔，开设在所述合页定位槽的内部。10.根据权利要求9所述的外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件，其特征在于，
所述合页组件和合页定位槽之间通过固定螺杆穿过合页组件与固定螺纹孔进行固定连接。

技术总结

本发明公开了一种外延用圆弧形红外卤素加热灯定位夹头组件，包括：灯头夹块组件，所述灯头夹块组件内设有固定槽，所述固定槽贯穿灯头夹块组件；灯头定位台阶件，设置在所述固定槽的两侧中部；合页组件，固定在所述灯头夹块组件的一侧；锁紧机构，固定在所述灯头夹块组件的另一侧。本发明的灯头夹块组件可在不将整个加热灯组件安装基板从设备腔室内移除的前提下，独立更换每一组损坏的加热灯组，不仅可以减少设备的停工时间，还可以减少腔体的整体拆卸次数，从而提高了整体工艺制造的效率，具有拆装维护简单，低成本，高安全性的特点。高安全性的特点。