專利名稱：高溫減壓擴散爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及半導(dǎo)體設(shè)備，具體是指高溫減壓擴散爐。
背景技術(shù)：
高溫減壓擴散爐，與傳統(tǒng)的高溫常壓擴散爐相比，具有產(chǎn)量高、工藝片均勻性好、晶格缺陷少、化學(xué)品和特氣損耗大幅減少、維護(hù)周期長等優(yōu)點。高溫減壓擴散爐采用高溫負(fù)壓(0.2bar左右)工藝，其石英反應(yīng)腔的密閉性顯得尤為關(guān)鍵，密封不嚴(yán)將造成高溫工藝中的石英管、石英舟、硅片污染。隨著硅片的尺寸大型化，高溫減壓擴散/氧化爐的石英管的直徑已大于0 300mm,而且在溫度可達(dá)1000°C的情況下，石英管口的密封還必須在每一次工藝前后反復(fù)進(jìn)行密封和分離，這對高溫減壓擴散爐石英管口的密封提出了更高的要求。目前正在廣泛使用的高溫減壓擴散/氧化爐石英管口的密封方式，主要通過加長石英管將密封面遠(yuǎn)離高溫區(qū)，同時在爐門與高溫區(qū)之間設(shè)置合適長短的石英隔熱塊，以降到氟橡膠密封圈的使用溫度范圍。同時將石英管口加工成法蘭狀，通過將耐高溫耐腐蝕氟橡膠密封圈安裝到石英門上的燕尾槽后，將裝有密封圈的石英門與石英管的法蘭端面貼緊形成一個密封結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中用來保護(hù)密封圈的的局部低溫的隔熱設(shè)計容易使液態(tài)磷源擴散工藝中的石英管口冷凝偏磷酸，影響工藝質(zhì)量。而且這種設(shè)計雖然能保證反應(yīng)腔處于密封狀態(tài)時密封圈處于使用溫度范圍，而在爐門打開的瞬間，由于石英管內(nèi)的壓力在石英爐門打開時處于正壓以防止雜質(zhì)進(jìn)入反應(yīng)管，而此時管內(nèi)的高溫氣體(高達(dá)600°C以上)在爐門打開的瞬間沖向密封面，容易導(dǎo) 致氟橡膠密封圈碳化失效，極易引起硅片污染的風(fēng)險。除此之
夕卜，石英爐門的燕尾槽加工難度大，而且在反應(yīng)管內(nèi)抽空后(0.2bar左右)受力很大，容易爆
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發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高溫減壓擴散爐，降低石英門的應(yīng)力損傷，防止負(fù)壓工藝的污染。本實用新型的技術(shù)方案為，一種高溫減壓擴散爐，包括石英管，石英管的一端為石英管口并在石英管口處裝石英門，而石英管的另一端與工藝氣體排氣管連接，所述石英管口包括同圓心的石英管內(nèi)端口和置于石英管內(nèi)端口外側(cè)且半徑大于石英管內(nèi)端口半徑的石英管外端口 ；所述石英門安裝在石英管內(nèi)端口，而石英管外端口安裝不銹鋼爐門，所述石英門與不銹鋼爐門構(gòu)成過渡腔，并在過渡腔內(nèi)的石英門與不銹鋼爐門之間安裝緩沖固定裝置；所述不銹鋼門上設(shè)有向過渡腔內(nèi)通入氣體的吹掃氣體進(jìn)氣口和從過渡腔內(nèi)排放氣體的吹掃氣體排氣口。與外端口管壁對應(yīng)的不銹鋼爐門上設(shè)有密封槽，并在密封槽內(nèi)安裝密封圈。與密封槽對應(yīng)的不銹鋼爐門外側(cè)設(shè)有進(jìn)水接口和出水接口，并在不銹鋼爐門內(nèi)設(shè)有與進(jìn)水接口和出水接口連接的水冷槽。所述吹掃氣體排氣口通過排氣管連接到工藝氣體排氣管。所述石英門內(nèi)部為中空，并在石英門內(nèi)部填充隔熱纖維。爐門機構(gòu)關(guān)到位的過程中，石英爐門先與石英管內(nèi)端口接觸，并通過緩沖固定裝置提供的預(yù)緊力與石英管內(nèi)端口配合，對石英管口形成石英對石英的一級密封；接著石英管外端口與不銹鋼爐門上的氟橡膠密封圈配合形成二級密封，并形成一個過渡腔。工藝過程中，過渡腔的壓力控制在石英管內(nèi)壓力(0.2bar)和大氣壓之間(通常在0.25bar左右)，這大幅減少了石英門兩端的壓力差和受力，簡化了石英門的設(shè)計，并減少了一級密封的硬接觸密封因受力過大而帶來的損傷。二級密封由于采用氟橡膠密封結(jié)構(gòu)而保證了密封的可靠性，防止了空氣進(jìn)入過渡腔，而且工藝過程中高純氮氣通過不銹鋼爐門的吹掃進(jìn)氣口通入過渡腔，以維持過渡腔相對石英管內(nèi)的穩(wěn)定正壓，并使得一級密封的微漏不會污染硅片。工藝結(jié)束后，真空泵將石英管抽空后關(guān)閉，再通過工藝氣體進(jìn)氣管5通入氮氣，直到石英管10內(nèi)處于正壓狀態(tài)，此時吹掃用的氮氣可以對從一級密封泄漏出的微量廢氣進(jìn)行吹掃，防止了其對不銹鋼爐門I的腐蝕。本實用新型由于采用了以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比存在以下優(yōu)點:1、本實用新型所述的一種適用于高溫減壓擴散爐的二級密封裝置，通過設(shè)置過渡密封腔，大幅減少了石英門兩端的壓力差和石英門的受力，簡化了石英門的設(shè)計，大幅降低了石英的應(yīng)力損傷。2、本實用新型所述的一種適用于高溫減壓擴散爐的二級密封裝置，二級密封采用不銹鋼爐門配合氟橡膠密封圈的密封方式密封可靠，防止了負(fù)壓工藝的污染問題，整個工藝過程中吹掃氮氣充滿過渡腔，防止了不銹鋼爐門的腐蝕。


`[0016]圖1為本實用新型所述高溫減壓擴散爐的結(jié)構(gòu)示意圖；在圖中:1.不銹鋼爐門；2.吹掃氣體進(jìn)氣口；3.吹掃氣體排氣口 ；4.氟橡膠密封圈；5.娃片；6.工藝氣體進(jìn)氣管；7.緩沖固定裝置；8.石英門；9.隔熱纖維；10.石英管；η 排氣管；12.工藝氣體排氣管；13.干燥過濾裝置；14.真空泵；15.過渡腔；16.進(jìn)水接口；17.出水接口；18.密封槽；19.水冷槽；20.石英管口內(nèi)端口；21.石英管口外端口。
具體實施方式
如圖1所示，一種高溫減壓擴散爐，包括石英管10，石英管10的一端為石英管口并在石英管口處安裝石英門8，而石英管10的另一端與工藝氣體排氣管12連接，石英管口包括同圓心的石英管內(nèi)端口 20和置于石英管內(nèi)端口 20外側(cè)且半徑大于石英管內(nèi)端口 20半徑的石英管外端口 21 ;所述石英門8安裝在石英管內(nèi)端口 20，而石英管外端口 21安裝不銹鋼爐門1，所述石英門8與不銹鋼爐門I構(gòu)成過渡腔15，并在過渡腔15內(nèi)的石英門8與不銹鋼爐門I之間安裝緩沖固定裝置7 ;所述不銹鋼門I上設(shè)有向過渡腔15內(nèi)通入氣體的吹掃氣體進(jìn)氣口 2和從過渡腔15內(nèi)排放氣體的吹掃氣體排氣口 3。與外端口管壁對應(yīng)的不銹鋼爐門I上設(shè)有密封槽18，并在密封槽18內(nèi)安裝氟橡膠密封圈4。與密封槽18對應(yīng)的不銹鋼爐門I外側(cè)設(shè)有進(jìn)水接口 16和出水接口 17，并在不銹鋼爐門I內(nèi)設(shè)有與進(jìn)水接口 16和出水接口 17連接的水冷槽19。吹掃氣體排氣口 3通過排氣管11連接到工藝氣體排氣管12。石英門8內(nèi)部為中空，并在石英門8內(nèi)部填充隔熱纖維9。
權(quán)利要求1.一種高溫減壓擴散爐，包括石英管(10)，石英管(10)的一端為石英管口并在石英管口處裝石英門(8)，而石英管(10)的另一端與工藝氣體排氣管(12)連接，其特征是，所述石英管口包括同圓心的石英管內(nèi)端口( 20)和置于石英管內(nèi)端口( 20)外側(cè)且半徑大于石英管內(nèi)端口(20)半徑的石英管外端口(21);所述石英門(8)安裝在石英管內(nèi)端口(20)，而石英管外端口(21)安裝不銹鋼爐門(1)，所述石英門(8)與不銹鋼爐門(I)構(gòu)成過渡腔(15)，并在過渡腔(15)內(nèi)的石英門(8)與不銹鋼爐門(I)之間安裝緩沖固定裝置(7);所述不銹鋼門(I)上設(shè)有向過渡腔(15)內(nèi)通入氣體的吹掃氣體進(jìn)氣口(2)和從過渡腔(15)內(nèi)排放氣體的吹掃氣體排氣口(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高溫減壓擴散爐，其特征是，與外端口管壁對應(yīng)的不銹鋼爐門(I)上設(shè)有密封槽(18 )，并在密封槽(18 )內(nèi)安裝密封圈(4 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高溫減壓擴散爐，其特征是，與密封槽(18)對應(yīng)的不銹鋼爐門(I)外側(cè)設(shè)有進(jìn)水接口( 16)和出水接口( 17)，并在不銹鋼爐門(I)內(nèi)設(shè)有與進(jìn)水接口( 16)和出水接口(17)連接的水冷槽(19)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高溫減壓擴散爐，其特征是，所述吹掃氣體排氣口(3)通過排氣管(11)連接到工藝氣體排氣管(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高溫減壓擴散爐，其特征是，所述石英門(8)內(nèi)部為中空，并在石英門(8)內(nèi)部填充隔熱纖維(9)。
專利摘要本實用新型涉及高溫減壓擴散爐，包括石英管，石英管的一端為石英管口并在石英管口處裝石英門，而石英管的另一端與工藝氣體排氣管連接，所述石英管口包括同圓心的石英管內(nèi)端口和置于石英管內(nèi)端口外側(cè)且半徑大于石英管內(nèi)端口半徑的石英管外端口；所述石英門安裝在石英管內(nèi)端口，而石英管外端口安裝不銹鋼爐門，所述石英門與不銹鋼爐門構(gòu)成過渡腔，并在過渡腔內(nèi)的石英門與不銹鋼爐門之間安裝緩沖固定裝置；所述不銹鋼門上設(shè)有向過渡腔內(nèi)通入氣體的吹掃氣體進(jìn)氣口和從過渡腔內(nèi)排放氣體的吹掃氣體排氣口。本實用新型通過設(shè)置過渡密封腔，大幅減少了石英門兩端的壓力差和石英門的受力，簡化了石英門的設(shè)計，大幅降低了石英的應(yīng)力損傷。
文檔編號C30B31/16GK202989354SQ201220550189
公開日2013年6月12日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者吳得軼, 龍輝, 禹慶榮, 成秋云 申請人:湖南紅太陽光電科技有限公司