[實用新型]高溫減壓擴散爐

有效

• 申請號: 201220550189.8
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN202989354U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 吳得軼;龍輝;禹慶榮;成秋云
• 申請（專利權）人: 湖南紅太陽光電科技有限公司
• 主分類號: C30B31/10
• 分類號: C30B31/10;C30B31/16
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本實用新型涉及半導體設備，具體是指高溫減壓擴散爐。?

背景技術

高溫減壓擴散爐，與傳統的高溫常壓擴散爐相比，具有產量高、工藝片均勻性好、晶格缺陷少、化學品和特氣損耗大幅減少、維護周期長等優點。

高溫減壓擴散爐采用高溫負壓（0.2bar左右）工藝，其石英反應腔的密閉性顯得尤為關鍵，密封不嚴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φ300mm，而且在溫度可達1000℃的情況下，石英管口的密封還必須在每一次工藝前后反復進行密封和分離，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離高溫區，同時在爐門與高溫區之間設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構。

???這種結構中用來保護密封圈的的局部低溫的隔熱設計容易使液態磷源擴散工藝中的石英管口冷凝偏磷酸，影響工藝質量。而且這種設計雖然能保證反應腔處于密封狀態時密封圈處于使用溫度范圍，而在爐門打開的瞬間，由于石英管內的壓力在石英爐門打開時處于正壓以防止雜質進入反應管，而此時管內的高溫氣體（高達600℃以上）在爐門打開的瞬間沖向密封面，容易導致氟橡膠密封圈碳化失效，極易引起硅片污染的風險。除此之外，石英爐門的燕尾槽加工難度大，而且在反應管內抽空后（0.2bar左右）受力很大，容易爆裂。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種高溫減壓擴散爐，降低石英門的應力損傷，防止負壓工藝的污染。

本實用新型的技術方案為，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端口和置于石英管內端口外側且半徑大于石英管內端口半徑的石英管外端口；所述石英門安裝在石英管內端口，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成過渡腔，并在過渡腔內的石英門與不銹鋼爐門之間安裝緩沖固定裝置；所述不銹鋼門上設有向過渡腔內通入氣體的吹掃氣體進氣口和從過渡腔內排放氣體的吹掃氣體排氣口。

與外端口管壁對應的不銹鋼爐門上設有密封槽，并在密封槽內安裝密封圈。

與密封槽對應的不銹鋼爐門外側設有進水接口和出水接口，并在不銹鋼爐門內設有與進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。

所述石英門內部為中空，并在石英門內部填充隔熱纖維。

爐門機構關到位的過程中，石英爐門先與石英管內端口接觸，并通過緩沖固定裝置提供的預緊力與石英管內端口配合，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構而保證了密封的可靠性，防止了空氣進入過渡腔，而且工藝過程中高純氮氣通過不銹鋼爐門的吹掃進氣口通入過渡腔，以維持過渡腔相對石英管內的穩定正壓，并使得一級密封的微漏不會污染硅片。工藝結束后，真空泵將石英管抽空后關閉，再通過工藝氣體進氣管5通入氮氣，直到石英管10內處于正壓狀態，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行吹掃，防止了其對不銹鋼爐門1的腐蝕。

本實用新型由于采用了以上技術方案，與現有技術相比存在以下優點：

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，簡化了石英門的設計，大幅降低了石英的應力損傷。

?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。

附圖說明

圖1為本實用新型所述高溫減壓擴散爐的結構示意圖；

在圖中：

1.不銹鋼爐門；??????????2.?吹掃氣體進氣口；

3.?吹掃氣體排氣口；?????4.?氟橡膠密封圈；???5.硅片；