CN103762164A - 可快速风冷的热处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可快速风冷的热处理装置，包括炉体，所述炉体设有内壁、外壁、连接板，所述内壁与所述外壁的底部设有入风口，所述连接板用于连接所述内壁及所述外壁，所述连接板上设有若干供气流通过的通孔；所述炉体的顶部设有可拆卸的排风装置，所述排风装置上设有至少一个供气流通过的排风口，所述入风口与所述排风口连通。本发明通过在炉体上设有内外壁用于通风的夹层，内壁与外壁的底部不连接成为风的入口，在炉体的顶部设置可拆卸的排风装置。在炉体降温的过程，向内外壁的夹层中通入冷风，排送至排风口，起到加快炉体降温的效果。

Description

可快速风冷的热处理装置
技术领域
本发明涉及一种半导体热处理工艺设备，具体地说，涉及一种可快速风冷的热处理装置。
背景技术
在半导体晶圆的热处理工艺中，快速热处理(RTP)是半导体制造中的关键工艺之一，在工艺过程中可以快速升至高温，工作温度范围涵盖500～1100℃，在工艺结束后，经过高温退火处理后的晶圆片必须先进行降温，到达常温后，传回载片台上。
为了使热处理装置按工艺要求快速降温至目标温度，要求炉体具备快速降温结构，现有的热处理装置不具备快速降温的功能，造成工艺和加工过程效率低下、废品率高，不利于热处理的连续性和成功率，因此，研发一种可快速风冷的热处理装置成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可快速风冷的热处理装置，使该热处理装置具备快速降温的功能，提高工艺效率。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可快速风冷的热处理装置，包括炉体，所述炉体设有内壁、外壁、连接板，所述内壁与所述外壁的底部设有入风口，所述连接板用于连接所述内壁及所述外壁，所述连接板上设有若干供气流通过的通孔；所述炉体的顶部设有可拆卸的排风装置，所述排风装置上设有至少一个供气流通过的排风口，所述入风口与所述排风口连通。
优选的，所述排风装置包括均为环状体的顶部转环和底部固定环；其中，所述顶部转环上侧设有向环壁内侧延伸的第一转动边，所述排风口设在所述顶部转环外侧壁上；所述底部固定环上侧设有向环壁外侧延伸的第二转动边；所述底部固定环外侧壁与所述顶部转环内侧壁之间设有预设间距的空隙供气流通过，所述顶部转环相对于底部固定环可水平旋转。
优选的，所述底部固定环下侧设有向固定环本体内侧或/和外侧延伸的固定边，所述固定边与所述炉体的顶部可拆卸连接。
优选的，所述第二转动边的边缘设有向下的弯折边。
优选的，所述排风口依次连接排风管道及降温装置。
优选的，所述降温装置包括依次连接的阀门、热交换器及风机，所述阀门控制所述热交换器或/和所述风机。
优选的，所述炉体内壁或外壁上设有冷却水道阵列，用以使冷却水通过而降低所述内壁或外壁的温度。
优选的，所述冷却水道阵列为等密度分布。
优选的，所述排风口为多个，且沿所述排风装置的外壁均匀分布。
优选的，所述连接板为环状结构，所述连接板分别与所述内壁及所述外壁焊接。
与现有的方案相比，本发明通过在炉体上设有内外壁用于通风的夹层，内壁与外壁的底部不连接成为风的入口，在炉体的顶部设置可拆卸的排风装置。在炉体降温的过程，向内外壁的夹层中通入冷风，排送至排风口，起到加快炉体降温的效果。进一步，通过炉体内壁或外壁上设有冷却水道阵列，用以使冷却水通过而降低所述内壁或外壁的温度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明热处理装置的剖视图；
图2为本发明排风装置的结构示意图；
图3为本发明设有排风装置的热处理装置的结构示意图；
图4为本发明除去排风装置的热处理装置的结构示意图。
图中标号说明如下：
1、炉体；2、内壁；3、外壁；4、连接板；5、入风口；6、通孔；7、排风装置；8、排风口；9、顶部转环；10、底部固定环；11、第一转动边；12、第二转动边；13、固定边；14、保温层；15、加热丝；16、工艺管；17、晶圆；18、保温筒；19、热偶；20、炉丝引线。
具体实施方式
以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
如图1至图4所示，本发明提供了一种可快速风冷的热处理装置，包括炉体1，所述炉体1设有内壁2、外壁3、连接板4，所述内壁2与所述外壁3的底部设有入风口5，所述连接板4用于连接所述内壁2及所述外壁3，所述连接板4上设有若干供气流通过的通孔6；所述炉体1的顶部设有可拆卸的排风装置7，所述排风装置7上设有至少一个供气流通过的排风口8，所述入风口5与所述排风口8连通。所述连接板4为环状结构，所述连接板4分别与所述内壁2及所述外壁3焊接。
通过在炉体1上设有内外壁用于通风的夹层，内壁2与外壁3的底部不连接成为风的入口，在炉体1的顶部设置可拆卸的排风装置7。在炉体降温的过程，向内外壁的夹层中通入冷风，排送至排风口8，起到加快炉体1降温的效果。
为了进一步增强冷却效果，所述炉体1内壁2或外壁3上设有冷却水道阵列（图中未示出），用以使冷却水通过而降低所述内壁2或外壁3的温度。所述冷却水道阵列为等密度分布。
如图1所示，炉体1包括内壁2及外壁3，炉体1的顶部设有排风装置7，炉体1内设有用来承载晶圆17的晶舟，所述晶舟安装在下方的保温筒18上，在晶圆17和炉体1之间设置有工艺管16，所述的工艺管16呈罩形，将晶圆17的反应环境密封起来，炉体1内侧壁上设有保温层14，所述保温层14上缠绕加热丝15。
如图3所示，炉体的外壁纵向上安装有炉丝引线20和热电偶19，为了保证内外壁之间的夹层的密封性性，采用密封材料将炉丝引线20和热电偶处19的安装空隙进行密封填补,所述密封材料优选为金属材料。
如图4所示，图4为移除顶部排风装置的炉体，在炉体1的顶部，设置有连接板4用来连接内外壁，连接板4上设有若干通孔6，在炉体1降温时，从入风口5进入的冷却气流经过所述连接板4的通孔6，进入到排风装置7内，经过排风装置7收集后从排风口8排入排风管道（图中未给出）。所述排风管道与降温装置连接；所述降温装置包括依次连接的阀门、热交换器及风机，所述阀门控制所述热交换器或/和所述风机。
如图2所示，所述排风装置7包括均为环状体的顶部转环9和底部固定环10；其中，所述顶部转环9上侧设有向环壁内侧延伸的第一转动边11，所述排风口8设在所述顶部转环9外侧壁上；所述底部固定环10上侧设有向环壁外侧延伸的第二转动边12；所述底部固定环10外侧壁与所述顶部转环9内侧壁之间设有预设间距的空隙供气流通过，所述顶部转环9相对于底部固定环10可水平旋转。为了进一步增强第一转动边11及第二转动边12之间转动的流畅性，减少摩擦，所述第二转动边12的边缘设有向下的弯折边。
气流从排风装置7的两环之间的空隙进入，然后经过排风口8进入排风管道；顶部转环9和底部固定环10在排风装置的底部形成一个入口，与排风口8相通。
其中，所述底部固定环10下侧设有向环体内侧或/和外侧延伸的固定边13，所述固定边13上设有固定装置用于固定所述底部固定环10。所述固定装置包括螺栓、螺母，在所述固定边13上设有若干数量的通孔，所述通孔的孔径与螺栓的外径配合。本发明通过固定底部固定环10，使顶部转环9相对于底部固定环10可水平旋转，使顶部转环上9的排风口8可转动到任意位置，使得排风口8可以在任意位置与排风管道对接。
如图2所示，顶部转环9外侧壁的排风口8至少为一个，当排风口8为多个时，沿所述顶部转环9外侧壁水平方向均匀分布或不均匀分布，使得排风口8可以在任意位置与排风管道对接。其中，所述排风口8上设有可拆卸的排风口盖，可将排风口盖通过若干螺丝与排风口8连接。所述顶部转环9及所述底部固定环10分别为不锈钢材料一体结构。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可快速风冷的热处理装置，包括炉体，其特征在于，所述炉体设有内壁、外壁、连接板，所述内壁与所述外壁的底部设有入风口，所述连接板用于连接所述内壁及所述外壁，所述连接板上设有若干供气流通过的通孔；所述炉体的顶部设有可拆卸的排风装置，所述排风装置上设有至少一个供气流通过的排风口，所述入风口与所述排风口连通。
2.根据权利要求1所述的可快速风冷的热处理装置，其特征在于，所述排风装置包括均为环状体的顶部转环和底部固定环；其中，所述顶部转环上侧设有向环壁内侧延伸的第一转动边，所述排风口设在所述顶部转环外侧壁上；所述底部固定环上侧设有向环壁外侧延伸的第二转动边；所述底部固定环外侧壁与所述顶部转环内侧壁之间设有预设间距的空隙供气流通过，所述顶部转环相对于底部固定环可水平旋转。
3.根据权利要求2所述的可快速风冷的热处理装置，其特征在于，所述底部固定环下侧设有向固定环本体内侧或/和外侧延伸的固定边，所述固定边与所述炉体的顶部可拆卸连接。
4.根据权利要求2所述的可快速风冷的热处理装置，其特征在于，所述第二转动边的边缘设有向下的弯折边。
5.根据权利要求1所述的可快速风冷的热处理装置，其特征在于，所述排风口依次连接排风管道及降温装置。
6.根据权利要求5所述的可快速风冷的热处理装置，其特征在于，所述降温装置包括依次连接的阀门、热交换器及风机，所述阀门控制所述热交换器或/和所述风机。
7.根据权利要求1所述的可快速风冷的热处理装置，其特征在于，所述炉体内壁或外壁上设有冷却水道阵列，用以使冷却水通过而降低所述内壁或外壁的温度。
8.根据权利要求7所述的可快速风冷的热处理装置，其特征在于，所述冷却水道阵列为等密度分布。
9.根据权利要求1所述的可快速风冷的热处理装置，其特征在于，所述排风口为多个，且沿所述排风装置的外壁均匀分布。
10.根据权利要求1～9任一所述的可快速风冷的热处理装置，其特征在于，所述连接板为环状结构，所述连接板分别与所述内壁及所述外壁焊接。
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