CN105350073A - 一种硅外延设备的石墨盘旋转密封装置及自动上下料系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅外延设备的石墨盘旋转密封装置及自动上下料系统，该石墨盘旋转密封装置包括反应室、石墨盘和石英轴，所述石英轴的顶端与石墨盘连接且带动石墨盘在反应室内旋转，所述石英轴的底端固定套设用于旋转密封的磁流体，所述磁流体的上方设有进气波纹管，所述石英轴与反应室的内壁之间形成进气通道，所述进气波纹管的进气口与进气通道连通。本发明的硅外延设备的石墨盘旋转密封装置，其磁流体固定套设于石英轴的底端，气体经进气波纹管填充于进气通道内，且向上流动，阻隔外延工艺气体向下流动后接触并腐蚀磁流体，提高旋转密封的性能，降低外延反应室的泄漏率，从而改善外延片的工艺均匀性。

Description

一种硅外延设备的石墨盘旋转密封装置及自动上下料系统
技术领域
本发明涉及硅外延设备技术领域，尤其涉及一种硅外延设备的石墨盘旋转密封装置及自动上下料系统。
背景技术
外延工艺不仅是要在衬底表面生长一层与衬底材料晶格结构完全一致的薄层，还要对外延层进行掺杂，形成P型或N型有源层。Si外延工艺在高温下进行，保温、隔热是必须采取的措施，且外延生长速率与气体流速紧密相关，在一定的工艺温度下，外延层厚度和掺杂均匀性主要受气体流速、气体流均匀性等因素影响。
在保证气体流速、气体流均匀性一定的情况下，石墨盘旋转可以有效提高外延片的均匀性，为了保证气体在运输过程中的纯度，保证管道的低泄漏率，外延工艺中需要石墨盘始终处于旋转状态。通常的旋转密封装置可靠性较差，且很难保证管道的低泄漏率。现有技术中，磁流体密封相对较为可靠，但外延工艺气体对磁流体具有腐蚀影响，在外延工艺中采用磁流体密封大大降低其可靠性。因此，外延设备中设计出一种可靠的旋转密封装置较为困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能提高旋转密封的性能，降低外延反应室的泄漏率，改善外延片的工艺均匀性的硅外延设备的石墨盘旋转密封装置及自动上下料系统。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种硅外延设备的石墨盘旋转密封装置，包括反应室、石墨盘和石英轴，所述石英轴的顶端与石墨盘连接且带动石墨盘在反应室内旋转，所述石英轴的底端固定套设用于旋转密封的磁流体，所述磁流体的上方设有进气波纹管，所述石英轴与反应室的内壁之间形成进气通道，所述进气波纹管的进气口与进气通道连通。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述磁流体与反应室的交接处套设有密封组件，所述密封组件与磁流体、反应室均密封连接，所述进气波纹管设于密封组件上且靠近磁流体。
所述进气波纹管的进气口通入的气体为氢气。
所述石英轴竖直设置，所述石英轴的一端与石墨盘固定连接，另一端设有维持石墨盘水平转动的平衡调节组件。
所述平衡调节组件包括定位块和设于定位块下方的固定块，所述定位块固设于石英轴的底部端面内，所述石英轴、定位块以及固定块均同轴布置，且定位块与固定块之间通过一螺钉同轴连接，所述固定块与磁流体固定连接。
所述固定块的外周设有安装法兰，所述安装法兰上设有安装孔，所述固定块通过安装法兰的安装孔及螺栓固定连接于磁流体上。
所述石墨盘旋转密封装置还包括用于驱动石墨盘旋转的驱动件，以及连接驱动件与固定块的联轴机构。
一种自动上下料系统，包括信号检测装置，以及上述的硅外延设备的石墨盘旋转密封装置，所述信号检测装置设于石墨盘的上方，所述石墨盘通过信号检测装置控制启动或停止转动。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的一种硅外延设备的石墨盘旋转密封装置，其磁流体固定套设于石英轴的底端，气体经进气波纹管填充于进气通道内，且向上流动，阻隔外延工艺气体向下流动后接触并腐蚀磁流体，提高旋转密封的性能，降低外延反应室的泄漏率，从而改善外延片的工艺均匀性。
本发明的自动上下料系统，包括上述的硅外延设备的石墨盘旋转密封装置，具有与硅外延设备的石墨盘旋转密封装置相同的技术效果。
附图说明
图1是本发明的一种硅外延设备的石墨盘旋转密封装置的结构示意图。
图2是图1在A处的放大结构示意图。
图中各标号表示：
1、反应室；2、石墨盘；3、石英轴；4、磁流体；5、进气波纹管；50、进气通道；6、密封组件；7、平衡调节组件；71、定位块；72、固定块；8、驱动件；9、联轴机构；10、信号检测装置。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1至图2示出了本发明一种硅外延设备的石墨盘旋转密封装置的一种实施例，包括反应室1、石墨盘2和石英轴3，该石英轴3的顶端与石墨盘2连接且带动石墨盘2在反应室1内旋转，石英轴3的底端固定套设用于旋转密封的磁流体4，磁流体4的上方设有进气波纹管5，石英轴3与反应室1的内壁之间形成进气通道50，进气波纹管5的进气口与进气通道50连通。磁流体4固定套设于石英轴3的底端，气体经进气波纹管5填充于进气通道50内，且向上流动，阻隔外延工艺气体向下流动后接触并腐蚀磁流体4，提高旋转密封的性能，降低外延反应室的泄漏率，从而改善外延片的工艺均匀性。
本实施例中，磁流体4与反应室1的交接处套设有密封组件6，密封组件6与磁流体4、反应室1均密封连接，进气波纹管5设于密封组件6上且靠近磁流体4，进气波纹管5靠近磁流体4设置，经进气波纹管5进入的气体能对磁流体4形成更好的保护。
本实施例中，进气波纹管5的进气口通入的气体为氢气，稳定性好。当然，在其他实施例中，也可以为其他的气体。
本实施例中，石英轴3竖直设置，石英轴3的一端与石墨盘2固定连接，另一端设有维持石墨盘2水平转动的平衡调节组件7，提高旋转密封的可靠性。
本实施例中，平衡调节组件7包括定位块71和设于定位块71下方的固定块72，定位块71固设于石英轴3的底部端面内，石英轴3、定位块71以及固定块72均同轴布置，且定位块71与固定块72之间通过一螺钉同轴连接，固定块72与磁流体4固定连接。固定块72跟随磁流体4旋转时，连接定位块71与固定块72的螺钉保证石英轴3绕轴线旋转的精度，从而维持石墨盘2的水平转动。此结构简单，平衡调节性能好。
本实施例中，固定块72的外周设有安装法兰，安装法兰上设有安装孔，固定块72通过安装法兰的安装孔及螺栓固定连接于磁流体4上，安装方便。
本实施例中，石墨盘旋转密封装置还包括驱动件8以及连接驱动件8与固定块72的联轴机构9。本实施例中，驱动件8为电机。电机通过联轴机构9带动固定块72、磁流体4、石英轴3和石墨盘2同步旋转。
本发明的一种自动上下料系统，其包括信号检测装置10，以及上述的硅外延设备的石墨盘旋转密封装置。信号检测装置10设于石墨盘2的上方，石墨盘2通过信号检测装置控制启动或停止转动，在这一过程中与反应室1相连的机械手将完成自动上料；进行工艺时，石墨盘2始终处于旋转状态，进气波纹管5通入气体，如氢气，用于保护磁流体4；工艺结束，通过信号检测装置控制石墨盘2进行自动下料操作。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种硅外延设备的石墨盘旋转密封装置，包括反应室（1）、石墨盘（2）和石英轴（3），其特征在于：所述石英轴（3）的顶端与石墨盘（2）连接且带动石墨盘（2）在反应室（1）内旋转，所述石英轴（3）的底端固定套设用于旋转密封的磁流体（4），所述磁流体（4）的上方设有进气波纹管（5），所述石英轴（3）与反应室（1）的内壁之间形成进气通道（50），所述进气波纹管（5）的进气口与进气通道（50）连通。
2.根据权利要求1所述的硅外延设备的石墨盘旋转密封装置，其特征在于：所述磁流体（4）与反应室（1）的交接处套设有密封组件（6），所述密封组件（6）与磁流体（4）、反应室（1）均密封连接，所述进气波纹管（5）设于密封组件（6）上且靠近磁流体（4）。
3.根据权利要求2所述的硅外延设备的石墨盘旋转密封装置，其特征在于：所述进气波纹管（5）的进气口通入的气体为氢气。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的硅外延设备的石墨盘旋转密封装置，其特征在于：所述石英轴（3）竖直设置，所述石英轴（3）的一端与石墨盘（2）固定连接，另一端设有维持石墨盘（2）水平转动的平衡调节组件（7）。
5.根据权利要求4所述的硅外延设备的石墨盘旋转密封装置，其特征在于：所述平衡调节组件（7）包括定位块（71）和设于定位块（71）下方的固定块（72），所述定位块（71）固设于石英轴（3）的底部端面内，所述石英轴（3）、定位块（71）以及固定块（72）均同轴布置，且定位块（71）与固定块（72）之间通过一螺钉同轴连接，所述固定块（72）与磁流体（4）固定连接。
6.根据权利要求5所述的硅外延设备的石墨盘旋转密封装置，其特征在于：所述固定块（72）的外周设有安装法兰，所述安装法兰上设有安装孔，所述固定块（72）通过安装法兰的安装孔及螺栓固定连接于磁流体（4）上。
7.根据权利要求5或6所述的硅外延设备的石墨盘旋转密封装置，其特征在于：所述石墨盘旋转密封装置还包括用于驱动石墨盘（2）旋转的驱动件（8），以及连接驱动件（8）与固定块（72）的联轴机构（9）。
8.一种自动上下料系统，其特征在于：包括信号检测装置（10），以及权利要求1至7中任意一项所述的硅外延设备的石墨盘旋转密封装置，所述信号检测装置（10）设于石墨盘（2）的上方，所述石墨盘（2）通过信号检测装置（10）控制启动或停止转动。
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