CN111321393B - 一种pecvd设备微波密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PECVD设备微波密封结构，包括真空腔室、设于真空腔室内的石英管、设于真空腔室侧壁上的密封法兰、以及贯穿石英管和密封法兰的微波天线，所述密封法兰的内端面上设有密封凹槽，密封法兰的外端面上设有延伸至所述密封凹槽的水冷通道，所述密封凹槽内安装有用来密封石英管端部的端面密封圈。本发明具有结构简单、可靠、冷却效果好、端面密封圈不易烧坏等优点。

Description

一种PECVD设备微波密封结构
技术领域
本发明涉及半导体加工设备，尤其涉及一种PECVD设备微波密封结构。
背景技术
以平板式PECVD设备为例，其是一种大型真空设备，在一定真空条件和温度下，利用微波放电激发工艺气体使工艺气体电离产生等离子体，工艺气体的离子重新化合形成新的固体化合物沉积在衬底表面的设备。针对太阳能PERC电池片生产工艺中Al2O3/Si3N4双层薄膜的连续沉积，采用前后分段式沉积，基片在两段之间均为真空环境传送，每段沉积不同薄膜，实现两层薄膜的连续真空沉积。基片在第一段沉积完薄膜后，在真空中传送到第二段，进行第二种薄膜的沉积，然后自动送出真空室，自动回到下料区，实现全自动化无人值守操作。衬底放在承载框内，承载框在水平支撑导轨上直线运动，分别通过上料区、预热区、1号薄膜沉积区、过渡区、2号薄膜沉积区、下料区，实现基片运动过程中的薄膜沉积。在沉积区内，微波通过微波天线耦合进入腔体内，使腔体内工艺气体电离形成等离子体，承载框在石英管下运动，生成的新的化合物沉积在运动的基片上。
微波放电稳定性是衡量PECVD设备沉膜质量的重要指标之一，而微波传输损耗、负载变化是造成微波放电不稳定的主要因素。引起传输损耗和负载变化的因素很多，其中石英管密封不可靠、微波泄漏是造成微波放电不稳定的主要因素。传统的做法是将微波天线装在石英管内，石英管装在真空腔体内，真空腔体内设有加热器并充入工艺气体，石英管内部与大气相通，通过石英管两端的密封法兰对石英管进行支撑及真空密封。由于真空腔室内温度波动较大，石英管内冷却风量不够或风速不稳定，都会导致密封圈处温度过高而烧坏密封圈，造成漏气。此外微波会穿透密封圈，在有杂质粘附时，产生微波放电，烧坏密封圈。
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，提供一种结构简单、可靠、冷却效果好的PECVD设备微波密封结构。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种PECVD设备微波密封结构，包括真空腔室、设于真空腔室内的石英管、设于真空腔室侧壁上的密封法兰、以及贯穿石英管和密封法兰的微波天线，所述密封法兰的内端面上设有密封凹槽，密封法兰的外端面上设有延伸至所述密封凹槽的水冷通道，所述密封凹槽内安装有用来密封石英管端部的端面密封圈。
作为上述技术方案的进一步改进：PECVD设备微波密封结构还包括风冷通道，所述风冷通道、密封法兰和石英管依次连通。
作为上述技术方案的进一步改进：所述石英管端部套设有密封杯，所述密封杯端面与所述端面密封圈抵接，所述石英管与所述密封杯之间设有轴向密封圈。
作为上述技术方案的进一步改进：所述石英管上套设有压套，所述压套位于所述密封杯远离所述端面密封圈的一侧，压套端部设有用于压紧所述轴向密封圈的压紧部且外周设有凸肩，所述密封法兰的内端设有锁紧螺母，所述锁紧螺母内设有用于卡紧所述凸肩的卡扣部。
作为上述技术方案的进一步改进：所述轴向密封圈设有多个，相邻两个轴向密封圈之间设有隔套。
作为上述技术方案的进一步改进：所述密封法兰的内端面设有轴向凸缘止口，所述密封凹槽位于所述轴向凸缘止口的外周，所述密封杯上设有与所述轴向凸缘止口配合的轴向凹槽。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的PECVD设备微波密封结构，在密封法兰的内端面上设置密封凹槽，将用来密封石英管端部的端面密封圈布置在密封凹槽内，在密封法兰外端面上设置水冷通道并延伸至密封凹槽，使得可以通过冷却水冷却至端面密封圈，或者说端面密封圈处于直接水冷状态，不再受真空腔室内部温度波动、冷却风速和风量不稳定的影响，保证了端面密封圈的密封效果。进一步地，在密封法兰内端面上设有轴向凸缘止口，与密封杯上设轴向凹槽配合，有效隔离微波的无效穿透，防止烧坏密封圈。
附图说明
图1是本发明PECVD设备密封结构的结构示意图。
图2是图1中A处的放大图。
图3是图1中B处的放大图。
图中各标号表示：1、真空腔室；2、石英管；3、密封法兰；31、密封凹槽；32、水冷通道；33、轴向凸缘止口；4、微波天线；5、端面密封圈；6、风冷通道；7、密封杯；71、轴向凹槽；8、轴向密封圈；9、压套；91、压紧部；92、凸肩；10、锁紧螺母；101、卡扣部；11、进风接头；12、隔套；13、基片；14、载片框；15、加热器；16、微波转换装置。
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3示出了本发明PECVD设备密封结构的一种实施例，本实施例的PECVD设备密封结构，包括真空腔室1、设于真空腔室1内的石英管2、设于真空腔室1侧壁上的密封法兰3、以及贯穿石英管2和密封法兰3的微波天线4，密封法兰3的内端面上设有密封凹槽31，密封法兰3的外端面上设有延伸至密封凹槽31的水冷通道32，密封凹槽31内安装有用来密封石英管2端部的端面密封圈5。
该PECVD设备微波密封结构，在密封法兰3的内端面(以真空腔室1的侧壁为参考，图中左侧密封法兰3的右端面为内端面，相应地其左端面为外端面)上设置密封凹槽31，将用来密封石英管2端部的端面密封圈5布置在密封凹槽31内，在密封法兰3外端面上设置水冷通道32并延伸至密封凹槽31，使得可以通过冷却水冷却至端面密封圈5，或者说端面密封圈5处于直接水冷状态，不再受真空腔室1内部温度波动、冷却风速和风量不稳定的影响，保证了端面密封圈5的冷却效果，进而保证了密封效果。
进一步地，本实施例中，PECVD设备微波密封结构还包括风冷通道6，风冷通道6、密封法兰3和石英管2依次连通。由于密封法兰3内部的水冷通道32延伸至自外端面延伸至内端面，使得冷却风可以经过较长的水冷通道32冷却，进一步降低端面密封圈5处的温度，以及冷却风进入石英管2内时的温度，整体提高风冷效果。
更进一步地，本实施例中，石英管2端部套设有密封杯7，密封杯7端面与端面密封圈5抵接，石英管2与密封杯7之间设有轴向密封圈8。设置密封杯7有利于提高密封法兰3与石英管2之间的密封性能，设置轴向密封圈8有利于保证石英管2轴向的密封。作为优选的技术方案，轴向密封圈8可以设置多个，相邻两轴向密封圈8之间设置隔套12隔开，形成多级密封，进一步提高密封效果。
更进步一部地，本实施例中，石英管2上套设有压套9，压套9位于密封杯7远离端面密封圈5的一侧，压套9端部设有用于压紧轴向密封圈8的压紧部91且外周设有凸肩92，密封法兰3的内端设有锁紧螺母10，锁紧螺母10内设有用于卡紧凸肩92的卡扣部101。当旋转锁紧螺母10时，锁紧螺母10通过卡扣部101、凸肩92带动压套9向密封法兰3所在的一侧移动，压紧部91则挤压轴向密封圈8使其变形，达到良好的密封效果；一端采用螺纹、另一端采用卡扣式的结构，通过松开锁紧螺母10，即可将石英管2及密封杯7、压套9整体取出，方便进行维护和更换。
更进步一部地，本实施例中，密封法兰3的内端面设有轴向凸缘止口33，密封凹槽31位于轴向凸缘止口33的外周，密封杯7上设有与轴向凸缘止口33配合的轴向凹槽71。通过在密封凹槽31内周设置轴向凸缘止口33，可以防止微波直射密封凹槽31内的端面密封圈5，达到微波屏蔽的作用，防止端面密封圈5上的杂质吸收微波而烧坏，结构简单、可靠。
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 (4)

1.一种PECVD设备微波密封结构，包括真空腔室(1)、设于真空腔室(1)内的石英管(2)、设于真空腔室(1)侧壁上的密封法兰(3)、以及贯穿石英管(2)和密封法兰(3)的微波天线(4)，其特征在于：所述密封法兰(3)的内端面上设有密封凹槽(31)，密封法兰(3)的外端面上设有延伸至所述密封凹槽(31)的水冷通道(32)，所述密封凹槽(31)内安装有用来密封石英管(2)端部的端面密封圈(5)，所述石英管(2)端部套设有密封杯(7)，所述密封杯(7)端面与所述端面密封圈(5)抵接，所述石英管(2)与所述密封杯(7)之间设有轴向密封圈(8)，所述密封法兰(3)的内端面设有轴向凸缘止口(33)，所述密封凹槽(31)位于所述轴向凸缘止口(33)的外周，所述密封杯(7)上设有与所述轴向凸缘止口(33)配合的轴向凹槽(71)。
2.根据权利要求1所述的PECVD设备微波密封结构，其特征在于：还包括风冷通道(6)，所述风冷通道(6)、密封法兰(3)和石英管(2)依次连通。
3.根据权利要求1或2所述的PECVD设备微波密封结构，其特征在于：所述石英管(2)上套设有压套(9)，所述压套(9)位于所述密封杯(7)远离所述端面密封圈(5)的一侧，压套(9)端部设有用于压紧所述轴向密封圈(8)的压紧部(91)且外周设有凸肩(92)，所述密封法兰(3)的内端设有锁紧螺母(10)，所述锁紧螺母(10)内设有用于卡紧所述凸肩(92)的卡扣部(101)。
4.根据权利要求3所述的PECVD设备微波密封结构，其特征在于：所述轴向密封圈(8)设有多个，相邻两个轴向密封圈(8)之间设有隔套(12)。
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