CN204039548U - 一种减压扩散炉炉口密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种减压扩散炉炉口密封装置。所述减压扩散炉炉口密封装置包括设置在炉门一端与石英管端面贴合的石英板，在石英板外侧设有背板，该背板与石英板之间为筒状外壳，在筒状外壳、背板和石英板围成的空间内填充有隔热元件；所述石英管管口套装有密封法兰，在密封法兰与背板内侧面之间设有一级密封结构，所述石英板与石英管端面形成二级密封；所述一级密封结构与外壳、密封法兰、背板内侧面之间形成过渡密封腔。本实用新型的装置形成一个过渡腔，在过渡腔内充保护气体，防止负压工艺污染。

Description

一种减压扩散炉炉口密封装置

技术领域

本实用新型涉及半导体真空加热设备领域,具体为一种减压扩散炉炉口密封装置。

背景技术

减压扩散炉与常压扩散炉相比，具有产量高、掺杂均匀性好，高方阻工艺效果好，杂质源和工艺气体消耗量小等优势，是扩散技术发展的主流趋势。

减压扩散工艺在高温、负压、无金属污染的环境中进行，石英管的密封显得尤为重要。扩散工艺对环境洁净度要求严格，密封不好将造成石英管、石英舟和硅片的污染；在炉内高达850℃的环境下，氟橡胶密封圈的正常使用遇到了挑战。这些因素对减压扩散炉炉口的密封提出了更高的要求。

目前减压扩散炉主要采用的高温密封方式主要有加长石英管，使密封圈远离高温区，在炉门与高温区之间设置隔热包，降低氟橡胶密封圈使用环境的温度。同时将石英管口加工成法兰状，通过将耐高温耐腐蚀的氟橡胶密封圈安装到石英门上的燕尾槽后，将装有密封圈的石英门与石英管的法兰端面紧贴形成一个密封结构。这种密封方式虽然可以降低密封圈处的使用温度，但容易在石英管口冷凝形成液态偏磷酸，在硅片出炉时，对下面的其他管或者操作环境造成污染。

实用新型内容

针对现有技术的不足和减压扩散炉实际真空度要求不高的特点，本实用新型旨在提供一种减压扩散炉炉口密封装置，该装置形成一个过渡腔，在过渡腔内充保护气体，防止负压工艺污染。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种减压扩散炉炉口密封装置，其结构特点是，包括设置在炉门一端与石英管端面贴合的石英板，在石英板外侧设有背板，该背板与石英板之间为筒状外壳，在筒状外壳、背板和石英板围成的空间内填充有隔热元件；所述石英管管口套装有密封法兰，在密封法兰与背板内侧面之间设有一级密封结构，所述石英板与石英管端面形成二级密封；所述一级密封结构与外壳、密封法兰、背板内侧面之间形成过渡密封腔。

以下为本实用新型的进一步改进的技术方案：

优选地，所述隔热元件为石棉网。

进一步地，所述石英板与外壳之间通过拉杆相连。

作为一种具体的结构形式，所述一级密封结构为设置在密封法兰与背板之间的波纹管，所述外壳和隔热元件均位于波纹管内。

更进一步度，所述石英管管口套装有水冷法兰，该水冷法兰上开有放置密封圈的密封槽、进气口、进水口、出水口、以及与进水口和出水口相连的水冷槽。

优选地，所述密封圈为氟橡胶密封圈。

为了降低密封圈处的使用温度，所述密封槽位于水冷法兰偏离炉口的一侧。

藉由上述结构，本实用新型的密封装置包括炉门、石英管、水冷法兰和密封圈。炉门一端是石英板，与石英管端面磨砂面平面接触实现密封；中间是不锈钢外壳，里面填充了隔热的石棉网，另外一端通过拉杆连接的不锈钢背板；在不锈钢背板的外侧通过焊接与波纹管连接，波纹管另一端焊接在不锈钢密封法兰上，不锈钢密封法兰与水冷法兰通过氟橡胶密封圈实现密封。 

水冷法兰上开有放置氟橡胶密封圈的密封槽，开有向过渡腔内充气的进气口，设有进水口、出水口以及水冷槽供循环冷却水，降低氟橡胶密封圈的温度。

炉门机构进到位的过程中，不锈钢密封法兰先与水冷法兰接触，通过波纹管的预紧力与水冷法兰通过氟橡胶密封圈形成以一级密封；接着石英门与石英管端口端面磨砂面平面接触实现二级密封，两级密封中间形成一个过渡密封腔。在密封腔内冲保护气体，防止二级密封微漏造成管内负压工艺污染。水冷法兰接通循环冷却水，降低氟橡胶密封圈的温度。

由于采用了以上技术方案，本实用新型与现有技术相比存在以下优点：

1、本实用新型所述的一种用于减压扩散炉炉口密封的装置。通过设置过渡腔，在过渡腔内冲保护气体，防止二级密封微漏引起的负压工艺污染。

2、本实用新型所述的一种用于减压扩散炉炉口密封的装置。密封圈远离高温区，通过使用水冷法兰，降低了氟橡胶密封圈的使用温度，防止密封圈温度过高碳化失效。

3、本实用新型所述的一种用于减压扩散炉炉口密封的装置。简化了石英管端口的设计，使用常压扩散炉的石英管即可用作减压扩散工艺。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步阐述。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构原理图。

在图中

1-进气口；2-外壳；3-背板；4-拉杆；5-石棉网；6-过渡腔；7-波纹管；8-石英板；9-密封法兰；10-进水口；11-水冷法兰；12-密封槽；13-密封圈；14-水冷槽；15-石英管。 

具体实施方式

一种减压扩散炉炉口密封装置，如图1所示，包括炉门、石英管、水冷法兰和密封圈。炉门一端是石英板8，与石英管15端面磨砂面平面接触实现密封；中间是不锈钢外壳2，里面填充了隔热的石棉网5，另外一端通过拉杆4连接的不锈钢背板3；在不锈钢背板的外侧通过焊接与波纹管连接，波纹管7另一端焊接在不锈钢密封法兰9上。不锈钢密封法兰9与水冷法兰11通过氟橡胶密封圈13实现密封。 

水冷法兰11上开有放置氟橡胶密封圈13的密封槽12，开有向过渡腔6内充气的进气口1。水冷法兰11上设有进水口10、出水口以及水冷槽14供冷却水循环，降低氟橡胶密封圈的温度。

本实用新型通过设置过渡密封腔有效降低了炉口密封圈的使用温度，通过冲入保护气体防止炉内负压工艺受到污染；简化了石英管的设计，使用常压扩散炉的石英管即可用作减压扩散工艺。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (7)

1. 一种减压扩散炉炉口密封装置，其特征在于，包括设置在炉门一端与石英管（15）端面贴合的石英板（8），在石英板（8）外侧设有背板（3），该背板（3）与石英板（8）之间为筒状外壳（2），在筒状外壳（2）、背板（3）和石英板（8）围成的空间内填充有隔热元件；所述石英管（15）管口套装有密封法兰（9），在密封法兰（9）与背板（3）内侧面之间设有一级密封结构，所述石英板（8）与石英管（15）端面形成二级密封；所述一级密封结构与外壳（2）、密封法兰（9）、背板（3）内侧面之间形成过渡密封腔（6）。

2. 根据权利要求1所述的减压扩散炉炉口密封装置，其特征在于，所述隔热元件为石棉网（5）。

3. 根据权利要求1所述的减压扩散炉炉口密封装置，其特征在于，所述石英板（8）与外壳（2）之间通过拉杆（4）相连。

4. 根据权利要求1所述的减压扩散炉炉口密封装置，其特征在于，所述一级密封结构为设置在密封法兰（9）与背板（3）之间的波纹管（7），所述外壳（2）和隔热元件均位于波纹管（7）内。

5. 根据权利要求1~4之一所述的减压扩散炉炉口密封装置，其特征在于，所述石英管（15）管口套装有水冷法兰（11），该水冷法兰（11）上开有放置密封圈（13）的密封槽（12）、进气口（1）、进水口（10）、出水口、以及与进水口（10）和出水口相连的水冷槽（14）。

6. 根据权利要求5所述的减压扩散炉炉口密封装置，其特征在于，所述密封圈（13）为氟橡胶密封圈。

7. 根据权利要求5所述的减压扩散炉炉口密封装置，其特征在于，所述密封槽（12）位于水冷法兰（11）偏离炉口的一侧。