ES2354169T3

ES2354169T3 - Elemento de unión hermético al gas que comprende un cierre de bayoneta.

Info

Publication number: ES2354169T3
Application number: ES06707524T
Authority: ES
Inventors: Robert Michael Hartung; Andreas Keller
Original assignee: Centrotherm Thermal Solutions GmbH and Co KG
Current assignee: Centrotherm Thermal Solutions GmbH and Co KG
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2011-03-10
Anticipated expiration: 2026-03-10
Also published as: DE502006008016D1; WO2006094824A1; DE102005011384A1; ATE483935T1; KR20080000573A; KR101007098B1; EP1856436B1; EP1856436A1; PT1856436E

Abstract

Orificio de paso (1) hermético al gas para un tubo de proceso (2) en una cámara de proceso (5) que se encuentra en el interior del tubo de proceso (2) para la entrada y salida de gases de proceso, que comprende una lanza de gas (3) conectada con ella, en particular que se extiende, al menos en parte, a lo largo del tubo de proceso (2) dentro de la cámara de proceso (5), un tubo de conducción (4) y un elemento de unión (7), se puede fijar en el tubo de conducción (4) y en la lanza de gas (3), en el que el elemento de unión (7) está conectado en unión positiva y de forma hermética al gas, respectivamente, con la lanza de gas (3) y con el tubo de conducción (4) y proporciona una unión por aplicación de fuerza entre la lanza de gas (3), el elemento de unión (7) y el tubo de conducción (4), caracterizado porque la lanza de gas (3) o el elemento de unión (7) presentan una proyección (9), con preferencia un pasador (13) y porque el elemento de unión (7) o bien la lanza de gas (3) presenta de manera correspondiente un alojamiento (10), con preferencia una ranura de guía o una muesca (14) con gradiente de rosca, de manera que la lanza de gas (3) se puede conectar con el elemento de unión (7) y con el tubo de conducción (4) a través de un movimiento giratorio del elemento de unión (9), de la lanza de gas (3) y/o del tubo de conducción (4).

Description

La invención se refiere a un orificio de paso hermético al gas para un tubo de proceso en una cámara de proceso que se encuentra en el interior del tubo de proceso para la entrada o salida de gases de proceso, que comprende una lanza de gas conectada con ella, en particular que se extiende, al menos en parte, a lo largo del tubo de proceso dentro de la cámara de proceso, un tubo de conducción y un 5 elemento de unión, se puede fijar en el tubo de conducción y en la lanza de gas, en el que el elemento de unión está conectado en unión positiva y de forma hermética al gas, respectivamente, con la lanza de gas y con el tubo de conducción y proporciona una unión por aplicación de fuerza entre la lanza de gas, el elemento de unión y el tubo de conducción.

Un orificio de paso hermético al gas de este tipo se conoce a partir del documento US 5 526 984. 10

El transporte o bien la conducción de medios en forma de gas plantea con frecuencia requerimientos especiales a los componentes empleados en cada caso. En particular, en aquellos casos, que se realizan bajo condiciones exteriores extraordinarias, por ejemplo a temperaturas elevadas, o en el caso de conexiones con alta reactividad frente a materiales como metal o plástico, solamente se pueden emplear para el transporte o para la conducción con frecuencia materiales, cuya manipulación es a 15 menudo laboriosa en condiciones de proceso. En la fabricación de componentes de semiconductores se emplean, por ejemplo, con frecuencia tubos de proceso, en los que las llamadas obleas son impulsadas con gases de proceso, que habitualmente son alimentados y descargados con la ayuda de una lanza de gas que se extiende a lo largo del espacio de proceso. La invención debe acondicionar una conexión de gas entre el interior del tubo de proceso y el entorno exterior, de manera que el orificio de paso presenta 20 una alta hermeticidad al gas también a las altas temperaturas habituales en técnicas CVD.

En la producción de componentes de semiconductores son necesarios en muchos casos procesos a altas temperaturas, para realizar diferentes etapas del proceso, por ejemplo la separación de capas.

Por ejemplo, para la producción de componentes de semiconductores es necesario configurar en 25 los discos de semiconductores utilizados para ello las estructuras de semiconductores correspondientes. Esto se realiza, en general, a través de la separación de capas sobre los discos de semiconductores, así como a través de procesos siguientes de iluminación o bien de estructuración y de decapado químico, que se realizan con gases de proceso correspondientes. Los procesos de recubrimiento y de decapado químico se realizan en este caso en los llamados tubos de proceso, en los que se encuentran los discos 30 de semiconductores durante estos procesos. Estos tubos de proceso proporcionan, por una parte, un espacio de reacción, que muestra estabilidad también a las altas temperaturas que predominan con frecuencia en las condiciones de la reacción. No obstante, los tubos de proceso deben asegurar también que las sustancias del medio ambiente no tienen acceso al espacio de reacción. Por este motivo, como materiales para los tubos de proceso se emplean con frecuencia tubos de cuarzo o de carburo de silicio 35 que, por una parte, presentan una capacidad de carga a alta temperatura y, por otra parte, impiden una contaminación de los gases de proceso con sustancias no deseadas de una manera suficiente.

Una etapa del proceso a realizar con frecuencia en la producción de elementos de semiconductores es la generación de óxido de silicio como capa de aislamiento eléctrico entre las diferentes capas de componentes conductores de electricidad. En particular, en la producción de 40 transistores de efecto de campo (FET) la capa de aislamiento tiene una gran influencia sobre la calidad de las propiedades eléctricas del componente electrónico y desviaciones mínimas del espesor de capa de óxido de silicio pueden conducir a un perjuicio de la función eléctrica.

Se conocen a partir del estado de la técnica diferentes procedimientos para la aplicación de óxido de silicio sobre una oblea. Por ejemplo, la oblea se puede impulsar con vapor de agua. A tal fin, se puede 45 evaporar agua pura o, como se publica en el documento US 6.733.732, se puede generar con la ayuda de un catalizador en un reactor.

En otro procedimiento conocido a partir del estado de la técnica, se produce agua en una combustión controlada de oxígeno e hidrógeno poco antes del proceso de evaporación. Este procedimiento tiene la ventaja de que se puede regular mejor el grado de humedad del vapor de agua. En 50 este caso, en la proximidad del tubo de proceso y fuera de la cámara de proceso se quema hidrógeno y oxígeno con un quemador, por ejemplo un llamado Hidrox, a altas temperaturas. Para la formación de un quemador se utiliza con preferencia cuarzo, para poder resistir las altas temperaturas durante la combustión. Para que el agua no se condense precozmente, se dispone el quemador de manera más conveniente en la proximidad inmediata del tubo de proceso, para evitar vías de transporte amplias para 55 el vapor de agua. El vapor de agua caliente es introducido entonces en un lugar adecuado en el espacio de reacción en el interior del tubo de proceso, a cuyo fin se necesita un orificio de paso hermético al gas

resistente al calor.

Los requerimientos mencionados anteriormente planteados a los tubos de proceso o bien a los elementos de conducción conectados con éstos no sólo se refieren a la generación de capas de aislamiento sino también a muchos otros procesos conectados con la separación de sustancias a partir de la fase de gas a alta temperatura. En la producción de circuitos de semiconductores es necesario, por 5 ejemplo, generar en primer lugar estructuras adecuadas sobre discos de semiconductores, lo que se realiza, en general, a través de etapas de estructuración, de recubrimiento y de decapado químico alternas entre sí. Estas etapas de recubrimiento y de decapado químico se realizan habitualmente en cámaras de proceso, que están blindadas frente al medio ambiente. Puesto que, por una parte, se necesitan altas temperaturas de proceso y, por otra parte, debe impedirse que se mezclen sustancias 10 extrañas incontroladas con los gases de proceso, la utilización de reactores de proceso en forma de tubo de cuarzo o de carburo de silicio se ha revelado como especialmente adecuada. Las temperaturas de proceso pueden estar en este caso en un intervalo desde 400 ºC hasta 1300º C, por ejemplo en un intervalo desde aproximadamente 550 hasta aproximadamente 1250 ºC o por ejemplo desde 700 ºC hasta 1200 ºC aproximadamente y, en particular, en un intervalo desde aproximadamente 900 ºC hasta 15 aproximadamente 1100 ºC.

En interés de un recubrimiento sencillo de estos tubos de proceso con una pluralidad de discos de semiconductores colocados superpuestos, se insertan los tubos de proceso con preferencia verticalmente en una instalación correspondiente.

Para tratar todos los discos de semiconductores que se encuentran en el tubo de proceso en la 20 cámara de proceso de la manera más uniforme posible, es necesario generar dentro de la cámara de proceso una corriente de gas a lo largo de cámara de proceso, de manera que en todos los discos de semiconductores que se encuentran allí se extiende esencialmente la misma cantidad de gas durante el proceso de tratamiento. Para conseguirlo, se dispone, por ejemplo, la entrada de gas en un extremo del tubo de proceso y la salida de gas en el otro extremo opuesto del tubo de proceso. 25

Debido a la utilización de gases a veces tóxicos, en la entrada de gas y en la salida de gas del tubo de proceso debería garantizarse que se consigue una conexión lo más hermética posible al gas frente al medio ambiente. Las uniones roscadas habituales en otro caso a tal fin con juntas de obturación aplastadas son problemáticas por los más diferentes motivos. Tales motivos son, por ejemplo, la contaminación posible de los gases de proceso con sustancias extrañas no deseadas y la aparición de 30 fugas como consecuencia de coeficientes de dilatación diferentes. Por este motivo se utilizan para la disposición de las conexiones de gas dentro del tubo de proceso con frecuencia lanzas de gas, que se insertan a lo largo del tubo de proceso y se fijan allí en el espacio. A través de estas lanzas de gas se puede insuflar o bien aspirar gas de esta manera en el extremo opuesto respectivo de la cámara de proceso dentro del tubo de proceso. El gas de proceso, por ejemplo vapor de agua, es conducido, por lo 35 tanto, la mayoría de las veces a través de un inyector corto en el espacio de proceso, donde se arremolina y se provoca la oxidación deseada de la manera más uniforme posible sobre todas las obleas. Las lanzas de gas se fabrican habitualmente de la misma manera, en función del objeto de aplicación, de materiales que son lo más estables posible en las condiciones predominantes del proceso, por ejemplo de vidrio o de carburo de silicio. 40

No obstante, por razones de espacio, la lanza de gas debe conducirse son frecuencia acodada. Si se introduce la lanza de gas, por ejemplo, en el centro del reactor en forma de tubo, deben acodarse en virtud de la posición de la oblea para transmitirse entonces por la pared de reactor. La realización de una conducción de gas de este tipo durante la fabricación del reactor es muy costosa y cara. Además, entonces tal conducción de gas está integrada fijamente y no posibilita ningún mantenimiento o bien 45 ninguna sustitución de la lanza. Aunque se pueden introducir lanzas no acodadas sin dificultades en el tubo de proceso, esto no es posible ya sin más en el caso de lanzas acodadas y, por lo tanto, debe realizarse habitualmente a través del orificio de carga.

La fijación de la lanza de gas y su orificio de paso hermético al gas representan una dificultad especial en virtud e la carga térmica del reactor. En principio, existe, en efecto, la posibilidad de insertar 50 la lanza d Egas desde arriba en el tubo de proceso y de cerrarla herméticamente por medio de secciones pulidas o uniones roscadas aplastadas. El inconveniente de esta variante se puede ver en que el montaje de la lanza de gas debe realizarse desde arriba, de manera que ya es problemático el enhebrado y adicionalmente apenas se puede conseguir una obturación fiable y duradera. Además, los materiales necesarios para la obturación conducen a las dificultades ya descritas. Adicionalmente, el aislamiento 55 uniforme deseado en sí del tubo de proceso no es posible, puesto que debe mantenerse un espacio libre, a través del cual se pueda acoplar el tubo de proceso.

Estos problemas implicados con el orificio de paso se solucionan de acuerdo con el documento

DE 197 27 346 A1 porque la lanza de gas está provista con un racor de conexión, que está en conexión con un tubo intermedio de entrada de gas / salida de gas fuera del tubo de proceso en unión por aplicación de fuerza y de forma hermética al gas, de manera que encaja en disposición axial a través de un orificio en el tubo de proceso, de manera que está prevista una barra de retención provista con un gancho, que se extiende axialmente a través del racor de la lanza de gas, a través del racor de conexión y 5 a través del tubo intermedio de entrada / salida de gas, de manera que el gancho está enganchado en la pared interior del tubo de proceso y el otro extremo de la barra de retención está guiado de forma hermética al gas a través del tubo intermedio de entrada de gas / salida de gas hacia el exterior. No obstante, es deseable que el orificio de paso se pueda montar más fácilmente.

El documento DE 378 601 publica una pieza de unión entre un tubo de alimentación de gas y un 10 aparato consumidor, que están unidos con un cierre de bayoneta.

El documento US 5 526 984 A describe un quemador de hidrógeno con un orificio de paso hermético al gas para un tubo de proceso en una cámara de proceso que se encuentra dentro del tubo de proceso para la alimentación de gases de proceso con una lanza de gas, que penetra en el tubo de proceso. En la lanza de gas están fijados tubos de conducción y un elemento de unión, de manera que la 15 lanza de gas está conectada en unión positiva y de forma hermética al gas con los tubos de conducción y de manera que el elemento de unión proporciona una unión por aplicación de fuerza entre la lanza de gas y los tubos de conducción.

Por lo tanto, el problema de la invención era preparar un dispositivo para la conducción o para el transporte de medios en forma de gas, que se pueden manipular fácilmente con materiales exigentes, por 20 ejemplo con materiales frágiles como vidrio o carburo de silicio. Además, el problema de la invención era la preparación de una conexión hermética al gas, que facilita y mejora el transporte o la conducción de medios en forma de gas con materiales exigentes o con geometrías exigentes del dispositivo de transporte. Otro problema de la invención era la preparación de un orificio de paso, de un tubo de conducción o bien de una lanza de gas para una instalación para la separación de sustancias a partir de 25 la fase de gas, por ejemplo una instalación CVD, con lo que se puede dominar el proceso de evaporación de una manera fiable y sencilla y se asegura una alta cota de hermeticidad al gas del orificio de paso y de la cámara de proceso.

De acuerdo con la reivindicación 1, este problema se soluciona de acuerdo con la invención con un elemento de unión hermético al gas del tipo mencionado al principio, en el que la lanza de gas o el 30 elemento de unión presentan una proyección, con preferencia un pasador y en el que el elemento de unión o bien la lanza de gas presenta de manera correspondiente un alojamiento, con preferencia una ranura de guía o una muesca con gradiente de rosca, de manera que la lanza de gas se puede conectar con el elemento de unión y con el tubo de conducción a través de un movimiento giratorio del elemento de unión, de la lanza de gas y/o del tubo de conducción. 35

Por lo tanto, la invención se refiere a un dispositivo para la conducción o para el transporte de medios en forma de gas, que comprende al menos un elemento de unión que presenta dos piezas de unión, que es adecuado para la conexión de medios conductores de gas, en el que una de las piezas de unión del elemento de unión presenta una proyección, con preferencia un pasador y la otra pieza de unión del elemento de unión presenta de manera correspondiente un alojamiento, con preferencia una ranura 40 de guía o una muesca.

En el marco del presente texto, a partir de consideraciones prácticas, se explica en detalle el concepto del dispositivo de acuerdo con la invención para la conducción o para el transporte de medios en forma de gas con la ayuda de un ejemplo de realización de un orificio de paso hermético al gas para un tubo de proceso en una cámara de proceso que se encuentra dentro del tubo de proceso para la 45 entrada y salida de gases de proceso.

Con la ayuda del orificio de paso de acuerdo con la invención se consigue de manera más ventajosa una alta hermeticidad incluso con altas cargas térmicas de un tubo de proceso con temperaturas en un intervalo desde 400 ºC hasta 1300º C, por ejemplo en un intervalo desde aproximadamente 550 hasta aproximadamente 1250 ºC o por ejemplo desde 700 ºC hasta 1200 ºC 50 aproximadamente y, en particular, en un intervalo desde aproximadamente 900 ºC hasta aproximadamente 1100 ºC.

Esto es especialmente ventajoso cuando el tubo de proceso debe emplearse para una evaporación química, por ejemplo en el marco de procesos CVD o de procesos de difusión. Con la ayuda de la lanza de gas se puede alimentar gas de proceso, por ejemplo vapor de agua, a la cámara de 55 proceso, donde el gas de proceso interactúa con una pieza de trabajo, en particular una oblea. Por ejemplo, la superficie de una oblea se puede pasivar a través de la aplicación de vapor de agua y se

puede aislar químicamente, formando una capa de óxido de silicio. La lanza de gas está fabricada con preferencia de cuarzo o de carburo de silicio y dispone de taladros adecuados, desde los que puede salir el gas de proceso. La lanza de gas está cerrada de manera más ventajosa en su extremo libre. El gas de proceso puede ser vapor de agua caliente. No obstante, en principio aquí se pueden emplear todos los gases de proceso habituales utilizados en procesos CVD. 5

A través del orificio de paso hermético al gas se puede establecer, por ejemplo, una comunicación conductora de fluido para el gas de proceso desde el exterior hacia la cámara de proceso, siendo conducido el gas de proceso a través del tubo de conducción y la lanza de gas. De esta manera, el orificio de paso hermético al gas establece una obturación hermética suficiente para el gas de proceso entre el tubo de conducción y la lanza de gas. Además, el orificio de paso hermético al gas proporciona 10 una obturación amplia de la cámara de proceso desde o bien hacia el exterior, de manera que esencialmente ni puede penetrar gas en la cámara de proceso ni puede llegar gas desde la cámara de proceso hacia el exterior. Con la ayuda del orificio de paso hermético al gas se puede mantener en el interior de la cámara de proceso, por ejemplo, la presión ambiental. No obstante, con el orificio de paso de acuerdo con la invención se puede trabajar también a presión negativa o con sobrepresión en el interior 15 de la cámara de proceso. Por ejemplo, son adecuadas presiones, que están en un intervalo de aproximadamente 300 mbares, por ejemplo aproximadamente 200 mbares o aproximadamente 100 mbares o aproximadamente 50 mbares en torno a la presión ambiental. No obstante, es igualmente posible emplear un dispositivo de acuerdo con la invención de presiones más bajas, por ejemplo a una presión inferior a 10-3 bares o inferior a 10-6 bares o inferior a 10-7 bares. El dispositivo de acuerdo con la 20 invención se puede emplear también, por ejemplo, con una sobrepresión de hasta aproximadamente 0,1 bar, o hasta aproximadamente 0,3 bares, o hasta aproximadamente 1 bar.

De manera más ventajosa, los elementos para la conexión en unión positiva entre los dispositivos de transporte para la conducción o para el transporte de medios en forma d Egas entre el elemento de unión y la lanza d Egas así como entre el elemento de unión y el tubo de conducción están 25 fabricados de materiales con coeficientes de dilatación térmica iguales o similares, por ejemplo del mismo material o bien de material similar, de manera que no resulta ninguna fuga de gas del orificio de paso, fuera de una zona de tolerancia dado el caso existente, en virtud de una dilatación térmica diferente. En oposición a las conexiones aplastadas convencionales, la hermeticidad al gas del orificio de paso hermético al gas se consigue a través de la combinación de unión positiva y unión por aplicación de 30 fuerza.

Mientras que en una configuración no acorde con la invención, la lanza de gas está conectada directamente con el tubo de conducción en unión positiva, la unión positiva de acuerdo con la invención se realiza a través del elemento de unión, es decir, que la lanza de gas se conecta en unión positiva con el elemento de unión que se conecta de nuevo en unión positiva con el tubo de conducción. El elemento 35 de unión proporciona una unión por aplicación de fuerza para el orificio de paso hermético al gas. A tal fin, el elemento de unión incide tanto en la lanza de gas como también en el tubo de conducción, a cuyo fin están previstos proyecciones y alojamientos, respectivamente, correspondientes en la lanza de gas, en el elemento de unión y en el tubo de conducción.

Las uniones por aplicación de fuerza se obtienen a través de la transmisión de fuerzas. A ellas 40 pertenecen, por ejemplo, fuerzas de presión o fuerzas de fricción. La retención de la unión por aplicación de fuerza se garantiza esencialmente a través la fuerza activa. Las fuerzas de tracción no se pueden transmitir, en general, con uniones por aplicación de fuerza, puesto que ambos elementos de unión se separarían uno del otro. La lanza de gas y el tubo de conducción deberían unirse de forma hermética al gas, lo que se consigue a través de unión positiva. A tal fin, las superficies de contacto de la lanza de gas 45 y del tubo de conducción están configuradas de forma complementaria, o bien invertidas una respecto a la otra. A través de una unión de ajuste lo más exacto posible de los elementos de unión que engranan entre sí y que se aproximan uno al otro se consigue una alta medida de hermeticidad al gas.

La lanza d Egas, el elemento de unión y/o el tubo de conducción están constituidos de manera ventajosa por una sección en forma de tubo de material resistente al calor. El elemento de unión presenta 50 una superficie de obturación, que está configurada de tal forma que se puede conectar de forma ajustada exacta en el tubo de proceso y puede cerrarlo herméticamente. La superficie de obturación se arquea de manera más ventajosa o se configura con una forma de cono. Por ejemplo, la superficie de obturación presenta una forma de superficie esférica o forma de superficie de cubierta. La superficie de obturación forma con una superficie opuesta correspondiente en el tubo de proceso una conexión hermética al gas. 55

Aunque con obleas de hasta un diámetro de 150 mm, una lanza de gas corta es suficiente para introducir un gas de proceso en la cámara de proceso, puede ser ventajoso, en el caso de obleas mayores y, por lo tanto, reactores mayores, introducir el gas de proceso en varios lugares, puesto que en virtud del tamaño de la oblea y, por lo tanto, en virtud del tamaño de la cámara de proceso, una lanza de

gas corta puede conducir a una falta de homogeneidad en la concentración del gas de proceso en la cámara de proceso. Por ejemplo, una falta de homogeneidad de la concentración del vapor de agua puede conducir a una oscilación correspondiente del espesor de la capa de óxido, con lo que se dificulta la calidad de las capas de óxido generadas de esta manera. Para contrarrestar la distribución no homogénea del vapor de agua en la cámara de proceso, se introduce el vapor de agua de manera más 5 ventajosa con la ayuda de la lanza de gas en muchos lugares diferentes en el reactor, a cuyo fin la lanza de gas presenta una pluralidad de orificios, a través de los cuales el vapor de agua puede salir a las diferentes zonas del espacio del reactor.

De manera más ventajosa, el elemento de unión puede estar conectado con otra superficie de obturación frente a un medio para la preparación del gas de proceso, en particular con un evaporador, por 10 ejemplo un Hidrox. En la conexión por unión positiva, en virtud de la conexión por aplicación de fuerza se genera una presión de apoyo entre las superficies de obturación mutua que genera una presión superficial suficiente para la finalidad pretendida, en particular para las relaciones de presión pretendidas. Por ejemplo, son adecuadas presiones superficiales de al menos aproximadamente 104 Pa/m2 o al menos aproximadamente 105 Pa/m2 o al menos aproximadamente 106 Pa/m2. 15

En una configuración de la invención, al menos un elemento del grupo de la lanza de gas, tubo de conducción o elementos de unión está fabricado a partir de un elemento resistente al calor, en particular vidrio, cerámica, cuarzo, carburo de silicio. De esta manera debe asegurarse especialmente que se garantiza una hermeticidad al gas también a temperaturas desde 400 ºC hasta 1300 ºC, por ejemplo desde aproximadamente 550 ºC hasta aproximadamente 1250 ºC o por ejemplo desde aproximadamente 20 700 hasta aproximadamente 1200 ºC o en particular desde aproximadamente 900 ºC hasta aproximadamente 1100 ºC.

En el marco de una forma de realización preferida de la presente invención, al menos un elemento de grupo formado por la lanza de gas, tubo de conducción o elemento de unión presenta, por ejemplo, una sección pulida de junta de obturación, en particular una sección pulida esférica o cónica. 25 Aquí son adecuadas, por ejemplo, secciones pulidas esféricas o cónicas, cuya rugosidad (irregularidad de la sección pulida de junta de obturación) corresponde a los valores de una sección pulida de junta de obturación estándar. Las irregularidades de la sección pulida de la junta de obturación tienen de manera ventajosa aproximadamente 2 m o menos, por ejemplo 1 m o menos y pueden ser en casos especiales inferiores a 500 nm, en particular inferiores a 200 nm o inferiores a 100 nanómetros. 30

De acuerdo con la invención, la lanza de gas o el elemento de unión presentan una proyección, por ejemplo un pasador. El elemento de unión o bien la lanza de gas presentan de manera correspondiente de forma más conveniente un alojamiento, con preferencia una ranura de guía o una muesca. El pasador se coloca de manera más ventajosa en un taladro en la lanza de gas o bien en el elemento de unión. El taladro en la lanza d Egas se configura entonces de manera más ventajosa como 35 taladro ciego, de modo que se previene una salida de gas a través de un intersticio entre la superficie interior del taladro y la superficie exterior del pasador.

De acuerdo con la invención, la lanza de gas se puede conectar con el tubo de conducción y con el elemento de unión a través de un movimiento giratorio del elemento de unión, de la lanza de gas y/o del tubo de conducción. Con preferencia, la conexión se realiza a través de una rotación sencilla del elemento 40 de unión. A tal fin, la lanza de gas y el tubo de conducción o bien la lanza de gas, el elemento de unión y el tubo de conducción forman un cierre de bayoneta.

Con cierre de bayoneta se entiende un dispositivo para la conexión fácilmente desprendible de dos partes en la dirección de su eje longitudinal. En un cierre de bayoneta, una de las partes, que se acopla sobre la otra, posee una muesca longitudinal, en cuyo extremo se coloca en ángulo recto una 45 muesca transversal corta. La otra parte posee, en cambio, un botón, que se inserta en la muesca transversal y entonces proporciona la unión fija. La unión se realiza a través de un movimiento giratorio de inserción: las dos partes a conectar se insertan una en la otra; aproximadamente perpendiculares a la dirección de inserción se colocan en ambas partes unas elevaciones longitudinales en el lugar de unión. No obstante, éstas no se extienden alrededor, sino que están interrumpidas. Puesto que las elevaciones 50 se encuentran ahora ligeramente inclinadas en el plano perpendicularmente a la dirección de inserción, ambas partes son presionadas entre sí a través de un movimiento giratorio. El cierre de bayoneta funciona, por lo tanto, de manera similar a una rosca. De manera más ventajosa, para asegurar la unión se puede utilizar adicionalmente un retén. De manera alternativa al desplazamiento de los carriles que engranan entre sí, se puede utilizar una entrada configurada de forma correspondiente en una de las 55 partes y una salida en la otra parte.

La ventaja de un cierre de bayoneta reside, por ejemplo, en que la unión entre la lanza de gas y el tubo de conducción o bien entre la lanza de gas, el elemento de unión y el tubo de conducción se

puede establecer a través de un movimiento giratorio sencillo con un ángulo de giro en un intervalo de 1º a 30º, en particular con un ángulo de giro de aproximadamente 5º. De esta manera, se puede producir de forma sencilla un orificio de paso hermético al gas entre la lanza de gas y el tubo de conducción.

En otra con figuración, el elemento de unión presenta una rosca o segmento roscado para el tubo de conducción, en el que de manera más ventajosa la rosca o segmento roscado presentan un ángulo de 5 gradiente de rosca en el intervalo de 1º a 15º, en particular de 3º a 10º, con preferencia aproximadamente 5º. En el caso de utilización de un segmento roscado, es suficiente realizar una rotación del elemento de unión alrededor de un ángulo inferior a 360º, para conseguir una unión fija.

En otra configuración, que no pertenece a la invención, el elemento de unión se puede fijar en un lado exterior de la lanza de gas y está configurado como gancho, abrazadera de sujeción o abrazadera. 10 En esta configuración, el tubo de conducción está conectado en unión positiva y de forma hermética al gas con la lanza de gas y las dos partes se comprimen, por ejemplo, con la ayuda de un gancho, de una abrazadera de sujeción o de una abrazadera.

El elemento de unión se puede conectar en unión positiva y por aplicación de fuerza y de forma hermética al gas con el tubo de proceso. De esta manera, se previene una entrada de gas en el interior 15 del tubo de proceso o bien una salida de gases que se encuentran en el tubo de proceso, que pueden ser tóxicos, inflamables o corrosivos.

El tubo de conducto es adecuado y está instalado, en particular destinado para el orificio de paso hermético al gas de acuerdo con la invención. El tubo de conducto forma una sección parcial esencial del orificio de paso hermético al gas y actúa en colaboración con la lanza de gas para un orificio de paso 20 hermético al gas que, por una parte, establece una hermeticidad para el gas de proceso en el tubo de conducción y en la lanza de gas y, por otra parte, cierra herméticamente el tubo de proceso hacia el exterior hacia la atmósfera ambiental.

La lanza de gas es adecuada y está instalada, en particular está destinada para el orificio de paso hermético al gas de acuerdo con la invención. También forma una sección parcial para el orificio de 25 paso hermético al gas y forma una pieza opuesta al tubo de conducción con el elemento de unión. Tanto el tubo de conducción como también la lanza de gas presentan, en virtud de su finalidad de proporcionar un orificio de paso hermético al gas para un tubo de proceso en una cámara de proceso que se encuentra dentro del tubo de proceso para la entrada y salida de gases de proceso, respectivamente, una resistencia especial al calor y/o propiedades constructivas especiales, por ejemplo proyecciones y/o 30 alojamientos para la generación de una unión hermética al gas.

La instalación de acuerdo con la invención para la separación de sustancias a partir de la fase de gas, en particular instalación CVD o instalación de difusión, comprende un orificio de paso hermético al gas de acuerdo con la invención. De manera más preferida, la instalación para la separación de sustancias a partir de la fase de gas, en particular instalación CVD o instalación de difusión, comprende 35 un generador de vapor de agua, que está en comunicación de conducción de fluido con el orificio de paso hermético al gas.

Otros detalles y configuraciones ventajosas se explican en detalle con la ayuda del dibujo siguiente, que representa un aspecto de la invención solamente de forma esquemática y que no debe limitar el espíritu de la invención. Se muestra lo siguiente de forma esquemática: 40

La figura 1 muestra una instalación de acuerdo con la invención para la separación de sustancias a partir de la fase de gas, en particular una instalación CVD, en la sección transversal.

La figura 2 muestra una lanza de gas de acuerdo con la invención.

La figura 3 muestra un orificio de paso hermético al gas de acuerdo con la invención en la sección transversal en perspectiva. 45

La figura 4 muestra un dibujo despiezado ordenado de un fragmento de una lanza de gas de acuerdo con la invención con un elemento de unión.

La figura 5 muestra la lanza de gas de acuerdo con la figura 4 con un elemento de unión; y

La figura 5 muestra una vista en perspectiva según la figura 5.

La figura 1 muestra una instalación de acuerdo con la invención para la separación de sustancias 50 a partir de la fase de gas, en particular una instalación CVD, que comprende un tubo de proceso 2 y un generador de vapor de agua 17, que están conectados entre sí con la ayuda de un orificio de paso 1

hermético al gas de acuerdo con la invención. En el interior del tubo de proceso 2 se encuentra una cámara de proceso 5, en la que está dispuesta una lanza de gas 3. La lanza de gas 3 es impulsada con un gas de proceso, en particular vapor de agua y cede este gas a la cámara de proceso 5 con la ayuda de orificios 18. En la cámara de proceso 5 se encuentran piezas de trabajo en forma de obleas 23, que deben ser vaporizadas, en particular su superficie debe ser pasivaza y aislada eléctricamente. La lanza de 5 gas 3 es conducida para la entrada o salida de gases de proceso a través del tubo de proceso 2, a cuyo fin un elemento de unión 7 se ocupa de la obturación de la cámara de proceso 5 y de una conducción hermética del gas de proceso hacia el exterior o bien desde el exterior. La lanza de gas 3 se conecta con la ayuda del elemento de unión 7 con un tubo de conducción 4, de manera que un gas de proceso puede ser conducido desde el generador de vapor de agua 17 de forma hermética al gas hasta los orificios 18 10 respectivos. La lanza de gas 3 está acodada y es conducida a lo largo de un lado interior del tubo de proceso 2. La lanza de gas acodada 3 está fabricada con preferencia de cuarzo o de carburo de silicio y es introducida a través de un orificio de reactor 24. La lanza de gas 3 está cerrada en su extremo libre 25 (ver la figura 2). El extremo opuesto al extremo libre 25 de la lanza de gas 3 está constituido por una pieza terminal variable en el diámetro, que presenta una sección pulida 6. Con preferencia, se utiliza una 15 sección pulida cónica, pero también son posibles otras geometrías, por ejemplo una geometría esférica. En la zona del diámetro variable está previsto, además, un taladro 12, que está configurado como taladro ciego y, por lo tanto, no es más profundo que el espesor de la pared de la lanza.

La figura 3 muestra el orificio de paso hermético al gas de acuerdo con la invención en la sección transversal, en el que la lanza de gas 3 está insertada en el elemento de unión 7, de manera que con la 20 ayuda de una muesca de obturación 6 se obtiene una hermeticidad al gas. La lanza de gas 3 y el elemento de unión 7 están conectados entre sí por medio de un cierre de bayoneta 8, que está formado por una proyección 9 y un alojamiento 10. La proyección 9 encaja en el alojamiento 10 de tal forma que a través de rotación del elemento de unión 7 se comprime la conexión por unión positiva, promovida por la sección pulida de la junta de obturación 6, entre la lanza de gas 3 y el elemento de unión 7. A tal fin, el 25 alojamiento 10 está configurado como muesca, que presenta un gradiente de roscas frente al eje de simetría del elemento de unión 7. El elemento de unión 7 presenta una segunda sección pulida de junta de obturación 20 para el establecimiento de una unión hermética al gas con el tubo de conducción 4, que presenta, por su parte, una superficie opuesta correspondiente. El tubo de conducción 4 y el elemento de unión 7 se pueden conectar entre sí de forma hermética al gas por medio de un segundo cierre de 30 bayoneta 19. El segundo cierre de bayoneta 19 se forma por un segundo pasador 15 y una ranura de guía 16 correspondiente el mismo, de manera que la ranura de guía 16 presenta un cierto gradiente, para comprimir las dos partes 4 y 7 entre sí durante la rotación del elemento de unión 7.

La figura 4 muestra una forma de realización de la lanza de gas 3 de acuerdo con la invención y del elemento de unión 7 en representación despiezada ordenada, en la que se puede reconocer cómo se 35 inserta el pasador 13 en un taladro 12 realizado como taladro ciego y la lanza de gas 3 se puede insertar con la sección pulida de la junta de obturación 6 en el elemento de unión 7, que presenta una muesca 14. A tal fin, el elemento de unión 7 presenta una ranura para el pasador 13, que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal (eje de rotación) del elemento de unión 7, de manera que el pasador se puede insertar en la muesca 14 durante el acoplamiento de la lanza de gas 3 y el elemento de unión 7. 40

Las figuras 5 y 6 muestran vistas de una forma de realización de la lanza de gas 3 de acuerdo con la invención en el elemento de unión 7. El elemento de unión 7 presenta una segunda sección pulida de junta de obturación 20 para la conexión con un tubo de conducción (no representado) y una tercera sección pulida de junta de obturación 21 para la conexión del elemento de unión 7 con el tubo de proceso 2. 45

Lista de signos de referencia

1 Orificio de paso

2 Tubo de proceso

3 Lanza de gas

4 Tubo de conducción 5

5 Cámara de proceso

6 Sección pulida de junta de obturación

7 Elemento de unión

8 Cierre de bayoneta

9 Proyección 10

10 Alojamiento

11 Lado exterior del tubo de conducto 4

12 Taladro

13 Pasador

14 Muesca 15

15 Segundo pasador

16 Ranura de guía

17 Generador de vapor de agua

18 Orificios

19 Segundo cierre de bayoneta 20

20 Segunda sección pulida de junta de obturación

21 Tercera sección pulida de junta de obturación

22 Instalación para separar sustancias a partir de la fase de gas, en particular instalación CVD

23 Oblea

24 Orificio de reactor 25

25 Extremo libre del conducto de gas 3

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Orificio de paso (1) hermético al gas para un tubo de proceso (2) en una cámara de proceso (5) que se encuentra en el interior del tubo de proceso (2) para la entrada y salida de gases de proceso, que comprende una lanza de gas (3) conectada con ella, en particular que se extiende, al menos en parte, a lo largo del tubo de proceso (2) dentro de la cámara de proceso (5), un tubo de conducción (4) y un 5 elemento de unión (7), se puede fijar en el tubo de conducción (4) y en la lanza de gas (3), en el que el elemento de unión (7) está conectado en unión positiva y de forma hermética al gas, respectivamente, con la lanza de gas (3) y con el tubo de conducción (4) y proporciona una unión por aplicación de fuerza entre la lanza de gas (3), el elemento de unión (7) y el tubo de conducción (4), caracterizado porque la lanza de gas (3) o el elemento de unión (7) presentan una proyección (9), con preferencia un pasador (13) 10 y porque el elemento de unión (7) o bien la lanza de gas (3) presenta de manera correspondiente un alojamiento (10), con preferencia una ranura de guía o una muesca (14) con gradiente de rosca, de manera que la lanza de gas (3) se puede conectar con el elemento de unión (7) y con el tubo de conducción (4) a través de un movimiento giratorio del elemento de unión (9), de la lanza de gas (3) y/o del tubo de conducción (4). 15
2.- Orificio de paso (1) hermético al gas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un elemento del grupo formado por la panza de gas (3), el tubo de conducción (4) y el elemento de unión (8) está fabricado de material resistente al calor, en particular de vidrio, cerámica, cuarzo, carburo de silicio.
3.- Orificio de paso (1) hermético al gas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado 20 porque al menos un elemento del grupo formado por la lanza de gas (3), el tubo de conducción (4) y el elemento de unión (7) presenta una sección pulida de la junta de obturación (6), en particular una sección pulida esférica o cónica.
4.- Orificio de paso (1) hermético al gas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el elemento de unión (7) presenta una rosca o un segmento roscado para el tubo de 25 conducción (4), en el que la rosca o el segmento roscado presenta un ángulo de gradiente de la rosca en el intervalo de 1º a 15º, en particular de 3º a 10º.
5.- Orificio de paso (1) hermético al gas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el elemento de unión (7) se puede conectar en unión positiva y por aplicación de fuerza y de forma hermética al gas con el tubo de proceso (2). 30
6.- Orificio de paso (1) hermético al gas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el tubo de conducción (4) se puede conectar con el elemento de unión (7) en unión positiva y por aplicación de fuerza y de forma hermética al gas con el tubo de proceso (2).
7.- Instalación para la separación de sustancias a partir de la fase de gas, en particular instalación CVD o instalación de difusión, caracterizada porque ésta comprende un orificio de paso (1) 35 hermético al gas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6.
8.- Instalación para la separación de sustancias a partir de la fase de gas, en particular instalación CVD o instalación de difusión, caracterizada porque ésta comprende un generador de vapor de agua (20), que está en comunicación conductora de fluido con el orificio de paso (1) hermético al gas.