[发明专利]反应腔室的密封装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体生产装置技术领域，特别涉及一种反应腔室的密封装置及方法。

背景技术

在半导体生产中，经常需要经过热处理工序。这些热处理工序包含退火和成膜工艺，而这些工艺都要求反应腔室气体氛围的纯净度。因此当晶片在反应腔室进行热处理工艺的过程中，需要将反应腔室与外部进行有效的隔离和密封。

在传统的半导体生产设备中，工艺门的密封都是采用密封圈的压缩来保证反应腔室与外界的隔离，在某些中高温设备中，同样也有采用密封圈的密封方式进行密封，并且采用耐高温的密封圈和利用冷却装置对密封圈所在位置进行冷却来起到保护密封圈的目的。

但是，由于晶片某些热处理工艺的需求，部分工艺需要在高温下进行，某些热处理工艺温度甚至会达到或者超过1200摄氏度。在这类高温的处理工艺中，如果采用密封圈加水冷的方式来对反应腔室进行密封，密封圈位置的温度依然比较高，即使选用耐高温密封圈，但是其耐温极限一般是在300摄氏度左右，采用这种方式，水冷装置很难保证密封圈所在位置的温度在300摄氏度以下。因此，在高温工艺下，这种密封方式密封圈的寿命较短，不能完全满足高温热处理工艺的需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何解决在高温的处理工艺中对反应腔室进行有效的密封的问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种反应腔室的密封装置，所述密封装置包括：工艺管、工艺板、密封气体供应单元和气压控制单元，所述工艺管的管口垂直向下，所述工艺管的管口外沿处设置有与所述工艺管一体的法兰，所述工艺板通过所述法兰与所述工艺管连接，所述法兰在与所述工艺板接触的底面上沿所述工艺管的管口一周设有凹槽，所述法兰上设有进气管道，所述进气管道的一端与所述凹槽连接，所述进气管道的另一端与所述气压控制单元的一端连接，所述气压控制单元的另一端与所述密封气体供应单元连接。

优选地，所述密封装置还包括：晶片承载装置和保温桶，且均设置于所述工艺管内。

优选地，所述密封装置还包括：支撑架和工艺门装置，所述工艺板设置于所述支撑架上，所述支撑架安装在所述工艺门装置上。

优选地，所述气压控制单元包括：自所述密封气体供应单元向所述进气管道的方向依次连接的调压阀、过滤器、流量计、气动阀、单向阀和压力传感器，以及与所述调压阀、过滤器、流量计、气动阀、单向阀和压力传感器分别连接的控制器。

优选地，所述气压控制单元还包括：手阀，设置于所述调压阀和密封气体供应单元之间。

优选地，所述密封气体供应单元内的密封气体为高纯度的稳定性气体，所述稳定性气体为不会参与工艺反应，且对人没有危害的气体。

优选地，所述工艺管、工艺板、法兰和进气管道均由石英或碳化硅制成。

优选地，所述进气管道与所述气压控制单元之间通过过渡单元连接，所述过渡单元包括自所述进气管道向所述气压控制单元的方向依次连接的过渡管接头、过渡管和密封接头。

本发明还公开了一种基于所述的反应腔室的密封装置的密封方法，包括以下步骤：

S1：工艺板通过法兰安装于工艺管的管口处，工艺板与工艺管之间的空间为反应腔室，工艺门装置上升使工艺板与工艺管紧密接触；

S2：密封气体供应单元中的密封气体依次经过气压控制单元、过渡单元和进气管道，进入凹槽；

S3：所述气压控制单元通过调节所述凹槽内密封气体的压力，以实现所述反应腔室内工艺气体的压力与所述凹槽内密封气体的压力平衡，从而保证所述反应腔室内工艺气体不会泄露出来，同时也控制所述凹槽内密封气体的压力大于外界气体的压力，防止外部气体进入所述凹槽。

(三)有益效果

本发明通过设置气压控制单元通过调节凹槽内密封气体的压力，以实现所述反应腔室内工艺气体的压力与所述凹槽内密封气体的压力平衡，从而保证所述反应腔室内工艺气体不会泄露出来，同时也控制所述凹槽内密封气体的压力大于外界气体的压力，防止外部气体进入所述凹槽，解决了在高温的处理工艺中对反应腔室进行有效的密封的问题。

附图说明

图1是按照本发明一种实施方式的反应腔室的密封装置的结构示意图；

图2是图1中工艺管与工艺板连接处的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。