[发明专利]一种高温氢气退火炉炉门密封装置

说明书

本发明公开了一种高温氢气退火炉炉门密封装置，包括第一密封法兰、第二密封法兰、密封炉门、以及用于固定第一密封法兰和第二密封法兰的固定法兰，退火炉的反应管开口端设有反应管法兰，所述固定法兰套设于所述反应管外周并紧靠于所述反应管法兰上，所述第一密封法兰套设于所述反应管法兰外周，所述第二密封法兰设于所述第一密封法兰远离所述固定法兰的一侧，所述密封炉门与所述第二密封法兰之间设有第一密封圈，所述第一密封法兰和所述第二密封法兰均为主动散热法兰。本发明具有结构简单、成本低，密封性好、可靠性高等优点。

技术领域

本发明涉及半导体生产设备，尤其涉及一种高温氢气退火炉炉门密封装置。

背景技术

半导体技术的发展对半导体器件的品质要求越来越高，尤其是随着超大规模集成电路(ULSI)的发展，200mm～300mm硅单晶成为集成电路的主要材料，然而随着硅单晶的直径越来越大，晶体中的点缺陷行为越来越复杂，空位将在晶体生长过程聚集形成空洞型缺陷(voids)，这类缺陷将极大的降低MOS期间的栅氧化层的完整性(GOI)，使集成电路短路失效。为了减少这类缺陷，途径之一就是采用氢气退火工艺，在氢气中进行高温退火，可以消除硅片中的FPD，以改善硅片的品质。

氢气退火工艺是在氢气退火炉中完成的，传统的氢气退火炉多采用低温环境(多在600℃以下)或低浓度的氢气(将少量氢气混合在纯净的氮气中)进行，低浓度的气体中氢气的含量一般在其爆炸极限以内，对于反应管内的密封性要求较低。在氢气退火工艺中，氢气的浓度越高、反应的温度越高，工艺效果越好。随着对硅片品质的要求不断提升，对于纯净氢气、高温反应的退火工艺的需求日益明显。纯净的氢气泄露到空气中易燃易爆，因此对反应管的密封性要求较高，但是反应管内部的高温环境对于反应管(或称炉管)密封装置的可靠性、使用寿命提出了挑战。

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、成本低，密封性好、可靠性高的高温氢气退火炉炉门密封装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种高温氢气退火炉炉门密封装置，包括第一密封法兰、第二密封法兰、密封炉门、以及用于固定第一密封法兰和第二密封法兰的固定法兰，退火炉的反应管开口端设有反应管法兰，所述固定法兰套设于所述反应管外周并紧靠于所述反应管法兰上，所述第一密封法兰套设于所述反应管法兰外周，所述第二密封法兰设于所述第一密封法兰远离所述固定法兰的一侧，所述密封炉门与所述第二密封法兰之间设有第一密封圈，所述第一密封法兰和所述第二密封法兰均为主动散热法兰。

作为上述技术方案的进一步改进：所述固定法兰、所述反应管法兰和所述第一密封法兰的接缝处设有第二密封圈，所述反应管法兰、所述第一密封法兰和所述第二密封法兰的接缝处设有第三密封圈。

作为上述技术方案的进一步改进：所述第一密封法兰为液冷法兰，所述第二密封法兰为风冷法兰。

作为上述技术方案的进一步改进：所述第一密封法兰内部沿周向设有冷却液流道，所述冷却液流道内设有冷却液堵块，所述第一密封法兰上设有与所述冷却液流道连通的进液管和回液管，所述进液管和所述回液管分设于所述冷却液堵块两侧。

作为上述技术方案的进一步改进：所述冷却液堵块上开设有安装孔，所述安装孔内设有用于检测所述反应管法兰温度的温度热偶。

作为上述技术方案的进一步改进：所述第二密封法兰内部沿周向设有冷却气体流道，所述冷却气体流道内设有冷却气体堵块，所述第二密封法兰上设有与所述冷却气体流道连通的进气管和回气管，所述进气管和所述回气管分设于所述冷却气体堵块两侧。

作为上述技术方案的进一步改进：所述第二密封法兰还配置有用于排放所述反应管内尾气的尾气管道，所述尾气管道包括开设于所述冷却气体堵块上的排气孔、以及焊接于第二密封法兰上与排气孔对应处的转接头。