管式炉工艺加热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种管式炉工艺加热装置，其能够提高加热效率，缩短加热时间，降低加热功率。该管式炉工艺加热装置包括环形炉体和一或多个主控加热组。该环形炉体沿轴向被划分为位于炉体中间部位的一或多个主控区，其中至少一个主控区沿上下方向被划分为多个主控分区，并且每个主控分区相对于环形炉体沿周向分布。该主控加热组分别被对应地独立设置于该环形炉体的该主控区，其包括被一一对应地设置于多个主控分区的多个主加热部，并且多个主加热部相互独立。部相互独立。部相互独立。

【技术实现步骤摘要】
管式炉工艺加热装置


[0001]本申请涉及管式炉工艺
，特别是涉及一种管式炉工艺加热装置。

技术介绍

[0002]半导体通常需要在内含反应腔的电加热装置内实现制程工艺(如硅片的镀膜工艺)，炉管工艺是太阳能电池最主要的设备平台，故加热装置内温度的均匀性是制程工艺质量的重要影响因素。管式炉工艺通常包括PECVD、LPCVD、扩散炉、退火炉等，例如，由于每次工艺因上下料开关炉门和充抽气的原因而导致炉体内的热量会流失一部分，因此每次工艺在反应前均需要再进行升温，使得炉体内的温度符合要求且尽可能地均匀；同时也要求能够减少加热时间，提升产能；降低电量需求，从而进一步降低生产成本。
[0003]目前，现有技术主要是考虑到炉口热量流失较多和炉尾区域热量流失较少，导致炉体轴向上的温度分布不均，故在炉体上沿轴向设置相互独立的多个加热结构，以根据需要单独控制每个加热结构的加热时间和加热速率，有助于提高加热效率，降低加热功耗。然而，在实际应用中，石墨舟中的石墨片均竖直放置于管状炉体内，且多个石墨片被间隔分布以承载硅片，使得最外侧的两个石墨片因最靠近炉体而升温最快，中间的石墨片因外侧石墨片的阻挡而升温较慢，导致外侧的硅片升温较快，而中间的硅片升温较慢，故需要提高加热功率和延长加热时间才能够使中间的硅片达到工艺的温度要求，但是提高加热功率会造成工艺成本增加，二延长加热时间会导致产能降低。此外，由于硅片之间存在温度差异，因此工艺厚度及光学参数的均匀性也会较差。
[0004]为了解决这一问题，申请号为201910807519.3的中国专利提供了一种加热炉体和半导体设备，其将加热结构沿炉体周向划分为两两相对的四个加热分部(即上下左右四个加热分部)，并且相对的两个加热分部在同一时间辐射出的热量相同，而相邻的两个加热分部在同一时间辐射出的热量不同，从而形成非均匀温场，以便补偿温度差异，实现炉内温度的均匀性。
[0005]然而，上述方案存在未能根据工况合理划分炉体加热区域。具体来说，加热石墨舟的加热结构采用上下左右四个分区以形成非均匀温场，仍然会使得石墨舟中靠近炉体两侧的硅片升温相对较快，中间的硅片则会因外侧石墨片的阻挡和石墨片的热传导而升温较慢，容易造成石墨舟的片间、片内温度不均匀，从而导致厚度及光学参数的均匀性较差，还需采用更大的加热功率和/或更长的加热时间。

技术实现思路

[0006]本申请的一个优势在于提供一种管式炉工艺加热装置，其能够提高加热效率，缩短加热时间，降低加热功率。
[0007]本申请的另一个优势在于提供一种管式炉工艺加热装置，其中，在本申请的一个实施例中，所述管式炉工艺加热装置能够适配炉内载片舟的布置进行分区加热，使得产生的热量更好地辐射至中间的载片，便于确保石墨片的升温更加均匀、快速。
[0008]本申请的另一个优势在于提供一种管式炉工艺加热装置，其中，在本申请的一个实施例中，所述管式炉工艺加热装置能够在保证快速升温的同时，避免能源浪费。
[0009]本申请的另一个优势在于提供一种管式炉工艺加热装置，其中为了达到上述目的，在本申请中不需要采用昂贵的材料或复杂的结构。因此，本申请成功和有效地提供一种解决方案，不只提供一种简单的管式炉工艺加热装置，同时还增加了所述管式炉工艺加热装置的实用性和可靠性。
[0010]为了实现本申请的上述至少一个优势或其他优点和目的，本申请提供了一种管式炉工艺加热装置，包括：
[0011]环形炉体，所述环形炉体沿轴向被划分为位于炉体中间部位的一或多个主控区，其中至少一个所述主控区沿上下方向被划分为多个主控分区，并且每个所述主控分区相对于环形炉体沿周向分布；和
[0012]一或多个主控加热组，所述主控加热组分别被对应地独立设置于所述环形炉体的所述主控区，其中至少一个所述主控加热组包括被一一对应地设置于多个所述主控分区的多个主加热部，并且多个所述主加热部相互独立。
[0013]根据本申请的一个实施例，每个所述主控分区相对于环形炉体的中轴线呈左右对称；所述主控区的多个所述主控分区包括正上方分区、侧上方分区、正下方分区以及侧下方分区；所述主控加热组的多个所述主加热部包括位于所述正上方分区的正上加热部、位于所述侧上方分区的侧上加热部、位于所述正下方分区的正下加热部以及位于所述侧下方分区的侧下加热部，所述正上加热部、所述侧上加热部、所述正下加热部以及所述侧下加热部分别被独立控制以在同一时间内辐射出不同的热量。
[0014]根据本申请的一个实施例，所述正上加热部、所述侧上加热部、所述正下加热部以及所述侧下加热部均具有左右对称结构。
[0015]根据本申请的一个实施例，所述主控区中的所述正上方分区和所述正下方分区均为连续的扇环形区域；所述主控区中的所述侧上方分区和所述侧下方分区均为间断的扇环形区域。
[0016]根据本申请的一个实施例，所述主控区中的所述侧上方分区和所述侧下方分区分别用于对应于被放置于所述环形炉体的载片舟的两个上角部和两个下角部。
[0017]根据本申请的一个实施例，所述环形炉体包括三个或三个以上的所述主控分区，并且所述管式炉工艺加热装置包括三个或三个以上的主控加热组，所述主控加热组分别被独立控制以在相同时间内辐射出不同的热量。
[0018]根据本申请的一个实施例，所述环形炉体沿轴向被划分为位于炉体两端部位的一对副控区，所述管式炉工艺加热装置进一步包括被对应地独立设置于所述环形炉体的所述副控区的一对副控加热组；所述环形炉体的两个所述副控区分别对应于所述环形炉体的炉口部位和炉尾部位；其中至少一个副控区沿上下方向被划分为上副控分区和下副控分区，并且所述副控加热组包括位于所述上副控分区的上副加热部和位于所述下副控分区的下副加热部，所述上副加热部和所述下副加热部分别被独立控制。
[0019]根据本申请的一个实施例，所述副控区中的所述上副控分区和所述下副控分区均为半圆环形区域。
[0020]根据本申请的一个实施例，所述主控加热组和所述副控加热组中的每个加热部均
为加热丝，所述加热丝包括连接线体和沿着所述环形炉体的轴向延伸的多个螺旋线体，多个所述螺旋线体沿着所述环形炉体的周向被间隔布置，所述连接线体一体地连接于所述螺旋线体，以串联多个所述螺旋线体。
[0021]根据本申请的一个实施例，所述管式炉工艺加热装置进一步包括载片舟，所述载片舟被放置于所述环形炉体之内。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本申请的一个实施例提供的管式炉工艺加热装置的结构示意图；
[0024]图2示出了根据本申请的上述实施例的管式炉工艺加热装置的主控区的分区示意图；
[0025]图3示出了根据本申请的上述实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管式炉工艺加热装置，其特征在于，包括：环形炉体，所述环形炉体沿轴向被划分为位于炉体中间部位的一或多个主控区，其中至少一个所述主控区沿上下方向被划分为多个主控分区，并且每个所述主控分区相对于环形炉体沿周向分布；和一或多个主控加热组，所述主控加热组分别被对应地独立设置于所述环形炉体的所述主控区，其中至少一个所述主控加热组包括被一一对应地设置于多个所述主控分区的多个主加热部，并且多个所述主加热部相互独立。2.根据权利要求1所述的管式炉工艺加热装置，其特征在于，每个所述主控分区相对于环形炉体的中轴线呈左右对称；所述主控区的多个所述主控分区包括正上方分区、侧上方分区、正下方分区以及侧下方分区；所述主控加热组的多个所述主加热部包括位于所述正上方分区的正上加热部、位于所述侧上方分区的侧上加热部、位于所述正下方分区的正下加热部以及位于所述侧下方分区的侧下加热部，所述正上加热部、所述侧上加热部、所述正下加热部以及所述侧下加热部分别被独立控制以在同一时间内辐射出不同的热量。3.根据权利要求2所述的管式炉工艺加热装置，其特征在于，所述正上加热部、所述侧上加热部、所述正下加热部以及所述侧下加热部均具有左右对称结构。4.根据权利要求3所述的管式炉工艺加热装置，其特征在于，所述主控区中的所述正上方分区和所述正下方分区均为连续的扇环形区域；所述主控区中的所述侧上方分区和所述侧下方分区均为间断的扇环形区域。5.根据权利要求4所述的管式炉工艺加热装置，其特征在于，所述主控区中的所述侧上方分区和所述侧下方分区分别用于对应于被放置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树林，李鹏飞，武凯，
申请(专利权)人：浙江求是半导体设备有限公司，
类型：新型
国别省市：