一种LPCVD双层炉管及其操控方法技术

本发明专利技术公开了一种LPCVD双层炉管及其操控方法，旨在提供一种在石英管内安装有一层超薄金属管从而提高整个炉管使用寿命的LPCVD双层炉管，其技术方案要点是，包括外管，所述外管内还设置有金属管，所述外管一端为炉尾，所述外管另一端为炉口，所述金属管朝向炉口的一端通过设置密封装置与外管连接，所述金属管朝向炉尾的一端设置有用于调节金属管内外压力的气压调节装置。压调节装置。压调节装置。

【技术实现步骤摘要】
一种LPCVD双层炉管及其操控方法


[0001]本专利技术涉及晶片薄膜生产设备领域，具体涉及一种LPCVD双层炉管及其操控方法。

技术介绍

[0002]LPCVD是低压化学气相沉积(low
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pressurechemicalvapordeposition)的缩写，低压主要是相对于常压的APCVD而言，主要区别点就是工作环境的压强，LPCVD的压强通常只有10～1000Pa，而APCVD压强约为101.325KPa。CVD沉积过程中，气体输运速度与化学反应速度的相对快慢决定了薄膜质量、化学成分以及化学计量比。在常压情况下，气体的反应速度与气体输运速度比例接近于1或处于同一数量级，会导致气体反应不充分，反应速度跟不上，沉积的薄膜非标准化学计量(如SiNx)，包含大量的N
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H/Si
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H键，同时夹杂副产物气体，产生大量孔洞，导致整个薄膜质密疏松，表面不均匀，成膜质量差。为了解决这一问题，LPCVD应运而生，它利用化学反应在低压条件下在基底表面沉积薄膜，薄膜约100～150nm。LPCVD镀膜工作原理是基于气相反应的原理，通过在反应室中加入反应气体，使其在基底表面沉积形成薄膜。
[0003]目前，专利号为202022645565.9的中国专利公开了一种双层反应腔体结构，它包括炉口、腔体以及炉尾；腔体设置于炉口以及炉尾之间；腔体包括内层腔体以及外层腔体，内层腔体设置于外层腔体的内部；外层腔体分别与炉口以及炉尾固定连接；内层腔体与炉口可拆式连接，内层腔体还与炉尾连接。
[0004]这种双层反应腔体结构虽然通过设置内层腔体和外层腔体的结构，在内层腔体上形成膜，由外层腔体承受真空压力，实现膜应力和真空压力的分离，进而增强腔体的承受能力，但是实际生产过程中LPCVD内石英管出现炸裂，需要定期更换内石英管；在沉积过程中内石英管和石英舟都会淀积上一层poly薄膜，随着工艺炉次的增多，这些薄膜越来越厚，当其达到一定厚度时，因为poly薄膜与内石英管表面产生的应力(张力)便会出现内石英管的硅裂现象，从而导致内石英管的破损，极大降低了内石英管的使用寿命，造成内石英管频繁的更换，使运行成本增高因此导致生产成本的上升。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种LPCVD双层炉管，其具有通过在外管内加装一层极薄的金属管来解决内石英管需要定期更换，成本过高的问题，同时解决以往的技术方案为直接向外管内添加了金属管，还是会有部分多晶硅附着在外管内壁上问题的优点。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0007]一种LPCVD双层炉管，包括外管，所述外管内还设置有金属管，所述外管一端为炉尾，所述外管另一端为炉口，所述金属管朝向炉口的一端通过设置密封装置与外管连接，所述金属管朝向炉尾的一端设置有用于调节金属管内外压力的气压调节装置。
[0008]通过采用上述技术方案，在外管内添加了一层极薄的金属管，一方面可以有效的防止金属管过厚导致加热是热量传递不到金属管内部，从而导致工艺温度无法有效控制，
另一方面过厚的金属管重量较大一旦变形容易挤压到外管，造成外管的损伤，而同时设置的密封装置可以有效的将金属管内与金属管及外管之间的间隙隔离开，减少多晶硅泄露到外管的内壁上，从而保护外管，而整个气压调节装置则可以通过压力的平衡一方面来保证金属管不会出现过大的变形，另一方面使得金属管、金属管与外管之间始终处于负压的状态，从而减少多晶硅在表面的沉积，多余的工艺气体以及杂质将会在负压的过程中抽出外管，因此即使在实际工艺过程中密封装置在高温环境下无法保证密封效果的同时，也可以由气压调节装置将杂质抽出，减少外管内壁上的沉积，增加外管的使用寿命，降低外管的更换频率。
[0009]进一步设置：所述炉尾上设有与外管密封连接的第一法兰组，所述炉口上设有与外管密封连接的第二法兰组。
[0010]通过采用上述技术方案，炉尾与炉口的法兰可以有效的固定外管以及金属管，从而保证整个炉管的支撑强度以及密封效果。
[0011]进一步设置：所述密封装置包括金属管朝向炉口一端上连接有延长部，所述第二法兰组内壁朝向炉口一侧上还设有内角边，所述延长部上设有与内角边固定连接的连接部，所述连接部与内角边之间还设有耐高温密封垫圈。
[0012]通过采用上述技术方案，设有密封装置可以有效的将金属管顶端与第二法兰组连接在一起，通过设有的延长部来用于进行连接，而延长部上的连接部则主要用于与内角边进行连接，而耐高温的密封垫圈可以有效的将金属管内与金属管外进行密封隔绝。
[0013]进一步设置：所述气压调节装置包括贯穿第一法兰组且与外管连通的抽真空管，所述金属管朝向炉尾一端上设有用于插入抽真空管内的通气管。
[0014]通过采用上述技术方案，有效的通过抽真空管进行抽负压，而由于抽真空管以及通气管的截面积不同，并且金属管内以及金属管与外管之间缝隙的体积不同，需要调整相应的比例，从而可以使得抽真空同时抽取，从而维持金属管内外的压力平衡。
[0015]进一步设置：所述第一法兰组与外管之间还设有第一密封圈，所述第二法兰组与外管之间设有第二密封圈。
[0016]通过采用上述技术方案，设有的第一密封圈和第二密封圈主要用于将外管分别与第一法兰组及第二法兰组密封起来，减少内部的气体由外管渗透到外部的情况发生。
[0017]进一步设置：所述金属管外壁上分布有若干支撑部。
[0018]通过采用上述技术方案，由于金属管整体厚度较薄，为了增加金属管的整体强度，同时不会因为温度变化而产生变形的情况发生，在金属管上若干分布着支撑部，可以有效的对金属管进行支撑，同时由于支撑部整体横截面较小，占据空间较少，不会对温度的传递造成影响，最大程度上减少对工艺的影响。
[0019]进一步设置：所述第二法兰组上还设有贯穿第二法兰组至金属管内的气体管及进气管。
[0020]通过采用上述技术方案，设有的气体管以及进气管主要用于通入相应不同的工艺气体到金属管内，从而完成生产。
[0021]进一步设置：所述外管朝向炉尾一端与第一法兰组之间还设有第一防撞环，所述外管朝向炉口一端与第二法兰组之间还设有第二防撞环。
[0022]通过采用上述技术方案，设有的防撞环可以有效的减少外管与法兰之间发生碰
撞，从而造成外管的损伤，由于外管的材质为石英管，因此整体较为脆弱，一旦发生碰撞容易碎裂，因此在两侧放置了防撞环后可以最大程度上的降低出现外管损坏的情况。
[0023]进一步设置：所述第一法兰组与第二法兰组为水冷法兰，所述第一法兰组与第二法兰组内还分别设有水冷通道，所述第一法兰组与第二法兰组上还设有与水冷通道连接的进水口及出水口。
[0024]通过采用上述技术方案，水冷法兰可以更好的控制炉口与炉尾的温度，避免内部的高温影响到外部的设备，从而导致外部设备出现其他问题。
[0025]本专利技术的另一目的是提供一种LPCVD双层炉管操控方法，其具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LPCVD双层炉管，包括外管(1)，其特征在于：所述外管(1)内还设置有金属管(2)，所述外管(1)一端为炉尾(3)，所述外管(1)另一端为炉口(4)，所述金属管(2)朝向炉口(4)的一端通过设置密封装置(5)与外管(1)连接，所述金属管(2)朝向炉尾(3)的一端设置有用于调节金属管(2)内外压力的气压调节装置(6)。2.根据权利要求1所述的一种LPCVD双层炉管，其特征在于：所述炉尾(3)上设有与外管(1)密封连接的第一法兰组(7)，所述炉口(4)上设有与外管(1)密封连接的第二法兰组(8)。3.根据权利要求1所述的一种LPCVD双层炉管，其特征在于：所述密封装置(5)包括金属管(2)朝向炉口(4)一端上连接有延长部(51)，所述第二法兰组(8)内壁朝向炉口(4)一侧上还设有内角边(52)，所述延长部(51)上设有与内角边(52)固定连接的连接部(53)，所述连接部(53)与内角边(52)之间还设有耐高温密封垫圈(54)。4.根据权利要求2所述的一种LPCVD双层炉管，其特征在于：所述气压调节装置(6)包括贯穿第一法兰组(7)且与外管(1)连通的抽真空管(61)，所述金属管(2)朝向炉尾(3)一端上设有用于插入抽真空管(61)内的通气管(62)。5.根据权利要求2所述的一种LPCVD双层炉管，其特征在于：所述第一法兰组(7)与外管(1)之间还设有第一密封圈(9)，所述第二法兰组(8)与外管(1)之间设有第二密封圈(10)。6.根据权利要求1所述的一种LPCVD双层炉管，其特征在于：所述金属管(2)外壁上分布有若干支撑部(11)。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永法，刘敏星，
申请(专利权)人：赛瑞达智能电子装备无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：