一种平行扩散炉的制作方法

1.本实用新型涉及半导体扩散领域，更具体的说，它涉及一种平行扩散炉。


背景技术：

2.扩散炉是半导体生产线中利用热扩散原理将工艺气体中的杂质元素按工艺要求掺入硅片中，使其具有特定的浓度分布，改变硅片的电学特性的专业设备。
3.目前半导体产业常用的卧式扩散炉主要包括石英炉体、用于承载硅片的石英舟、用于支撑石英舟的悬臂和用于驱动悬臂输送石英舟进出石英炉体的驱动装置，在驱动装置的驱动下悬臂携带石英舟和硅片进入石英炉体后，就停留在石英炉体内，直到工艺程序结束，悬臂携带舟和硅片慢慢回到原位。但工艺过程中，石英舟会阻挡来自石英炉体底部的热能，对其承载在石英舟中的硅片形成“阴影效应”，使得杂质元素因硅片受热不均而无法在硅片中均匀扩散，影响硅片质量。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种平行扩散炉，其通过托杆托住硅片，减少了硅片架对石英炉体热能的阻挡，使得硅片能均匀受热，从而使得杂质元素能在硅片中均匀扩散，提高硅片质量。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种平行扩散炉，包括炉架和水平设置在炉架内的石英炉体、至少一个硅片架、多个平行于石英炉体轴线的悬杆、用于驱动悬杆沿石英炉体轴线滑动的直线驱动装置和用于封堵石英炉体进料口的炉盖，所有硅片架支撑在多个悬杆上；炉盖与所有悬杆固定连接，炉盖堵住石英炉体进料口时，所有硅片架均位于石英炉体内；
6.硅片架包括两块竖直设置且相互平行的架板、多个用于托住硅片的托杆，多个悬杆支撑在两块架板底部，所有托杆均水平设置且相互平行，每个托杆的两端分别与两块架板固定连接。
7.通过采用上述技术方案，托杆托住硅片的结构减少了硅片架对石英炉体热能的阻挡，使得硅片能均匀受热，从而使得杂质元素能在硅片中均匀扩散，提高硅片质量。而且工艺气体中的杂质元素沉降后能从托杆之间的的缝隙漏下，减少了杂质元素随硅片架被带出石英炉体的可能性，以减少杂质元素的浪费。
8.本实用新型进一步设置为：硅片架还包括至少一个支撑杆，每个支撑杆的两端分别与两架板固定连接，且均与托杆相互平行；每个支撑杆上均开设有多个沿支撑杆长度方向排布用于容纳硅片的硅片槽，每个硅片槽仅能插入一个硅片。
9.通过采用上述技术方案，硅片槽的设置将放置在硅片架中的多个硅片间隔开来，增加了硅片与工艺空气的接触面积和硅片的受热面积，且硅片槽的槽壁还能起到辅助托杆支撑硅片的作用。
10.本实用新型进一步设置为：所有支撑杆和所有托杆均为圆杆。
11.通过采用上述技术方案，能够减少杂质元素沉降停留在支撑杆和托杆上的可能，从而减少杂质元素随硅片架被带出石英炉体的可能性，以进一步减少杂质元素的浪费。
12.本实用新型进一步设置为：每个架板上均开设有透气孔。
13.通过采用上述技术方案，透气孔的设置减少了架板对硅片的遮挡，便于硅片与工艺空气的接触。
14.本实用新型进一步设置为：架板的两侧边均与石英炉体的内壁相互贴合。
15.通过采用上述技术方案，石英炉体的内壁能够辅助悬杆支撑架板，减少悬杆因长期负重弯曲的可能性。
16.本实用新型进一步设置为：所述直线驱动装置包括平行于石英炉体轴线的丝杠、用于支撑丝杠的底座、螺纹连接在丝杠上的滑台和用于驱动滑台沿丝杠长度方向滑动的驱动电机，所有悬杆背离石英炉体的一端均与滑台可拆卸连接。
17.本实用新型进一步设置为：还包括固定在滑台上的连接套，连接套包括两个连接块，两个连接块可拆卸的连接在一起，所有悬杆被夹紧在两连接块之间。
18.本实用新型进一步设置为：两连接块通过多个螺栓连接在一起。
19.通过采用上述技术方案，便于维修人员更换因长时间在高温炉管中停留而损坏的悬杆。
20.综上所述，本实用新型相比于现有技术具有以下有益效果：
21.1、本实用新型通过托杆托住硅片的结构减少了硅片架对石英炉体热能的阻挡，使得硅片能均匀受热，从而使得杂质元素能在硅片中均匀扩散，提高硅片质量。
22.2、本实用新型使得工艺气体中的杂质元素沉降后能从托杆之间的的缝隙漏下，减少了杂质元素随硅片架被带出石英炉体的可能性，能减少杂质元素的浪费。
23.3、本实用新型通过设置硅片槽，将放置在硅片架中的多个硅片间隔开来，增加了硅片与工艺空气的接触面积和硅片的受热面积，且硅片槽的槽壁还能起到辅助托杆支撑硅片的作用。
附图说明
24.图1为本实施例的整体结构示意图；
25.图2为体现本实施例中悬杆的结构示意图；
26.图3为本实施例中硅片架的结构示意图；
27.图4为图1中b区域的放大示意图；
28.图5为图1中a区域的放大示意图。
29.图中：1、炉盖；2、炉架；3、硅片架；31、架板；311、透气孔；32、托杆；33、支撑杆；331、硅片槽；4、悬杆；5、直线驱动装置；51、丝杠；52、底座；53、滑台；54、驱动电机；55、导向杆；6、螺栓；7、连接套；71、连接块。
具体实施方式
30.为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本技术
保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
31.下面结合附图和较佳的实施例对本实用新型作进一步说明。
32.实施例：
33.如图1至图3所示，为本实用新型较佳实施例的基本结构，一种平行扩散炉，包括水平设置的石英炉体、用于支撑炉体的炉架2、至少一个硅片架3、多个平行于石英炉体轴线的悬杆4、用于驱动悬杆4沿石英炉体轴线滑动的直线驱动装置5和用于封堵石英炉体进料口的炉盖1，所有硅片架3支撑在多个悬杆4上，便于使用者能根据实际需要放置不同个数的硅片架3，使得闲置的硅片架3无需进入石英炉体受热损耗，延长硅片架3的使用寿命；炉盖1与所有悬杆4固定连接，炉盖1堵住石英炉体进料口时，所有硅片架3均位于石英炉体内。
34.硅片架3包括两块竖直设置且相互平行的架板31、多个用于托住硅片的托杆32，多个悬杆4支撑在两块架板31底部，所有托杆32均水平设置且相互平行，每个托杆32的两端分别与两块架板31固定连接。托杆32托住硅片的结构减少了硅片架3对石英炉体热能的阻挡，使得硅片能均匀受热，从而使得杂质元素能在硅片中均匀扩散，提高硅片质量。而且工艺气体中的杂质元素沉降后能从托杆32之间的的缝隙漏下，减少了杂质元素随硅片架3被带出石英炉体的可能性，以减少杂质元素的浪费。
35.本实施例中硅片架3设置两个，每个硅片架3设置两个托杆32，两个托杆32水平排布。
36.硅片架3还包括至少一个支撑杆33，每个支撑杆33的两端分别与两架板31固定连接，且均与托杆32相互平行；每个支撑杆33上均开设有多个沿支撑杆33长度方向排布用于容纳硅片的硅片槽331，每个硅片槽331仅能插入一个硅片。硅片槽331的设置将放置在硅片架3中的多个硅片间隔开来，增加了硅片与工艺空气的接触面积和硅片的受热面积，且硅片槽331的槽壁还能起到辅助托杆32支撑硅片的作用。本实施例中每个硅片架3设置一个支撑杆33。
37.具体的，所有支撑杆33和所有托杆32均为圆杆，以减少杂质元素沉降停留在支撑杆33和托杆32上的可能，减少杂质元素随硅片架3被带出石英炉体的可能性，进一步减少杂质元素的浪费。
38.具体的，每个架板31上均开设有透气孔311，透气孔311的设置减少了架板31对硅片的遮挡，便于硅片与工艺空气的接触。
39.具体的，每个架板31的顶面和底面均不与石英炉体内壁相互贴合，以便于工艺气体的流通。
40.具体的，架板31的两侧边均与石英炉体的内壁相互贴合，使得石英炉体的内壁能够辅助悬杆4支撑架板31，减少悬杆4因长期负重弯曲的可能性。
41.具体的，所有悬杆4均为圆杆，以减少杂质元素沉降停留在悬杆4上的可能，减少杂质元素随悬杆4被带出石英炉体的可能性，进一步减少杂质元素的浪费。
42.如图4和图5所示，直线驱动装置5包括平行于石英炉体轴线的丝杠51、用于支撑丝杠51的底座52、螺纹连接在丝杠51上的滑台53和用于驱动滑台53沿丝杠51长度方向滑动的驱动电机54，所有悬杆4背离石英炉体的一端均与滑台53可拆卸连接；丝杠51转动连接在底座52上，其转动轴线与其几何轴线共线，电机输出轴与丝杠51固定连接，以驱动丝杠51转
动。
43.具体的，直线驱动装置5还包括两个平行与丝杠51的导向杆55，每个导向杆55均穿过滑台53，且每个导向杆55的两端均固定在底座52上；导向杆55能够辅助丝杠51确定滑台53的滑动方向。
44.本实施例还包括固定在滑台53上的连接套7，连接套7包括两个连接块71，两个连接块71可拆卸的连接在一起，所有悬杆4被夹紧在两连接块71之间。
45.具体的，两连接块71通过多个螺栓6连接在一起，便于维修人员更换因长时间在高温炉管中停留而损坏的悬杆4。
46.综上所述，本实施例通过托杆32托住硅片的结构减少了硅片架3对石英炉体热能的阻挡，使得硅片能均匀受热，从而使得杂质元素能在硅片中均匀扩散，提高硅片质量。而且工艺气体中的杂质元素沉降后能从托杆32之间的的缝隙漏下，减少了杂质元素随硅片架3被带出石英炉体的可能性，以减少杂质元素的浪费。
47.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。