一种立式高温炉体水冷夹套制造技术

本发明专利技术公开了一种立式高温炉体水冷夹套，包括：圆筒状的夹套主体、上法兰和下法兰；夹套主体的侧壁为中空的双层结构，且被至少一个环状的导流隔板分隔成多个首尾相连的环形流道，环形流道内均布有多个导流柱；夹套主体的侧壁下部设有第一进水口，夹套主体的侧壁上部设有第一回水口，冷却水由第一进水口进入夹套主体的环形流道，并在多个环形流道之间进行S形流动后，由第一回水口排出夹套主体；上法兰与夹套主体顶部进行可拆卸连接，且上法兰内部设有螺旋形水冷流道；下法兰与夹套主体底部进行固定连接，且下法兰内部设有环形水冷流道。本发明专利技术具有散热面积大、流阻小、耐高温性能好且真空漏率低等优点。空漏率低等优点。空漏率低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种立式高温炉体水冷夹套


[0001]本专利技术属于半导体炉体设备
，具体涉及一种立式高温炉体水冷夹套。

技术介绍

[0002]高温氧化、退火是现代半导体芯片制作过程中的重要的工艺过程，用于晶圆片注入掺杂后进行激活处理和晶格损伤修复，改善沟槽MOSFET制造中的沟槽迁移率和尖角处的场强尖峰效应，同时也可以在晶圆表面生成氧化膜，其最高温度、升温速率、温度均匀性、颗粒度等指标对注入激活率及器件电学性能直接产生影响。
[0003]由于氧化、退火过程工艺温度高，不同材料对温度要求不同。其中Si C材料氧化工艺高达1500℃，退火过程最高温度达2000℃。常规的气氛环境下，加热器、隔热耐火材料、器件产品将被严重氧化，所以一般Si C高温氧化、退火工艺需要在惰性保护气体环境进行。一般是在炉体外侧包裹一个耐高温、耐高压、真空密封性好的水冷夹套，为高温氧化、退火工艺过程提供一个稳定、可靠的工艺环境，同时可以避免升温时炉体外部结构受高温影响。
[0004]目前，市场上一些设备高温炉体夹套水冷散热面积小、内部流道布置不合理、流阻大、某些角落区域水流静止，即存在死区，容易导致设备局部温度过高，炉体内部均温性不好、散热效果不好，影响设备工艺性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是克服现有立式高温炉体夹套存在的水冷散热面积小、内部流道布置不合理、流阻大、容易导致某些角落区域水流静止、散热效果差等不足，提供一种散热面积大、流阻小、耐高温性能好且真空漏率低的立式高温炉体水冷夹套。
>[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种立式高温炉体水冷夹套，包括：圆筒状的夹套主体、上法兰和下法兰；所述夹套主体的侧壁为中空的双层结构，且被至少一个环状的导流隔板分隔成多个首尾相连的环形流道，所述环形流道内均布有多个导流柱；所述夹套主体的侧壁下部设有第一进水口，夹套主体的侧壁上部设有第一回水口，冷却水由第一进水口进入夹套主体的环形流道，并在多个环形流道之间进行S形流动后，由第一回水口排出夹套主体；
[0008]所述上法兰与夹套主体顶部进行可拆卸连接，且上法兰内部设有螺旋形水冷流道；
[0009]所述下法兰与夹套主体底部进行固定连接，且下法兰内部设有环形水冷流道。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述夹套主体的侧壁下部设有进气口，所述进气口用于向水冷夹套内部充入或抽出惰性气体，以实现水冷夹套内部进行气体清洁。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述夹套主体的侧壁上部设有真空抽气口，所述真空抽气口用于实现水冷夹套内部抽真空。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述夹套主体的侧壁上设有多个热偶安装口，所述热偶安装口外侧环绕设有冷却流道，所述冷却流道包括第二进水口和第二回水口，冷却水由
第二进水口流入，环绕热偶安装口外侧流动一周后，由第二回水口流出，以带走立式高温炉体传导在热偶安装口处的热量。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，多个热偶安装口的冷却流道相互串联，以形成S形的冷却流道。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述上法兰包括上法兰本体、上法兰盖板、第三进水口、第三回水口、导流隔条和回水盖板；所述上法兰本体底部与夹套主体顶部进行螺纹连接，上法兰本体顶部设有上法兰盖板，且上法兰本体与上法兰盖板之间形成密闭的中空腔体，所述中空腔体内设有导流隔条和回水盖板，所述导流隔条和回水盖板将中空腔体分隔成螺旋形水冷流道；上法兰盖板上设有第三进水口和第三回水口，冷却水由第三进水口进入螺旋形水冷流道内，由第三回水口流出上法兰，以带走立式高温炉体传导在上法兰处的热量。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述上法兰上还设有电极安装座和测温管安装口。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述下法兰包括下法兰主体、下法兰盖板、第四进水口和第四回水口；所述下法兰主体顶部与夹套主体底部进行焊接固定，下法兰主体底部设有下法兰盖板和多个环形流道，所述下法兰盖板上分别设有第四进水口和第四回水口，冷却水由第四进水口流入环形流道，并在环形流道内盘旋流动，由第四回水口流出下法兰，以带走立式高温炉体传导在下法兰处的热量。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述立式高温炉体水冷夹套的漏气率为10～7Pa.L/s。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，所述立式高温炉体水冷夹套的最高运行温度为2000℃。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0020]1、本专利技术立式高温炉体水冷夹套，通过在圆筒状、侧壁为中空双层结构的夹套主体两端分别连接上法兰和下法兰，即组成了结构紧凑、安装便捷、散热效果显著的立式高温炉体水冷夹套；进一步地，通过环状的导流隔板将夹套主体侧部分隔成多个首尾相连的环形流道，并且在环形流道内均布了多个导流柱，使得环形流道内形成了一个局部网状流域，且相邻流域采用首尾相连的形式，夹套主体侧部的环形流道整体上形成了类S形流道，当冷却水从夹套侧壁由下向上沿S型流动时，导流柱不仅可以提高流道内部湍流强度、减小流阻、增加夹套内部流道与冷却水的散热接触面积，高温时可以将炉体夹套内外侧温度控制在安全温度内，且冷却水不发生汽化，同时也提升了炉体夹套内外壳之间的结构耐压强度，避免了炉体加压时发生变形，显著提高了炉体的使用安全性。
[0021]2、本专利技术立式高温炉体水冷夹套，通过将上法兰本体与夹套主体进行螺纹连接，实现了夹套主体与上法兰之间的快速拆装，并且也提高了在夹套主体内部拆装隔热碳毡、加热器、温度传感器等器件的效率；通过在上法兰本体与上法兰盖板之间形成的密闭中空腔体内设置螺旋形水冷流道，增加了上法兰的冷却面积，避免了由于炉体的立式结构而使得热流向上流动，导致炉体顶部温度过高，进而对温度敏感的器件造成不良影响，有效提高了相关温敏器件的使用寿命。
[0022]3、本专利技术立式高温炉体水冷夹套，通过将下法兰主体与夹套主体进行焊接固定，实现了夹套主体与下法兰之间的可靠密封连接，有效降低了水冷夹套的真空漏率；通过在下法兰主体上设置了多个环形流道，冷却水由第四进水口流入环形流道，并在环形流道内
盘旋流动，由第四回水口流出下法兰，带走了立式高温炉体传导在下法兰处的热量，有效延长了下法兰的使用寿命。
附图说明
[0023]图1为本专利技术立式高温炉体水冷夹套的主视结构原理示意图。
[0024]图2为图1中A
‑
A向的剖视结构原理示意图。
[0025]图3为图1中B
‑
B向的剖视结构原理示意图。
[0026]图4为本专利技术立式高温炉体水冷夹套的俯视结构原理示意图。
[0027]图5为图2中I处的结构原理示意图。
[0028]图6为本专利技术立式高温炉体水冷夹套的轴侧剖视结构原理示意图。
[0029]图7为本专利技术中上法兰的轴侧剖视结构原理示意图。
[0030]图8为本专利技术中上法兰的主视结构原理示意图。
[0031本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种立式高温炉体水冷夹套，其特征在于，包括：圆筒状的夹套主体(100)、上法兰(11)和下法兰(19)；所述夹套主体(100)的侧壁为中空的双层结构，且被至少一个环状的导流隔板分隔成多个首尾相连的环形流道，所述环形流道内均布有多个导流柱(8)；所述夹套主体(100)的侧壁下部设有第一进水口(6)，夹套主体(100)的侧壁上部设有第一回水口(7)，冷却水由第一进水口(6)进入夹套主体(100)的环形流道，并在多个环形流道之间进行S形流动后，由第一回水口(7)排出夹套主体(100)；所述上法兰(11)与夹套主体(100)顶部进行可拆卸连接，且上法兰(11)内部设有螺旋形水冷流道；所述下法兰(19)与夹套主体(100)底部进行固定连接，且下法兰(19)内部设有环形水冷流道。2.根据权利要求1所述的立式高温炉体水冷夹套，其特征在于，所述夹套主体(100)的侧壁下部设有进气口(12)，所述进气口(12)用于向水冷夹套内部充入或抽出惰性气体，以实现水冷夹套内部进行气体清洁。3.根据权利要求1所述的立式高温炉体水冷夹套，其特征在于，所述夹套主体(100)的侧壁上部设有真空抽气口(17)，所述真空抽气口(17)用于实现水冷夹套内部抽真空。4.根据权利要求1所述的立式高温炉体水冷夹套，其特征在于，所述夹套主体(100)的侧壁上设有多个热偶安装口，所述热偶安装口外侧环绕设有冷却流道，所述冷却流道包括第二进水口(9)和第二回水口(10)，冷却水由第二进水口(9)流入，环绕热偶安装口外侧流动一周后，由第二回水口(10)流出，以带走立式高温炉体传导在热偶安装口处的热量。5.根据权利要求4所述的立式高温炉体水冷夹套，其特征在于，多个热偶安装口的冷却流道相互串联，以形成S形的冷却流道。6.根据权利要求1所述的立式高温炉体水冷夹套，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈若愚，杨金，余洋，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十八研究所，
类型：发明
国别省市：