一种自动化半导体高温扩散炉的制作方法

本发明涉及半导体晶片制造，具体为一种自动化半导体高温扩散炉。

背景技术：

1、在半导体晶片制造中，高温扩散炉是核心工艺设备，用于在精确控制的温度和气氛下对晶圆进行掺杂、氧化或退火处理，工艺过程中，炉内持续通入高纯工艺气体以维持反应条件和微正压环境，防止外部空气及颗粒污染物侵入炉膛，然而，炉门与炉管端口的密封界面始终存在微小间隙，在热胀冷缩和压力波动作用下，炉内携带掺杂副产物的气体可能从该间隙无序泄漏，在密封面遇冷凝结形成颗粒沉积，不仅污染洁净环境，还会导致密封面劣化、颗粒物脱落进入炉内，严重影响晶圆良率，为应对这一问题，部分设备在炉门处引入外部气源形成旋转的气幕进行隔离，但是会浪费气体。

2、在高温和强辐射的炉口环境中，电子元件故障率高、寿命短，更为关键的是，现有技术缺乏将气幕形成、颗粒离心分离及报警集成于一体的机械结构，难以在无需外部能源和电控的条件下，实现对炉门状态的自主感知。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种自动化半导体高温扩散炉。

2、本发明采用以下技术方案，一种自动化半导体高温扩散炉，包括炉体，所述炉体上端设置有透气天窗，所述炉体上端内腔设有反应腔室，所述炉体一端外壁转动设置有旋转炉盖，所述旋转炉盖外壁固接有把手，所述旋转炉盖内腔与反应腔室内腔相连通，所述反应腔室内腔连通有导气管，还包括：

3、导流机构，能够对排出的气体进行除尘，所述导流机构设置于旋转炉盖内，所述导流机构包括涡扇一；

4、以及过滤更换机构，能够自动识别涡扇一状态和自动过滤大颗粒，所述过滤更换机构设置于旋转炉盖内。

5、作为上述技术方案的进一步描述：所述导流机构包括涡扇一和涡扇二，所述涡扇一转动设置于旋转炉盖内腔，所述旋转炉盖外壁转动设置有磁吸环，所述旋转炉盖内开设有连通槽，所述连通槽将涡扇一和涡扇二所在空腔相连通，所述磁吸环上开设有通气口，所述通气口与涡扇二所在空腔连通，所述磁吸环外壁连通有喷气口，所述喷气口将通气口与磁吸环外侧相连通。

6、作为上述技术方案的进一步描述：所述过滤更换机构包括转轴一和转轴二，所述转轴一固接于涡扇一中心处，所述转轴二固接于涡扇二中心处，所述转轴二水平插设于旋转炉盖内，且转轴二靠近转轴一的一端转动设置于转轴一内，所述转轴二内腔活动设置有滑片，所述转轴二内活动插设有插杆，所述插杆和滑片间固接有弹簧一，所述插杆一端固接于旋转炉盖内，所述涡扇一所在内壁水平插设有插架，所述插架与旋转炉盖间固接有弹簧二，所述转轴一和转轴二之间位于旋转炉盖内开设有放置腔，所述放置腔内活动设有滑环，所述滑环与插架固接，所述滑环内壁开设有槽口，所述转轴一外壁插设有滑架，所述滑架与转轴一间固接有弹簧三，所述滑架一端活动插设于旋转炉盖内，所述转轴二抵触有触发杆，所述触发杆水平滑动设置于旋转炉盖内，所述磁吸环固接有衔接环，所述衔接环固接有承载环，所述承载环转动设置于旋转炉盖内，所述旋转炉盖内腔下端与承载环内腔相连通，所述旋转炉盖靠近承载环的一端插设有活动塞。

7、作为上述技术方案的进一步描述：所述涡扇一和涡扇二均具有磁性，且涡扇一的磁性比涡扇二磁性强。

8、作为上述技术方案的进一步描述：所述涡扇一和涡扇二上端外壁均能够对磁吸环产生吸力。

9、作为上述技术方案的进一步描述：所述放置腔内放置有非牛顿流体。

10、作为上述技术方案的进一步描述：所述滑环和插架均水平插设于旋转炉盖内。

11、作为上述技术方案的进一步描述：所述触发杆插设于连通槽内时，连通槽的流通横截面先减小后增大。

12、本发明通过改进在此提供一种自动化半导体高温扩散炉，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

13、其一：自驱动气幕隔离与除尘，通过气体流动驱动涡扇一和涡扇二旋转，并利用磁吸环带动喷气口形成旋转气幕，无需外部能源即可实现炉口处的气体隔离，防止外部污染物侵入，同时利用离心力将气体中的大颗粒甩入承载环内集中收集，有效净化泄漏气体；

14、其二：机械式自动识别与切换报警，采用非牛顿流体与滑架结构，当涡扇一因长期使用转速降低时，滑架自动弹出，触发涡扇二接替工作，同时插杆驱动触发杆使连通槽截面变化产生哨音，无需电子元件即可实现状态识别、自动更换和声音报警，特别适用于高温和强辐射的炉口环境；

15、其三：高可靠性的集成结构，将气幕形成、颗粒分离、转速检测、备用切换和报警功能集成于纯机械结构中，避免了电子元件在高温下的故障风险，显著提高了扩散炉在长期连续运行中的稳定性和维护便利性；

16、综上所述，本发明提供的一种自动化半导体高温扩散炉，通过纯机械式导流与过滤更换机构，实现了炉口气体的自驱动隔离除尘、离心分离颗粒、无源转速监测及自动备用切换报警，有效解决了传统方案依赖外部能源和电子元件在高温下可靠性差的问题，提升了晶片制造过程的洁净度和设备寿命。

1.一种自动化半导体高温扩散炉，包括炉体（1），所述炉体（1）上端设置有透气天窗（4），所述炉体（1）上端内腔设有反应腔室（5），所述炉体（1）一端外壁转动设置有旋转炉盖（2），所述旋转炉盖（2）外壁固接有把手（3），所述旋转炉盖（2）内腔与反应腔室（5）内腔相连通，所述反应腔室（5）内腔连通有导气管，其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的一种自动化半导体高温扩散炉，其特征在于：所述导流机构（6）包括涡扇一（61）和涡扇二（62），所述涡扇一（61）转动设置于旋转炉盖（2）内腔，所述旋转炉盖（2）外壁转动设置有磁吸环（63），所述旋转炉盖（2）内开设有连通槽（65），所述连通槽（65）将涡扇一（61）和涡扇二（62）所在空腔相连通，所述磁吸环（63）上开设有通气口（66），所述通气口（66）与涡扇二（62）所在空腔连通，所述磁吸环（63）外壁连通有喷气口（64），所述喷气口（64）将通气口（66）与磁吸环（63）外侧相连通。

3.根据权利要求2所述的一种自动化半导体高温扩散炉，其特征在于：所述过滤更换机构（7）包括转轴一（71）和转轴二（72），所述转轴一（71）固接于涡扇一（61）中心处，所述转轴二（72）固接于涡扇二（62）中心处，所述转轴二（72）水平插设于旋转炉盖（2）内，且转轴二（72）靠近转轴一（71）的一端转动设置于转轴一（71）内，所述转轴二（72）内腔活动设置有滑片（75），所述转轴二（72）内活动插设有插杆（73），所述插杆（73）和滑片（75）间固接有弹簧一（74），所述插杆（73）一端固接于旋转炉盖（2）内，所述涡扇一（61）所在内壁水平插设有插架（76），所述插架（76）与旋转炉盖（2）间固接有弹簧二（77），所述转轴一（71）和转轴二（72）之间位于旋转炉盖（2）内开设有放置腔（78），所述放置腔（78）内活动设有滑环（79），所述滑环（79）与插架（76）固接，所述滑环（79）内壁开设有槽口，所述转轴一（71）外壁插设有滑架（710），所述滑架（710）与转轴一（71）间固接有弹簧三（711），所述滑架（710）一端活动插设于旋转炉盖（2）内，所述转轴二（72）抵触有触发杆（714），所述触发杆（714）水平滑动设置于旋转炉盖（2）内，所述磁吸环（63）固接有衔接环（712），所述衔接环（712）固接有承载环（713），所述承载环（713）转动设置于旋转炉盖（2）内，所述旋转炉盖（2）内腔下端与承载环（713）内腔相连通，所述旋转炉盖（2）靠近承载环（713）的一端插设有活动塞（715）。

4.根据权利要求2所述的一种自动化半导体高温扩散炉，其特征在于：所述涡扇一（61）和涡扇二（62）均具有磁性，且涡扇一（61）的磁性比涡扇二（62）磁性强。

5.根据权利要求2所述的一种自动化半导体高温扩散炉，其特征在于：所述涡扇一（61）和涡扇二（62）上端外壁均能够对磁吸环（63）产生吸力。

6.根据权利要求3所述的一种自动化半导体高温扩散炉，其特征在于：所述放置腔（78）内放置有非牛顿流体。

7.根据权利要求3所述的一种自动化半导体高温扩散炉，其特征在于：所述滑环（79）和插架（76）均水平插设于旋转炉盖（2）内。

8.根据权利要求3所述的一种自动化半导体高温扩散炉，其特征在于：所述触发杆（714）插设于连通槽（65）内时，连通槽（65）的流通横截面先减小后增大。