Устройство для создания газового и теплового барьеров в многозоннб1х установках

О П И С А Н И Е 379647ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 04.1.1971 ( 1629277с присоединением заявкиПриоритет М, Кл. С 2143 1/74 5) Комитет оо лелем Изобретений и открытиОпубликовано 20 Л 7.1973, БюллетеньДК 621.02(088.8 при Совете МинисСССР а опубликования описания 18 Х 11.197 Авторыизобретени аявител ЛЯ СОЗДАНИЯ ГАЗОВОГО И ТЕПЛОВОВ В МНОГОЗОННЫХ УСТАНОВКАХ СТРОЙСТВ БАРЬрадиац теплово нии в идальн нием г достато предотв ны вдр Изобретение относится к устройствам для образования газового и теплового барьеров и может быть использовано в установках для термохимической обработки изделий и материалов в электронной технике.В установках методического действия, совмещающих в одном непрерывном цикле обработки несколько технологических операций, например отжиг и травление подложек в первой технологической зоне, наращивание эпитаксиальных слоев во второй зоне, осаждение диэлектрических пленок на эпитаксиальные структуры в третьей зоне, качество полученных структур определяется составом газовой среды и температурой подложек. Поэтому необходимо обеспечить средство, эффективно предотвращающее смешивание газов, а также создать резкий температурный градиент между двумя смежными зонами.Известно устройство для создания газового и теплового барьеров, применяемое в высокотемпературной двухзонной конвейерной печи, содержащее средство для наддува газа, выполненное в виде тороидального коллектора с отверстиями, и каналы для отсоса газа, образованные пластинами с центральным отверстием. Тороидальный коллектор и пластины охватывают конвейерную ленту с обрабатываемыми деталями. Пластины выполнены водоохлаждаемыми, они представляют собой ионные экраны, выполиго барьера. Однако прикачестве средства для наого коллектора со свобоаза из отверстий невозмочно надежную газовуюращения миграции газаугую.изобретения - повышенройства.достигается тем, что сра газа является газовыйких камер, выполненныхых пластин, которые обрастему сопло - диффузор -яющие рольиспользоваддува тородным истечежно создатьзавесу для из одной зонадем 10 сти уст Цель наддув нескол рованн 15 ходе седством для соллектор изпз профилизуют на высопло. На фиг. 1 схемат ство для создания еров в сборке с м 0 на фиг. 2 - предлаг реди по линии пере изделий; на фиг. фиг. 2; на фиг. 4 -Предлагаемое ус 5 ржа веющей стали Устройство раздел фель 1 печи на две Т заполненные ра ственно, например 0 +СОз, ически изображено устрой- газового и теплового барьуфелями двухзонной лечи; аемое устройство, вид спемещения обрабатываемых 3 - вид по стрелке А на разрез по Б - Б на фиг. 2. тройство выполнено из не- в виде съемной секции. яет водоохлаждаемый мутемпературные зоны Т, и зличными газами соответН+ЬС 14 и Н 2+51 Н 4+ В. А. Коненков, В. Г. Зеленин, Б. А. Суходаев и Л. Н. Захапов50 55 60 65 ЗДля подачи рабочего газа в каждую из зон имеются распределители устройства 2, 3, соединенные с трубами 4, 5, Для удаления продуктов реакции из зон Т, и Т предназначены коллекторы 6, 7, которые соединены с выходными трубами 8, 9. Внутри муфеля 1 печи размещен транспортер 1 для перемещения обрабатываемых изделий 11 вдоль муфеля, Корпус 12 устройства для создания газового и теплового барьеров выполнен сварным и с помощью пластин 13 - 20 разделен на семь кольцевых камер 21 - 27. Каждая пластина имеет центральное отверстие 28, профиль которого соответствует профилю механизма перемещения с обрабатываемыми изделиями. Профилированные пластины 15 - 18 изогнуты так, что пластины 15, 16 образуют камеру 23, а пластины 17, 18 - камеру 25, которые в области центрального отверстия 28 переходят в сопла 29, 30. Пластины 16, 17 образуют камеру 24, которая в области центрального отверстия переходит в диффузор 31,В камеры 23, 25 по трубке 32 через отверстия ЗЗ, 34 в коллекторе 35, расположенном в основании 36 теплового и газового барьера, подается газ - водород, используемый в системе для наддува газового барьера. В камеру 24 газ подается по трубке 37 через отверстие 38 в основании газового барьера. Внутри камер 23, 24, 25 имеются перфорированные перегородки 39, 40, 41, предназначенные для равномерного распределения газа по камерам. Пластины 14, 15, 18, 19 и перфорированные перегородки 42, 43 образуют кольцевые камеры 22, 26, из которых производится отсос газа с помощью газового эжектора 44, соединенного через вентиль 45, трубу 46, коллектор 47 и отверстия 48, 49 с камерами. К перегородкам 42, 43 приварены пластины 50, 51, разделяющие пополам канал отсоса газа между пластинами 14, 15 и 18, 19. Отсасываемый газ поступает в камеры 22, 26 через отверстия 52, 53, 54, 55 в перфорированных перегородках. Боковые пластины 13, 14 и 19, 20 образуют кольцевые камеры 21, 27, в которых циркулиоует охлакдающая вода. Трубки 56, 57 и отверстия 58, 59 в корпусе 12 служат для подвода и отвода охлаждающей воды из камер 21, 27, соединенных между собой с помощью канала 60 с отверстиями 61, 62. Газовый и тепловой барьер устанавливается в разборном муфеле 1, уплотнение его осуществляется с помощью колец 63, 64 из вакуумной резины.При включении газового барьера в работу газ под давлением по трубкам 32, 37 через отверстия 33, 34, 38 поступает в камеры 23, 25, 24, имеющие на выходе, соответственно, сопла 29, 30 и диффузор 31. Выходное сечение сопел, и входной щели диффузора мало, а объем камер сравнительно велик, поэтому истечение газа из сопел и входной щели 65 диффузора по всему периметру равномерно и давление в камерах 23, 25, 24 уменьшается незначительно в течение рассматриваемого 5 10 15 20 25 30 35 40 45 промежутка времени. Из камеры 24 газ через входную щель 65 поступает в диффузор 31, в котором происходит торможение газового потока и преобразование кинетической энергии потока в потенциальную энергию давления.Таким образом, в области диффузора 31 давление немного больше, чем в рабочих зонах Т и Т, Образовавшаяся газовая пробка надежно отделяет зону Т, от Т. При этом газ, истекающии из сопел 29, 30 с большой скоростью, отклоняется в противоположные стороны, образуя газовую завесу.Одновременно в результате разрежения, создаваемого эжектором 44, из камер 22, 26 производится отсос газа, подаваемого на наддув из сопел 29, 30 и диффузора 31, а также из рабочих зон печи по каналам, образованным пластинами 14, 50, 15 и 18, 51, 19. Разрежение, создаваемое в камерах 22, 26, должно быть таким, чтобы скорость отсасываемого газа была примерно ранна скорости, с которой газ поступает из рабочих зон Т, и Т и из зоны наддува в газовом барьере. Потоки газа, поступающего из сопел и диффузора, и потоки газа в зонах отсоса предотвращают перетекание газа из зоны Т, в зону Т, а также перетекание газа из зоны наддува в рабочие зоны. Кроме того, исключается возможность лучистого и конвективного переноса тепла из зоны Т, в зону Т. Газовый и тепловой барьер может действовать несколько иначе (без изменения конструкции): камера 24, связанная с диффузором, может быть соединена с отсасывающим устройством, тогда дополнительно отсос газа происходит между соплами 29, 30. При этом количество сопел и камер отсоса между ними может быть больше двух, и газовый барьер представляет собой простое чередование сопел и каналов газа, что не вносит принципиальных изменений в изобретение.Предлагаемое устройство для образования газового и теплового барьеров испытано и использовано в установке непрерывного действия для осаждения диэлектрических пленок нитрида кремния на эпитаксиальные структуры. Предмет изобретения Устройство для создания газового и теплового барьеров в многозонных установках для обработки изделий, содержащее корпус и стенки с проходом для транспортного средства с изделиями, между которыми вокруг транспортного средства расположен газовый коллектор, причем стенки выполнены полыми для циркуляции хладагента, отлача ощееея тем, что, с целью повышения надежности устройства, газовый коллектор состоит из нескольких камер, выполненных из профилированных пластин, которые образуют на вы. ходе из камер систему сопло - диффузор - сопло.379647г 3цр дцСоставитель Н. Преображенская Редактор Э. Мельниченко Техред Л. Грачева Корректор Е. Михееваказ 196/15 Изд.1503 Тираж 647 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Типография, пр, Сапунова, 2