聊聊台车退火炉反应腔体的设计

　　当前在台车退火炉中，炉腔大多数为对称设计，一般为圆形或六角形，因此大部分的灯排列都采用同心圆形式。

　　快速退火炉反应腔体结构形式的设计难点在于磁悬浮硅片旋转驱动机构的设计与平稳运动控制。晶片在加热过程中需要旋转，由于晶片是放在石英顶针上，为防范夹持处热集中或散失，晶片采取无任何夹持的自由状态，这便需要有一套精艺的机构来实现以防震动和保持水平，这对设计和加工都有一定的难度。根据对国外大量资料的消化，拟将反应腔设计为方形，这样设计的优势在于∶系统加工与装配比较方便，而且晶片不需要旋转，避免了复杂的旋转机构和碎片可能性，而且也使控制的单元数减少，增加系统牢靠性。

　　方形腔体由上板、下板、前后板、左侧板和右侧板拼装而成，加热灯管通过灯夹（Lampholder）安装在前后板和左右侧板上。灯管和位于腔体内的石英腔体是由干净、干燥的压缩空气冷却，气体从上板和下板的通气孔接入，为了使气体均匀进入腔体，达到理想的冷却成果，在上板和下板上分别设计有若干个均匀分布的小孔，气体通过小孔分流呈均匀状态进入金属腔体。组成台车退火炉腔体的板材都用强度较高的铝材制造，并用水强迫冷却。

　　石英腔体、前法兰、后法兰和工艺气体进气板组成了工艺反应室，而石英托片架由前后法兰上的两个定位销定位并正确地安装在反应室内。采用密封圈将反应室与外界隔开，避免外界气体或颗粒进入反应室内对晶片造成污染，同时也可以避免反应气体的泄漏。工艺气体从后法兰的工艺气体入口进入，在水平面方向流过硅片表面，并沿垂直方向的废气排气口排出。在这一过程中，气体能充分地和硅片表面进行接触，保持硅片反应的重复性。

　　石英腔体及托片架选用高纯的红外石英玻璃制造,它不但具有相当高的纯度,可以保持应用过程中造成的污染较少，而且具有良好的热、光和机械性能，同时可以在1280℃以内的温度下稳定工作。能够经受快速的冷却和升温，不易因热冲击造成损坏，对1～3μm的红外具有很好的透过性（达93%），这些特点可以满足台车退火炉对晶片处理的防颗粒污染、快速升温、降温及红外辐射加热的要求。

　　为了增加对红外的反射，同时也使热辐射到达晶片时呈均女状态。腔体的内壁需要涂复合适的反射材料。由于金膜比铝膜、银膜等膜层在整个红外区域有越佳的反射率（优于98%），因此设计中采用金属腔内壁镀金的方案，镀金后金的表面还要进行适当的糙化工艺，以保障实现漫反射，其目的是使光路随机化，从而使光的辐射在整个晶片上呈均匀的分布。