专利名称：多室连续处理设备的空间气体隔离装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气体隔离装置，特别是涉及多室连续处理设备的空间气体隔离装置。
在化学热处理、金属镀膜、半导体器件制造以及非晶硅太阳能电池制造等工艺过程中，经常采用多室连续处理设备来处理各种连续输送的丝状、带状或块状等多种形状的工件。在这些设备中，往往有一个以上的处理室逐个联结，每个处理室内可以有不同的工作气氛或者不同的气压，例如氢气、氮气、渗碳气氛、渗硅气氛、金属蒸气、化学热解气体乃至各种离子等等。当工件连续地通过这些处理室时，由于各个处理室中的气体组份不同，必须使各个处理室的气体彼此隔离，才能防止相互污染，同时，工件又不致于在室与室之间暴露在空气中。
在现有技术中，坎内拉等人在美国专利4438723(1984年3月27日)中公开了一种设备和方法，在室与室之间用一狭缝相联，狭缝大小只允许工件通过，造成从第二处理室中的气体流向第一、第三处理室的单向流动以实现隔离。在以不锈钢带作衬底的连续多室沉积PIN(P-掺硼的P型无定型硅、I-未掺杂的I型无定型硅、N-掺磷的N型无定型硅)非晶硅太阳能电池的设备中，为了防止有掺杂物的第一、第三沉积室的气体流向本征层(I)的第二沉积室，采用的隔离装置是联接室与室的狭缝，并使第二沉积室的气压高于第一、第三沉积室，从而造成第二沉积室通过狭缝流向第一、第三沉积室的气体单向流动，达到气氛隔离的目的。
但是，上述现有技术中的气体隔离装置的缺点是第一，此种隔离装置只适用于允许第二室中的工作气体流向第一、第三沉积室的情况。也就是只适用于制做非晶硅太阳能电池这种特定场合；第二，由于第二沉积室中的气体不断流向第一和第三室，为维持第一、第三室中掺杂浓度，不但要控制各室之间的气压，还要控制各沉积室的气体浓度，而且难以保证工作气体在沉积室中的均匀性。
巴纳德等人在美国专利4,369,730(1983年1月25日)中公开了另一种气体隔离方法，是在狭缝中间通入惰性气体，使惰性气体从狭缝中间分别流向第一和第二沉积室以及第二和第三沉积室。该方法克服了前一个隔离方法中的第一个缺点；但是第二个缺点依然存在。
本实用新型的目的是提供一种应用于多室连续处理设备中防止各室之间的气体相互污染或其它外来气体污染的有效隔离装置，使它的操作更为简单方便，达到的效果更好。
以下结合附图用实施例外来说明本实用新型是如何实现以上目的的。
附图的简要说明如下
图1为 一隔离室双狭缝通道的隔离装置；图2为 二隔离室三狭缝通道的隔离装置；图3为 三隔离室四狭缝通道的隔离装置；图1表示本实用新型的多室连续处理气体隔离装置实施例(一)的结构原理图，图中 1-隔离室；2、3-狭缝通道； 4-抽气管道；5-截止阀；6-真空抽气机组；7-惰性气体供气管道；8-节流阀；9-截止阀；10-气压检测器。
图2为本实用新型实施例(二)的隔离装置结构原理图。图中11、12-隔离室；13、14、15-狭缝通道；16、17-抽气管道；18-截止阀；19-真空抽气机组；20-惰性气体供气管道；21-节流阀；22-截止阀；23-气压检测器；24、25-气压检测器接口。
图3为本实用新型实施例(三)的隔离装置结构原理图。图中31、32、33-隔离室；34、35、36、37-狭缝通道；38、39-抽气管道；40、40′、40″-截止阀；41、41′-真空抽气机组；42-惰性气体供气管道；43-节流阀；46-气压检测器；45、47-气压检测器接口。
本实用新型的主要结构是在多室连续处理设备的两图中11、12-隔离室；13、14、15-狭缝通道；16、17-抽气管道；18-截止阀；19-真空抽气机组；20-惰性气体供气管道；21-节流阀；22-截止阀；23-气压检测器；24、25-气压检测器接口。
图3为本实用新型实施例(三)的隔离装置结构原理图。图中31、32、33-隔离室；34、35、36、37-狭缝通首；38、39-抽气管道；40、40′、40″-虚伪止阀；41、41′-真空抽气机组；42-惰性气体供气管道；43-节流阀；46-气压检测器；45、47-气压检测器接口。
本实用新型的主要结构是在多室连续处理设备的两端，分别为两个处理室，其间装有一个、两个或多个隔离室，它们通过狭缝通道分别与处理室相联通，各隔离室内的气压均低于各处理室，充有惰性气体的中间隔离室及中间狭缝通道的气压，而此中间隔离室、中间狭缝通道中的惰性气体气压可等于或略高于各处理室的气压。狭缝通道的数目为隔离室数目加1。狭缝通道的形状应视工件形状而定，一个隔离装置的所有狭缝通道，其中心应在一直线上。
装置的中间隔离室、中间狭缝通道上设有惰性气体导管并与节流阀、截止阀、惰性气体源相联，此外还设有气压检测器。而在其余隔离室上设有抽气导管并与截止阀、真空抽气机组相联，在室上还设有气压检测器接口。
工作时，首先将系统抽真空，打开供气系统的节流阀、截止阀，由供气导管向各离室通入一定气压的惰性气体，其气压大小可等于或略高于各处理室中工作气体的压力，其气压可由气压检测器测得。然后在处理室中通入工作气体，便可工作。
当具有不同工作气体的各处理室处于工作状态时，抽气系统通过抽气管道将进入隔离室的惰性气体及工作气体及时地抽走，造成各隔离室的气压低于各处理室的工作气体的气压和中间狭缝通道、中间隔离室中的惰性气体的气压。形成了从处理室中少量工作气体向隔离室的单向流动以及惰性气体从中间狭缝通道、中间隔离室向各隔离室的单向流动，以达到使相邻两个处理室的工作气体彼此隔离的目的。
本实用新型由于使用惰性气体，且不进入处理室，所以不会影响处理室中工作气体的纯净度，克服了以往隔离方法中所有的缺点。此外工件经多处狭缝气流的冲刷变得更为洁净。工作时只须调节节流阀控制中间隔离室或中间狭缝通道中的惰性气体压力即可，因此操作简便、安全可靠，隔离效果好，适合于各种多室连续处理设备上作空间气氛隔离装置。
实施例(一)图1所示是本实施例(一)的一种单隔离室二通道气体隔离装置。它是由隔离室1；通道2、3；与隔离室1相联的抽气管道4；截止阀5；抽气系统6；以及与隔离室1相联的供气管道7；节流阀8；截止阀9和气压检测器10所构成。通道2联接第一处理室与隔离室1，通道3联接隔离室1与第二处理室，所有狭缝通道其中心为一直线。
使用本实施例(一)的装置要以在二个处理室之间形成一低气压隔离室1，从而造成气体由第一、第二处理室向隔离室1的单向流动来达到使第一、第二处理室中气体彼此隔离的目有。为此，在设计通道时，应使狭缝的流导很小，使从通道2和3流至隔离室1的流量小于从管道4被抽走的流量，从而造成隔离室1的气压总是低于第一、第二处理室的状态。
本实施例装置的操作是这样进行的首先开启整个设备的抽气系统，将整个设备内的空气抽去；关闭截止阀5及抽气系统6，从供气管道7通入相等于或略高于处理室中工作气压的惰性气体，以隔断第一、第二处理室中的联通；然后，在第一、第二处理室中通入一定气压的工作气体，压力稍低于隔离室1中的惰性气体的气压；最后，打开截止阀5及抽气系统6，关闭截止阀9，待第一、第二处理室中惰性气体与工作气体的混合气体被抽尽后，即可开始各处理室的工作。
实施例(二)图2是本实施例(二)的一种二隔离室三通道构成的气体隔离装置。它是由隔离室11、12；狭缝通道13、14、15；与隔离室11、12各自相联的抽气管道16和17、截止阀18、抽气系统19、气压检测器安装接口24、25；与中间通道14相联的供气管道20、气压检测器23、节流阀21、截止阀22所构成。其中，通道13联接第一处理室与隔离室11；中间通道14联接隔离室11和隔离室12；通道15联接隔离室12和第二处理室。
使用本实施例(二)的装置可以在两个处理室之间造成两个低气压隔离室11和12，一个等于或略高于处理室气压的通道14，从而造成气体从第一处理室和中间通道14向隔离室11的单向流动，以达到使第一、第二处理室内的气体彼此隔离的目的。为此，必须将通道13、14、15的流导做得很小，而使从通道13、14流入隔离室1l的流量小于管道16从隔离室11中抽去的流量，同样，通道15、14流入隔离室12的流量小于管道17从隔离室12中抽去的流量。这样，就始终可以保持隔离室11和12的气压低于两处理室和通道14中的气压。
本实施例(二)的具体工作情况是这样的首先由第一、第二处理室及本装置中的抽气系统将整个设备抽真空，然后打开截止阀22、节流阀21，由管道20通入一定气压的惰性气体，其气压大小可等于或略高于第一、二处理室所需的工作气压，压力由气压检测器23测得；随后再在第一、第二处理室内分别通入所须的工作气体，由于从第一处理室和通道14中流入隔离室11的气体及时地通过管道15被抽走，造成隔离室11和气压低于第一处理室和通道14的气压，从而形成了从第一处理室的少量工作气体向隔离室11的单向流动，以及通道14内的惰性气体向隔离室11的单向流动。
实施例(三)图3所示为本实用新型的多室连续处理设备的气体隔离装置的实施例(三)。
装置的两端，分别为两个处理室(第一处理室和第二处理室)，其间有三个隔离室31、32、33(32为中间隔离室)，处理室和隔离室之间用狭缝通道34、35、36、37相联，狭缝通道的个数为隔离室数目加1，通道34的左端联通第一处理室，右端联通室31，通道35左端联通室31，右端联通室32，通道36的左端联通室32，右端联通室33，通道37左端联通室33右端联通第二处理室。在隔离室31和33上分别设有抽气导管38和39，通过截止阀40和40’分别与抽气系统41和41′相联。在室32上设有供气导管42，通过节流阀43和截止阀40″与惰性气源相联。在室31，33上设有气压检测器的安装接口45、47，在室32上设有气压检测器46，这样可以通过45、46、47分别测知各室气压情况。连续的丝状或带状工件可以通过四个通道34、35、36、37，三个隔离室31、32、33连续地通过第一处理室和第二处理室分别进行各种处理。
使用本实施例(三)，可以在第一、二处理室之间造成二个低气压(相对于二处理室和室32中的气压)32、33和一个等于(或略高于)处理室中气压的惰性气体室32，其使用方法是，当整个设备抽成真空之后，将截止阀40″打开，调节节流阀43，使惰性气体从导管42通入室32，使室32内的气压大致与最邻近处理室中的气压相等，抽气系统41及时地把从第一处理室以及从室32通过狭缝通道34、35流入到室31的气体通过管道38抽去。由于狭缝通道34、35的流导设计得很小，所以隔离室31内的气压可以始终处于低于相邻的第一处理室及隔离室32中的气压，从而造成了从第一处理室到室31以及从室32到室31的少量气体的单向流动。同样，在室33中的情况与室31中的情况相同。这样就达到了使相邻两个处理室的工作气体彼此隔离的目的。
权利要求1.一种多室连续处理设备的空间气体隔离装置，其特征在于它是一种单隔离室二通道气体隔离装置，两端分别为第一和第二处理室，其间有一个隔离室1，两个处理室与隔离室之间分别，由狭缝通道2、3相联通，通道2的左端与第一处理室相联，右端与隔离室1相联通，通道3的右端与第二处理室相联，左端与隔离室相联通，在隔离室1上装有抽气导管4，通过截止阀5与抽气系统6相联，隔离室1上另装有气压检测器10，供气管道7通过节流阀8、截止阀9与惰性气体源相联。
2.根据要利要求1的空间气体隔离装置，其特征在于隔离室气压低于相邻两处理室气压。
3.一种多室连续处理设备的空间气体隔离装置，其特征在于它是一种二隔离室三通道的气体隔离装置，中间通道可充惰性气体，此装置两端分别为第一和第二处理室，其间有两个隔离室11、12，分别由狭缝通道13、14、15顺序联通，中间通道为14，其左端联通隔离室11，右端联通隔离室12，狭缝通道13左端联通第一处理室，右端联通隔离室11，狭缝通道15左端联通隔离室12，右端联通第二处理室，在隔离室11、12上各设有抽气管道16、17，并通过截止阀18与抽气系统19相联，中间通道14上设有供气管道20，并通过节流阀21，截止阀22与惰性气体源相联，中间通道上还设有气压检测器23，在隔离室11、12上分别有气压检测器安装接口24、25。
4.根据权利要求3的气体隔离装置，其特征在于(1)两隔离室的气压低于处理室的气压和中间通道中的惰性气体气压。(2)中间通道中惰性气体气压等于或高于处理室中气压。
5.一种多室连续处理设备的空间气体隔离装置，其特征在于它是一种三隔离室四通道的气体隔离装置，中间隔离室可充惰性气体，在此装置两端相对位置上，分别为第一和第二处理室，其间有三个隔离室31、32、33，通过狭缝通道34、35、36、37与处理室顺序相联通，34左端、37右端分别与第一第二处理室相联通，34右端、35右端联通隔离室31；35右端，36左端联通中间隔离室32，36右端、37左端联通隔离室33，在隔离室31、33上分别装有抽气管道38、39，并与截止阀40、40′及抽气系统41、41′相联通，在中间隔离室32上装有惰性气体供气管道42，并通过节流阀43、截止阀40″与惰性气体源相联，在隔离室32上装有气压检测器46，在隔离室31、33上有安装气压检测器的接口45、47。
6.根据权利要求5的气体隔离装置，其特征在于(1)隔离室31、33的气压应低于相邻处理室和中间隔离室32中的气压。(2)中间隔离室中惰性气体气压应等于或高于处理室中的气压。
7.根据权利要求1、3、5的气体隔离装置，其特征在于(1)所述狭缝通道的个数为隔离室个数加1。(2)狭缝通道的中心在一直线上。
专利摘要本实用新型涉及一种用于多室连续处理设备的空间气体隔离装置。该装置包括至少一个低气压隔离室，数目等于所述隔离室数目加1的狭缝通道以及在所述隔离室上设置的抽气管道和惰性气体供气管道。抽气管道通过截止阀与抽真空系统相联。惰性气体供气管道通过节流阀、截止阀与惰性气源相联。本实用新型的气体隔离装置克服了处理室之间气体的相互掺杂以及难以保证工作气体在处理室中的均匀性等弊病，同时具有操作简便、工作可靠的优点。
文档编号C30B31/16GK2067711SQ8920689
公开日1990年12月19日 申请日期1989年5月6日 优先权日1989年5月6日
发明者徐洪福, 程如光 申请人:中科院上海硅酸盐研究所