[发明专利]电极组件及高温真空炉

说明书

本申请实施例提供了一种电极组件及高温真空炉。电极组件设置于高温真空炉上，用于连接供电电缆及炉体内的加热器，包括：电极、冷却机构、密封机构及电极杆；电极位于炉体的外部，电极的上部与供电电缆连接，电极的底端与电极杆连接，电极杆穿过炉体的炉壁伸入炉体且与加热器连接；电极内具有轴向延伸设置的冷却腔，且冷却腔的开口位于电极的顶端；冷却机构设置于电极的顶端处且与电极连接，用于向冷却腔内通入冷却介质；密封机构用于密封电极与电极杆的连接处。本申请提供的电极组件不仅结构简单、紧凑，而且冷却机构与电极之间采用中通冷却方式，使得电极传热热阻较小，能更加快速的将电极的热量带走，从而提高了冷却效率。

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，具体而言，本申请涉及一种电极组件及高温真空炉。

背景技术

目前，高温真空炉的炉体内为真空密封环境，一般炉体内的工作温度在1500℃以上，目前作为发热体的材料有石墨和难熔金属。石墨随着温度的升高机械强度逐渐增大，石墨有良好的导热性、热膨胀系数小、热稳定性好、表面负荷高及材料成本较低等优点。因此石墨作为经济耐用的材料，较适合做高温加热器。高温真空炉的炉体通常为钟罩型，小功率的石墨加热器通常采用单相圆筒或圆片笼状结构，大功率的石墨加热器通常采用三相圆筒笼状结构。

现有技术中通常采用紫铜用作电极，由于高温真空炉需要同保证密封及高温的环境，因此需要对电极进行冷却，通常采用的方为在电极外加水冷装置，电极与水冷装置之间需要设置绝缘材料，不仅结构复杂而且冷却效率较低。

发明内容

本申请提出一种电极组件及高温真空炉，以解决现有技术存的结构复杂且冷却效果不佳的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种电极组件，设置于高温真空炉上，用于连接供电电缆及炉体内的加热器，包括：电极、冷却机构、密封机构及电极杆；所述电极位于所述炉体的外部，所述电极的上部与所述供电电缆连接，所述电极的底端与所述电极杆连接，所述电极杆穿过所述炉体的炉壁伸入所述炉体且与所述加热器连接；所述电极内具有轴向延伸设置的冷却腔，且所述冷却腔的开口位于所述电极的顶端；所述冷却机构设置于所述电极的顶端处且与所述电极连接，用于向所述冷却腔内通入冷却介质；所述密封机构用于密封所述电极与所述电极杆的连接处。

于本申请的一实施例中，所述冷却机构包括进液接头、出液接头及转接接头，所述进液接头、所述出液接头、所述电极均连接至所述转接接头，所述进液接头用于将冷却介质通过所述转接接头导入所述冷却腔内，所述出液接头用于将冷却介质通过所述转接接头导出所述冷却腔内。

于本申请的一实施例中，所述冷却机构还包括进液管，所述进液管通过所述进液接头、所述转接接头伸入所冷却腔的底部，并且所述进液管外径小于所述冷却腔的内径。

于本申请的一实施例中，所述电极外周上靠近所述底端处设置有凸环；所述密封机构包括电极压板、法兰、密封环以及紧固件，所述电极压板通过所述紧固件与所述法兰的顶端连接，所述凸环夹设与所述电极压板与所述法兰之间，所述密封环夹设与所述凸环与所述法兰之间，所述法兰与所述炉体密封连接。

于本申请的一实施例中，所述密封机构还包括：绝缘件、密封绝缘环，所述绝缘件套设于所述电极及所述凸环上，且位于所述凸环及所述电极压板之间；所述密封绝缘环套设于所述电极上，且位于所述电极的外壁与所述法兰的内壁之间。

于本申请的一实施例中，所述电极与所述电极杆通过螺纹连接，所述电极的底端设置有内螺纹孔，所述内螺纹孔的侧壁上开设有至少一个通孔；所述电极与所述电极杆之间还设置有垫片。

于本申请的一实施例中，所述电极杆位于所述炉壁内且靠近所述炉体外部的部分上套设有绝缘套，所述电极杆位于所述炉体的炉壁内且靠近所述炉体内部的部分上套设有高温绝缘套；所述电极杆的底端设置有夹持槽和夹持紧固件，所述加热器通过所述夹持紧固件夹持在所述夹持槽中；所述电极杆中沿所述夹持槽还开设有狭缝。