CN112342529A - 一种具有连接头的喷射管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有连接头的喷射管，旨在解决连接头与喷射管本体的连接可靠性较差，寿命较短的不足。该发明包括喷射管本体和连接头，喷射管本体上设有进气孔，连接头包括装配管、转接头和包围块，装配管插装在转接头上，所述装配管插装在进气孔中且与进气孔适配，包围块与转接头抱合喷射管本体。该结构大大延长了使用周期，提供了一种稳定可靠的硅部件连接方式，排除了连接部位带入外部污染物的可能性。

Description

一种具有连接头的喷射管

技术领域

本发明涉及半导体硅材料制造技术领域，更具体地说，它涉及一种具有连接头的喷射管。

背景技术

随着中国半导体制造的高速发展，半导体设备及其消耗配件的需求与日俱增。硅片是现代超大规模集成电路的主要衬底材料，一般通过拉晶、切片、倒角、磨片、腐蚀、背封、抛光、清洗等工艺过程做成的集成电路级半导体硅片。硅片热处理是半导体器件或电路加工过程中一个重要的工序，热处理包含CVD、氧化、扩散、退火等众多工艺，占据了集成电路制程工艺的大部分。将半导体硅片放在载体上，再放入炉管内进行处理，而这时候就需要一种用于往机台内通气的的通气管，这种通气管在业内被称作喷射管。POLY工艺在半导薄膜工艺中是使用最广泛的工艺之一。喷射管作为将工艺气体导入工艺腔体的关键性零部件，有着非常重要的作用。

喷射管的进气口连接有连接导入气体的管件，由于喷射管是刚性的，管件也通常为刚性的，二者的连接可靠性较差，寿命较短，检修的周期较为频繁，为了避免这种不足，亟需一种可以提高二者连接强度，使用寿命较长的喷射管。

中国专利公告号CN106191990B，名称为一种炉管的进气装置，包括：进气口，设于炉管工艺腔的侧壁下端，其连通外部反应气体管路；进气管，设于工艺腔内，其一端连接进气口，另一端封闭，进气管自下而上环绕工艺腔内的晶舟设置；多个喷嘴，沿进气管长度方向并面向晶舟均匀设置；工艺时，通过由进气口向进气管中通入反应气体，并由各喷嘴向晶舟喷射，使晶舟中的每层硅片都均匀接触到反应气体，同时，保持晶舟处于静止不动状态，以在保证产品厚度均匀性的同时，避免因晶舟旋转而带来颗粒污染。它的喷射换气密性较差、使用寿命较短。

发明内容

本发明克服了连接头与喷射管本体的连接可靠性较差，寿命较短的不足，提供了一种具有连接头的喷射管，它能连接头和喷射管本体之间的连接强度，提高使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种具有连接头的喷射管，包括喷射管本体和连接头，喷射管本体上设有进气孔，连接头包括装配管、转接头和包围块，装配管插装在转接头上，所述装配管插装在进气孔中且与进气孔适配，包围块与转接头抱合喷射管本体。

喷射管本体的一端具有一个进气孔，另一端具有若干个出气孔，装配管插装并固定连接在转接块上，其端部略微凸出转接块。装配管凸出的端部插入到转接头的进气孔中，装配管与进气孔大小适配。将转接块沿装配管的轴线方向将装配管插入到进气孔中，直到转接块的端面贴合喷射管本体的管壁。喷射管本体在靠近进气孔一端装配一个硅质的堵头，该结构可以提高喷射管本体拆卸倾斜的便利性。转接头一前一后将喷射管本体包围包合固定。而装配管与进气孔轮廓接近的特点使得喷射管本体与连接定位准确。通过上述结构实现了装配管和喷射管本体之间的连接可靠，强度大，寿命长。

作为优选，所述包围块呈U字形，包围块和转接头围成有定位槽，喷射管本体轴向方向的投影形状与定位槽对应。包围块的外形轮廓与喷射管本体的轮廓接近，上述结构使得喷射管本体可以定位与包围块中。

作为优选，喷射管本体的横截面为矩形，定位槽形状与喷射管本体横截面形状对应。上述结构中的转接头上的装配管与喷射管本体贴合面为平面，可以提高气密性和连接可靠性。

作为优选，转接头的两端设有装配通孔，包围块对应装配通孔位置设有对应的内螺纹孔，转接头和包围块连接有连接螺栓，连接螺栓与装配通孔以及内螺纹孔紧配合。二者通过连接螺栓紧配合。连接螺栓通过可固定扭力的扭矩扳手固定，防止使用普通扳手过程中用力过度导致硅产品破裂，用力过小导致连接不到位的问题。

作为优选，转接头、包围块以及连接螺栓的材料为Inconel 600。所述材料具有很好的耐还原、氧化、氮化介质腐蚀的性能，在室温及高温时都具有很好的耐应力腐蚀开裂性能，具有很好的耐干燥氯气和氯化氢气体腐蚀的性能，在零下、室温及高温时都具有很好的机械性能。

作为优选，装配管与转接头一体成型。上述结构提高了连接头的强度，延长了使用寿命。

作为优选，装配管设置在转接头中心位置。由于连接螺栓设置在转接头对称的两端，将装配管设置在转接头中心位置具有更好的定位效果，可以减少来自装配管的振动。

作为优选，喷射管本体远离转接头的一端连接有密封管，密封管的横截面呈圆形。密封管在中心线投影方向为圆形，所述密封接头1外径尺寸与化学沉积炉体内部密封接口相配合。

作为优选，喷射管本体远离连接头一端沿长度方向设有若干出气孔，所述出气孔设置在喷射管本体侧壁上，出气孔外连接有通气套筒，通气套筒调整出气气流形态。通过出气孔直出的方式会导致产生的气流呈螺旋状，不利用反应，通过在出气孔上附上通气套筒来调节气流方向，通气套筒将气流导入到槽管中，沿着多个槽管排出，产生了平顺的气流，利于反应。

作为优选，通气套筒包括套筒本体、位于套筒内的蜂巢状底板和由中心向四周逐级等差穿插在蜂巢状底板上的槽管，槽管在内外气压的作用下滑动连接在套筒本体上，槽管远离进气孔一端设有次级出气孔，次级出气管的轴线方向与槽管的轴线方向所夹角度随槽管到套筒本体的距离增大而增大，外侧的槽管的次级出气孔贴合相邻槽管。当气流较小时，气流均匀漫布在空间中，不利于反应，上述结构实现了当气流较小时，优先供给硅舟中的对应层，满足其反应需要，当气流足够大时足以供给相近层时，内部气压较外部气压更大，推动相邻的槽管伸出，槽孔不再与相邻槽管干涉，可以出气，由此实现对相邻层的精准定向喷气。次级出气孔的方向沿径向方向。

作为优选，所述槽管与蜂巢状底板之间连接有弹性件。当内外气压差产生的力较弹力更大时，槽管伸出。

作为优选，所述槽管的横截面呈正六边形。正六边形的槽管更利于同理套筒密封，实现分气功能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）大大延长了使用周期；（2）提供了一种稳定可靠的硅部件连接方式，排除了连接部位带入外部污染物的可能性；（3）降低了制造成本。

附图说明

图1是本发明的示意图；

图2是本发明的喷射管主体的示意图；

图3是本发明的连接头的示意图；

图4是本发明的连接头的爆炸图；

图5是本发明的转接头的剖面图；

图6是本发明的通气套管的剖面图；

图7是本发明的通气套管的正视图；

图8是实施例3中的喷射管本体的立体图；

图中：喷射管本体1、进气孔2、连接头3、装配管4、转接头5、装配通孔6、包围块7、内螺纹孔8、连接螺栓9、密封管10、出气孔11、通气套筒12、蜂巢状底板13、槽管14、次级出气孔15。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

一种具有连接头3的喷射管，如图1至5所示，所示，包括喷射管本体1和连接头3，喷射管本体1上设有进气孔2。

连接头3包括装配管4、转接头5和包围块7，装配管4与转接头5一体成型。上述结构提高了连接头3的强度，延长了使用寿命。所述包围块7呈U字形，包围块7和转接头5围成有定位槽，喷射管本体1轴向方向的投影形状与定位槽对应。包围块7的外形轮廓与喷射管本体1的轮廓接近，上述结构使得喷射管本体1可以定位与包围块7中。装配管4插装在转接头5上，所述装配管4插装在进气孔2中且与进气孔2适配，包围块7与转接头5抱合喷射管本体1。喷射管本体1的横截面为矩形，定位槽形状与喷射管本体1横截面形状对应。上述结构中的转接头5上的装配管4与喷射管本体1贴合面为平面，可以提高气密性和连接可靠性。

喷射管本体1的一端具有一个进气孔2，另一端具有若干个出气孔11，装配管4插装并固定连接在转接块上，其端部略微凸出转接块。装配管4凸出的端部插入到转接头5的进气孔2中，装配管4与进气孔2大小适配。将转接块沿装配管4的轴线方向将装配管4插入到进气孔2中，直到转接块的端面贴合喷射管本体1的管壁。喷射管本体1在靠近进气孔2一端装配一个硅质的堵头，该结构可以提高喷射管本体1拆卸倾斜的便利性。堵头转接头5一前一后将喷射管本体1包围包合固定。而装配管4与进气孔2轮廓接近的特点使得喷射管本体1与连接定位准确。通过上述结构实现了装配管4和喷射管本体1之间的连接可靠，强度大，寿命长。

如图4所示，转接头5的两端设有装配通孔6，包围块7对应装配通孔6位置设有对应的内螺纹孔8，转接头5和包围块7连接有连接螺栓9，连接螺栓9与装配通孔6以及内螺纹孔8紧配合。二者通过连接螺栓9紧配合。连接螺栓9通过可固定扭力的扭矩扳手固定，防止使用普通扳手过程中用力过度导致硅产品破裂，用力过小导致连接不到位的问题。装配管4设置在转接头5中心位置。由于连接螺栓9设置在转接头5对称的两端，将装配管4设置在转接头5中心位置具有更好的定位效果，可以减少来自装配管4的振动。

转接头5、包围块7以及连接螺栓9的材料为Inconel 600。所述材料具有很好的耐还原、氧化、氮化介质腐蚀的性能，在室温及高温时都具有很好的耐应力腐蚀开裂性能，具有很好的耐干燥氯气和氯化氢气体腐蚀的性能，在零下、室温及高温时都具有很好的机械性能。

实施例2:

如图6、7所示，本实施例在实施例1的基础上还具有通气套筒12，通气套筒12安装在喷射管本体1的出气孔11上：

喷射管本体1远离连接头3一端沿长度方向设有若干出气孔11，所述出气孔11设置在喷射管本体1侧壁上，出气孔11外连接有通气套筒12，通气套筒12调整出气气流形态。

通气套筒12包括套筒本体、位于套筒内的蜂巢状底板13和由中心向四周逐级等差穿插在蜂巢状底板13上的槽管14，槽管14在内外气压的作用下滑动连接在套筒本体上，槽管14远离进气孔2一端设有次级出气孔15，次级出气管的轴线方向与槽管14的轴线方向所夹角度随槽管14到套筒本体的距离增大而增大，外侧的槽管14的次级出气孔15贴合相邻槽管14。所述槽管14与蜂巢状底板13之间连接有弹性件。所述槽管14的横截面呈正六边形。

通气套筒12通过抱箍或其他方式可拆卸连接在喷射管本体1的出气孔11上。通气套筒12中滑动连接若干槽管14，槽管14贴合排列自套筒轴心向外排列，槽管14远离出气孔11的一端对齐，槽管14的长度由中心向外周逐级变长，由此在靠近出气孔11的一端形成了近似球冠状的形状。槽管14与蜂巢状底板13之间连接有弹性件。为了减小槽管14与槽管14之间的间隙，设置槽管14的横截面呈正六边形。各个槽管14远离出气孔11的一端具有次级出气孔15，芯部的次级出气孔15与槽管14同轴，由中心向外周的槽管14的次级通气孔与槽管14的轴向方向所夹角度逐渐变大。

当出气孔11的气流较小时，芯部的槽管14中的次级出气孔15足以满足需要，气流会沿着中心吹出；外侧的槽管14由于次级出气孔15为相邻槽管14堵住，无法实现出气功能。这个方向的喷气可以满足对应层的反应需要。当出气孔11的气流增大，芯部的次级出气孔15排出气流量较出气孔11的气流更小，内外气压不一致，对槽管14施加压力，当压力较弹力更大时，外侧的槽管14也被推出。由于槽管14末端围成球状的结构，更靠近轴心的槽管14受到的力更大，伸出量更多。随着气流量的增大，由中心到外周的槽管14逐级伸出且伸出量不同，次级出气孔15不再被干涉，均可以出气。

由于次级出气孔15方向的设置，各个出气方向不同，可以兼顾到硅舟上不同层的反应。上述结构可以对气流按照出气流速进行定向，出气小时保证单一层气流量足够，出气大时会兼顾到多层，上述结构提高反应效率，节省反应气体。

实施例3：

实施例3相比实施例1的区别在于：

如图8所示，喷射管本体1远离转接头5的一端连接有密封管10，密封管10的横截面呈圆形。密封管10在中心线投影方向为圆形，所述密封接头外径尺寸与化学沉积炉体内部密封接口相配合。

以上所述的实施例只是本发明的较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种具有连接头的喷射管，其特征在于，包括喷射管本体和连接头，喷射管本体上设有进气孔，连接头包括装配管、转接头和包围块，装配管插装在转接头上，所述装配管插装在进气孔中且与进气孔适配，包围块与转接头抱合喷射管本体。

2.根据权利要求1所述的一种具有连接头的喷射管，其特征在于，所述包围块呈U字形，包围块和转接头围成有定位槽，喷射管本体轴向方向的投影形状与定位槽对应。

3.根据权利要求2所述的一种具有连接头的喷射管，其特征在于，喷射管本体的横截面呈矩形，定位槽形状与喷射管本体横截面形状对应。

4.根据权利要求1所述的一种具有连接头的喷射管，其特征在于，转接头的两端设有装配通孔，包围块对应装配通孔位置设有对应的内螺纹孔，转接头和包围块连接有连接螺栓，连接螺栓与装配通孔以及内螺纹孔紧配合。

5.根据权利要求4所述的一种具有连接头的喷射管，其特征在于，装配管与转接头一体成型。

6.根据权利要求2所述的一种具有连接头的喷射管，其特征在于，喷射管本体远离转接头的一端连接有密封管，密封管的横截面呈圆形。

7.根据权利要求1所述的一种具有连接头的喷射管，其特征在于，喷射管本体远离连接头一端沿长度方向设有若干出气孔，所述出气孔设置在喷射管本体侧壁上，出气孔外连接有通气套筒，通气套筒调整出气气流形态。

8.根据权利要求7所述的一种具有连接头的喷射管，其特征在于，通气套筒包括套筒本体、位于套筒内的蜂巢状底板和由中心向四周逐级等差穿插在蜂巢状底板上的槽管，槽管在内外气压的作用下滑动连接在套筒本体上，芯部位置的槽管远离进气孔一端设有次级出气孔，外侧的槽管在套筒的径向方向上设有沿径向方向的次级出气孔，外侧的槽管的次级出气孔贴合相邻槽管。

9.根据权利要求8所述的一种具有连接头的喷射管，其特征在于，所述槽管与蜂巢状底板之间连接有弹性件。

10.根据权利要求8或9所述的一种具有连接头的喷射管，其特征在于，所述槽管的横截面呈正六边形。

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