CN112648490A - 反应管固定模组与反应炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反应管固定模组与反应炉，反应管固定模组包括反应管、套接件与至少两个柔性支撑件：套接件用于与外部构件连接，套接件套接在反应管的外侧，且与反应管之间具有间隙；柔性支撑件套接在反应管的外侧，位于间隙内且分别与反应管以及套接件接触，各柔性支撑件沿反应管的轴向分布。本发明实施例的反应管固定模组中，套接件通过至少两个沿反应管的轴向分布的柔性支撑件支撑反应管，可以避免反应管与硬质的套接件直接接触而发生破裂，至少两个柔性支撑件能够提供多个支撑位置，从而均衡反应管的受力，减少反应管支撑位置的压强，实现反应管的稳定放置。

Description

反应管固定模组与反应炉

技术领域

本发明涉及晶圆制造领域，尤其是涉及反应管固定模组与反应炉。

背景技术

随着国内半导体行业的迅速发展，半导体相关设备需求也越来越大，晶圆的处理通过在反应管中的进行，在某些场合需要对反应管的一端进行固定，另一端保持悬空，相关技术中通常采用法兰盘实现端部固定，由于反应管的固定端需要承受较大的作用力，且反应管由易碎的材质(例如石英)制成，因此与法兰盘接触后容易碎裂。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种反应管固定模组，能够避免反应管碎裂。

本发明还公开了应用上述反应管固定模组的反应炉。

根据本发明第一实施例的反应管固定模组，包括：

反应管；

套接件，用于与外部构件连接，所述套接件套接在所述反应管的外侧，且与所述反应管之间具有间隙；

至少两个柔性支撑件，所述柔性支撑件套接在所述反应管的外侧，位于所述间隙内且分别与所述反应管以及所述套接件接触，各所述柔性支撑件沿所述反应管的轴向分布。

根据本发明实施例的反应管固定模组，至少具有如下有益效果：

套接件通过至少两个沿反应管的轴向分布的柔性支撑件支撑反应管，可以避免反应管与硬质的套接件直接接触而发生破裂，至少两个柔性支撑件能够提供多个支撑位置，从而均衡反应管的受力，减少反应管支撑位置的压强，实现反应管的稳定放置。

根据本发明的一些实施例，所述套接件具有第一环形槽，所述第一环形槽内具有所述柔性支撑件；

所述反应管固定模组还包括第一连接件，所述第一连接件套接在所述反应管的外侧，且与所述套接件连接，以将所述柔性支撑件限制在对应的所述第一环形槽内。

根据本发明的一些实施例，所述第一连接件能够挤压对应的所述柔性支撑件，以使所述柔性支撑件沿所述反应管的径向伸展。

根据本发明的一些实施例，所述第一连接件具有伸入所述第一环形槽内的挤压部，沿所述挤压部的伸入方向，所述第一环形槽的槽壁与所述反应管之间的距离逐渐缩小。

根据本发明的一些实施例，所述反应管固定模组还包括柔性填充件，所述柔性填充件填充于所述间隙内，且与所述反应管接触。

根据本发明的一些实施例，所述柔性填充件为导热硅胶。

根据本发明的一些实施例，所述反应管固定模组还包括高度调节件，所述高度调节件与所述套接件连接，支撑于所述反应管的下方，能够沿竖直方向运动。

根据本发明的一些实施例，所述高度调节件包括安装部与调节部，所述安装部与所述套接件连接，所述调节部与所述安装部连接，具有与所述反应管接触的内凹弧面，所述调节部的硬度小于所述安装部的硬度。

根据本发明的一些实施例，所述套接件具有第一散热腔，以及与所述第一散热腔连通的第一入口与第一出口，所述第一入口用于通入散热介质，以对各所述柔性支撑件进行散热。

根据本发明的一些实施例，所述套接件包括套接在所述反应管上的套接部，以及与所述套接部连接的突出部，所述突出部沿所述反应管的轴向超出所述反应管的开口端，所述突出部的端面具有第二环形槽，所述反应管固定模组还包括第一密封圈，所述第一密封圈位于所述第二环形槽内。

根据本发明的一些实施例，所述突出部具有第二散热腔，以及与所述第二散热腔连通的第二入口与第二出口，所述第二入口用于通入散热介质，以对所述第一密封圈进行散热。

根据本发明的一些实施例，朝向所述反应管的开口端的所述柔性支撑件为第二密封圈。

根据本发明的一些实施例，所述反应管固定模组还包括定位件，所述定位件与所述套接件连接，与所述反应管的开口端接触以进行轴向定位，所述定位件的硬度小于所述套接件的硬度。

根据本发明第二实施例的反应炉，包括：

基座；

所述的反应管固定模组，所述反应管固定模组通过所述套接件与所述基座连接；

炉体，与所述基座连接，所述反应管位于所述炉体内。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明实施例的反应管固定模组的立体示意图；

图2为图1中反应管固定模组的剖视图；

图3为图2中A区域的放大示意图；

图4为图1中反应管固定模组另一个方向的立体示意图，隐藏套接件；

图5为图1中反应管固定模组的套接件的立体示意图；

图6为图5中套接件的剖视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图1、图2，本发明实施例的反应管固定模组包括反应管100、套接件200与至少两个柔性支撑件300，反应管100具有用于放置晶圆的反应腔，套接件200用于实现反应管固定模组与外部构件的连接，且用于支撑反应管100。柔性支撑件300位于反应管100与套接件200之间，使得套接件200既能够为反应管100提供支撑，又不与反应管100直接接触，避免反应管100与金属部件硬接触而发生碎裂的问题。

反应管100可以是公知结构，例如图中所示的圆管，其一端(例如图示的前端)为开口端110，具有供晶圆进出反应腔的开口120，另一端封闭。在本发明的改进中，开口端110被套接件200支撑以作为固定端，反应管100的另一端(例如图示的后端)悬空以作为悬空端，从而形成悬臂固定结构。需要说明的是，本发明所称的“开口端”、“固定端”、“悬空端”均用于说明大致的位置关系，不能理解为是对具体范围的限制。

套接件200可以是适应于反应管100的截面形状的套筒结构，其套接在反应管100的外侧，且与反应管100之间具有间隙101，使得套接件200与反应管100不直接接触。以图中所示为例，套接件200套接在开口端110的外侧。套接件200可以是金属构件，例如金属法兰，从而具有足够的强度与外部构件进行连接。

柔性支撑件300可以是适应于反应管100的截面形状的套筒结构，其套接在反应管100 的外侧，位于套接件200与反应管100之间的间隙101内，且分别与反应管100以及套接件 200接触，如此，套接件200通过柔性支撑件300对反应管100进行支撑，由于柔性支撑件300的硬度较小，在受力时会发生一定程度的变形，从而能够避免反应管100破碎。本实施例的反应管固定模组包括有至少两个柔性支撑件300，各柔性支撑件300沿反应管100的轴向分布以提供多个支撑位置，实现套接件200对反应管100的稳定支撑。柔性支撑件300可以采用公知的柔性材料制成，例如橡胶、硅胶等。

在上述的反应管固定模组中，套接件200通过至少两个沿反应管100的轴向分布的柔性支撑件300支撑反应管100，可以避免反应管100与硬质的套接件200直接接触而发生破裂，至少两个柔性支撑件300能够提供多个支撑位置，能够均衡反应管100的受力，减少反应管 100支撑位置的压强，实现反应管100的稳定放置。

参照图3，套接件200具有第一环形槽210，第一环形槽210至少具有朝向反应管100设置的第一开口，柔性支撑件300位于第一环形槽210内，能够通过上述的第一开口与反应管100接触。以图中所示为例，反应管固定模组包括两个柔性支撑件300，相应的，套接件200具有两个第一环形槽210，两个第一环形槽210分别位于套接件200上包覆反应管100 的套接部290的两端，且各第一环形槽210在套接部290的对应端面上形成有第二开口。

反应管固定模组还包括第一连接件400，第一连接件400可以是适应于反应管100的截面形状的套筒结构，例如套环，其套接在反应管100的外侧，且与套接件200连接，以将柔性支撑件300限制在对应的第一环形槽210内，避柔性支撑件300脱出。具体的，套接部290的端面具有第一螺纹孔291，第一连接件400具有轴向的第一通孔410，螺纹紧固件穿过第一通孔410后旋入第一螺纹孔291内即可实现第一连接件400与套接件200的固定连接。

参照图3，第一连接件400能够挤压对应的柔性支撑件300，以使柔性支撑件300沿反应管100的径向伸展，实现柔性支撑件300与套接件200以及反应管100的紧密接触。具体的，第一连接件400具有伸入第一环形槽210内的挤压部420，沿挤压部420的伸入方向，第一环形槽210的槽壁与反应管100之间的距离逐渐缩小。以图3中所示的位于套接部290 前端的第一环形槽210与第一连接件400为例，沿从前至后的方向，第一环形槽210的槽壁与反应管100之间的距离逐渐缩小，当挤压部420伸入后将推动柔性支撑件300与倾斜槽壁接触，从而对柔性支撑件300进行限位。

需要说明的是，第一连接件400也可以不设置能够伸入第一环形槽210内的挤压部420，柔性支撑件300的轴向尺寸大于第一环形槽210的轴向尺寸，使得部分柔性支撑件300位于第一环形槽210之外，如此，当第一连接件400与套接件200连接时也可以对柔性支撑件300 进行挤压。

作为上述反应管固定模组的改进，反应管固定模组还包括为未示出的柔性填充件，柔性填充件填充于间隙101内，以图中所示为例，填充于两个柔性支撑件300之间，且与反应管 100接触。柔性填充件与反应管100之间的接触面积可以大于柔性支撑件300与反应管100 的接触面积，以起到支撑与缓冲的作用，进一步避免反应管100破裂。在一些实施例中，柔性填充件可以是散热硅胶，其分别与反应管100以及套接件200接触，套接件200可以采用导热性好的材料制成，反应管100的热量可以通过柔性填充件传递至套接件200，套接件200 再通过主动或者被动的方式进行散热，从而可以实现反应管100的快速降温。

参照图4，作为上述反应管固定模组的改进，反应管固定模组还包括高度调节件600，高度调节件600与套接件200连接，支撑于反应管100的下方，能够沿竖直方向运动以对反应管100进行微调，保证反应管100的水平放置。具体的，高度调节件600包括安装部610与调节部620，安装部610通过未示出的螺纹紧固件等结构与套接件200连接，调节部620 连接于安装部610的顶部，具有与反应管100接触的内凹弧面621。调节时，旋动螺纹紧固件即可带动安装部610与调节部620上下运动。调节部620的硬度小于安装部610的硬度，例如，安装部610可以是金属构件，以保证安装强度，调节部620可以由聚四氟等材料制成，或者橡胶、硅胶等材料制成，避免硬质的金属构件直接与反应管100接触。

需要说明的是，套接件200上对应调节部620的位置设有未示出的避让孔，调节部620 能够穿过避让孔以接触反应管100。

参照图2、图5、图6，作为上述反应管固定模组的改进，套接件200具有第一散热腔220，以及与第一散热腔220连通的第一入口230与第一出口240，散热介质(例如冷却水) 能够通过第一入口230流入第一散热腔220，然后从第一出口240流出，以对套接件200进行散热，进而对与套接件200接触的柔性支撑件300进行冷却，避免柔性支撑件300因高温而快速老化，此外，结合上述的导热硅胶，对套接件200进行降温也可以实现反应管100的散热。为了提升冷却效果，柔性支撑件300可以临近第一散热腔220设置，以图中所示为例，第一散热腔220沿轴向位于两个柔性支撑件300之间，能够实现套接件200的主体部分(例如套接部290)的散热。

参照图2、图5、图6，套接件200的一端沿反应管100的轴向超出反应管100的开口端110，也即，套接件200包括包覆在反应管100上的套接部290，以及与套接部290连接且突出于反应管100的突出部2100，突出部2100的端面具有第二环形槽250，反应管固定模组还包括第一密封圈，第一密封圈位于第二环形槽250内，可以与外部的封盖配合实现突出部2100的内腔与外界的隔离。此外，参照图3，朝向反应管100的开口端110的柔性支撑件300为第二密封圈，能够实现套接件200与反应管100之间的密封连接，结合上述封盖与突出部2100的密封连接，可以使反应管100的内腔处于封闭状态，便于形成真空环境。

需要说明的是，当不需要依靠套接件200实现密封时，套接件200可以不设置突出部 2100。

参照图5、图6，套接件200具有第二散热腔260，以及与第二散热腔260连通的第二入口270与第二出口280，散热介质(例如冷却水)能够通过第二入口270用于通入散热介质流入第二散热腔260，然后从第二出口280流出，以对套接件200进行散热，进而对与套接件200接触的第一密封圈进行冷却，避免第一密封圈因高温而快速老化。第二散热腔260靠近突出部2100设置以保证对第一密封圈的冷却效果。

参照图2、图3，反应管固定模组还包括定位件500与第二连接件700，定位件500通过第二连接件700与套接件200连接，并与反应管100的开口端110接触以进行定位，防止反应管100抽真空后因内外压差导致的轴向位移。定位件500的硬度小于套接件200的硬度,例如，套接件200可以是金属构件，以保证安装强度，定位件500可以由聚四氟等材料制成，或者橡胶、硅胶等材料制成，避免硬质的金属构件直接与反应管100接触。

第二连接件700可以是适应于反应管100的截面形状的套筒结构，例如套环，其朝向开口端110的端面具有第三环形槽710，定位件500朝向第二连接件700的端面伸出有卡接部 510，卡接部510卡接在第三环形槽710内以实现定位件500与第二连接件700的连接。套接部290的端面具有未示出的第二螺纹孔，第二螺纹孔与第一螺纹孔291沿套接部290周向分布。第二连接件700还具有第二通孔720，第二通孔720与第一通孔410错开，使得第二连接件700能够同样通过螺纹紧固件连接于套接部290的端面。

本发明还公开了一种反应炉，包括基座、上述反应管固定模组与炉体，反应管固定模组通过套接件200与基座固定连接，反应管100位于炉体内，可以通过加热装置进行加热。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (14)

1.反应管固定模组，其特征在于，包括：

反应管；

套接件，用于与外部构件连接，所述套接件套接在所述反应管的外侧，且与所述反应管之间具有间隙；

至少两个柔性支撑件，所述柔性支撑件套接在所述反应管的外侧，位于所述间隙内且分别与所述反应管以及所述套接件接触，各所述柔性支撑件沿所述反应管的轴向分布。

2.根据权利要求1所述的反应管固定模组，其特征在于，所述套接件具有第一环形槽，所述第一环形槽内具有所述柔性支撑件；

所述反应管固定模组还包括第一连接件，所述第一连接件套接在所述反应管的外侧，且与所述套接件连接，以将所述柔性支撑件限制在对应的所述第一环形槽内。

3.根据权利要求2所述的反应管固定模组，其特征在于，所述第一连接件能够挤压对应的所述柔性支撑件，以使所述柔性支撑件沿所述反应管的径向伸展。

4.根据权利要求3所述的反应管固定模组，其特征在于，所述第一连接件具有伸入所述第一环形槽内的挤压部，沿所述挤压部的伸入方向，所述第一环形槽的槽壁与所述反应管之间的距离逐渐缩小。

5.根据权利要求1所述的反应管固定模组，其特征在于，所述反应管固定模组还包括柔性填充件，所述柔性填充件填充于所述间隙内，且与所述反应管接触。

6.根据权利要求5所述的反应管固定模组，其特征在于，所述柔性填充件为导热硅胶。

7.根据权利要求1所述的反应管固定模组，其特征在于，所述反应管固定模组还包括高度调节件，所述高度调节件与所述套接件连接，支撑于所述反应管的下方，能够沿竖直方向运动。

8.根据权利要求7所述的反应管固定模组，其特征在于，所述高度调节件包括安装部与调节部，所述安装部与所述套接件连接，所述调节部与所述安装部连接，具有与所述反应管接触的内凹弧面，所述调节部的硬度小于所述安装部的硬度。

9.根据权利要求1所述的反应管固定模组，其特征在于，所述套接件具有第一散热腔，以及与所述第一散热腔连通的第一入口与第一出口，所述第一入口用于通入散热介质，以对各所述柔性支撑件进行散热。

10.根据权利要求1所述的反应管固定模组，其特征在于，所述套接件包括套接在所述反应管上的套接部，以及与所述套接部连接的突出部，所述突出部沿所述反应管的轴向超出所述反应管的开口端，所述突出部的端面具有第二环形槽，所述反应管固定模组还包括第一密封圈，所述第一密封圈位于所述第二环形槽内。

11.根据权利要求10所述的反应管固定模组，其特征在于，所述突出部具有第二散热腔，以及与所述第二散热腔连通的第二入口与第二出口，所述第二入口用于通入散热介质，以对所述第一密封圈进行散热。

12.根据权利要求10所述的反应管固定模组，其特征在于，朝向所述反应管的开口端的所述柔性支撑件为第二密封圈。

13.根据权利要求1所述的反应管固定模组，其特征在于，所述反应管固定模组还包括定位件，所述定位件与所述套接件连接，与所述反应管的开口端接触以进行轴向定位，所述定位件的硬度小于所述套接件的硬度。

14.反应炉，其特征在于，包括：

基座；

权利要求1至13中任一项所述的反应管固定模组，所述反应管固定模组通过所述套接件与所述基座连接；

炉体，与所述基座连接，所述反应管位于所述炉体内。

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