CN114321546A - 一种上部穿腔、一种下部穿腔及一种穿腔设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种上部穿腔、一种下部穿腔及一种穿腔设备，其中所述上部穿腔具有沿着所述上部穿腔的顶端面向下凹陷形成的上部凹腔，上部管路贯穿上部凹腔并伸入上部穿腔的内腔，上部管路位于上部凹腔内的部分与上部凹腔的侧壁之间具有间隙。本发明通过改变上部穿腔和下部穿腔的结构，从而来削弱上部管路与上盖板之间以及下部管路与固定件之间的热传递，同时增大了加热源，如此便防止了气体冷凝，防止了晶圆报废，从而避免了更换气体管路，节省了人力、财力，同时提高了机组设备的作业效率。

Description

一种上部穿腔、一种下部穿腔及一种穿腔设备

技术领域

本发明涉及气体管路领域，更具体地说，涉及一种上部穿腔、一种下部穿腔及一种穿腔设备。

背景技术

输送气体的气体管路中包括穿腔设备，穿腔设备主要包括上部穿腔和下部穿腔。上部管路从上部穿腔的上方穿设入上部穿腔内，下部管路从下部穿腔的下方穿设入下部穿腔内。在正常作业时，上部穿腔和下部穿腔闭合接触，以使上部管路和下部管路接通。在需要检修时，驱动上部穿腔与下部穿腔分离。

在输送气体时，气体管道内的温度需要维持在预设的温度值，以防止工艺气体冷凝残留在管壁上，后与其它反应气体反应形成颗粒。如果存留在管壁冷凝的气体与其它气体反应生成颗粒，那么随着颗粒的增加，颗粒会爆出超出标准，从而导致晶圆报废。在实际的作业中晶圆报废时有发生，在发现晶圆报废后，技术人员需要将所有的气体管路进行更换，如此，会耗费大量的人力和财力，同时会影响机组设备的作业效率。

因此，如何规避气体冷凝，从而防止晶圆报废，避免更换气体管路，是本领域技术人员亟待解决的关键性问题。

发明内容

本发明的目的是规避气体冷凝，从而防止晶圆报废，避免更换气体管路。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种上部穿腔，其特征在于，所述上部穿腔具有沿着所述上部穿腔的顶端面向下凹陷形成的上部凹腔，上部管路贯穿所述上部凹腔并伸入所述上部穿腔的内腔中，所述上部管路位于所述上部凹腔内的部分与所述上部凹腔的侧壁之间具有间隙。

优选地，所述上部管路外套设有上部加热套，所述上部加热套沿着所述上部管路的轴向延伸并伸入所述上部凹腔内部，所述上部加热套位于所述上部凹腔内的部分与所述上部凹腔的侧壁之间具有间隙。

优选地，所述上部穿腔上设置有用于与第一外部连接件连接的法兰，所述法兰盘在径向上凸出于所述上部穿腔。

优选地，在所述法兰盘的边缘部与所述第一外部连接件之间设置有隔块，所述隔块为围绕所述上部穿腔的轴线布置的多个，相邻的两个所述隔块之间具有间隙。

优选地，所述法兰盘通过锁紧螺栓与所述第一外部连接件锁紧，所述隔块上设置有供所述锁紧螺栓贯穿的螺栓通孔。

优选地，所述第一外部连接件为上盖板。

本发明还提供了一种下部穿腔，其特征在于，所述下部穿腔具有从所述下部穿腔的底端面向上凹陷形成的下部凹腔，下部管路贯穿所述下部凹腔并伸入所述下部穿腔的内腔，所述下部管路位于所述下部凹腔内的部分与所述下部凹腔的侧壁之间具有间隙。

优选地，所述下部管路外套设有下部加热套，所述下部加热套沿着所述下部管路的轴向延伸并伸入所述下部凹腔的内部，所述下部加热套位于所述下部凹腔内的部分与所述下部凹腔的侧壁之间具有间隙。

优选地，在所述下部凹腔的作用下，所述下部穿腔的底端面为环形端面，第二外部连接件与所述环形端面接触。

优选地，所述第二外部连接件为固定腔体。

本发明还提供了一种穿腔设备，包括上部穿腔和下部穿腔，所述上部穿腔为上述任意一项所述的上部穿腔，所述下部穿腔为上述任意一项所述的下部穿腔。

从上述技术方案可以看出：本发明通过以下几个方面来防止气体冷凝：第一，增大上部管路与上盖板之间的热传递路径，从而增大上部管路与上盖板之间的热阻，从而削弱热传递；第二，增大上部加热套的长度，以加大供热源；第三，减小上盖板与上部穿腔之间的接触面积，以进一步削弱热传递；第四，增大下部管路与固定腔体之间的热传递路径，从而增大下部管路与固定腔体之间的热阻，从而削弱热传递；第五，增大下部加热套的长度，以加大供热源；第六，减小了固定腔体与下部穿腔之间的接触面积，以进一步削弱热传递。

本发明通过改变上部穿腔和下部穿腔的结构，从而来削弱上部管路与上盖板之间以及下部管路与固定腔体之间的热传递，同时增大了加热源，如此便防止了气体冷凝，防止了晶圆报废，从而避免了更换气体管路，节省了人力、财力，同时提高了机组设备的作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的方案，下面将对实施例中描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术一具体实施例提供的上部管路与上盖板之间的热传递示意图；

图2为本发明一具体实施例提供的上部管路与上盖板之间的热传递示意图；

图3为现有技术一具体实施例提供的下部管路与固定腔体之间的热传递示意图；

图4为本发明一具体实施例提供的下部管路与固定腔体之间的热传递示意图；

图5为本发明一具体实施例提供的上部穿腔的整体结构示意图。

其中，100为上部穿腔、200为上部管路、300为下部穿腔、400为下部管路；

1为上部穿腔、2为上部管路、3为法兰盘、4为上部凹腔、5为下部穿腔、6为下部管路、7为下部凹腔、8为环形端面、9为隔块。

具体实施方式

本发明公开了一种上部穿腔，该上部穿腔能够规避气体冷凝，从而防止晶圆报废，避免更换气体管路。本发明还公开了一种下部穿腔和一种穿腔设备。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“顶”、“底”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而不是要求本发明必须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。

在实际生产过程中，如果发现颗粒爆出而导致晶圆报废，那么本领域技术人员会将所有的工艺管路进行更换。但是，本领域技术人员一直未找到导致颗粒爆出、晶圆报废的原因。申请人经过深入探索发现了导致颗粒爆出、晶圆报废的原因：上部穿腔的顶部与第一外部连接件(上盖板)连接，下部穿腔的底部与第二外部连接件(固定腔体)连接，而上盖板和固定腔体的作业温度明显低于上部管路和下部管路的温度，因此在上盖板与上部穿腔之间以及在固定腔体与下部穿腔之间会进行明显的热传递，从而导致上部穿腔和下部穿腔内的温度降低，那么就会导致气体冷凝并存留在管壁上，易与其它反应气体反应生成颗粒，从而导致晶圆报废。因此，如果要规避气体冷凝、晶圆报废，那么就需要削弱上盖板与上部穿腔之间，以及固定腔体与下部穿腔之间的热传递。

那么如何来削弱上盖板与上部穿腔之间的热传递呢？申请人经过研究分析发现：请参考附图1，附图1为现有技术一具体实施例提供的上部管路与上盖板之间的热传递示意图。上部穿腔100的顶部边缘处与上盖板接触并连接。上部管路200外套设有上部加热套，该上部加热套沿着上部管路200的轴向延伸并截止于上部穿腔100的内腔外，即上部管路200插入上部穿腔100内的部分的外部未套设有上部加热套。上部加热套的温度高于上盖板的温度，上部加热套200的热量会如附图1所示，先沿着上部管路100的轴向自上而下传递，之后沿着上部穿腔100的顶部并沿着径向向边缘处传递给上盖板。

如果要削弱上部管路与上盖板之间的热传递，那么可以通过增大上部管路与上盖板之间热阻的方式来实现。因此，申请人作出了如下设计：请参考附图2和附图5，附图2为本发明一具体实施例提供的上部管路与上盖板之间的热传递示意图，附图5为本发明一具体实施例提供的上部穿腔的整体结构示意图。本发明在上部穿腔1上设置了上部凹腔4，该上部凹腔4从上部穿腔1的顶端面向下凹陷而形成。上部管路1贯穿上部凹腔4并伸入到上部穿腔1的内腔中，并且上部管路2位于上部凹腔4内的部分与上部凹腔4的侧壁之间具有间隙。

由于上部管路2与上部凹腔4的侧壁之间具有间隙，因此上部管路2的热量无法直接沿径向传递到上部穿腔1的顶部的边缘处，上部管路2的热量只能按照如附图2所示先沿着上部管路的轴向向下传递，之后沿着上部凹腔4的底部并沿着径向向上部凹腔4的侧壁传递，之后再沿着上部凹腔4的侧壁自下而上传递，最后再沿着上部穿腔1的顶部并沿着径向向边缘处传递。与附图1中的传递路线相比，附图2中的上部管路的热量传递路径明显加长，那么也即上部管路2与上盖板之间的热阻增大，从而实现了削弱上部管路2与上盖板之间的热传递。

上部管路2外套设有上部加热套(图中未画出)，上部加热套沿着上部管路2的轴向延伸并伸入上部凹腔4的内部，上部加热套与上部凹腔4的侧壁之间具有间隙。进一步地，上部加热套沿着上部管路2的轴向延伸至上部凹腔4的底部。通过对比附图2和附图1可以看出，附图2中上部管路2的位于上部凹腔4内的部分上套设有上部加热套，而在附图1中上部管路200的对应部分已伸入到上部穿腔100内，因此该对应部分未设置有上部加热套，可见，附图2中的上部加热套的长度要长于附图1中的上部加热套的长度。由于上部加热套的长度加长，因此增大了加热源，从而使更多的区域被加热到，因此进一步防止了气体冷凝。

请继续参考附图2和附图5，接下来介绍上部穿腔1与上盖板的具体连接方式：上部穿腔1的顶部为法兰盘3。法兰盘3的直径大于上部穿腔1的直径，或者说法兰盘3相对于上部穿腔1沿着径向向外凸出。法兰盘3凸出于上部穿腔1的部分压在上盖板上，并与上盖板连接。

申请人发现：如果法兰盘3直接固定在上盖板上会导致法兰盘3与上盖板之间的接触面积过大，那么就会加速上盖板与上部穿腔1的热传递。为此，本发明还作出了如下设计：在上盖板与法兰盘3之间设置了隔块9。并且将隔块9的数量设置为多个，多个隔块9围绕上部穿腔1的轴线均匀布置。相邻的隔块9之间具有间隙。

在现有技术中，法兰盘的边缘部的一周圈与上盖板接触，而本发明中法兰盘3与上盖板的接触变为分散的几个点。因此，本发明中隔块9的设置减小了法兰盘3与上盖板之间的接触面积，从而减缓了上盖板与法兰盘3之间的热传递。

需要说明的是，由于隔块9位于法兰盘3和上盖板之间，隔块9的设置延长了上盖板与法兰盘3之间的热传递路径，增大了热阻，从而进一步延缓了法兰盘3与上盖板之间的热传递。

法兰盘3优选采用锁紧螺栓锁紧在上盖板上，隔块9上设置有与锁紧螺栓配合的螺栓通孔。

接下来介绍削弱下部穿腔与固定腔体之间热传递的原理。请参考附图3，附图3为现有技术一具体实施例提供的下部管路与固定腔体之间的热传递示意图。下部穿腔300的底部与固定腔体接触并连接。下部管路400外套设置有下部加热套，下部加热套沿着下部管路400的轴向延伸并截止于下部穿腔300的内腔外，即下部管路400位于下部穿腔300内的部分未套设下部加热套。下部穿腔300与固定腔体的连接点位于下部穿腔300的下端面的边缘处。由于下部管路400的温度高于固定腔体的温度，因此下部管路400的热量会向固定腔体传递。热传递的方式如附图3中的箭头所示，热量首先沿着下部管路400自下而上传递，之后沿着下部穿腔300的底端面并沿着径向向底端面的边缘部传递。

如果要削弱下部管路与固定腔体之间的热传递，那么可以采用增大下部管路与固定腔体之间热阻的方式来实现。具体的设计方式如下：请参考附图4，附图4为本发明一具体实施例提供的下部管路与固定腔体之间的热传递示意图。在附图4中，从下部穿腔5的底端面向上凹陷形成下部凹腔7。下部管路6贯穿下部凹腔7并伸入到下部穿腔5的内腔中。并且，下部管路6的位于下部凹腔7内的部分与下部凹腔7的侧壁之间具有间隙。

由于下部管路6未与下部穿腔5的底部直接接触，因此下部管路6的热量无法直接沿着下部穿腔5的底部传递到底部的边缘处，而是如附图4所示，首先沿着下部管路6的轴向自下而上传递，之后沿着下部凹腔7的顶部并沿着径向向边缘部传递，之后再沿着下部凹腔7的侧壁自上而下传递到下部穿腔5的底端面，之后再沿着径向向外传递。

通过对比附图3和附图4可以发现，附图4中下部管路与固定腔体之间的热传递路径明显大于附图3中的热传递路径，即附图4中下部管路6与固定腔体之间的热阻大于附图3中下部管路与固定腔体之间的热阻，热阻增大后会削弱热传递。在附图4中由于下部管路6与固定腔体之间的热阻加大，因此削弱了下部管路6与固定腔体之间的热传递，从而规避了下部穿腔5内气体的冷凝，防止了晶圆报废。

下部管路6外套设有下部加热套(图中未画出)，下部加热套沿着下部管路6的轴向延伸并伸入下部凹腔7的内部，下部加热套位于下部凹腔7内的部分与下部凹腔7的侧壁之间具有间隙。进一步地，限定下部加热套沿着下部管路6的轴向延伸至下部凹腔7的顶部。

下部加热套沿着下部管路6的轴向延伸并在下部穿腔5的内腔外截止。在附图4中下部管路6位于下部凹腔7内的部分套设有下部加热套，而在附图3中下部管路400的对应部分已伸入到下部穿腔300内，因此该对应部分未套设下部加热套。可见附图4中下部加热套的长度长于附图3中下部加热套的长度。在附图4中，由于下部加热套的长度变长，因此加大了加热源，从而使更多的区域被加热，那么进一步防止了气体冷凝，防止了晶圆报废。

请继续参考附图4，由于在下部穿腔5的底部上设置了向上凹陷的下部凹腔7，因此在下部穿腔7的底端面上会形成环形端面8，固定腔体与环形端面8接触，并通过螺栓锁紧在下部穿腔5上。附图3中的下部穿腔300的底端面基本接近圆端面，环形端面8的面积小于圆端面的面积，因此附图4中固定腔体与下部穿腔5的底端面的接触面积小于附图3中固定腔体与下部穿腔300的底端面的接触面积。由于固定腔体与底端面的接触面积变小，因此进一步削弱了固定腔体与下部管路6之间的热传递，从而进一步防止了气体冷凝，防止了晶圆报废。

综上所述，本发明通过以下几个方面来防止气体冷凝：第一，增大上部管路2与上盖板之间的热传递路径，从而增大上部加管路2与上盖板之间的热阻，从而削弱热传递；第二，增大上部加热套的长度，以加大供热源；第三，减小上盖板与上部穿腔1之间的接触面积，以进一步削弱热传递；第四，增大下部管路6与固定腔体之间的热传递路径，从而增大下部管路6与固定腔体之间的热阻，从而削弱热传递；第五，增大下部加热套的长度，以加大供热源；第六，减小了固定腔体与下部穿腔5之间的接触面积，以进一步削弱热传递。

本发明通过改变上部穿腔和下部穿腔的结构，从而来削弱上部管路2与上盖板之间以及下部管路6与固定腔体之间的热传递，同时增大了加热源，如此便防止了气体冷凝，防止了晶圆报废，从而避免了更换气体管路，节省了人力、财力，同时提高了机组设备的作业效率。

本发明还公开了一种穿腔设备，包括上部穿腔和下部穿腔。该上部穿腔为上述任意一种上部穿腔1。该下部穿腔为上述任意一种下部穿腔5。上述上部穿腔1和下部穿腔5具有上述效果，具有上述上部穿腔1和下部穿腔5的穿腔设备同样具有上述效果，故本文不再赘述。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种上部穿腔，其特征在于，所述上部穿腔具有沿着所述上部穿腔的顶端面向下凹陷形成的上部凹腔，上部管路贯穿所述上部凹腔并伸入所述上部穿腔的内腔中，所述上部管路位于所述上部凹腔内的部分与所述上部凹腔的侧壁之间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的上部穿腔，其特征在于，所述上部管路外套设有上部加热套，所述上部加热套沿着所述上部管路的轴向延伸并伸入所述上部凹腔内部，所述上部加热套位于所述上部凹腔内的部分与所述上部凹腔的侧壁之间具有间隙。

3.根据权利要求1所述的上部穿腔，其特征在于，所述上部穿腔上设置有用于与第一外部连接件连接的法兰，所述法兰盘在径向上凸出于所述上部穿腔。

4.根据权利要求3所述的上部穿腔，其特征在于，在所述法兰盘的边缘部与所述第一外部连接件之间设置有隔块，所述隔块为围绕所述上部穿腔的轴线布置的多个，相邻的两个所述隔块之间具有间隙。

5.根据权利要求4所述的上部穿腔，其特征在于，所述法兰盘通过锁紧螺栓与所述第一外部连接件锁紧，所述隔块上设置有供所述锁紧螺栓贯穿的螺栓通孔。

6.根据权利要求3所述的上部穿腔，其特征在于，所述第一外部连接件为上盖板。

7.一种下部穿腔，其特征在于，所述下部穿腔具有从所述下部穿腔的底端面向上凹陷形成的下部凹腔，下部管路贯穿所述下部凹腔并伸入所述下部穿腔的内腔，所述下部管路位于所述下部凹腔内的部分与所述下部凹腔的侧壁之间具有间隙。

8.根据权利要求7所述的下部穿腔，其特征在于，所述下部管路外套设有下部加热套，所述下部加热套沿着所述下部管路的轴向延伸并伸入所述下部凹腔内部，所述下部加热套位于所述下部凹腔内的部分与所述下部凹腔的侧壁之间具有间隙。

9.根据权利要求7所述的下部穿腔，其特征在于，在所述下部凹腔的作用下，所述下部穿腔的底端面为环形端面，第二外部连接件与所述环形端面接触。

10.根据权利要求9所述的下部穿腔，其特征在于，所述第二外部连接件为固定腔体。

11.一种穿腔设备，包括上部穿腔和下部穿腔，其特征在于，所述上部穿腔为如权利要求1-6任意一项所述的上部穿腔，所述下部穿腔为如权利要求7-10任意一项所述的下部穿腔。

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