CN114472363A - 一种半导体设备用气浴系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种半导体设备用气浴系统包括壳体；壳体内分别设置第一紊流静压腔和第二紊流静压腔；第一紊流静压腔和第二紊流静压腔之间设置有气体发散层流腔和过滤器；第一紊流静压腔上设置有进气口；气体从进气口进入第一紊流静压腔后，经由气体发散层流腔进入第二紊流静压腔，最后经过过滤器流向壳体的外部；气体发散层流腔的深度小于第一紊流静压腔的深度和第二紊流静压腔的深度。本发明的半导体设备用气浴系统，将第一紊流静压腔、气体发散层流腔、第二紊流静压腔和过滤器设计在一个壳体中，且将过滤器设置在气流终端，可采用低压降过滤器，使得气浴系统整体压降小，压缩了设备的整体轮廓，提高了气流的洁净度并且改善了整机的温控效果。

Description

一种半导体设备用气浴系统
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，具体而言，涉及一种半导体设备用气浴系统。
背景技术
现有的半导体设备气浴的终端组件多是由匀流腔、匀流布、孔板等组成，此类技术方案将前端风机后高效过滤器过滤完成的气体进行匀流后吹扫，为半导体设备内部元件提供洁净、稳定的气浴处理。少部分半导体设备气浴系统采用高效过滤器、静压腔和导流板进行匀流过滤。
上述现有的气浴系统存在如下缺陷：
1、安装空间大
由于静压腔设置于高效过滤器的上游，而静压腔加孔板等结构的尺寸常在100mm以上，整体气浴模块高度大于180mm以上才能保证气浴出风相对均匀。
2、洁净度低
采用匀流布、匀流腔而无高效过滤器的气浴方式，虽然自身高度降低，但由于自身模块不具备过滤功能；而仅将过滤功能放在风机后的高效过滤器，气体经长距离管道输送到达胶水密封的匀流布终端模块，直至最终出气均未经再次过滤，故洁净度较低。
3、温控效果差
由于空间受限，静压腔的设计空间不足，产生的不均匀的出气量，需要将最低风速区达到指标风速，高风速区会有大量经过温控的气体浪费，气体浪费会增大温控模块(TCU)的负载能力，导致TCU精度降低，影响整机温控效果。
4、压降大
现有气浴系统为了压缩高度空间，常选择高压缩度的高效过滤器，再加上孔板等降低中心风速，达到匀流的效果，但是此方法牺牲了气浴终端模块的压降，高压降会导致风机压力增大，对整体设备的其他气浴模块分气都会产生影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体设备用气浴系统，有助于解决上述技术问题。
本发明是这样实现的：
一种半导体设备用气浴系统，包括壳体；所述壳体内分别设置第一紊流静压腔和第二紊流静压腔；所述第一紊流静压腔和所述第二紊流静压腔之间设置有气体发散层流腔和过滤器；所述第一紊流静压腔上设置有进气口；气体从所述进气口进入所述第一紊流静压腔后，经由所述气体发散层流腔进入所述第二紊流静压腔，最后经过所述过滤器流向所述壳体的外部；所述气体发散层流腔的深度小于所述第一紊流静压腔的深度和所述第二紊流静压腔的深度。
上述半导体设备用气浴系统在使用时，由于将第一紊流静压腔、气体发散层流腔、第二紊流静压腔和过滤器设计在一个壳体中，大大压缩了整体设备的安装空间；另外将过滤器设置在终端，能够防止过程中的气体带来杂质，提高了气流的洁净度；由于气流始终较为分散均匀，整机温控效率高；而采用了初级和二级紊流静压腔且两者之间设置了气体发散层流腔，可以采用压降较低的过滤器，所以大大减小了气流压降。
进一步地，所述过滤器为低压降过滤器。其技术效果在于：低压降过滤器可减小气流的压降。
进一步地，所述壳体的底部设置开口，所述过滤器插入所述开口实现安装固定。其技术效果在于：过滤器从底部开口置入安装，直接能够将壳体的内腔分割成为第一紊流静压腔、气体发散层流腔和第二紊流静压腔，形成完整的气流管道，提高设备生产和组装效率。
进一步地，所述进气口的外侧设置有进气管，所述进气管的轴线朝向所述过滤器的侧壁。其技术效果在于：进气管将气流导向过滤器的侧壁，提高气体的紊流和分散效果。
进一步地，所述进气管的轴线与所述过滤器的侧壁呈夹角交叉。其技术效果在于：夹角交叉的设计，使得进气管流入的气体能够快速在第一紊流静压腔形成均匀的发散气体。
进一步地，所述壳体设置所述进气口的一侧所在的平面与所述过滤器的侧壁呈夹角交叉。其技术效果在于：壳体的侧面可倾斜设置，防止进气管的轴线与过滤器的侧壁夹角相交时，位于外侧的进气管与壳体表面呈倾斜状，可提高进气管的安装稳定性。
进一步地，所述第一紊流静压腔内设置有扰流装置。其技术效果在于：扰流装置能够进一步提高气流进入第一紊流静压腔后的均匀分散效果。
进一步地，所述扰流装置包括弧形板、直杆或者平板；所述弧形板、所述直杆或者所述平板设置在所述进气口的内侧。其技术效果在于：弧形板、直杆或者平板的扰流装置可根据实际使用工况进行选择，降低气流速度，提高温控效果。
进一步地，所述第二紊流静压腔的横断面呈半圆形，所述第二紊流静压腔向远离所述过滤器的一侧凸起。其技术效果在于：横断面呈半圆形的第二紊流静压腔利于气流出现回流，使得上部层流与下部层流发生摩擦紊流，并在回流中受到气体发散层流腔的压力阻拦，最终实现气体完全发散，从过滤器中均匀流出。
进一步地，所述气体发散层流腔内设置有多个紊流板，多个所述紊流板沿垂直于气流的方向设置，且所述紊流板能够绕垂直于气流的转轴摆动。其技术效果在于：可调节控制的紊流板能够改变气流的速度，进一步将气流在其中形成发散均匀的气体。
本发明的有益效果是：
本发明的半导体设备用气浴系统，将第一紊流静压腔、气体发散层流腔、第二紊流静压腔和过滤器设计在一个壳体中，且将过滤器设置在气流终端，可采用低压降过滤器，使得气浴系统整体压降小，压缩了设备的整体轮廓，提高了气流的洁净度并且改善了整机的温控效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
图1为本发明提供的半导体设备用气浴系统的外形结构示意图；
图2为本发明提供的半导体设备用气浴系统的内部结构示意图；
图3为本发明提供的半导体设备用气浴系统的俯视图(去掉顶板)；
图4为本发明提供的半导体设备用气浴系统的第二种内部结构示意图；
图5为本发明提供的半导体设备用气浴系统的第三种内部结构示意图；
图6为本发明提供的半导体设备用气浴系统的第四种内部结构示意图。
图标：100-壳体；110-第一紊流静压腔；111-弧形板；120-第二紊流静压腔；130-气体发散层流腔；131-紊流板；140-过滤器；150-进气管。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在附图中描述和标注的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图1为本发明提供的半导体设备用气浴系统的外形结构示意图；图2为本发明提供的半导体设备用气浴系统的内部结构示意图；图3为本发明提供的半导体设备用气浴系统的俯视图(去掉顶板)；图4为本发明提供的半导体设备用气浴系统的第二种内部结构示意图；图5为本发明提供的半导体设备用气浴系统的第三种内部结构示意图；图6为本发明提供的半导体设备用气浴系统的第四种内部结构示意图。请参照图1～图6，本实施例提供一种半导体设备用气浴系统，包括壳体100；壳体100内分别设置第一紊流静压腔110和第二紊流静压腔120；第一紊流静压腔110和第二紊流静压腔120之间设置有气体发散层流腔130和过滤器140；第一紊流静压腔110上设置有进气口；气体从进气口进入第一紊流静压腔110后，经由气体发散层流腔130进入第二紊流静压腔120，最后经过过滤器140流向壳体100的外部；气体发散层流腔130的深度小于第一紊流静压腔110的深度和第二紊流静压腔120的深度。
在上述结构中，第一紊流静压腔110用于接入上游的气体，并将气体进行初步打乱紊流形成均匀的气流；气体发散层流腔130用于将气流导入至第二紊流静压腔120，并且改变气流方向，可压缩整机的轮廓，同时进一步使气流分散和均匀；第二紊流静压腔120实现气体完全发散，并将气流导向过滤器140。
其中，由于第一紊流静压腔110和第二紊流静压腔120分别位于壳体100的两侧，采用侧面进风，侧面设置第二紊流静压腔120，利用侧面空间进行匀流，上方设置气体发散层流腔130，该气体发散层流腔130的高度可设计为仅30mm，大幅缩小了壳体100的高度尺寸。
本实施例的半导体设备用气浴系统的工作原理如下：
半导体设备用气浴系统在使用时，由于将第一紊流静压腔110、气体发散层流腔130、第二紊流静压腔120和过滤器140设计在一个壳体100中，大大压缩了整体设备的安装空间；另外将过滤器140设置在终端，能够防止过程中的气体带来杂质，提高了气流的洁净度；由于气流始终较为分散均匀，整机温控效率高；而采用了初级和二级紊流静压腔且两者之间设置了气体发散层流腔130，可以采用压降较低的过滤器140，所以大大减小了气流压降。
在至少一个优选实施例中，进一步地，如图1～图6所示，过滤器140为低压降过滤器。此时，低压降过滤器可减小气流的压降。低压缩量过滤器140由于自身压降低，相对高压缩量过滤器140可降低50％的压降。
在至少一个优选实施例中，进一步地，如图1、图2、图4～图6所示，壳体100的底部设置开口，过滤器140插入开口实现安装固定。在该设计中，过滤器140从底部开口置入安装，直接能够将壳体100的内腔分割成为第一紊流静压腔110、气体发散层流腔130和第二紊流静压腔120，形成完整的气流管道，提高设备生产和组装效率。
在至少一个优选实施例中，进一步地，如图1～图6所示，进气口的外侧设置有进气管150，进气管150的轴线朝向过滤器140的侧壁。此时，进气管150将气流导向过滤器140的侧壁，提高气体的紊流和分散效果。
在至少一个优选实施例中，进一步地，如图1～图6所示，进气管150的轴线与过滤器140的侧壁呈夹角交叉。此时，夹角交叉的设计，使得进气管150流入的气体能够快速在第一紊流静压腔110形成均匀的发散气体。具体的，进气管150的轴线与过滤器140的侧壁优选设置为40度。
在至少一个优选实施例中，进一步地，如图1～图6所示，壳体100设置进气口的一侧所在的平面与过滤器140的侧壁呈夹角交叉。其中，壳体100的侧面可倾斜设置，防止进气管150的轴线与过滤器140的侧壁夹角相交时，位于外侧的进气管150与壳体100表面呈倾斜状，可提高进气管150的安装稳定性。
在至少一个优选实施例中，进一步地，如图5所示，第一紊流静压腔110内设置有扰流装置。扰流装置能够进一步提高气流进入第一紊流静压腔110后的均匀分散效果。
在至少一个优选实施例中，进一步地，如图5所示，扰流装置包括弧形板111、直杆或者平板；弧形板111、直杆或者平板设置在进气口的内侧。在该结构中，弧形板111、直杆或者平板的扰流装置可根据实际使用工况进行选择，降低气流速度，提高温控效果。
在至少一个优选实施例中，进一步地，如图4所示，第二紊流静压腔120的横断面呈半圆形，第二紊流静压腔120向远离过滤器140的一侧凸起。在该结构中，横断面呈半圆形的第二紊流静压腔120利于气流出现回流，使得上部层流与下部层流发生摩擦紊流，并在回流中受到气体发散层流腔130的压力阻拦，最终实现气体完全发散，从过滤器140中均匀流出。
在至少一个优选实施例中，进一步地，如图6所示，气体发散层流腔130内设置有多个紊流板131，多个紊流板131沿垂直于气流的方向设置，且紊流板131能够绕垂直于气流的转轴摆动。此时，可调节控制的紊流板131能够改变气流的速度，进一步将气流在其中形成发散均匀的气体。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体设备用气浴系统，其特征在于，包括壳体(100)；所述壳体(100)内分别设置第一紊流静压腔(110)和第二紊流静压腔(120)；所述第一紊流静压腔(110)和所述第二紊流静压腔(120)之间设置有气体发散层流腔(130)和过滤器(140)；所述第一紊流静压腔(110)上设置有进气口；气体从所述进气口进入所述第一紊流静压腔(110)后，经由所述气体发散层流腔(130)进入所述第二紊流静压腔(120)，最后经过所述过滤器(140)流向所述壳体(100)的外部；所述气体发散层流腔(130)的深度小于所述第一紊流静压腔(110)的深度和所述第二紊流静压腔(120)的深度。
2.根据权利要求1所述的半导体设备用气浴系统，其特征在于，所述过滤器(140)为低压降过滤器。
3.根据权利要求1所述的半导体设备用气浴系统，其特征在于，所述壳体(100)的底部设置开口，所述过滤器(140)插入所述开口实现安装固定。
4.根据权利要求1所述的半导体设备用气浴系统，其特征在于，所述进气口的外侧设置有进气管(150)，所述进气管(150)的轴线朝向所述过滤器(140)的侧壁。
5.根据权利要求4所述的半导体设备用气浴系统，其特征在于，所述进气管(150)的轴线与所述过滤器(140)的侧壁呈夹角交叉。
6.根据权利要求1所述的半导体设备用气浴系统，其特征在于，所述壳体(100)设置所述进气口的一侧所在的平面与所述过滤器(140)的侧壁呈夹角交叉。
7.根据权利要求1～6任一项所述的半导体设备用气浴系统，其特征在于，所述第一紊流静压腔(110)内设置有扰流装置。
8.根据权利要求7所述的半导体设备用气浴系统，其特征在于，所述扰流装置包括弧形板(111)、直杆或者平板；所述弧形板(111)、所述直杆或者所述平板设置在所述进气口的内侧。
9.根据权利要求1～6任一项所述的半导体设备用气浴系统，其特征在于，所述第二紊流静压腔(120)的横断面呈半圆形，所述第二紊流静压腔(120)向远离所述过滤器(140)的一侧凸起。
10.根据权利要求1所述的半导体设备用气浴系统，其特征在于，所述气体发散层流腔(130)内设置有多个紊流板(131)，多个所述紊流板(131)沿垂直于气流的方向设置，且所述紊流板(131)能够绕垂直于气流的转轴摆动。
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