CN117116808A - 前驱体输送管路温控装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种前驱体输送管路温控装置，其包括内保护层、外保护层、液态导热剂和温控元件，内保护层用于设置于前驱体输送管路的外侧；外保护层间隔地设置于内保护层的外部，且外保护层和内保护层之间形成缓冲层；液态导热剂填充于缓冲层；温控元件设置于缓冲层内、和/或温控元件设置于缓冲层外。本发明的前驱体输送管路温控装置能够更加稳定地控制温度，进而改善在使前驱体物理状态转化时，温度过热或过冷的问题。

Description

前驱体输送管路温控装置

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种前驱体输送管路温控装置。

背景技术

在一些半导体器件的制备中，需要转变前驱体的物理状态，例如：需要通过加热的方式使液态的前驱体转化成气态。其中，低温前驱体的温度控制通常需要在25℃～55℃，这样才能发挥出良好的表现。由此可见，稳定的控温方式，对于前驱体的物理状态转变，例如：液态前驱体转化成气态，尤为重要。

但是，相关技术提供的温控装置难以稳定地控制温度，容易出现过热或过冷的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种前驱体输送管路温控装置，其能够更加稳定地控制温度，进而改善在使前驱体物理状态转化时，温度过热或过冷的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明提供一种前驱体输送管路温控装置，包括：

内保护层，内保护层用于设置于前驱体输送管路的外侧；

外保护层，外保护层间隔地设置于内保护层的外部，且外保护层和内保护层之间形成缓冲层；

液态导热剂，液态导热剂填充于缓冲层；以及，

温控元件，温控元件设置于缓冲层内、和/或温控元件设置于缓冲层外。

在可选的实施方式中，温控元件设置于缓冲层内，温控元件与外保护层和内保护层两者中的至少一者间隔分布。

在可选的实施方式中，温控元件与外保护层和内保护层同时间隔分布。

在可选的实施方式中，温控元件与内保护层贴合，或者温控元件与外保护层贴合。

在可选的实施方式中，温控元件设置于缓冲层外，且位于外保护层背离缓冲层的一侧。

在可选的实施方式中，前驱体输送管路温控装置还包括端部保护层，端部保护层同时与内保护层和外保护层连接，且端部保护层、内保护层和外保护层之间共同围成缓冲层；温控元件设置于端部保护层。

在可选的实施方式中，温控元件包括多个温控件；其中，

多个温控件均设置于缓冲层内或缓冲层外；或者，

多个温控件中的一部分设置于缓冲层内，另一部分设置于缓冲层外。

在可选的实施方式中，多个温控件均被配置为制热或制冷，或者多个温控件中的一部分被配置为制热，另一部分被配置为制冷。

在可选的实施方式中，前驱体输送管路温控装置还包括支撑件，支撑件设置于缓冲层内，用于支撑在内保护层和外保护层之间。

在可选的实施方式中，支撑件为多孔结构。

在可选的实施方式中，支撑件包括海绵、玻纤、珍珠岩和泡沫中的至少一者。

在可选的实施方式中，液态导热剂包括乙二醇、全氟聚醚、水、煤油和导热硅脂中的至少一者。

本发明实施例的前驱体输送管路温控装置的有益效果包括：本发明实施例提供的前驱体输送管路温控装置包括内保护层、外保护层、液态导热剂和温控元件，其中，内保护层用于设置于前驱体输送管路的外侧，内保护层和外保护层间隔设置，以形成缓冲层，缓冲层中填充有液态导热剂，温控元件设置于缓冲层内或缓冲层外。这样一来，在使用该前驱体输送管路温控装置给用于输送前驱体的管路加热或制冷时，温控元件能够将缓冲层中填充的液态导热剂加热或制冷，然后利用液态导热剂与输送管路中的前驱体换热，使得前驱体温度的变化而改变物理状态；其中，液态导热剂自身具有良好的热量交换、传导作用，缓冲层内的液态导热剂能够快速地实现温度的平衡，利用液态导热剂与输送管路中的前驱体换热，相比于直接使温控元件与输送管路中的前驱体换热，能够更加稳定地控制温度，改善在使前驱体物理状态转化时，温度过热或过冷的问题；而且，温度传递的方式调整成了传热和对流相互协同的方式，提高了温控的均匀性，进而可以更加稳定地与输送管路中的前驱体进行换热。

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为本发明实施例中前驱体输送管路温控装置未示出支撑件的局部结构剖视图；

图2为本发明其他实施例中一种前驱体输送管路温控装置未示出支撑件的局部结构剖视图；

图3为本发明其他实施例中另一种前驱体输送管路温控装置未示出支撑件的局部结构剖视图；

图4为本发明其他实施例中又一种前驱体输送管路温控装置未示出支撑件的局部结构剖视图；

图5为本发明其他实施例中再一种前驱体输送管路温控装置未示出支撑件的局部结构剖视图；

图6为本发明实施例中前驱体输送管路温控装置示出支撑件的局部结构剖视图。

图标：010-前驱体输送管路温控装置；100-内保护层；200-外保护层；300-缓冲层；400-温控元件；500-端部保护层；600-支撑件；700-前驱体输送管路。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以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“上”、“下”、“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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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”、“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。

在一些半导体器件的制备过程中，需要转变前驱体的物理状态，例如：需要通过加热的方式使液态的前驱体转化成气态。稳定的控温方式，对于前驱体的物理状态转变，例如：液态前驱体转化成气态，尤为重要。

相关技术提供的温控装置通常包括硅胶内层、加热元件和外皮，加热元件设置于硅胶内层和外皮之间；硅胶内层设置于前驱体输送管路的外侧。这样一来，即可利用加热元件给前驱体输送管路加热，以使输送管路内的前驱体受热汽化。

但是，相关技术直接利用加热元件给输送管路中的前驱体加热时，通常利用控制系统控制加热元件升温，且为了使输送管路中的前驱体汽化，必须使加热元件的温度高于前驱体汽化的温度，控制系统在控制加热元件升温时，还要根据前驱体温度反馈，确定加热元件的功率，以使前驱体的温度能够被加热元件加热至能够汽化的温度，但是加热元件将温度传导至前驱体存在一定的延时，导致控制系统受到的反馈也存在一定的延迟，当加热元件的温度已经足以与前驱体换热使得前驱体汽化时，控制系统还处于使加热元件持续升温的控制状态，导致温度控制的准确性不佳，容易出现过热的问题。

本实施例提供一种前驱体输送管路温控装置，能够更加稳定地控制温度，进而改善在使前驱体物理状态转化时，温度过热的问题。

请参照图1，本实施例提供一种前驱体输送管路温控装置010，其包括内保护层100、外保护层200、液态导热剂和温控元件400，内保护层100用于设置于前驱体输送管路700的外侧；外保护层200间隔地设置于内保护层100的外部，且外保护层200和内保护层100之间形成缓冲层300，缓冲层300内填充有液态导热剂；温控元件400设置于缓冲层300内。

需要说明的是，本实施例的温控元件400为加热元件。当然，在其他实施例中，温控元件400还可以是制冷元件，具体地，可以根据前驱体的物理状态转化需求选择，在此不作具体限定。

在使用该前驱体输送管路温控装置010给用于输送前驱体的管路加热或制冷时，温控元件400能够将缓冲层300中填充的液态导热剂加热或制冷，然后利用液态导热剂与输送管路中的前驱体换热，使得前驱体温度的变化而改变物理状态；其中，液态导热剂自身具有良好的热量交换、传热作用，缓冲层300内的液态导热剂能够快速地实现温度的平衡，利用液态导热剂与输送管路中的前驱体换热，液态导热剂的热容大，液态导热剂与温控元件400换热后温度变化较小，即便是温控元件400的温度已经远远超过使前驱体的物理状态转化的温度，液态导热剂的温度变化也较小，通过温度变化较小的液态导热剂与前驱体换热，相比于直接使温控元件400与输送管路中的前驱体换热，能够更加稳定地控制温度，改善在使前驱体物理状态转化时，温度过热或过冷的问题；而且，温度传递的方式从用温控元件400传热的方式调整成了传热和对流相互协同的方式，提高了温控的均匀性，进而可以更加稳定地与输送管路中的前驱体进行换热。

再者，由于液态导热剂的热容较大，其在发生热交换时，温度变化较小，通过液态导热剂与前驱体换热，在输送管路中流入大量前驱体，使得与前驱体换热的液态导热剂降温的同时，利用温控元件400给液态导热剂加热，则可以使液态导热剂的温度处于较为稳定的状态，进而实现更加稳定地温度控制。

相关技术提供的利用加热元件给输送管路中的前驱体加热，由于受到加热元件的功率密度限制，加热元件只能相对集中的分布，难以增长加热元件的长度，在给长度较长的管路加热时，需要设置多个加热元件；而本实施例的前驱体输送管路温控装置010利用温控元件400给液态导热剂加热，以利用被加热的液态导热剂与管路中的前驱体换热，能够利用液态导热剂自身的热量交换、对流作用，使缓冲层300中的液态导热剂均匀的升温，即便是温控元件400受功率限制密集的设置，也可以增大内保护层100和外保护层200的长度，以增加缓冲层300的长度，以利用更长的缓冲层300中填充的液态导热剂给更长的管路加热，而不需要设置多个前驱体输送管路温控装置010，也不需要设置多个温控元件400。

需要说明的是，上述对流的温度传导方式可以是指：缓冲层300中的液态导热剂在出现受热不均衡时，温度更高或更低处的液态导热剂能够与周围的液态导热剂发生热交换，以形成类似于液态导热剂流动而形成的热对流状态，提高了缓冲层300的温度均匀性，进而在利用缓冲层300内填充的液态导热剂和前驱体输送管路700换热时，实现更加稳定、均匀地换热。

还需要说明的是，内保护层100设置于前驱体输送管路700的方式可以是套设于前驱体输送管路700的外侧；或者内保护层100还可以粘贴或卡接于前驱体输送管路700的外侧，在此不作具体限定。

应当理解，在较优的实施方式中，前驱体输送管路温控装置010大致成圆筒状，内保护层100为内筒层，外保护层200为外筒层，将内保护层100套设于前驱体输送管路700，即可使前驱体输送管路温控装置010套设于前驱体输送管路700，进而可以利用缓冲层300中填充的液体导热剂与输送管路中的前驱体均匀、稳定地换热。

进一步地，前驱体输送管路温控装置010还包括端部保护层(图1未示出)，端部保护层同时与内保护层100和外保护层200连接；端部保护层、内保护层100和外保护层200之间共同围成缓冲层300。

再进一步地，前驱体输送管路温控装置010还包括两个端部保护层，一个端部保护层同时与内保护层100的第一端和外保护层200的第一端连接，另一个端部保护层同时与内保护层100的第二端和外保护层200的第二端连接；内保护层100、外保护层200和两个端部保护层之间共同围成缓冲层300。

应当理解，在其他实施例中，内保护层100的两端端部与外保护层200的两端端部一一对应地直接连接；或者，内保护层100的一端端部与外保护层200的一端端部通过端部保护层500连接，内保护层100的另一端端部与外保护层200的另一端端部直接连接。

上述内保护层100和外保护层200的连接方式均可以形成封闭的缓冲层300，以使缓冲层300内可以可靠地填充液态导热剂。

需要说明的是，内保护层100与端部保护层500的连接方式、以及外保护层200和端部保护层500的连接方式均可以是一体成型、热焊、粘接等，在此不作具体限定。

请继续参照图1，本实施例中，温控元件400与外保护层200和内保护层100均间隔分布，即温控元件400与内保护层100的内侧壁间隔分布，且温控元件400还与外保护层200的内侧壁间隔分布。这样一来，使得温控元件400的两侧均分布有液态导热剂，以便于利用温控元件400快速、高效地将液态导热剂加热。

进一步地，温控元件400与内保护层100的间距等于其与外保护层200的间距；如此，能够确保加热液态导热剂的均匀性。

当然，在其他实施例中，温控元件400与内保护层100的间距还可以小于或大于温控元件400与外保护层200的间距。

应当理解，在其他实施例中，请参照图2，温控元件400设置于缓冲层300内，且温控元件400还可以与内保护层100贴合、且与外保护层200间隔分布，即温控元件400还可以与内保护层100的内侧壁贴合、且与外保护层200的内侧壁间隔分布。或者，在其他实施例中，请参照图3，温控元件400还可以与外保护层200贴合，且与内保护层100间隔分布，即温控元件400还可以与外保护层200的内侧壁贴合、且与内保护层100的内侧壁间隔分布。或者，在其他实施例中，内保护层100的内侧壁和外保护层200的内侧壁均设置有温控元件400。或者，在其他实施例中，内保护层100的内侧壁和外保护层200的外侧壁均设置有温控元件400。

在其他实施例中，请参照图4，温控元件400还可以设置有缓冲层300外，且位于外保护层200背离缓冲层300的一侧。

在其他实施例中，请参照图5，温控元件400还可以设置于端部保护层500，例如：温控元件400设置于端部保护层500朝向缓冲层300的一侧、或者温控元件400设置于端部保护层500背离缓冲层300的一侧。或者，在其他实施例中，内保护层100和外保护层200两者中的至少一者、以及端部保护层500均设置有温控元件400。或者，在其他实施例中，端部保护层500和缓冲层300内与内保护层100和外保护层200间隔的位置均设置有温控元件400。

需要说明的是，当温控元件400设置于内保护层100、外保护层200或端部保护层500时，温控元件400连接于内保护层100、外保护层200或端部保护层500的方式可以是粘接、卡接等，在此不作具体限定。

可选地，温控元件400包括多个温控件；多个温控件均设置于缓冲层300内，例如：本实施例中，多个温控件均设置于缓冲层300内，且均与内保护层100和外保护层200间隔分布；或者，多个温控件还可以设置于缓冲层300外，例如：多个温控件均设置于外保护层200背离缓冲层300的一侧；或者，多个温控件中的一部分设置于缓冲层300内，另一部分设置于缓冲层300外。

本实施例中，多个温控件均被配置为制热，即多个温控件均为加热件。如此，能够高效地对前驱体输送管路700内输送的前驱体进行加热，有利于使液态的前驱体可靠地汽化。

当然，在其他实施例中，多个温控件还可以被配置为制冷。或者，在其他实施例中，多个温控件中的一部分被配置为制热，另一部分被配置为制冷；将多个温控件配置为一部分制热、另一部分制冷，可以根据前驱体转化物理状态的温度需求调整液态导热剂的温度，进而可靠地使前驱体物理状态转化。

可选地，前驱体输送管路温控装置010还包括控制器(图未示出)，例如：PLC可编程逻辑控制器等；温控元件400与控制器连接，以利用控制器控制温控元件400加热或制冷到目标温度。进一步地，多个温控件均与控制器连接，控制器可以被配置为控制多个温控件同时加热或制冷，或者被配置为控制其中一部分的温控件加热或制冷、控制另一部分的温控件不工作，或者被配置为控制其中一个部分的温控件加热、并控制另一部分的温控件制冷，在此不作具体限定。

请参照图6，本实施例中，前驱体输送管路温控装置010还包括支撑件600，支撑件600设置于缓冲层300内，用于支撑在内保护层100和外保护层200之间。通过支撑件600的设置，可以使内保护层100和外保护层200之间更加稳定地形成能够填充液态导热剂的缓冲层300空间，进而有利于利用液态导热剂均匀、可靠地与前驱体输送管路700中的前驱体换热。

为了进一步提升热传导的效果；支撑件600为多孔结构。可选地，支撑件600包括但不限于海绵、玻纤、珍珠岩和泡沫；而且，海绵、玻纤、珍珠岩和泡沫等可以是单独设置于缓冲层300，也可以混合设置于缓冲层300，在此不作具体限定。

可选地，温控元件400插接于支撑件600中，以确保温控元件400设置于缓冲层300内的稳定性。

填充于缓冲层300的液态导热剂可以根据需要选择，其包括但不限于乙二醇、全氟聚醚、水、煤油和导热硅脂等。

本实施例的前驱体输送管路温控装置010在用于给前驱体输送管路700中的前驱体加热时，温控元件400给缓冲层300中的液态导热剂加热，然后利用液态导热剂与前驱体换热，使得前驱体能够从液态转化为汽态。

综上所述，本发明的前驱体输送管路温控装置010能够更加稳定地控制温度，进而改善在使前驱体物理状态转化时，温度过热或过冷的问题。

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 (12)

1.一种前驱体输送管路温控装置，其特征在于，包括：

内保护层(100)，所述内保护层(100)用于设置于前驱体输送管路(700)的外侧；

外保护层(200)，所述外保护层(200)间隔地设置于所述内保护层(100)的外部，且所述外保护层(200)和所述内保护层(100)之间形成缓冲层(300)；

液态导热剂，所述液态导热剂填充于所述缓冲层(300)；以及，

温控元件(400)，所述温控元件(400)设置于所述缓冲层(300)内、和/或所述温控元件(400)设置于所述缓冲层(300)外。

2.根据权利要求1所述的前驱体输送管路温控装置，其特征在于，所述温控元件(400)设置于所述缓冲层(300)内，所述温控元件(400)与所述外保护层(200)和所述内保护层(100)两者中的至少一者间隔分布。

3.根据权利要求2所述的前驱体输送管路温控装置，其特征在于，所述温控元件(400)与所述外保护层(200)和所述内保护层(100)同时间隔分布。

4.根据权利要求2所述的前驱体输送管路温控装置，其特征在于，所述温控元件(400)与所述内保护层(100)贴合，或者所述温控元件(400)与所述外保护层(200)贴合。

5.根据权利要求1所述的前驱体输送管路温控装置，其特征在于，所述温控元件(400)设置于所述缓冲层(300)外，且位于所述外保护层(200)背离所述缓冲层(300)的一侧。

6.根据权利要求1所述的前驱体输送管路温控装置，其特征在于，所述前驱体输送管路温控装置还包括端部保护层(500)，所述端部保护层(500)同时与所述内保护层(100)和所述外保护层(200)连接，且所述端部保护层(500)、所述内保护层(100)和所述外保护层(200)之间共同围成所述缓冲层(300)；所述温控元件(400)设置于所述端部保护层(500)。

7.根据权利要求1-6任一项所述的前驱体输送管路温控装置，其特征在于，所述温控元件(400)包括多个温控件；其中，

多个所述温控件均设置于所述缓冲层(300)内或所述缓冲层(300)外；或者，

多个所述温控件中的一部分设置于所述缓冲层(300)内，另一部分设置于所述缓冲层(300)外。

8.根据权利要求7所述的前驱体输送管路温控装置，其特征在于，多个所述温控件均被配置为制热或制冷，或者多个所述温控件中的一部分被配置为制热，另一部分被配置为制冷。

9.根据权利要求1-6任一项所述的前驱体输送管路温控装置，其特征在于，所述前驱体输送管路温控装置还包括支撑件(600)，所述支撑件(600)设置于所述缓冲层(300)内，用于支撑在所述内保护层(100)和所述外保护层(200)之间。

10.根据权利要求9所述的前驱体输送管路温控装置，其特征在于，所述支撑件(600)为多孔结构。

11.根据权利要求10所述的前驱体输送管路温控装置，其特征在于，所述支撑件(600)包括海绵、玻纤、珍珠岩和泡沫中的至少一者。

12.根据权利要求1-6任一项所述的前驱体输送管路温控装置，其特征在于，所述液态导热剂包括乙二醇、全氟聚醚、水、煤油和导热硅脂中的至少一者。