CN209162187U - 化学气相沉积系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种化学气相沉积系统，其包括依次连接的反应腔、颗粒过滤装置、真空泵和尾气处理装置，所述反应腔还与第一冷却降温装置连接，所述反应腔与颗粒过滤装置之间设置有至少一个第二冷却降温装置，所述第二冷却降温装置包括导气管和冷却机构，所述导气管的两端分别与反应腔、颗粒过滤装置连接，所述冷却机构与所述导气管的外壁导热连接。本实用新型实施例提供的化学气相沉积系统使用和维护方便，其中的冷阱结构可以对反应腔排出的尾气进行降温预处理，从而使大部分尾气中常温状态下的非气态物质全部附着在颗粒过滤器上，以此解决管路堵塞、真空泵损伤的问题，以及排除尾管爆燃的安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型特别涉及一种化学气相沉积系统，属于机械技术领域。
背景技术
CVD(化学气相沉积)在工艺生长过程中，不断从反应腔向尾端排放大量的反应未完全的残留物，以及未沉积在衬底或基片表面的反应生成物，其中包括大量的NH3，N2，H2，少量的金属有机物，硅烷，以及各种化合物颗粒。同时，反应腔向尾端管路释放的尾气携带大量热能，虽然反应腔有工艺冷却水降温装置，但尾管初段温度依然能够达到250℃，直到尾管颗粒过滤器的前端，温度也在70℃左右。在高温低压下，反应室排出的各种生成物完全呈气态，且具有很高的活性，影响尾端颗粒过滤器的拦截效果，从而使得部分气态的直径低于25微米的反应物颗粒穿过颗粒过滤器，进入后端真空管路，而持续的降温将使得沸点较低的物质混合着直径低于25微米的颗粒逐渐附着在后端管路和真空泵内部，不仅会造成管路阻塞，还会对真空泵造成损伤；同时，后期拆解管路进行附着物的清理工作时，由于这些附着物大多为易燃有毒，接触空气中氧气会产生剧烈化学反应，因此在进行清理动作时，存在爆燃的安全隐患。因袭需要将反应物质在进入颗粒过滤器时，将温度控制在30-50℃，最大化降低反应物的活性，使反应物质可以随尾管管道内气流流动，以防止颗粒物大面积附着在本冷阱装置内部造成堵塞。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种化学气相沉积系统，以克服现有技术的不足。
为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：
本实用新型实施例提供了一种化学气相沉积系统，包括依次连接的反应腔、颗粒过滤装置、真空泵和尾气处理装置，所述反应腔还与第一冷却降温装置连接，所述反应腔与颗粒过滤装置之间设置有至少一个第二冷却降温装置，所述第二冷却降温装置包括导气管和冷却机构，所述导气管的两端分别与反应腔、颗粒过滤装置连接，所述冷却机构与所述导气管的外壁导热连接。
进一步的，所述导气管的外壁还与一壳体连接，在所述壳体和导气管的外壁之间形成容置腔，所述冷却机构设置于所述容置腔内。
更进一步的，所述冷却机构包括环绕所述导气管设置的螺旋管路以及流经所述螺旋管路的冷却介质，并且所述螺旋管路的两端从所述壳体内露出形成冷却介质进口和冷却介质出口。
进一步的，所述螺旋管路紧贴所述导气管的外壁。
更进一步的，所述螺旋管路的冷却介质进口和冷却介质出口位于所述壳体的同一端。
在一些较为具体的实施方案中，所述壳体包括沿导气管的轴线方向依次设置的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体套设在导气管的外部，且所述第一壳体和第二壳体密封连接。
更进一步的，所述第一壳体和第二壳体均包括壳体主体以及位于壳体主体一端的连接部，所述第一壳体的连接部和第二壳体连接部可拆卸连接。
进一步的，在所述第一壳体的连接部和第二壳体连接部之间还设置有密封圈。
在一些较为具体的实施方案中，所述的化学气相沉积系统还包括冷却介质容置机构，所述冷却介质容置机构与螺旋管路的冷却介质进口和冷却介质出口连接。
在一些较为具体的实施方案中，所述的化学气相沉积系统还包括制冷机构，所述制冷机构与所述冷却介质容置机构连接。
与现有技术相比，本实用新型实施例提供的化学气相沉积系统，结构简单，使用和维护方便，其中的冷阱装置可以反应腔排出的尾气进行降温预处理；同时，本实用新型实施例中的冷阱装置，通过对冷却水(即其中一种冷却介质)的温度，冷却水管道(即螺旋管路)长度的设计，使其完美接入颗粒过滤器前端管路中，同时冷阱装置还接入厂务冷却水，使尾气中的反应物质能够在进入颗粒过滤器时，温度控制在30-50℃，从而使大部分尾气中常温状态下的非气态物质全部附着在颗粒过滤器上，以此解决管路堵塞、真空泵损伤的问题，以及排除尾管爆燃的安全隐患。
附图说明
图1是本实用新型一典型实施案例中一种化学气相沉积系统的结构示意图；
图2是本实用新型一典型实施案例中一种冷阱装置的结构示意图；
图3是本实用新型一典型实施案例中一种冷阱装置的结构示意图；
图4是本实用新型一典型实施案例中一种冷阱装置的剖视图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本实用新型实施例提供了一种化学气相沉积系统，包括依次连接的反应腔、颗粒过滤装置、真空泵和尾气处理装置，所述反应腔还与第一冷却降温装置连接，所述反应腔与颗粒过滤装置之间设置有至少一个第二冷却降温装置，所述第二冷却降温装置包括导气管和冷却机构，所述导气管的两端分别与反应腔、颗粒过滤装置连接，所述冷却机构与所述导气管的外壁导热连接。
进一步的，所述导气管的外壁还与一壳体连接，在所述壳体和导气管的外壁之间形成容置腔，所述冷却机构设置于所述容置腔内。
更进一步的，所述冷却机构包括环绕所述导气管设置的螺旋管路以及流经所述螺旋管路的冷却介质，并且所述螺旋管路的两端从所述壳体内露出形成冷却介质进口和冷却介质出口。
进一步的，所述螺旋管路紧贴所述导气管的外壁。
更进一步的，所述螺旋管路的冷却介质进口和冷却介质出口位于所述壳体的同一端。
在一些较为具体的实施方案中，所述壳体包括沿导气管的轴线方向依次设置的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体套设在导气管的外部，且所述第一壳体和第二壳体密封连接。
更进一步的，所述第一壳体和第二壳体均包括壳体主体以及位于壳体主体一端的连接部，所述第一壳体的连接部和第二壳体连接部可拆卸连接。
进一步的，在所述第一壳体的连接部和第二壳体连接部之间还设置有密封圈。
在一些较为具体的实施方案中，所述的化学气相沉积系统还包括冷却介质容置机构，所述冷却介质容置机构与螺旋管路的冷却介质进口和冷却介质出口连接。
在一些较为具体的实施方案中，所述的化学气相沉积系统还包括制冷机构，所述制冷机构与所述冷却介质容置机构连接。
如下将结合附图对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
请参阅图1，一种化学气相沉积系统，其包括依次设置的反应腔1、冷阱装置(即前述第二冷却装置)2、颗粒过滤装置3、真空泵4和尾气处理装置5，所述反应腔1、冷阱装置2、颗粒过滤装置3、真空泵4和尾气处理装置5之间经连接管6连接，其中在反应腔1内设置工艺冷却水降温装置(即第一冷却降温装置，图中未示出，其可以采用业界普遍采用的冷却降温装置，或者反应腔1与工艺冷却水降温装置连接，并能够进行热量交换)。
再请参阅图2-图4，其中的冷阱装置可以包括导气管21、壳体和冷却机构，壳体套设在导气管21的外部，且在导气管21的外壁和壳体之间形成有容置腔，冷却结构设置于所述的容置腔内，导气管21的进气口201、出气口202分别与反应腔1、颗粒过滤装置3连接，冷却机构可以包括环绕导气管21设置的螺旋管路27以及流经所述螺旋管路的冷却介质，并且螺旋管路的两端从壳体的同一端露出形成冷却介质进口203和冷却介质出口204，冷却介质进口203和冷却介质出口204可以经循环泵浦与冷却介质容置机构连接，为了增加冷却效果，冷却介质容置机构可以连接制冷机构。
请再次参阅图2-图4，在一些较为具体的实施方案中，壳体可以由两部分拆卸连接形成，即壳体包括第一壳体22和第二壳体23，第一壳体22包括壳体主体和设置于壳体主体一端的第一连接部24，第一连接部24为沿壳体主体开口部设置的环状连接部，第一连接部24与壳体主体相垂直，第二壳体23包括壳体主体和设置于壳体主体一端的第二连接部25，第二连接部25为沿壳体主体开口部设置的环状连接部，第二连接部25与壳体主体相垂直，第一连接部24和第二连接部25相对设置，且第一连接部24和第二连接部25上均设置有连接通孔28，第一连接部24和第二连接部25(或者第一壳体和第二壳体)经固定螺栓26和螺母固定连接；以及，在第一连接部24和第二连接部25之间还设置有密封圈29，或者密封圈29可以设置于第一壳体和/或第二壳体的壳体主体的开口部处。
请再次参阅图3和图4，螺旋管路27可以紧贴导气管21的外壁设置，螺旋管路27的圈数和长度可以根据需要调节。
在本实用新型实施例中的一种优选方案中，壳体可以是由第一壳体和第二壳体两部分可拆卸连接形成，便于后期的拆卸清洗和维护。
请再次参阅图1，其中反应物质沿方向104移动，在反应腔1和冷阱装置2之间的连接管靠近反应腔的101位置处的温度在250℃左右，在靠近冷阱装置的102处的温度在70℃以上，反应物质在进入颗粒过滤装置之前的位置103处时，需要将103位置处的温度控制在50℃以下(例如30-50℃)，基由本实用新型实施例提供的化学气相沉积系统，其中的冷阱装置可以反应腔排出的尾气进行降温预处理；同时，本实用新型实施例中的冷阱装置，通过对冷却水(即其中一种冷却介质)的温度，冷却水管道(即螺旋管路)长度的设计，使其完美接入颗粒过滤器前端管路中，同时冷阱装置还接入厂务冷却水，使尾气中的反应物质能够在进入颗粒过滤器时，温度控制在30-50℃，从而使大部分尾气中常温状态下的非气态物质全部附着在颗粒过滤器上，以此解决管路堵塞、真空泵损伤的问题，以及排除尾管爆燃的安全隐患。
应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种化学气相沉积系统，包括依次连接的反应腔、颗粒过滤装置、真空泵和尾气处理装置，所述反应腔还与第一冷却降温装置连接，其特征在于：所述反应腔与颗粒过滤装置之间设置有至少一个第二冷却降温装置，所述第二冷却降温装置包括导气管和冷却机构，所述导气管的两端分别与反应腔、颗粒过滤装置连接，所述冷却机构与所述导气管的外壁导热连接。
2.根据权利要求1所述的化学气相沉积系统，其特征在于：所述导气管的外壁还与一壳体连接，在所述壳体和导气管的外壁之间形成容置腔，所述冷却机构设置于所述容置腔内。
3.根据权利要求2所述的化学气相沉积系统，其特征在于：所述冷却机构包括环绕所述导气管设置的螺旋管路以及流经所述螺旋管路的冷却介质，并且所述螺旋管路的两端从所述壳体内露出形成冷却介质进口和冷却介质出口。
4.根据权利要求3所述的化学气相沉积系统，其特征在于：所述螺旋管路紧贴所述导气管的外壁。
5.根据权利要求3所述的化学气相沉积系统，其特征在于：所述螺旋管路的冷却介质进口和冷却介质出口位于所述壳体的同一端。
6.根据权利要求2所述的化学气相沉积系统，其特征在于：所述壳体包括沿导气管的轴线方向依次设置的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体套设在导气管的外部，且所述第一壳体和第二壳体密封连接。
7.根据权利要求6所述的化学气相沉积系统，其特征在于：所述第一壳体和第二壳体均包括壳体主体以及位于壳体主体一端的连接部，所述第一壳体的连接部和第二壳体连接部可拆卸连接。
8.根据权利要求7所述的化学气相沉积系统，其特征在于：在所述第一壳体的连接部和第二壳体连接部之间还设置有密封圈。
9.根据权利要求3所述的化学气相沉积系统，其特征在于还包括冷却介质容置机构，所述冷却介质容置机构与螺旋管路的冷却介质进口和冷却介质出口连接。
10.根据权利要求9所述的化学气相沉积系统，其特征在于还包括制冷机构，所述制冷机构与所述冷却介质容置机构连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111013303A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-04-17 | 木昇半导体科技(苏州)有限公司 | 氮化镓颗粒回收清扫真空系统 |
| CN113734464A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-12-03 | 北京卫星环境工程研究所 | 一种用于高空点火试验的真空抽气系统及其方法 |
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