CN215299189U - 一种工艺管内带充气冷却功能的冷却进气组合管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工艺管内带充气冷却功能的冷却进气组合管，包括架体，所述架体上安装有加热器，所述加热器的内侧安装有工艺管，所述工艺管的内壁上设置有冷却外管，所述冷却外管的内部设置有工艺进气内管和冷却气进气管，在工艺管内部的冷却气进气管的一端比冷却外管的同一端短，所述冷却外管在工艺管内部的端头处设置有内外管封堵块，且同端工艺进气内管的端头伸出冷却外管的端头，所述冷却气进气管处与冷却外管之间的空间为冷却区间。本发明的有益效果是，可以很好的保证进气内管的温度不会太高，很好的解决了气体通过进气内管进入工艺管的过程中不被迅速升温而分解挥发的难题，有效的将SIH4气体通过进气内管不被分解。

Description

一种工艺管内带充气冷却功能的冷却进气组合管

技术领域

本发明涉及半导体和光伏领域，特别是一种工艺管内带充气冷却功能的冷却进气组合管。

背景技术

传统的工艺管内的进气管就是单纯的圆管，在LPCVD多晶炉等类别的设备工艺中，将SIH4气体通过进气管进入工艺管内部对晶片表面进行多晶硅的生长，即在晶片表面形成薄膜，问题就是进气管均为直径较小的细管，不占用工艺管内部的空间，也因为气体流量较小，不能气管过大，而影响内部晶片、晶舟、工艺管、进气管、还有热偶管的之间的协调关系；由于工艺管内部的工艺温度600-800℃，由于进气管全部位于工艺管内部(底部)同工艺管相同温度，对于SIH4气体在进入进气管中向工艺管内部输送的过程中，气体在进气管中的温度也随之升高，按照SIH4气体的特点，在温度超过400℃或稍高时，气体就开始分解，这样还没有离开进气管的尾部进入工艺管时在进气管中就开始了分解和挥发，从而在进气管内壁上就开始结晶和沉积多晶硅物质，经过几个炉次的工艺过程后，工艺管内壁就已经堵塞，影响了气体按计量流量的准确进入从而影响工艺结果，此时就需要拆卸进气管报废，更换新的进气管然后恢复工艺过程，则小小的进气管变成了阻碍工艺过程，影响机台产能，提高工艺成本和不及时更换就直接影响晶片工艺质量的罪魁祸首。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种工艺管内带充气冷却功能的冷却进气组合管。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种工艺管内带充气冷却功能的冷却进气组合管，包括架体，所述架体上安装有加热器，所述加热器的内侧安装有工艺管，所述工艺管的内壁上设置有冷却外管，所述冷却外管的内部设置有工艺进气内管和冷却气进气管，在工艺管内部的冷却气进气管的一端比冷却外管的同一端短，所述冷却外管在工艺管内部的端头处设置有内外管封堵块，且同端工艺进气内管的端头伸出冷却外管的端头，所述冷却气进气管处与冷却外管之间的空间为冷却区间。

作为对本发明的进一步说明，所述冷却气进气管和工艺进气内管固定安装在冷却外管的内壁上，且工艺进气内管和冷却气进气管互相接触。

作为对本发明的进一步说明，所述冷却外管伸出工艺管的一端设置有外管接口，所述冷却气进气管伸出工艺管的一端设置有冷却气接口，所述工艺进气内管伸出工艺管的一端设置有工艺进气接口。

作为对本发明的进一步说明，所述工艺管安装在加热器之间，且为非接触式固定安装，所述加热器和工艺管之间设置有垫块，所述工艺管通过垫块固定在加热器的内部。

作为对本发明的进一步说明，所述工艺管的一端设置有尾部隔热堵块，且所述尾部隔热堵块固定安装于所述加热器之间。

作为对本发明的进一步说明，所述加热器的一端设置有口部保温软堵块，且所述口部保温软堵块固定安装于所述加热器和工艺管之间，所述口部保温软堵块设置于所述加热器一端的端口处。

作为对本发明的进一步说明，所述工艺管的管口处设置有工艺管密封法兰压紧工艺管密封圈，所述工艺管密封法兰的一侧设置有工艺炉口法兰，所述工艺管密封圈设置于工艺管、工艺管密封法兰和工艺炉口法兰之间。

作为对本发明的进一步说明，所述工艺管管口的外侧设置有摆动炉门，所述摆动炉门设置于所述工艺炉口法兰的一侧，且所述摆动炉门和工艺管炉口法兰之间设置有炉口密封圈。

作为对本发明的进一步说明，所述工艺管的内部设置有晶舟，所述晶舟上固定有晶片。

其有益效果在于，工艺进气内管为进气管，其外部设置阀门与进气系统连接，进行有序控制进气；将进气管外壁再套装一个外管，外管长度短于内管，外管两端分别用内外管封堵与内外管进行焊接封闭，露出内管口，在内外管之间形成一个密闭的环形空间，在工艺管外部的一端的外管上设置外管接口，与此环形空间连通，设置阀门与外部管路系统连接；在内管外部和外管内部空间，再插入一个冷却气管，冷却气管出口端部在外管长度内，此截面的三根管可以偏心设置，以便于节省空间，冷却气进气管进口处与内外管封堵块穿过并密闭焊接，外部留有长度便于安装阀门控制气体开关，当冷却气进气管进气到内外管的密闭空间，则冷却气体就必须从里端向外流动，直到从外管接口处排出冷却气体(此时冷却气体已经被加热，但是没有到SIH4分解和挥发的温度，但冷却气体一直包裹住工艺进气内管周围，对工艺进气管起到阻止内部SIH4气体进气过程中快速升温而被分解和挥发，避免了沉积内部)就起到了对工艺进气内管冷却的功能，防止了SIH4气体在进气过程中在工艺进气内管内由于高温而产生的分解和挥发，从而避免了工艺管内部的堵塞。冷却气体从工艺进气管的接近出气口一端在密闭空间内向尾部流动，从外管设置的外管接口排出起到了冷却作用，可以很好的保证工艺进气内管的温度不会太高，很好的保证了气体通过工艺进气内管进入工艺管的过程中能不被迅速升温而分解挥发，有效的保证SIH4气体通过工艺进气内管不被分解，只有进入工艺管后才进入高温然后分解，再做工艺过程，让工艺气体只与工艺管内部进行有效工艺，没有在工艺进气内管中消耗，更有利于提升晶片的工艺质量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A部分的局部放大结构示意图；

图3是图1中B部分的局部放大结构示意图；

图4是图1中C部分的局部放大结构示意图；

图5是晶片和晶舟的结构示意图；

图6是图5中D部分的局部放大结构示意图。

图中，1、架体；2、加热器；201、尾部隔热堵块；202、垫块；203、口部保温软堵块；3、工艺管；301、工艺进气内管；302、外管接口；303、冷却外管；304、内外管封堵块；305、冷却气进气管；306、冷却气接口；307、工艺进气接口；308、冷却区间；401、晶舟；402、晶片；5、工艺炉口法兰；501、工艺管密封法兰；502、工艺管密封圈；6、摆动炉门；601、炉口密封圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-6所示，一种工艺管内带充气冷却功能的冷却进气组合管，包括架体1，所述架体1上安装有加热器2，所述加热器2的内侧安装有工艺管3，所述工艺管3的内壁上设置有冷却外管303，所述冷却外管303的内部设置有工艺进气内管301和冷却气进气管305，在工艺管3内部的冷却气进气管305的一端比冷却外管303的同一端短，所述冷却外管303在工艺管3内部的端头处设置有内外管封堵块304，且同端工艺进气内管301的端头伸出冷却外管303的端头，所述冷却气进气管305处与冷却外管303之间的空间为冷却区间308。所述冷却气进气管305和工艺进气内管301固定安装在冷却外管303的内壁上，且工艺进气内管301和冷却气进气管305互相接触。所述冷却外管303伸出工艺管3的一端设置有外管接口302，所述冷却气进气管305伸出工艺管3的一端设置有冷却气接口306，所述工艺进气内管301伸出工艺管3的一端设置有工艺进气接口307，工艺进气内管301和冷却外管303通过内外管封堵与内外管焊接封闭使内外管环形空间密闭，冷却气进气管305(带阀门)穿过内外管封堵进入密闭空间内接近另一端留有一个小距离，并与内外管封堵进行密封焊接，冷却外管303接口302与外设的冷却气出气系统连接。

所述工艺管3的一端设置有尾部隔热堵块201，且所述尾部隔热堵块201固定安装于所述加热器2之间，加热器2尾部隔热堵用于封闭加热器2尾部，防止热量散出。

所述加热器2的一端设置有口部保温软堵块203，且所述口部保温软堵块203固定安装于所述加热器2和工艺管3之间，所述口部保温软堵块203设置于所述加热器2一端的端口处，加热器2口部设置口部保温软堵块203用来封堵加热器2与工艺管3之间的间隙的散热，保护炉口法兰的密封圈免受热辐射的影响。

所述工艺管3密封法兰的一侧设置有工艺炉口法兰5，所述工艺管3密封圈设置于工艺管3、工艺管3密封法兰和工艺炉口法兰5之间，所述摆动炉门6设置于所述工艺炉口法兰5的一侧，且所述摆动炉门6和工艺管3炉口法兰之间设置有炉口密封圈601，工艺管3口与-架体1固结的5-工艺管3炉口法兰(可以带水冷)，通过工艺管3密封法兰压紧工艺管3密封圈进行工艺管3的密封连接，摆动炉门6进行炉门的移开和关门通过炉门密封圈进行密封。

工作原理：工艺进气内管301为进气管，其外部设置阀门与进气系统连接，进行有序控制进气；将进气管外壁再套装一个外管，外管长度短于内管，外管两端分别用内外管封堵与内外管进行焊接封闭，露出内管口，在内外管之间形成一个密闭的环形空间，在工艺管3外部的一端的外管上设置外管接口302，与此环形空间连通，设置阀门与外部管路系统连接；在内管外部和外管内部空间，再插入一个冷却气管，冷却气管出口端部在外管长度内，此截面的三根管可以偏心设置，以便于节省空间，冷却气进气管305进口处与内外管封堵块304穿过并密闭焊接，外部留有长度便于安装阀门控制气体开关，当冷却气进气管305进气到内外管的密闭空间，则冷却气体就必须从里端向外流动，直到从外管接口302处排出冷却气体(此时冷却气体已经被加热，但是没有到SIH4分解和挥发的温度，但冷却气体一直包裹住工艺进气内管301周围，对工艺进气管起到阻止内部SIH4气体进气过程中快速升温而被分解和挥发，避免了沉积内部)就起到了对工艺进气内管301冷却的功能，防止了SIH4气体在进气过程中在工艺进气内管301内由于高温而产生的分解和挥发，从而避免了工艺管3内部的堵塞。冷却气体从工艺进气管的接近出气口一端在密闭空间内向尾部流动，从外管设置的外管接口302排出起到了冷却作用，可以很好的保证工艺进气内管301的温度不会太高，很好的保证了气体通过工艺进气内管301进入工艺管3的过程中能不被迅速升温而分解挥发，有效的保证SIH4气体通过工艺进气内管301不被分解，只有进入工艺管3后才进入高温然后分解，再做工艺过程，让工艺气体只与工艺管3内部进行有效工艺，没有在工艺进气内管301中消耗，更有利于提升晶片402的工艺质量。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种工艺管内带充气冷却功能的冷却进气组合管，其特征在于，包括架体(1)，所述架体(1)上安装有加热器(2)，所述加热器(2)的内侧安装有工艺管(3)，所述工艺管(3)的内壁上设置有冷却外管(303)，所述冷却外管(303)的内部设置有工艺进气内管(301)和冷却气进气管(305)，在工艺管(3)内部的冷却气进气管(305)的一端比冷却外管(303)的同一端短，所述冷却外管(303)在工艺管(3)内部的端头处设置有内外管封堵块(304)，且同端工艺进气内管(301)的端头伸出冷却外管(303)的端头，所述冷却气进气管(305)处与冷却外管(303)之间的空间为冷却区间(308)。

2.根据权利要求1所述的一种工艺管内带充气冷却功能的冷却进气组合管，其特征在于，所述冷却气进气管(305)和工艺进气内管(301)固定安装在冷却外管(303)的内壁上，且工艺进气内管(301)和冷却气进气管(305)互相接触。

3.根据权利要求1所述的一种工艺管内带充气冷却功能的冷却进气组合管，其特征在于，所述冷却外管(303)伸出工艺管(3)的一端设置有外管接口(302)，所述冷却气进气管(305)伸出工艺管(3)的一端设置有冷却气接口(306)，所述工艺进气内管(301)伸出工艺管(3)的一端设置有工艺进气接口(307)。

4.根据权利要求1所述的一种工艺管内带充气冷却功能的冷却进气组合管，其特征在于，所述工艺管(3)安装在加热器(2)之间，且为非接触式固定安装，所述加热器(2)和工艺管(3)之间设置有垫块(202)，所述工艺管(3)通过垫块(202)固定在加热器(2)的内部。

5.根据权利要求4所述的一种工艺管内带充气冷却功能的冷却进气组合管，其特征在于，所述工艺管(3)的一端设置有尾部隔热堵块(201)，且所述尾部隔热堵块(201)固定安装于所述加热器(2)之间。

6.根据权利要求5所述的一种工艺管内带充气冷却功能的冷却进气组合管，其特征在于，所述加热器(2)的一端设置有口部保温软堵块(203)，且所述口部保温软堵块(203)固定安装于所述加热器(2)和工艺管(3)之间，所述口部保温软堵块(203)设置于所述加热器(2)一端的端口处。

7.根据权利要求1所述的一种工艺管内带充气冷却功能的冷却进气组合管，其特征在于，所述工艺管(3)的管口处设置有工艺管(3)密封法兰压紧工艺管(3)密封圈，所述工艺管(3)密封法兰的一侧设置有工艺炉口法兰(5)，所述工艺管(3)密封圈设置于工艺管(3)、工艺管(3)密封法兰和工艺炉口法兰(5)之间。

8.根据权利要求7所述的一种工艺管内带充气冷却功能的冷却进气组合管，其特征在于，所述工艺管(3)管口的外侧设置有摆动炉门(6)，所述摆动炉门(6)设置于所述工艺炉口法兰(5)的一侧，且所述摆动炉门(6)和工艺管(3)炉口法兰之间设置有炉口密封圈(601)。

9.根据权利要求1所述的一种工艺管内带充气冷却功能的冷却进气组合管，其特征在于，所述工艺管(3)的内部设置有晶舟(401)，所述晶舟(401)上固定有晶片(402)。

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