CN217068284U - 一种半导体制程用气体纯化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种半导体制程用气体纯化器，包括：壳体，具有进气口和出气口；第一滤区、第二滤区以及第三滤区，均设置于所述壳体内，且沿所述壳体轴向依次呈间隔设置；所述第一滤区，包括第一隔层以及第一过滤介质，所述第一隔层安装于靠近所述进气口的一侧；所述第二滤区，包括第二隔层以及第二过滤介质，所述第二隔层设置于所述第一过滤介质和所述第二过滤介质之间；所述第三滤区包括设置于靠近所述出气口一侧的过滤组件。本实用新型能够有效避免呈散状的第一过滤介质和第二过滤介质被混匀，影响过滤效率，并且整体结构简单，纯化效率高。

Description

一种半导体制程用气体纯化器

技术领域

本实用新型涉及纯化器技术领域，特别是涉及一种半导体制程用气体纯化器。

背景技术

电子气体是半导体材料供应链中的关键部分，参与或被用于超80％的半导体工艺制程中，在半导体产业内有"血液"之称。

随着电子消费品的升级换代，电子气体的纯度和洁净度直接影响到关联产品的特定技术指标和产品率，整个电子工业界对电子气体气源纯度的要求越来越严苛。半导体行业对气体纯度的要求远高于一般的工业应用，相当部分工艺对气体的要求非常高，通常要达到9N(99.9999999％)，分项杂质含量要达到ppb级别。而普通高纯气体的纯度通常为99.999％，其中杂质的含量普遍在ppm级别，要想满足半导体行业需求，必须大幅提升纯度级别。现有技术中用于制备半导体制程用超高纯气体的纯化器普遍存在产品结构较复杂、纯化工序繁杂等不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种半导体制程用气体纯化器，该半导体制程用气体纯化器的结构简单，具有较好的适用性。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种半导体制程用气体纯化器，包括：

壳体，具有进气口和出气口；

第一滤区、第二滤区以及第三滤区，均设置于所述壳体内，且沿所述壳体轴向依次呈间隔设置；

所述第一滤区，包括第一隔层以及第一过滤介质，所述第一隔层安装于靠近所述进气口的一侧；所述第二滤区，包括第二隔层以及第二过滤介质，所述第二隔层设置于所述第一过滤介质和所述第二过滤介质之间；所述第三滤区包括设置于靠近所述出气口一侧的过滤组件；

其中，所述第一过滤介质用以吸附酸性气体，所述第二过滤介质用以吸附碱性气体和有机物，所述过滤组件用以吸附固体颗粒；或所述第一过滤介质用以吸附碱性气体，所述第二过滤介质用以吸附酸性气体和有机物，所述过滤组件用以吸附固体颗粒。

优选地，还包括固定安装于所述壳体内的连接件，所述连接件位于所述第一滤区远离所述进气口的一侧，所述第二隔层包括安装于所述连接件内壁面上的第一滤网，以及通过紧固件可拆卸连接于所述第一滤网中心的第二滤网。

优选地，所述第二隔层为多层烧结网，所述多层烧结网靠近所述进气口一侧的孔径小于靠近所述出气口一侧的孔径。

优选地，所述壳体包括安装于所述出气口处的出口接头，所述出口接头靠近所述第二滤区的一侧形成有凸部，所述过滤组件包括卡接固定于所述凸部上的复合滤件，以及呈周向设置于所述复合滤件外的第三滤网，所述第三滤网与所述壳体固接。

优选地，所述复合滤件包括与所述凸部固接的外壳，设置于所述外壳内的中心杆体，以及套设于所述中心杆体外的滤膜，所述滤膜远离所述中心杆体的一侧表面上形成有多个凸起，多个所述凸起分别沿所述中心杆体的径向和轴向呈间隔设置。

优选地，所述第三滤网为多层烧结网，所述多层烧结网靠近所述进气口一侧的孔径大于靠近所述出气口一侧的孔径。

优选地，所述半导体制程用气体纯化器还包括滤网平头，所述滤网平头与所述第三滤网远离所述出气口的一侧固接，所述滤网平头、所述第三滤网以及所述壳体围设形成有空腔，所述复合滤件位于所述空腔内。

优选地，所述第二隔层包括安装于所述壳体内的多个毡布以及第一支撑网，至少一个所述毡布位于所述第一滤区远离所述进气口的一侧，至少一个所述毡布位于靠近所述第二过滤介质的一侧，所述第一支撑网安装于相邻两个毡布之间。

优选地，所述过滤组件包括至少一个毡片以及第二支撑网，各所述毡片设置于所述第二滤区远离所述第一滤区的一侧，所述第二支撑网设置于所述毡片远离所述第二滤区的一侧，或至少一个所述毡片设置于所述第二滤区远离所述第一滤区的一侧，至少一个所述毡片设置于靠近所述出气口的一侧，所述第二支撑网设置于相邻两个所述毡片之间。

优选地，所述壳体与所述第三滤区靠近所述出气口的一侧围设形成有腔体。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

上述技术方案中所提供的一种半导体制程用气体纯化器，通过所述第一隔层、第二隔层以及过滤组件的共同作用，能够将第一过滤介质与第二过滤介质分隔开，避免呈散状的第一过滤介质和第二过滤介质被混匀，影响过滤效率；其次，由于在壳体内依次设置第一滤区、第二滤区以及第三滤区，仅在一个壳体内就集成了不同滤除作用的不同滤区，整体结构简单，并且将待纯化气体通入壳体的进气口后，从出气口收集到的即为纯化后气体，仅通过一道纯化工序，即可实现对酸性杂质气体、碱性杂质气体及固体颗粒的截留滤除，纯化效率高。

附图说明

图1为本实用新型其中一实施例中一种半导体制程用气体纯化器的示意图；

图2为图1所示第二隔层、连接件及紧固件的示意图；

图3为图1所示复合滤件的示意图；

图4为本实用新型其中另一实施例中一种半导体制程用气体纯化器的示意图。

附图符号说明：

1、壳体；11、进气口；12、出气口；13、出口接头；131、凸部；14、腔体；2、第一滤区；21、第一隔层；22、第一过滤介质；3、第二滤区；31、第二隔层；311、第一滤网；312、第二滤网；313、第一支撑网；314、紧固件；32、第二过滤介质；4、第三滤区；41、复合滤件；411、外壳；412、中心杆体；413、滤膜；42、第三滤网；43、第二支撑网；5、连接件；6、滤网平头；61、空腔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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实用新型中的具体含义。

请参阅图1及图4，本实用新型实施例中提供了一种半导体制程用气体纯化器，能够有效避免呈散状的第一过滤介质22和第二过滤介质32被混匀，影响过滤效率，并且整体结构简单，纯化效率高。

在其中一实施例中，如图1-图3所示，在本实施例中，该半导体制程用气体纯化器，至少包括：壳体1，具有进气口11和出气口12；第一滤区2、第二滤区3以及第三滤区4，均设置于所述壳体1内，且沿所述壳体1轴向依次呈间隔设置；所述第一滤区2，包括第一隔层21以及第一过滤介质22，所述第一隔层21安装于靠近所述进气口11的一侧；所述第二滤区3，包括第二隔层31以及第二过滤介质32，所述第二隔层31设置于所述第一过滤介质22和所述第二过滤介质32之间；所述第三滤区4包括设置于靠近所述出气口12一侧的过滤组件；其中，所述第一过滤介质22用以吸附碱性气体，所述第二过滤介质32用以吸附酸性气体和有机物，所述过滤组件用以吸附固体颗粒。在其他实施例中，所述第一过滤介质22可以是用以吸附酸性气体，所述第二过滤介质32还可以是用以吸附碱性气体和有机物，所述过滤组件用以吸附固体颗粒。

需要说明的是，第一过滤介质22、第二过滤介质32均为散状滤料，不添加粘连介质，也不进行任何的预定形处理，仅通过选用合适大小的介质且具备合适吸附特性表面的散状滤料，可充分发挥散状滤料的表面活性点位；在本实施例中，所述第一过滤介质22为用以吸附碱性气体的树脂，基于化学亲和结合与对湿气的亲和溶胀，实现对原料气流中的碱性气体杂质、湿气起到针对性的有效截留滤除，第一过滤介质22的粒径大小650-1000um，其离子交换容量2.5-6.6meq/g。

所述第二过滤介质32为用以吸附酸性气体和有机物的活性炭，具备BET比表面积800-1800m²/g，用于滤除从进气口11进入并流经第一滤区2后剩余气体中的酸性气体和有机物，所述第二过滤介质32具备特定的内部孔隙及碱性表面，基于化学亲和结合及高比表面的微孔对有机分子的吸附、锁定，实现对气体中的酸性气体杂质及非极性挥发碳氢化合物起到针对性的有效截留滤除；第三滤区4用于截留流经第一滤区2、第二滤区3后气体中的固体颗粒。

可以理解的是，待纯化气体从进气口11流入后，依次流经第一滤区2、第二滤区3和第三滤区4，滤除碱性气体、酸性气体和固体颗粒，最终在出口处得到纯化气体；首先，由于所述第一隔层21、第二隔层31以及过滤组件的共同作用，能够将第一过滤介质22与第二过滤介质32分隔开，避免呈散状的第一过滤介质22和第二过滤介质32被混匀，影响过滤效率；其次，由于在壳体1内依次设置第一滤区2、第二滤区3以及第三滤区4，仅在一个壳体1内就集成了不同滤除作用的不同滤区，整体结构简单，并且将待纯化气体通入壳体1的进气口11后，从出气口12收集到的即为纯化后气体，仅通过一道纯化工序，即可实现对酸性杂质气体、碱性杂质气体及固体颗粒的截留滤除，纯化效率高。

所述第二隔层31的具体结构及安装方式：如图1-图2所示，所述半导体制程用气体纯化器还包括固定安装于所述壳体1内的连接件5，所述连接件5位于所述第一滤区2远离所述进气口11的一侧，所述第二隔层31包括安装于所述连接件5内壁面上的第一滤网311，以及通过紧固件314可拆卸连接于所述第一滤网311中心的第二滤网312。

可以理解的是，所述连接件5呈管体型，所述连接件5通过焊接或螺栓件等固定方式安装于壳体1内，连接件5与壳体1呈分体式设置，在整体结构安装中，能够更方便地安装第一滤网311和第二滤网312，降低安装难度，所述紧固件314为螺母，紧固件314与第一滤网311之间还可以连接焊接件，即第二滤网312通过紧固件314和焊接件与第一滤网311可拆卸连接，当需要填充第二过滤介质32时，仅需将第二滤网312拆下即可，无需将整个第二隔层31拆卸，具有较好的便利性，通过将第一滤网311固定安装于连接件5的内壁面上，能够有效保证第一滤网311的密封性，更好的将第一过滤介质22和第二过滤介质32隔开。

具体地，所述第二隔层31为多层烧结网，所述多层烧结网靠近所述进气口11一侧的孔径小于靠近所述出气口12一侧的孔径。优选地，所述第二隔层31为三层-七层的烧结网，具有30-100μm的绝对过滤精度，更优选地，所述第二隔层31为五层烧结网；五层烧结网靠近所述进气口11一侧的孔径小于靠近所述出气口12一侧的孔径，使得气体中径向尺寸较大的杂质无法进入第二隔层31内，有效防止所述第二隔层31靠近出气口12一侧被堵塞,延长使用寿命。

利用多层烧结网对吸附介质的围固作用及对流经气流的分流、匀流作用，对流经第一过滤介质22的气体形成较为有效的气流传导路径，并使气体流至第一过滤介质22中，保证了纯化过滤中气体流经散状滤料时的相对较低的压降，且在有效滤速范围内，可实现较小的压降波动，通过设置第二隔层31，对第一过滤介质22流至第二过滤介质32的气体起过滤作用，同时将烧结网设为多层还具有较好的支撑作用，将第一过滤介质22和第二过滤介质32隔开。

在本实施例中，如图1所示，所述第一隔层21也可以为多层烧结网，对待纯化气体起过滤作用，所述第一隔层21螺接密封固定于壳体1靠近进气口11的一侧；优选地，所述第一隔层21为三层-七层的烧结网，具有30-100μm的绝对过滤精度，更优选地，所述第一隔层21为五层烧结网。

第三滤区4具体结构及安装方式：如图1、图3所示，所述壳体1包括安装于所述出气口12处的出口接头13，所述出口接头13靠近所述第二滤区3的一侧形成有凸部131，所述过滤组件包括卡接固定于所述凸部131上的复合滤件41，以及呈周向设置于所述复合滤件41外的第三滤网42，所述第三滤网42与所述壳体1固接；其中，所述复合滤件41包括与所述凸部131固接的外壳411，设置于所述外壳411内的中心杆体412，以及套设于所述中心杆体412外的滤膜413，所述滤膜413远离所述中心杆体412的一侧表面上形成有多个凸起，多个所述凸起分别沿所述中心杆体412的径向和轴向呈间隔设置。

可以理解的是，第三滤网42呈圆筒状卷曲，设置第三滤网42，对进入第三滤区4的气体携带的较大固体颗粒起预截留作用，同时有效防止第二过滤介质32因气流携带而移动，避免出现第二过滤介质32进入复合滤体的情况，能够延长复合滤体的使用寿命；所述出口接头13为VCR接头，所述凸部131可以为圆柱体，也可以为其他任意形状，通过所述凸部131，使得所述复合滤件41一侧能够稳固的固接于出口接头13上；所述外壳411与中心杆体412上均具有通孔，所述复合滤件41的过滤精度为0.002-0.004μm，能够将气体中的固体颗粒杂质吸附；此外，滤膜413上形成的多个凸起能够增大与固定颗粒的接触面积，提高气体中固体颗粒杂质的过滤效率。

具体地，所述第三滤网42为多层烧结网，所述多层烧结网靠近所述进气口11一侧的孔径大于靠近所述出气口12一侧的孔径；优选地，所述第三滤网42为三层-七层的烧结网，具有30-100μm的绝对过滤精度，更优选地，所述第三滤网42为五层烧结网。

可以理解的是，第三滤网42靠近所述进气口11一侧的孔径大于靠近所述出气口12一侧的孔径，由于第三滤网42呈卷曲设置，如果是小孔进，大孔出，那么在卷曲过程中，小孔侧内的孔洞很容易被拉大，烧结网(金属网)甚至被拉断，这样就无法满足实际应用的需求；因此需要气体从第三滤网42的大孔面进入，从第三滤网42的小孔面离开。

另外，为了将第二滤区3与第三滤区4隔开，所述滤网平头6与所述第三滤网42远离所述出气口12的一侧固接，所述滤网平头6、所述第三滤网42以及所述壳体1围设形成有空腔61，所述复合滤件41位于所述空腔61内；可以理解的是，设置所述滤网平头6不仅能够用于安装第三滤网42，另外，滤网平头6与第三滤网42和壳体1围设形成的空腔61能够安设复合滤件41，能够将复合滤件41与第二滤区3隔开，有效防止第二过滤介质32进入复合滤件41内，具有较好的隔离作用。

在其中另一实施例中，与上一实施例的区别在于，在本实施例中，如图4所示。

壳体1内壁面靠近进气口11一侧形成有台阶，第一隔层21安装于所述台阶上，所述第一隔层21可以为多层烧结网，对待纯化气体起过滤作用；优选地，所述第一隔层21为三层-七层的烧结网，具有30-100μm的绝对过滤精度，更优选地，所述第一隔层21为五层烧结网。

第二隔层31的具体结构及安装方式：所述第二隔层31包括安装于所述壳体1内的多个毡布以及第一支撑网313，至少一个所述毡布位于所述第一滤区2远离所述进气口11的一侧，至少一个所述毡布位于靠近所述第二过滤介质32的一侧，所述第一支撑网313安装于相邻两个毡布之间。

在本实施例中，一个所述毡布位于所述第一滤区2远离所述进气口11的一侧，一个所述毡布位于靠近所述第二过滤介质32的一侧，所述第一支撑网313安装于两个毡布之间；优选地，所述第一支撑网313选为三层-七层的烧结网，具有30-100μm的绝对过滤精度，更优选地，所述第一支撑网313为五层烧结网；毡布与壳体1内壁面活动抵接，通过两侧的第一过滤介质22和第二过滤介质32压紧，毡布为有机材料具有可回收性，且价格比烧结网便宜，但由于刚性不足，因此，在毡布中间设置第一支撑网313，起到支撑作用，使得第二隔层31具有较好的刚性，提高第二隔层31的结构强度，通过毡布和第一支撑网313结合形成的第二隔层31，具有较好的刚性且价格更低，所述第二隔层31将第一过滤介质22和第二过滤介质32隔开。

在其他一些实施例中，图中未示出，在第一支撑网313左右两侧分别可以设置多个毡布，具有与上述第二隔层31相似的技术效果。

第三滤区4具体结构及安装方式：所述过滤组件包括至少一个毡片以及第二支撑网43，各所述毡片设置于所述第二滤区3远离所述第一滤区2的一侧，所述第二支撑网43设置于所述毡片远离所述第二滤区3的一侧。

在本实施例中，所述过滤组件包括一个毡片以及第二支撑网43，毡片设置在第二支撑网43左侧，在其他实施例中，在第二支撑网43的左侧毡片可以设为多个；优选地，所述第二支撑网43选为三层-七层的烧结网，具有30-100μm的绝对过滤精度，更优选地，所述第二支撑网43为五层烧结网；毡片粗糙的一面朝向第二滤区3，能够有效拦截固定颗粒杂质，毡片与第二支撑网43固接，第二支撑网43对毡片起支撑作用，所述第三滤网42为多层烧结网，所述多层烧结网靠近所述进气口11一侧的孔径大于靠近所述出气口12一侧的孔径；毡片以及第二支撑网43组成的第三滤区4，该第三滤区4沿壳体1水平方向的尺寸较小，因此使得第三滤区4在壳体1中所占的空间较小，大大减小了该半导体制程用气体纯化器的整体体积，进一步简化了整体结构。

在其他一些实施例中，图中未示出，至少一个所述毡片设置于所述第二滤区3远离所述第一滤区2的一侧，至少一个所述毡片设置于靠近所述出气口12的一侧，所述第二支撑网43设置于相邻两个所述毡片之间，具有与上述过滤组件相似的技术效果。

作为优选的实施方式，所述壳体1与所述第三滤区4靠近所述出气口12的一侧围设形成有腔体14，第二支撑网43在气体通入后发生形变时可以容置于所述腔体14内。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种半导体制程用气体纯化器，其特征在于，包括：

壳体，具有进气口和出气口；

第一滤区、第二滤区以及第三滤区，均设置于所述壳体内，且沿所述壳体轴向依次呈间隔设置；

所述第一滤区，包括第一隔层以及第一过滤介质，所述第一隔层安装于靠近所述进气口的一侧；所述第二滤区，包括第二隔层以及第二过滤介质，所述第二隔层设置于所述第一过滤介质和所述第二过滤介质之间；所述第三滤区包括设置于靠近所述出气口一侧的过滤组件；

其中，所述第一过滤介质用以吸附酸性气体，所述第二过滤介质用以吸附碱性气体和有机物，所述过滤组件用以吸附固体颗粒；或所述第一过滤介质用以吸附碱性气体，所述第二过滤介质用以吸附酸性气体和有机物，所述过滤组件用以吸附固体颗粒。

2.如权利要求1所述的一种半导体制程用气体纯化器，其特征在于，还包括固定安装于所述壳体内的连接件，所述连接件位于所述第一滤区远离所述进气口的一侧，所述第二隔层包括安装于所述连接件内壁面上的第一滤网，以及通过紧固件可拆卸连接于所述第一滤网中心的第二滤网。

3.如权利要求1所述的一种半导体制程用气体纯化器，其特征在于，所述第二隔层为多层烧结网，所述多层烧结网靠近所述进气口一侧的孔径小于靠近所述出气口一侧的孔径。

4.如权利要求1所述的一种半导体制程用气体纯化器，其特征在于，所述壳体包括安装于所述出气口处的出口接头，所述出口接头靠近所述第二滤区的一侧形成有凸部，所述过滤组件包括卡接固定于所述凸部上的复合滤件，以及呈周向设置于所述复合滤件外的第三滤网，所述第三滤网与所述壳体固接。

5.如权利要求4所述的一种半导体制程用气体纯化器，其特征在于，所述复合滤件包括与所述凸部固接的外壳，设置于所述外壳内的中心杆体，以及套设于所述中心杆体外的滤膜，所述滤膜远离所述中心杆体的一侧表面上形成有多个凸起，多个所述凸起分别沿所述中心杆体的径向和轴向呈间隔设置。

6.如权利要求5所述的一种半导体制程用气体纯化器，其特征在于，所述第三滤网为多层烧结网，所述多层烧结网靠近所述进气口一侧的孔径大于靠近所述出气口一侧的孔径。

7.如权利要求4所述的一种半导体制程用气体纯化器，其特征在于，所述半导体制程用气体纯化器还包括滤网平头，所述滤网平头与所述第三滤网远离所述出气口的一侧固接，所述滤网平头、所述第三滤网以及所述壳体围设形成有空腔，所述复合滤件位于所述空腔内。

8.如权利要求1所述的一种半导体制程用气体纯化器，其特征在于，所述第二隔层包括安装于所述壳体内的多个毡布以及第一支撑网，至少一个所述毡布位于所述第一滤区远离所述进气口的一侧，至少一个所述毡布位于靠近所述第二过滤介质的一侧，所述第一支撑网安装于相邻两个毡布之间。

9.如权利要求1所述的一种半导体制程用气体纯化器，其特征在于，所述过滤组件包括至少一个毡片以及第二支撑网，各所述毡片设置于所述第二滤区远离所述第一滤区的一侧，所述第二支撑网设置于所述毡片远离所述第二滤区的一侧，或至少一个所述毡片设置于所述第二滤区远离所述第一滤区的一侧，至少一个所述毡片设置于靠近所述出气口的一侧，所述第二支撑网设置于相邻两个所述毡片之间。

10.如权利要求9所述的一种半导体制程用气体纯化器，其特征在于，所述壳体与所述第三滤区靠近所述出气口的一侧围设形成有腔体。

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