CN220589338U - 一种过滤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过滤装置，包括：加热壳体，包括相对设置的输入口和输出口，其中，多态混合物从该输入口进入在该加热壳体内进行二次反应；以及滤芯结构，设置于该加热壳体内，包括上盖板、下盖板及至少一条滤芯，其中，该至少一条滤芯通过第一锁紧部件锁紧固定于该上盖板与该下盖板之间，以使该多态混合物从该滤芯结构的外侧流向该滤芯，并经由该滤芯吸附该二次反应产生的固态杂质和/或液态杂质，以从该输出口排出干净气体。通过上述过滤装置，能够将一次反应未反应完的多态混合物及时捕集并进行二次反应，不仅提升了反应效率，而且避免了混合物中的固、液态杂质排出，堵塞下游组件，降低了设备故障率，提高了机台的运行时间。

Description

一种过滤装置

技术领域

本实用新型涉及过滤技术领域，具体涉及了一种过滤装置。

背景技术

目前，用于薄膜沉积的技术主要包括，物理气相沉积(Physical vapordeposition，PVD)、化学气相沉积(Chemical vapor deposition，CVD)和原子层沉积(Atomic layer deposition，ALD)。原子层沉积技术是一种将物质以单原子膜的形式逐层镀在基底表面的方法，能够实现纳米量级超薄膜的沉积。

现有技术中，热原子层沉积(Thermal ALD)设备中进行薄膜沉积以制备金属薄膜(film)，由于热原子层沉积设备无法使用清洁系统，在腔体内沉积过程中未反应完的化学源与反应副产物都会通过抽气管路被末端泵抽出。在实际使用过程中，在设备使用一段时间后，抽气管路沿途的蝶阀阀板和门阀阀板以及末端泵都会被化学源和副产物附着沉积。尤其是当沉积的膜厚过厚时，还存在导致阀板或泵卡死的风险。因此，在机台设备使用一段时间后，需要频繁停掉机器，来对连通反应腔室的蝶阀等部件进行相关维护作业，包括组件更换和组件清洗等，这些维护性作业都会增加设备的预防维修成本。

为了解决现有技术中存在的上述问题，本领域亟需一种过滤技术，能够将一次反应未反应完的多态混合物及时捕集并进行二次反应，不仅提升了反应效率，而且避免了混合物中的固、液态杂质排出，堵塞下游组件，降低了设备故障率，提高了机台的运行时间。

实用新型内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种过滤装置，能够将一次反应未反应完的多态混合物及时捕集并进行二次反应，不仅提升了反应效率，而且避免了混合物中的固、液态杂质排出，堵塞下游组件，降低了设备故障率，提高了机台的运行时间。

具体来说，根据本实用新型的第一方面提供的上述过滤装置，包括：加热壳体，包括相对设置的输入口和输出口，其中，多态混合物从所述输入口进入在所述加热壳体内进行二次反应；以及滤芯结构，设置于所述加热壳体内，包括上盖板、下盖板及至少一条滤芯，其中，所述至少一条滤芯通过第一锁紧部件锁紧固定于所述上盖板与所述下盖板之间，以使所述多态混合物从所述滤芯结构的外侧流向所述滤芯，并经由所述滤芯吸附所述二次反应产生的固态杂质和/或液态杂质，以从所述输出口排出干净气体。

进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述加热壳体的外侧还包括温控部件，所述温控部件根据所述多态混合物的种类，调整所述加热壳体的温度，以对所述加热壳体内的所述多态混合物进行对应温度下的二次处理。

进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述多态混合物中至少包括工艺气体，以及气液态金属源和/或气固态薄膜。

进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述加热壳体至少包括上部结构和下部结构，所述上部结构和下部结构之间通过第二锁紧部件可拆卸地密封组装。

进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述第二锁紧部件包括锁头端和套接端，所述锁头端两侧设有弹性卡接部，所述套接端对应的两侧设有卡口部，所述卡接部弹性回缩以使所述锁头端进入所述套接端，所述卡接部在所述锁头端完全进入后弹性释放以与所述套接端的卡口部卡接扣合。

进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述滤芯结构还包括支撑架，所述支撑架从所述下盖板的下表面向上贯穿所述下盖板的中心，所述上盖板的中心搭接在所述支撑架上，通过所述第一锁紧部件可拆卸地锁紧固定。

进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述滤芯结构中包括多条所述滤芯，各所述滤芯互相贴合地环绕所述支撑架。

进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述上盖板为实面，以使进入的所述多态混合物向所述上盖板的外侧方向流动，所述下盖板为孔面，包括与所述滤芯对应数量的孔洞，用于插入固定所述滤芯。

进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述至少一条滤芯由至少一种型号的不锈钢丝网卷制而成。

进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述至少一种型号的不锈钢丝包括304不锈钢丝网和/或316不锈钢丝网。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1示出了根据本实用新型的一些实施例所提供的一种薄膜沉积设备的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的一些实施例所提供的过滤装置的结构示意图；

图3A～3D为图2所示的过滤装置中构成加热壳体的多个部件的结构示意图；

图4A～4E为图2所示的过滤装置中构成滤芯结构的多个部件的结构示意图；以及

图5示出了根据本实用新型的一些实施例所提供的滤芯的结构示意图。

附图标记：

100 薄膜沉积设备；

110 反应腔室；

200 过滤装置；

120 抽气管路；

130 蝶阀；

140 门阀；

150 泵；

210 输入口；

211 输出口；

220 加热壳体；

221 上部结构；

222 中部结构；

223 下部结构；

230 第二锁紧部件；

231 锁头端；

2310 卡接部；

232 套接端；

2320 卡口部；

240 温控部件；

250 滤芯结构；

251 上盖板；

252 下盖板；

253 第一锁紧部件；

254 滤芯

2540 滤芯中心区域；以及

255 支撑架。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

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。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本实用新型的限制。

能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本实用新型一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。

如上所述，现有技术中，热原子层沉积(Thermal ALD)设备中进行薄膜沉积以制备金属薄膜(film)，由于热原子层沉积设备无法使用清洁系统，在腔体内沉积过程中未反应完的化学源与反应副产物都会通过抽气管路被末端泵抽出。在实际使用过程中，在设备使用一段时间后，抽气管路沿途的蝶阀阀板和门阀阀板以及末端泵都会被化学源和副产物附着沉积。尤其是当沉积的膜厚过厚时，还存在导致阀板或泵卡死的风险。因此，在机台设备使用一段时间后，需要频繁停掉机器，来对连通反应腔室的蝶阀等部件进行相关维护作业，包括组件更换和组件清洗等，这些维护性作业都会增加设备的预防维修成本。

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种过滤装置，能够将一次反应未反应完的多态混合物及时捕集并进行二次反应，不仅提升了反应效率，而且避免了混合物中的固、液态杂质排出，堵塞下游组件，降低了设备故障率，提高了机台的运行时间。

以下将结合一些过滤装置的实施例来描述上述过滤装置的工作原理。本领域的技术人员可以理解，这些过滤装置的实施例只是本实用新型提供的一些非限制性的实施方式，旨在清楚地展示本实用新型的主要构思，并提供一些便于公众实施的具体方案，而非用于限制过滤装置的全部工作方式或全部功能。

首先，请参看图1，图1示出了根据本实用新型的一些实施例所提供的一种薄膜沉积设备的结构示意图。

在一些实施例中，本实用新型中的过滤装置可以设置于薄膜沉积设备中。如图1所示，薄膜沉积设备100主要包括反应腔室110和过滤装置200。在反应腔室110的内部可以通入气液态的反应物和金属源，以进行一次薄膜沉积反应。

在一次薄膜沉积反应之后，反应腔室110的排出的一次气多态混合物中可以包括第一次薄膜沉积反应完成后的部分未完全反应的工艺气体，以及气液态的金属源和/或反应物。甚至在一些可选的实施例中，也可以包括部分沉积后的金属薄膜或其他沉积杂质。当一次薄膜沉积反应后的排出物中包括上述这些未完全反应的多态混合物时，多态排出物有可能在反应腔室110的下游组件，例如，用于调整反应腔室110内气压的蝶阀130，以及控制抽气管路120截断导通的门阀140等地方进行二次薄膜沉积反应，进而造成蝶阀130、门阀140和/或抽气管路120等部件的堵塞。

过滤装置200可以用于收集上述一次薄膜沉积反应完成后的反应腔室110排出的未反应完的多态混合物，并使其在过滤装置200内进行二次薄膜沉积反应。并且，在抽气管路120的末端可以设有泵150，用以将进行一次、二次薄膜沉积反应后的一次气液态排出物和/或二次气液态排出物(或气体)抽出。

具体来说，请参看图2，图2示出了根据本实用新型的一些实施例所提供的过滤装置的结构示意图。同时，请结合参看图3A～3D，图3A～3D为图2所示的过滤装置中构成加热壳体的多个部件的结构示意图。

如图2和图3A～3D所示，过滤装置200可以包括加热壳体220和滤芯结构250。加热壳体220可以包括相对设置的输入口210和输出口211。进一步地，在图3A～3D中，加热壳体220可以包括上部结构221、中部结构222和下部结构223，其中，上部结构221、中部结构222和下部结构223可以通过两条第二锁紧部件230分别锁紧，以进行可拆卸的密封组装，从而避免未经捕获的一次薄膜沉积反应后排出的多态混合物泄漏，甚至堵塞下游组件。

如图3D所示，在一些实施例中，第二锁紧部件230可以包括锁头端231和套接端232，锁头端231两侧可以设有弹性卡接部2310，套接端232对应的两侧可以设有卡口部2320，卡接部2310弹性回缩，以使锁头端231进入套接端232，卡接部2310在锁头端231完全进入后弹性释放，以与套接端232的卡口部2320完成卡接扣合。通过将锁头端231插入套接端232，可以实现对于加热壳体220的上、中、下各部结构的锁紧固定。

反应腔室110中排出的未反应完的多态混合物，可以在加热壳体220内进行二次薄膜沉积反应，以使未反应完的工艺气体、金属源和各种反应物可以进一步继续反应，从而可以避免大量的资源浪费，提升反应效率。

在一些优选的实施例中，继续如图2所示，为了加快加热壳体220内收集到的多态混合物的二次薄膜沉积反应速率，加热壳体220的外侧还可以包括温控部件240，温控部件240根据多态混合物的种类，调整加热壳体220的温度，以对加热壳体220内的多态混合物进行对应温度下的二次处理。

具体来说，在一些可选的实施例中，当加热壳体220捕集到的多态混合物中包括气液态金属源时，温控部件240可以控制加热壳体220的温度到第一温度范围，可选地，第一温度范围可以为450℃以上。金属源流经加热壳体220时遇到高温产生热分解反应(例如有TMA参与的反应)，从而无法成膜，不会继续下流，进而避免了位于反应腔室110下方的各阀门、抽气管路120等的下游组件发生堵塞的风险，可以保护这些下游组件。

可选地，在另一些实施例中，当加热壳体220捕集到多态混合物包括气液态金属源或工艺气体时，温控部件240可以控制加热壳体220的温度到第二温度范围，可选地，第二温度范围可以为10℃以下。金属源或工艺气体从热的反应腔室110流经该加热壳体220时遇到低温出现冷凝反应(例如有H2O参与的反应)，无法继续反应成膜，进而避免了位于反应腔室110下方的各阀门、抽气管路120等的下游组件发生堵塞的风险，可以保护这些下游组件。

可选地，当加热壳体220捕集到多态排出物包括气液态金属源和工艺气体时，温控部件240可以控制加热壳体220的温度到第三温度范围，可选地，第三温度范围可以在50℃～200℃左右，优选地，第三温度范围可以进一步控制在120℃～150℃范围内，以避免上述气液态金属源和工艺气体发生冷凝现象。加热壳体220捕集未反应完的气液态金属源和工艺气体，使这两者在第三温度范围在加热壳体220内进行二次反应成膜，例如，像有三甲基铝(TMA)、水、铪(Hf)源、锆(Zr)源、锡(Sn)源参与的薄膜制备反应等，从而减缓下游组件内部薄膜的生长和累积，可以保护这些下游组件。

在实际过程中，二次薄膜沉积反应完成后，还会产生少量的固态杂质和/或液态杂质，以及仍然可能一些未反应完全的多态混合物，因此，请继续如图2所示，加热壳体220内部可以包括滤芯结构250。请参看图4A～4E，图4A～4E为图2所示的加热壳体中构成滤芯结构的多个部件的结构示意图。

如图2和图4A～4E所示，滤芯结构250可以包括上盖板251、下盖板252，以及至少一条滤芯254。至少一条滤芯254可以通过第一锁紧部件253锁紧固定于上盖板251与下盖板252之间，以使多态混合物以及二次反应后的混合物等从滤芯结构250的外侧流向滤芯254，并经由滤芯254吸附二次反应产生的固态杂质和/或液态杂质，以从输出口211排出干净气体。

进一步地，在一些优选的实施例中，如图4A所示，上盖板251可以为实面，以使进入的多态混合物以及二次反应后的混合物可以向上盖板251的外侧方向流动。如图4B所示，在下盖板的俯视图中，下盖板252可以为孔面，其中，可以包括与滤芯254对应数量的孔洞，用于插入固定滤芯254。如图4C所示，在下盖板的侧视图中，滤芯结构250还可以包括支撑架255，支撑架255从下盖板252的下表面向上贯穿下盖板252的中心，上盖板251的中心可以搭接在支撑架255上，并通过图4E中的第一锁紧部件253可拆卸地锁紧固定。

接下来，请参看图5，图5示出了根据本实用新型的一些实施例所提供的滤芯的结构示意图。如图5所示，滤芯254的厚度大小和/或使用数量可以根据使用环境进行相应的选择。可选地，滤芯254的可以根据厚度大小分成厚滤芯510和薄滤芯520。滤芯结构250中可以包括多条滤芯254，例如可以包括一条、三条、四条、五条、六条、八条滤芯等。这些安插在下盖板252的多个孔洞中的多条滤芯254可以环绕支撑架255互相贴合，从而形成更大过滤面积，以与多态混合物以及二次反应后的混合物接触过滤。

进一步地，滤芯254可以由至少一种型号的不锈钢丝网卷制而成，并且可以根据不同的工艺环境采用不同的组合形式。例如，至少一种型号的不锈钢丝可以包括304不锈钢丝网和/或316不锈钢丝网。

在上述实施例中，通过实面的上盖板251，以及下盖板252将滤芯254用第一锁紧部件253锁紧，可以防止多态混合物以及二次反应后的混合物从滤芯254的上、下端面与上、下盖板之间的缝隙处进入滤芯中心区域2540，从而造成未经过滤的多态混合物泄漏。

在本实用新型提供的上述实施例中，通过上述过滤装置200可以将连接反应腔室110的蝶阀130的使用周期从20um延长至200um，即对于蝶阀130的维护周期可以延长至10倍，并且，对于蝶阀130下方的抽气管路120及相关下游组件的更换、清洗频率也有所下降，也就是说，减少了设备的预防维修成本。

综上所述，本实用新型提供了一种过滤装置，能够将一次反应未反应完的多态混合物及时捕集并进行二次反应，不仅提升了反应效率，而且避免了混合物中的固、液态杂质排出，堵塞下游组件，降低了设备故障率，提高了机台的运行时间。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (10)

1.一种过滤装置，其特征在于，包括：

加热壳体，包括相对设置的输入口和输出口，其中，多态混合物从所述输入口进入在所述加热壳体内进行二次反应；以及

滤芯结构，设置于所述加热壳体内，包括上盖板、下盖板及至少一条滤芯，其中，所述至少一条滤芯通过第一锁紧部件锁紧固定于所述上盖板与所述下盖板之间，以使所述多态混合物从所述滤芯结构的外侧流向所述滤芯，并经由所述滤芯吸附所述二次反应产生的固态杂质和/或液态杂质，以从所述输出口排出干净气体。

2.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述加热壳体的外侧还包括温控部件，所述温控部件根据所述多态混合物的种类，调整所述加热壳体的温度，以对所述加热壳体内的所述多态混合物进行对应温度下的二次处理。

3.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述多态混合物中至少包括工艺气体，以及气液态金属源和/或气固态薄膜。

4.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述加热壳体至少包括上部结构和下部结构，所述上部结构和下部结构之间通过第二锁紧部件可拆卸地密封组装。

5.如权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，所述第二锁紧部件包括锁头端和套接端，所述锁头端两侧设有弹性卡接部，所述套接端对应的两侧设有卡口部，所述卡接部弹性回缩以使所述锁头端进入所述套接端，所述卡接部在所述锁头端完全进入后弹性释放以与所述套接端的卡口部卡接扣合。

6.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述滤芯结构还包括支撑架，所述支撑架从所述下盖板的下表面向上贯穿所述下盖板的中心，所述上盖板的中心搭接在所述支撑架上，通过所述第一锁紧部件可拆卸地锁紧固定。

7.如权利要求6所述的过滤装置，其特征在于，所述滤芯结构中包括多条所述滤芯，各所述滤芯互相贴合地环绕所述支撑架。

8.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述上盖板为实面，以使进入的所述多态混合物向所述上盖板的外侧方向流动，所述下盖板为孔面，包括与所述滤芯对应数量的孔洞，用于插入固定所述滤芯。

9.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述至少一条滤芯由至少一种型号的不锈钢丝网卷制而成。

10.如权利要求9所述的过滤装置，其特征在于，所述至少一种型号的不锈钢丝包括304不锈钢丝网和/或316不锈钢丝网。