TWM603949U - 用於電漿清洗製程的氣體冷凝裝置 - Google Patents

Abstract

一種氣體冷凝裝置，用途為使半導體設備電漿清洗製程所產生之高溫氣體冷卻，該裝置包括內管及外管。其中內管包括彼此連通的一第一端口、一第二端口及一中空通道以供氣體流通，內管外壁具有一螺紋狀之凹槽以供一液體於該凹槽內流動，外管固定地套設於該內管並覆蓋該螺紋狀之凹槽，該外管具有一第一輸液口及一第二輸液口，且該第一輸液口及該第二輸液口與該螺紋狀之凹槽連通，以供該液體流通。如此，冷凝裝置可提升半導體設備電漿清洗製程所產生之氣體的冷卻效率，並使冷凝裝置與半導體設備之間的組裝程序更加簡便安全。

Description

用於電漿清洗製程的氣體冷凝裝置

本創作係與氣體冷凝裝置有關；特別是指一種適用於半導體設備電漿清洗製程上的氣體冷凝裝置。

已知現有之冷凝裝置包含適合用於實驗室之冷凝管、用於工業或家電的冷凝器等。現有冷凝裝置係使用獨立的螺旋管體纏繞於待冷卻的氣體管道外壁，將冷卻液通入螺旋管體中，使氣體管道降溫冷卻，以期將氣體管道內的氣體進行冷卻；然而現有冷凝裝置的螺旋管體與氣體管道之間往往因熱漲冷縮等原因而無法緊密結合，導致冷卻效率不佳，故無法快速冷卻如半導體電漿清洗製程所產生的大量高溫氣體，極易產生故障且維修不易，難以符合該產業上的需求。

再者，已知的冷凝裝置通常由多種零組件組成，須經過複雜的製造程序，待組成一個完整的冷凝裝置後，始得發揮功能，例如前述之現有冷凝裝置須以額外的螺旋管體澆鑄於壁內，工藝複雜困難度高，且由於材質膨脹係數不同，使用時受熱漲冷縮長期影響下極易故障，且修復困難。

此外，因將銅管澆鑄並嵌入鋁材中需要極高的工藝要求，故成本偏高，加上鑄造組織常發生缺陷，使用後易發生洩漏使壽命受限。

因上述缺陷之影響，冷凝裝置於冷卻效率、加工便利性及泛用性等面向仍有改善之必要。

有鑑於此，本創作之目的在於提供一種冷凝裝置，具有較已知的冷凝裝置更高的冷卻效率、加工速度，以及可於不同製程中廣泛使用等特性。

緣以達成上述目的，本創作提供的一種冷凝裝置包括有一內管及一外管；該內管包括彼此連通的一第一端口、一第二端口及一中空通道以供氣體流通，該內管外壁具有一螺紋狀之凹槽以供一液體於該凹槽內流動；該外管固定地套設於該內管並覆蓋該螺紋狀之凹槽，該外管具有一第一輸液口及一第二輸液口，且該第一輸液口及該第二輸液口與該螺紋狀之凹槽連通，以供液體流通。

本創作之效果在於，供液體流動的螺旋狀凹槽係與內管的外壁一體成形，再經由外管緊密套接於內管，以覆蓋螺旋狀凹槽，藉此減少冷凝裝置的架構複雜度，並提高冷卻效率、增加加工便利性，並可擴展同一裝置於不同製程上的可應用性。

為能更清楚地說明本創作，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖1至圖5所示，為本創作一較佳實施例之冷凝裝置。

本實施例的冷凝裝置包括一外管10、一內管20和一蓋體30。其中該外管10具有一第一輸液口11和一第二輸液口12，該第一輸液口11與一第一輸液接頭13連接，該第二輸液口12與一第二輸液接頭14連接，以使液體進出。

該內管20具有一第一端口21和一螺紋狀凹槽22及一中空通道25，在本實施例中，該內管20還具有複數個氣體流通道23，使氣體由該第一端口21流入，經過該中空通道25後分流至該些氣體流通道23內，且由該些氣體流通道23流出。該外管10設有二凸管11及12，凸出於該外管10的外壁作為該第一輸液口11及該第二輸液口12。在本創作實施例中，冷卻液可由第一輸液口11與第一輸液接頭13進入螺紋狀凹槽22中，再由第二輸液口12與第二輸液接頭14流出。在實務上，冷卻液也可由第二輸液口12與第二輸液接頭14進入螺紋狀凹槽22中，再由第一輸液口11與第一輸液接頭13流出。

該外管10係固定地套設於該內管20上，套設完成後該外管10和該內管20之間由該螺紋狀凹槽22形成螺旋通道，使液體得於該螺紋狀凹槽22內流通，並在液體流動同時對流經該中空通道25之氣體進行冷凝動作。此種將冷卻液體直接封入密合管道內之設計與將冷卻管線纏繞於氣體流通管道外之設計相比，不僅減少了冷凝裝置的體積，而且不會產生螺旋通道與內管脫離的問題，因此相較於習知冷凝裝置，本創作實施例所提供的冷凝裝置具有更佳的氣體冷卻效果。

另外，本創作實施例所提供一體成形的冷凝裝置內管結構相較於使用管線纏繞於管體外部的結構而言，提供了一個冷卻液與待冷卻氣體之間僅有單一介質(即內管)的架構，使本創作具有更高的熱傳導效率。

本創作實施例所提供的冷凝裝置亦有助於氣體分流，該蓋體30固接於相對該第一端口21外之另一端口，與該內管10組合形成一完整的組合型流道40，該蓋體30具有至少一個錐狀突起31，該至少一錐狀突起31具有一頂點，該頂點係朝向該內管的該中空通道25，此結構可幫助冷凝後的氣體分流進入該些氣體流通道23。

本創作一較佳實施例中，該第一輸液接頭13與該第二輸液接頭14皆設有一AN螺帽15及一AW墊圈16(或稱太陽墊圈)以作為防鬆裝置，且該第一輸液口11與該第二輸液口12的內部除刻有螺紋外，更設置有一O形環17用於提供防漏功能。AN螺帽主要與AW墊圈一起使用，可承受振動，即使未鎖緊亦能確保完整抗力；AN螺帽中心具有一個稱為內螺紋的螺孔，並與螺栓等外螺紋零件搭配，可承受頻繁拆裝使用。AW墊圈因具有齒狀結構，故周長較大，具有更大的抵抗力和保持力，更能防止連接件鬆動及防止螺絲的轉動；此種墊圈中心側通常具有一內齒，外側具有多個外齒沿圓周排列，使用方式為將內齒安裝到管線的通道內側，並將其中數個外齒折疊到螺帽圓周上的凹槽中，以防止鬆動。以上元件可減少接頭與輸液口之間鎖入過緊的情況發生；當然，並非僅有AN螺帽與AW墊圈的組合具有防鬆與防止鎖入過緊的功能，只要能達到與上述實施例相同的效果，該AN螺帽15及該AW墊圈16也可替換為其他種類的螺帽及墊圈。

本實施例中，該內管20具有一外表面24，該外表面24具有該內管20的一最大外徑L2，該外管10具有一內壁18，且該內壁18具有一單一內徑L1，該最大外徑L2與該單一內徑L1匹配，使該外表面24與該內壁18之間無縫隙，其目的為使液體穩定於該螺紋狀凹槽22內流通。

本實施例中之該內管20具有該最大外徑L2，該外管10具有該單一內徑L1，該最大外徑L2等於該單一內徑L1。

需特別說明的是，本較佳實施例中該外管10與該凸管11及該凸管12為一體成形，該凸管11及該凸管12經過鑽孔等簡易加工程序後形成該第一輸液口11及該第二輸液口12。

承上，該外管10具有一外壁19，該外管10之該內壁18與該外壁19之間有一管壁厚度T1，該凸管11及該凸管12各由該外壁19向外延伸有一最大長度L3，且該最大長度L3大於該管壁厚度T1。本實施例中，該管壁厚度T1介於0.4至0.7公分之間，該最大長度L3介於1.2至2.4公分之間。此設計可增加該第一輸液口11及該第二輸液口12之厚度，藉此提升該第一輸液口11及該第二輸液口12的機械強度，使該第一輸液口11與該第二輸液口12於加工或使用時不易發生斷裂或變形之情況。

另外，本創作中該外管10與該內管20固定地套設的方式包括但不限於焊接，單純的零件架構也使本創作的主要結構僅需使兩個管體密合即可完成，大幅縮短加工時間。

另外要說明的是，本創作之該外管10、該內管20和該蓋體30皆使用鋁金屬製成，因鋁金屬材質具有良好的導熱性、抗銹和抗腐蝕性，且價格不高又易於加工成形，不僅能增加熱傳導的效率，在製造過程中僅須使用如加工便利之鋁擠形工法等即可一體成形，再進行鑽孔等簡易步驟便能輕易完成各個元件之加工程序。

藉由本創作之設計，供液體流動的螺旋狀凹槽係與內管的外壁一體成形，再經由外管緊密套接於內管，以覆蓋螺旋狀凹槽，藉此減少冷凝裝置的架構複雜度，並提高冷卻效率、增加加工便利性，並可擴展同一裝置於不同製程上的可應用性。

以上所述僅為本創作較佳可行實施例而已，舉凡應用本創作說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本創作之專利範圍內。

［本創作］

10:外管

11:第一輸液口(二凸塊之一)

12:第二輸液口(二凸塊之另一)

13:第一輸液接頭

14:第二輸液接頭

15:AN螺帽

16:AW墊圈

17:O形環

18:內壁

19:外壁

20:內管

21:第一端口

22:螺紋狀凹槽

23:氣體流通道

24:外表面

25:中空通道

30:蓋體

31:錐狀突起

40:組合型流道

L1:外管內徑

L2:內管最大外徑

L3:凸管最大長度

T1:外管管壁厚度

圖１為本創作一較佳實施例之冷凝裝置的正視圖。 圖2為該冷凝裝置的分解圖。 圖3為該冷凝裝置的俯視圖。 圖4該冷凝裝置沿4-4方向之剖視圖。 圖5為該冷凝裝置沿5-5方向之剖視圖。

10:外管

11:第一輸液口

12:第二輸液口

13:第一輸液接頭

14:第二輸液接頭

20:內管

21:第一端口

23:氣體流通道

30:蓋體

Claims (10)

1. 一種氣體冷凝裝置，用以使通過該冷凝裝置之電漿製程氣體冷卻，該裝置包括：一內管，包括彼此連通的一第一端口、一第二端口及一中空通道以供氣體流通，內管外壁具有一螺紋狀之凹槽以供一液體於該凹槽內流動；一外管，固定地套設於該內管並覆蓋該螺紋狀之凹槽，該外管具有一第一輸液口及一第二輸液口，且該第一輸液口及該第二輸液口與該螺紋狀之凹槽連通，以供該液體流通。
2. 如請求項1所述之氣體冷凝裝置，其中該第一輸液口連接一第一輸液接頭，該第二輸液口連接第二輸出液接頭，使液體流通。
3. 如請求項2所述之氣體冷凝裝置，其中該冷凝裝置具有一蓋體，該蓋體固接於該內管之該進氣口或該出氣口，該蓋體與該內管之該第一端口或該第二端口共同構成複數個氣體流通道。
4. 如請求項3所述之氣體冷凝裝置，其中該蓋體具有至少一錐狀突起，該至少一錐狀突起具有一頂點，該頂點係朝向該內管的該中空通道。
5. 如請求項3所述之氣體冷凝裝置，其中該蓋體與該內管形成一組合型的流道。
6. 如請求項2所述之氣體冷凝裝置，該第一輸液接頭與該第二輸液接頭各包含有一螺帽及一墊片，該螺帽與該墊片接合，以防止該第一輸液接頭及該第二輸液接頭與該第一輸液口及該第二輸液口接合後鬆脫。
7. 如請求項1所述之氣體冷凝裝置，其中該內管具有一外表面，該外表面具有該內管的一最大外徑，該外管具有一內壁，且該內壁具有單一內徑，該最大外徑與該單一內徑匹配，使該外表面與該內壁之間無縫隙。
8. 如請求項7所述之氣體冷凝裝置，其中該外管設有二凸管，該些凸管係凸出於該外管之外壁，分別形成該第一輸液口及該第二輸液口。
9. 如請求項8所述之氣體冷凝裝置，其中該外管的外壁與內壁之間具有一管壁厚度，各該凸管由該外管之外壁向外延伸有一長度，各該凸管的該長度大於該外管的該管壁厚度。
10. 如請求項1所述之氣體冷凝裝置，其中該外管與該內管固定地套設的方式包括焊接。

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