一种机械式导气扁管及其预处理方法技术

本发明专利技术提供了一种机械式导气扁管及其预处理方法，机械式导气扁管包括管体和管头，管体由第一半管件和第二半管件拼接而成，管头

【技术实现步骤摘要】
一种机械式导气扁管及其预处理方法


[0001]本专利技术涉及气相沉积设备零件
，具体而言，涉及一种机械式导气扁管及其预处理方法
。

技术介绍

[0002]化学气相沉积工艺
(CVD)
是芯片制造的重要环节，工艺原理是由化学气源在高温真空状态下发生热分解或化学还原反应，在晶圆表面生长出特定成分组成的薄膜
。CVD
立式炉中需要使用导气管将工艺气体输送至管腔内，目前在8寸和
12
寸芯片制程工艺中，使用较多的导气管是石英圆管，但是由于导气管基材和沉积薄膜膨胀系数存在较大差异，石英管沉积厚度较小且容易引起基材开裂，因此设备维护保养频率很高
。
随着半导体硅材料的技术发展，多晶硅料也被用来制作
CVD
工艺设备导气管，多晶硅材质由于材料的特殊性，可以拥有和沉积薄膜相近机械和热性能，因此具有较高的沉积厚度上限，可达到毫米级别
。
[0003]目前多晶硅管大多是硅质圆管结构，采用一体式打孔技术或者由分段打孔的节管拼接而成
。
由于其导气管长度较大且管内径较小
(
一般在4‑
8mm)
，使用过程中薄膜沉积在管内壁，对管径改变程度较大，气流流速和压力存在边际变动，造成炉体内工艺不稳定
。
同时由于管体的超高的长径比
(>100)
，管深太大，加工过程中无法有效的对管内壁进行物理和化学处理，造成管内壁存在机械损伤和污染残留
。
为了解决管深带来的处理不便，现有技术提出了一种高温粘接的硅质导气管的工艺，通过两个轴对称的半圆组件粘接形成圆管结构，但该方法会引入粘接材料，增加产品的加工成本，同时粘接处的应力问题也加大了产品破碎风险
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的问题是如何提高化学气相沉积导气管的结构强度，延长使用寿命，保证炉体内工艺稳定
。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种机械式导气扁管，包括：管体，所述管体由第一半管件和第二半管件拼接而成，所述第一半管件设有第一导气槽，所述第二半管件设有第二导气槽，所述第一导气槽和所述第二导气槽组成一端开口的导气腔体，所述导气腔体的横截面为圆角矩形，所述第一半管件上设有多个导气孔，所述第一半管件靠近开口端部位的壁厚减薄形成第一插入部，所述第二半管件靠近开口端部位的壁厚减薄形成第二插入部，所述第一插入部与所述第二插入部组成插头部；管头，包括相连的装配部和进气管，所述装配部朝向所述管体的一端设有装配槽，所述插头部进入所述装配槽，所述进气管具有横截面为圆形的进气通道，所述导气腔体的横截面面积大于所述进气通道的横截面面积，所述装配部内设有过渡通道，所述过渡通道连通所述进气通道和所述导气腔体；所述管头
、
所述第一半管件和所述第二半管件均为硅材质的一体成型部件
。
[0006]相对于现有技术，本专利技术机械式导气扁管具有以下有益效果：导气扁管由硅材质
的管体和管头组成，拥有和沉积薄膜相近机械和热性能，具有较高的沉积厚度上限；管体由两个半管件拼接而成，便于对管内壁进行物理和化学处理，消除机械损伤和污染残留；半管件的连接
、
管体与管头的连接方式均为机械连接，不需要高温粘接，避免了引入金属和颗粒污染的风险，也不会对造成管体存在有较大残余应力；管体具有增大的导气腔体，减少薄膜沉积对管径的影响，提高工艺稳定性，延长导气扁管使用寿命，降低生产成本
。
[0007]在优选或可选方案中，所述第二半管件的两个侧壁的表面设有朝向所述第一半管件凸起的导条，所述导条的外侧壁面上设有滑轨，所述第一半管件的两侧壁上设有与所述导条匹配的导槽，所述导槽的壁面上设有与所述滑轨匹配的滑槽，所述滑轨滑动设置在所述滑槽中，所述导条和所述导槽间隙配合，所述滑轨与所述滑槽间隙配合
。
导条和导槽配合，可以提高两个半管件连接部位的密封性；并通过滑轨和滑槽实现滑动连接，装配方便，定位准确；连接部位间隙配合，优选间隙范围为5‑
10
μ
m
，保证滑动顺畅且不会晃动
。
[0008]在优选或可选方案中，所述滑轨的外表面为圆弧面，所述滑轨的凸起高度为所述导条壁厚的
1/4
‑
1/3。
圆弧面滑轨可以减少装配干涉，便于进入滑槽形成滑动连接；限定滑轨与导条壁厚的关系，兼顾滑轨的装配便捷性
、
结构强度和连接可靠性
。
[0009]在优选或可选方案中，所述第二半管件的远离开口一端的表面设有朝向所述第一半管件凸起的扣合条，所述扣合条的凸起高度小于所述导条的凸起高度，所述第一半管件的表面设有与所述扣合条匹配的扣合槽，所述扣合条进入所述扣合槽
。
扣合条与扣合槽配合保证两个半管件封闭端连接部位的密封性，且扣合槽可以对滑轨进行限位，保证装配位置准确
。
[0010]在优选或可选方案中，所述过渡通道从与所述导气腔体连通一端至与所述进气通道一端的横截面面积逐渐减小
。
过渡通道采用横截面面积逐渐减小的过渡结构，可以减小气体扰动，保证气体流速稳定，优选地，过渡通道的纵截面为等腰梯形
。
[0011]在优选或可选方案中，所述管体的外形为圆角矩形，所述导气孔设置在所述第一半管件的两侧圆角部位，每一侧的多个所述导气孔沿所述管体长度方向间隔设置
。
气体从导气孔进入炉体内，对导气孔的位置进行限定，便于实现稳定的生产工艺
。
[0012]在优选或可选方案中，所述第一插入部上设有至少一个第一螺纹槽，所述第二插入部上设有至少一个第二螺纹槽，所述装配部上设有与所述第一螺纹槽对应的第一螺孔和与所述第二螺纹槽对应的第二螺孔，所述管体和所述管头通过螺钉固定连接，所述第一插入部与所述第一螺纹槽对应部位的壁厚增大形成第一加强部，所述第二插入部与所述第二螺纹槽对应部位的壁厚增大形成第二加强部
。
管体和管头通过两侧螺钉固定连接，连接可靠，装配定位准确；螺纹槽对应区域管壁进行加厚设置，可以提升螺接强度，避免螺钉穿透管壁，防止颗粒污染掉入管腔内
。
[0013]在优选或可选方案中，所述进气管与所述装配部相连的一端壁厚增大形成连接加强部，所述进气管的外壁上设有凸起的定位销，所述定位销与所述连接加强部相连
。
进气管用于对接气体输入管，进气管和装配部的连接部位的壁厚增大，对连接处结构进行加强，避免管头损坏；进气管上设置定位销，用来对导气扁管朝向进行限位，保证气体出口朝向炉体内部
。
[0014]本专利技术还提供上述机械式导气扁管的预处理方法，包括以下步骤：
S1、
清洗第一半管件
、
第二半管件和管头；
S2、
将第一半管件
、
第二半管件拼接成管体，再将管头与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种机械式导气扁管，其特征在于，包括：管体，所述管体由第一半管件
(1)
和第二半管件
(2)
拼接而成，所述第一半管件
(1)
设有第一导气槽
(11)
，所述第二半管件
(2)
设有第二导气槽
(21)
，所述第一导气槽
(11)
和所述第二导气槽
(21)
组成一端开口的导气腔体
(5)
，所述导气腔体
(5)
的横截面为圆角矩形，所述第一半管件
(1)
上设有多个导气孔
(12)
，所述第一半管件
(1)
靠近开口端部位的壁厚减薄形成第一插入部
(16)
，所述第二半管件
(2)
靠近开口端部位的壁厚减薄形成第二插入部
(25)
，所述第一插入部
(16)
与所述第二插入部
(25)
组成插头部；管头
(3)
，包括相连的装配部
(31)
和进气管
(36)
，所述装配部
(31)
朝向所述管体的一端设有装配槽
(32)
，所述插头部进入所述装配槽
(32)
，所述进气管
(36)
具有横截面为圆形的进气通道
(39)
，所述导气腔体
(5)
的横截面面积大于所述进气通道
(39)
的横截面面积，所述装配部
(31)
内设有过渡通道
(35)
，所述过渡通道
(35)
连通所述进气通道
(39)
和所述导气腔体
(5)
；所述管头
(3)、
所述第一半管件
(1)
和所述第二半管件
(2)
均为硅材质的一体成型部件
。2.
根据权利要求1所述的机械式导气扁管，其特征在于，所述第二半管件
(2)
的两个侧壁的表面设有朝向所述第一半管件
(1)
凸起的导条
(22)
，所述导条
(22)
的外侧壁面上设有滑轨
(23)
，所述第一半管件
(1)
的两侧壁上设有与所述导条
(22)
匹配的导槽
(13)
，所述导槽
(13)
的壁面上设有与所述滑轨
(23)
匹配的滑槽
(14)
，所述滑轨
(23)
滑动设置在所述滑槽
(14)
中，所述导条
(22)
和所述导槽
(13)
间隙配合，所述滑轨
(23)
与所述滑槽
(14)
间隙配合
。3.
根据权利要求2所述的机械式导气扁管，其特征在于，所述滑轨
(23)
的外表面为圆弧面，所述滑轨
(23)
的凸起高度为所述导条
(22)
壁厚的
1/4
‑
1/3。4.
根据权利要求2所述的机械式导气扁管，其特征在于，所述第二半管件
(2)
的远离开口一端的表面设有朝向所述第一半管件...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩颖超，马志杰，范荣，李士昌，
申请(专利权)人：盛吉盛精密技术宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：