一种中心环、输送结构以及半导体设备的制作方法

1.本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种中心环、输送结构以及半导体设备。


背景技术：

2.半导体制造设备是影响半导体产品质量以及生产效率的关键。某些半导体制造设备如膜层沉积设备，在半导体制造过程中，会产生大量的工艺废气，这些废气未经有效的处理排入室外会造成大气污染。因此，需要通过排气管道排放到专门的废气处理系统进行处理。在废气排放过程中，随着高温废气在管道内的流通，温度会慢慢降低，这样会导致废气中的粉末附着在管道内，不仅容易堵塞管道，也会影响管道的使用寿命。
3.目前，通常采用在排气管道外围包覆加热套(heating jacket)的方式，来使得排气管道保持一定的温度，从而抑制由上述温差导致的粉末附着。然而，排气管道通常是由多根真空管连接而成的，由于管道的连接处，无法安装加热套，这就使得废气在该处容易发生热损，导致粉末附着，从而堵塞管道，影响管道的使用寿命。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供一种中心环、输送结构以及半导体设备，能够有效地抑制管道连接处的热损，有利于保持半导体设备排气管道的畅通，且延长管道的使用寿命。
5.第一方面，本技术通过本技术的一实施例提供了如下技术方案：
6.一种中心环，用于安装在第一管道和第二管道之间的连接端口处。所述中心环的外环端表面设置有第一密封槽，用于安装第一o型密封圈；所述中心环内分布有真空空腔。
7.进一步地，所述真空空腔的体积占所述中心环体积的15％～85％。
8.进一步地，所述真空空腔为沿所述中心环的环向分布的环形真空空腔。
9.进一步地，所述中心环的内环端分别朝两侧形成有第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部用于与所述第一管道的内壁配合，所述第二延伸部用于与所述第二管道的内壁配合。所述第一延伸部和所述第二延伸部均设置有第二密封槽，用于分别在所述第一管道内壁与所述第一延伸部之间、所述第二管道内壁与所述第二延伸部之间插入第二o型密封圈。
10.进一步地，当所述中心环处于安装状态时，所述第一延伸部嵌入所述第一管道的内壁，所述第二延伸部嵌入所述第二管道的内壁，所述中心环的内环端面与所述第一管道的内壁以及所述第二管道的内壁对齐。
11.进一步地，当所述中心环处于安装状态时，所述第一延伸部突出于所述第一管道的内壁，并朝着所述第一管道的长度方向延伸，所述第二延伸部突出于所述第二管道的内壁，并朝着所述第二管道的长度方向延伸。
12.进一步地，所述中心环的材质为不锈钢、铝、钛或聚四氟乙烯。
13.第二方面，本技术通过本技术的一实施例，还提供了一种输送结构，包括：第一管道、第二管道、连接件、第一o型密封圈以及上述第一方面所述的中心环，所述第一管道与所
述第二管道通过所述中心环、所述第一o型密封圈以及所述连接件连通。所述中心环安装在所述第一管道与所述第二管道之间的连接端口处，所述第一o型密封圈套设在所述中心环外环端表面设置的第一密封槽内。
14.进一步地，所述中心环的内环端分别朝两侧形成有第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部与所述第一管道的内壁配合，所述第二延伸部与所述第二管道的内壁配合，且所述第一延伸部和所述第二延伸部均设置有第二密封槽。所述输送结构还包括第二o型密封圈，所述第二o型密封圈套设在所述第二密封槽内，且分别位于所述第一管道内壁与所述第一延伸部之间、以及所述第二管道内壁与所述第二延伸部之间。
15.第三方面，本技术通过本技术的一实施例，还提供了一种半导体设备，包括：半导体工艺腔以及上述第二方面所述的输送结构。所述半导体工艺腔与所述输送结构中的第一管道或第二管道连通，所述第一管道以及所述第二管道均为真空管。
16.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
17.本技术实施例提供的中心环，能够作为o型密封圈的支架，安装在半导体设备排气管道的连接处，此时，通过中心环内分布的真空空腔，能够达到隔热效果，有效地降低排气管道内输送的废气在管道连接处的热损失，从而抑制废气遇冷形成粉末附着在管道连接处，有利于保持半导体设备排气管道的畅通，且延长管道的使用寿命。基于此，本技术实施例提供的安装有上述中心环的输送结构，无需另外在管道连接处投入保温材料，能够方便且有效地降低管道连接处的热损失。进一步，将该输送结构应用于半导体设备，能够有效地减少废气遇冷形成的粉末附着，从而延长管道的清理周期，降低设备的非周期性停工(down)率，增加设备运转效率，节省设备维度费用。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1示出了本说明书实施例提供的输送结构的第一种示例性管道连接部分示意图；
20.图2示出了本说明书实施例提供的输送结构的第二种示例性管道连接部分示意图；
21.图3示出了本说明书实施例提供的输送结构的第三种示例性管道连接部分示意图；
22.图4示出了本说明书实施例提供的半导体设备的连接结构示意图。
具体实施方式
23.以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
24.在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制
的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
25.在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“多个”包括两个或大于两个的情况。
26.第一方面，本说明书一实施例提供了一种输送结构，用于输送流体如气体或液体。如图1所示，该输送结构包括第一管道11、第二管道12、中心环13、第一o型密封圈14以及连接件(图中未示出)。第一管道11与第二管道22通过中心环13、第一o型密封圈14以及连接件连接并连通。可以理解的是，图1、图2和图3均为输送结构的管道连接部分沿径向方向的剖面图。
27.其中，中心环13作为用于套设第一o型密封圈14的支架，安装在第一管道11与第二管道12之间的连接端口处。中心环13的外环端表面设置有第一密封槽，用于安装第一o型密封圈14。第一o型密封圈14用于对管道连接处的缝隙进行密封。
28.如图1所示，中心环13内分布有真空空腔131，用于阻隔管道连接部分内部与外界的热传递，起到隔热效果，能够避免输送的流体在流经管道连接部分时发生温度变化，有利于保持所输送的流体的温度。举例来讲，当该输送结构用于输送高温流体如180℃气体或液体时，无需在管道连接处另外投入保温材料，通过输送结构自身中心环内真空空腔的隔热，能够有效地降低高温流体流经管道连接部分时的热损失。
29.为了能起到较好的隔热效果，在一种可选的实施例中，真空空腔131的体积可以占整个中心环体积的15％～85％。举例来讲，假设中心环13体积为v，中心环13内分布的真空空腔131的体积可以为15％v、50％v或85％v等等，具体根据实际需要确定。
30.中心环13内分布的真空空腔131的数量可以是一个，也可以是多个，具体形状以及分布情况可以根据实际需要设置。作为一种实施方式，真空空腔131可以为沿中心环13的环向分布的环形真空空腔，贯通整个中心环13，与中心环13同心设置，这样能够实现管道连接处的360
°
隔热，有利于达到更好的隔热效果。
31.在一种可选的实施例中，中心环13可以采用耐腐蚀、耐热且耐寒的材料制成，这样有利于保证中心环能够具有较长的使用寿命。例如，中心环13的材质可以为不锈钢、铝、钛或聚四氟乙烯。
32.本说明书实施例中，中心环13的结构样式可以有多种，具体可以根据实际需要定制。
33.在一种可选的实施例中，中心环13的内环端分别朝两侧形成有第一延伸部132和第二延伸部133，此时，中心环13的径向截面形状类似于两个对称设置的t字，如图1和图2所示。第一延伸部132与第一管道11的内壁配合，第二延伸部133与第二管道12的内壁配合。可以理解的是，中心环13的内环端为与外环端相对的，靠近管道内侧的一端。
34.此时，上述输送结构还包括第二o型密封圈15，中心环13的第一延伸部132和第二延伸部133分别设置有第二密封槽。第二o型密封圈15分别套设在第一延伸部132和第二延伸部133的第二密封槽上。在第一管道11内壁与第一延伸部132之间、第二管道内壁与第二延伸部133之间分别插入第二o型密封圈15，能够在通过第一o型密封圈14对管道连接缝隙进行密封的基础上，进一步通过o型密封圈15第二在第一管道11内壁与第一延伸部132之间、第二管道12内壁与第二延伸部133之间进行密封，实现双重密封，能够更有效地防止输送结构中输送的流体在管道连接处发生泄漏影响外部环境，有利于保障输送结构的安全性。
35.具体来讲，第一延伸部132与第一管道11内壁，以及第二延伸部133与第二管道12内部的具体配合方式可以根据实际需要定制。
36.在一种实施方式中，如图1所示，中心环13为嵌入型中心环，中心环13处于安装状态时，第一延伸部132嵌入第一管道11的内壁，第二延伸部133嵌入第二管道12的内壁。进一步地，为了避免第一延伸部132和第二延伸部133对管道传输效率造成影响，中心环13的内环端面与第一管道11的内壁以及第二管道12的内壁对齐，即中心环13的内环直径与第一管道11以及第二管道12的内径一致，使得第一管道11内壁、中心环13的内环端面以及第二管道12的内壁平滑过渡，使得管道的传输效率保持不变。
37.在另一种实施方式中，如图2所示，中心环为突出型中心环，中心环处于安装状态时，第一延伸部132突出于第一管道11的内壁，并朝着第一管道11的长度方向延伸，第二延伸部133突出于第二管道12的内壁，并朝着第二管道12的长度方向延伸。此时，中心环13的内环直径小于第一管道11以及第二管道12的内径。与上述嵌入型中心环相比，突出型中心环的制造难度相对较低，但是由于突出于管道内壁，对管道传输效率可能会存在一定的影响。进一步地，为了尽量减小第一延伸部132和第二延伸部133对管道传输效率的影响，第一延伸部132和第二延伸部133的远端均可以设计为倾斜样式，沿着远离管道连接端口的方向，内径越来越大。这样能够有效地减小突出的第一延伸部132和第二延伸部133对管道中流体的阻挡程度，从而减小对管道传输效率的影响。可以理解的是，第一延伸部132和第二延伸部133的远端分别是指第一延伸部132和第二延伸部133的远离管道连接端口的一端。
38.当然，在本说明书其他实施例中，中心环13也可以为直线型真空环，如图3所示，其径向方向的截面形状类似于两个对称设置的中空矩形。此时，中心环13的内环直径与第一管道11以及第二管道12的内径一致，这种结构的制造过程相对更简单，也不会对管道传输效率造成影响。
39.另外，除了中心环以及o型密封圈以外，上述输送结构还需要通过连接件来实现第一管道和第二管道的连接。本实施例中，连接件可以采用现有的管道连接器件如管夹或卡箍等，此处不做详述。
40.本说明书实施例提供的输送结构可以应用于半导体设备，例如，可以应用于半导体设备的排气系统，用于将半导体工艺腔内形成的工艺废气排出到废气处理系统进行处理。此时，第一管道和第二管道均为真空管，通过中心环内分布的真空空腔，起到隔热作用，能够有效地降低温度较高的废气在管道连接处的热损失，避免废气遇冷形成粉末附着在管道连接处，造成管道堵塞以及o型密封圈的腐蚀，影响管道的使用寿命，因此，有利于保持半导体设备排气管道的畅通，且延长管道的使用寿命。同时，也能够防止废气中一些物质遇冷
液化出现冷凝结露现象。另外，通过设计中心环的第一延伸部和第二延伸部，在安装第一o型密封圈的基础上，还安装了第二o型密封圈，实现双重密封，能够有效地防止废气泄漏，污染外部环境。
41.需要说明的是，本说明书实施例提供的中心环以及包含该中心环的输送结构除了可以应用在半导体设备以外，还可以应用于其他需要保温进气或排气、以及进液或排液，并且输送管道需要由多根管道连接的场景，例如，也可以应用于汽车发动机的排气系统。
42.第二方面，如图4所示，本说明书实施例还提供了一种半导体设备20，包括：半导体工艺腔210以及输送结构220。其中，输送结构220为上述第一方面中任一实施例提供的输送结构，此时，输送结构中的第一管道以及第二管道均为真空管。半导体工艺腔与输送结构中的第一管道或第二管道连通，以通过该输送结构输送半导体制造过程中需要输送的气体或液体。例如，如图4所示，将半导体工艺腔210中的工艺废气输送到废气处理系统30。
43.需要说明的是，本说明书实施例提供的半导体设备可以是膜层沉积设备如化学气相沉积设备、物理气相沉积设备或外延炉设备等，或者，也可以是其他需要通过真空管输送需要保持一定温度的气体或液体的半导体设备，此处不作限制。当然，半导体设备除了包括图4中示出的半导体工艺腔以及输送结构以外，还包括其他部件，可以参照现有具体半导体设备的结构，此处不作详述。
44.由于输送结构中管道连接处安装的中心环内分布有真空空腔，能够在管道连接处起到隔热作用，有效地保持输送的气体或液体的温度。例如，当上述输送结构用于排出半导体工艺腔中的工艺废气时，能够有效地降低温度较高的废气在管道连接处的热损失，避免废气遇冷形成粉末附着在管道连接处，有利于延长管道的清理周期，降低设备的非周期性停工(down)率，能够使得设备运转效率增加30％，节省设备维度费用。
45.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
46.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。