集尘装置和等离子体设备的制作方法

1.本发明属于半导体制造设备的技术领域，更具体地说，是涉及一种集尘装置和等离子体设备。


背景技术：

2.在现代半导体制造中，经常在生产过程(比如通过等离子设备进行加工半导体)中会产生很多灰尘。现有的灰尘过滤方式通常是让气流通过竖直的竖向管，竖向管的侧壁上连通有水平管(水平管通常接有真空泵进行抽气)，气流依次通过竖向管进入到水平管内，气流中的部分灰尘则在沿着竖向管流动时沉积在竖向管的底部，可是还是有大量灰尘进入到水平管内，即灰尘的过滤效率低下。大量灰尘很容易通过水平管进入到真空泵内，严重危害真空泵的安全。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种集尘装置，以解决现有技术中存在的灰尘过滤效率低的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种集尘装置，包括：进气通道、沿预定路径延伸的灰尘沉降通道、环绕在所述沉降通道外侧的气流旋转通道、出气通道，以及收集腔；所述气流旋转通道的内侧端与所述灰尘沉降通道连通，所述气流旋转通道的外侧端与所述出气通道连通；所述灰尘沉降通道的上游端与所述进气通道连通，所述灰尘沉降通道的下游端与所述收集腔连通；在所述预定路径的延伸方向上，所述灰尘沉降通道的高度逐渐降低。
5.进一步的，在所述预定路径上，所述灰尘沉降通道的横截面逐渐收窄。
6.进一步的，所述灰尘沉降通道的内表面为锥形表面。
7.进一步的，所述灰尘沉降通道的横截面的边缘为弧线，所述弧线未封闭处对应于所述气流旋转通道的内侧端。
8.进一步的，所述弧线凹向所述灰尘沉降通道内侧。
9.进一步的，所述气流旋转通道呈螺旋状并逐渐向所述灰尘沉降通道外侧延伸。
10.进一步的，还包括螺旋板；所述螺旋板螺旋式环绕在所述灰尘沉降通道外侧，以形成所述气流旋转通道。
11.进一步的，所述预定路径在竖直方向延伸。
12.进一步的，在经过所述预定路径的纵截面内，在所述气流旋转通道的纵截面的形状为具有预定宽度并相对竖直方向倾斜设置的多个直条状气缝。
13.进一步的，各所述气缝的下端靠近所述灰尘沉降通道，各所述气缝的上端远离所述灰尘沉降通道。
14.进一步的，各所述气缝的下端分别与所述收集腔连通。
15.进一步的，还包括气流引导通道；所述气流引导通道的一端与排气通道连通，所述
气流引导通道的另一端与所述气流旋转通道连通；所述气流引导通道内的气流方向与所述气流旋转通道出口的气流方向之间夹角大于零。
16.进一步的，还包括：具有收纳腔的盒体；所述收纳腔位于所述收集腔的正下方，且所述收集腔与所述收纳腔之间设置有阀门。
17.进一步的，还包括：用于观察所述收集腔内灰尘堆积状态的观察镜。
18.进一步的，还包括用于向灰尘沉降通道的入口内喷射氮气的喷气口。
19.本发明还提供了一种，等离子体设备，包括：工艺腔室、真空泵，以及所述集尘装置；所述工艺腔室与所述进气通道连通，所述出气通道与所述真空泵连通。
20.本发明提供的集尘装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明提供的集尘装置，带有灰尘的气流从进气通道进入到灰尘沉降通道内；由于灰尘沉降通道沿预定路径延伸，且在预定路径的延伸方向上，灰尘沉降通道的高度逐渐降低，即灰尘沿着灰尘沉降通道移动的过程中逐渐下降沉积；由于灰尘沉降通道的下游端与收集腔连通，灰尘沉降通道的下游端沉积的灰尘可以保存在收集腔内；气流旋转通道环绕在灰尘沉降通道外侧，气流旋转通道的一端与灰尘沉降通道连通，使得气流旋转通道内的灰尘在沿气流旋转通道流动时候能够在离心力的作用下便于灰尘的沉降；气流旋转通道的另一端与出气通道连通以排出气体。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明实施例提供的集尘装置的立体示意图；
23.图2为本发明实施例提供的集尘装置的主视示意图；
24.图3为本发明实施例提供的集尘装置的俯视示意图；
25.图4为图3中a
‑
a剖向示意图；
26.图5为本发明实施例提供的螺旋板螺旋弯折的剖面示意图；
27.图6为本发明实施例提供的螺旋板螺旋弯折的立体示意图；
28.图7为本发明实施例提供的导流板的安装示意图；
29.图8为本发明实施例提供的第一环形挡板的俯视示意图；
30.图9为本发明实施例提供的第二环形挡板的俯视示意图；
31.图10为本发明实施例提供的螺旋体的顶端示意图；
32.图11为本发明实施例提供的螺旋体的底端示意图。
33.其中，图中各附图标记：
34.11
‑
进气通道；12
‑
灰尘沉降通道；13
‑
气流旋转通道；14
‑
出气通道；15
‑
收集腔；16
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引导通道；21
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第一管道；22
‑
第四管道；31
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螺旋板；32
‑
导流板；321
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纵板；322
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斜板；33
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第一环形挡板；331
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第一通孔；34
‑
第二环形挡板；341
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第二通孔；41
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盒体；411
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收纳腔；42
‑
阀门；5
‑
观察镜；61
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喷气口；62
‑
喷气管。
具体实施方式
35.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
36.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
37.需要说明的是，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。其中，a，b分别可以是单数或者复数。
38.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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发明和简化描述，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发明的限制。
39.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
40.请一并参阅图1至图11，现对本发明提供的集尘装置进行说明。集尘装置，包括：进气通道11、沿预定路径延伸的灰尘沉降通道12、环绕在沉降通道外侧的气流旋转通道13、出气通道14，以及收集腔15；气流旋转通道13的一端(比如：气流旋转通道13的内侧端)与灰尘沉降通道12连通，气流旋转通道13的另一端(比如：气流旋转通道13的外侧端)与出气通道14连通；灰尘沉降通道12的上游端与进气通道11连通，灰尘沉降通道12的下游端与收集腔15连通；在预定路径的延伸方向上，灰尘沉降通道12的高度逐渐降低。
41.如此，带有灰尘的气流从进气通道11进入到灰尘沉降通道12内；由于灰尘沉降通道12沿预定路径延伸，且在预定路径的延伸方向上，灰尘沉降通道12的高度逐渐降低，即灰尘沿着灰尘沉降通道12移动的过程中逐渐下降沉积；由于灰尘沉降通道12的下游端与收集腔15连通，灰尘沉降通道12的下游端沉积的灰尘可以保存在收集腔15内；气流旋转通道13环绕在灰尘沉降通道12外侧，气流旋转通道13的一端与灰尘沉降通道12连通，使得气流旋转通道13内的灰尘在沿气流旋转通道13流动时候能够在离心力的作用下便于灰尘的沉降；气流旋转通道13的另一端与出气通道14连通以排出气体。
42.在一个实施例中，进气通道11可以是第一管道21或者是供气流流动的空间。在一个实施例中，第一管道21为塑料管或金属管。在一个实施例中，导流板32位于第一管道21内。在一个实施例中，螺旋板31位于第一管道21内。在一个实施例中，进气通道11位于第一管道21内。在一个实施例中，引导通道16位于第一管道21内。在一个实施例中，收集腔15位于第一管道21内。
43.在一个实施例中，灰尘沉降通道12可以是第二管道或者是供气流流动的空间。在一个实施例中，第二管道为塑料管或金属管。
44.在一个实施例中，气流旋转通道13可以是第三管道或者是供气流流动的空间。在一个实施例中，第三管道为塑料管或金属管。
45.在一个实施例中，出气通道14可以是第四管道22或者是供气流流动的空间。在一个实施例中，第四管道22为塑料管或金属管。
46.在一个实施例中，收集腔15可以是长方体或者球状。
47.进一步的，请参阅图1至图11，作为本发明提供的集尘装置的一种具体实施方式，在预定路径上，灰尘沉降通道12的横截面逐渐收窄。如此，气流沿着灰尘沉降通道12移动时，便于与灰尘沉降通道12表面接触并沉降。
48.进一步的，请参阅图1至图11，作为本发明提供的集尘装置的一种具体实施方式，灰尘沉降通道12的内表面为锥形表面。如此，气流沿着灰尘沉降通道12移动时，锥形表面能够平缓地引导气流汇聚流动，且便于灰尘与锥形表面接触并沿着锥形表面沉降。
49.进一步的，请参阅图1至图11，作为本发明提供的集尘装置的一种具体实施方式，灰尘沉降通道12的横截面的边缘为弧线。如此，便于灰尘沿着灰尘沉降通道12的表面接触并沿灰尘沉降通道12的表面滑动。在一个实施例中，弧线未封闭处对应于气流旋转通道13的内侧端；气流旋转通道13的内侧端与灰尘沉降通道12连通，且在灰尘沉降通道12的横截面的边缘在气流旋转通道13的内侧端处呈未封闭的断开状。
50.进一步的，请参阅图1至图11，作为本发明提供的集尘装置的一种具体实施方式，弧线凹向灰尘沉降通道12内侧。如此，使得灰尘沿灰尘沉降通道12表面滑动时引导灰尘向灰尘沉降通道12内侧移动。
51.进一步的，请参阅图1至图11，作为本发明提供的集尘装置的一种具体实施方式，气流旋转通道13呈螺旋状并逐渐向灰尘沉降通道12外侧延伸。如此，气流在沿螺旋状的气流旋转通道13流动时，气流的流动方向发生变化，便于灰尘的沉积；且气流中的灰尘在离心力的作用下容易在气流旋转通道13内与气流旋转通道13的内壁接触并向下沉降。
52.进一步的，请参阅图1至图11，作为本发明提供的集尘装置的一种具体实施方式，还包括螺旋板31；螺旋板31螺旋式环绕在所述灰尘沉降通道外侧，以形成气流旋转通道13。如此，形成气流旋转通道13非常方便，只需要将螺旋板31进行弯折即可；灰尘沿着螺旋状螺旋板31的间隙间流动时气流能够比较平稳。
53.在一个实施例中，还包括：第一环形挡板33，第一环形挡板33具有连通灰尘沉降通道12上端开口和进气通道11的第一通孔331。在一个实施例中，第一通孔331与灰尘沉降通道12上端开口的口径相同。
54.在一个实施例中，还包括：第二环形挡板34，第二环形挡板34具有连通灰尘沉降通道12下端开口和收集腔15连通的第二通孔341。在一个实施例中，第二通孔341与螺旋式螺旋板31底部的外径尺寸相同。
55.在一个实施例中，第一环形挡板33在水平方向延伸。在一个实施例中，第二环形挡板34在水平方向延伸。
56.在一个实施例中，进气通道11位于第一管道21内。在一个实施例中，出气通道14位于第四管道22内。
57.进一步的，请参阅图1至图11，作为本发明提供的集尘装置的一种具体实施方式，预定路径在竖直方向延伸。如此，灰尘沿着预定路径延伸的灰尘沉降通道12移动时，便于灰
尘沿竖直方向沉降。
58.进一步的，请参阅图1至图11，作为本发明提供的集尘装置的一种具体实施方式，在经过预定路径的纵截面(或截面)内，在气流旋转通道13的纵截面(或截面)的形状为具有预定宽度并相对竖直方向倾斜设置的多个直条状气缝。如此，直条状气缝能够减少气流阻力；气流沿着气流旋转通道13流动时，由于气流旋转通道13的横截面呈具有预定宽度的直条状气缝，且该直条状气缝相对预定路径上倾斜设置，便于气流中的灰尘沿着气流旋转通道13离心作用下沿着气缝向下沉降。
59.进一步的，请参阅图1至图11，作为本发明提供的集尘装置的一种具体实施方式，各气缝的下端靠近灰尘沉降通道12，各气缝的上端远离灰尘沉降通道12。如此，便于沿气流旋转通道13旋转的灰尘在向下沉降的过程中向灰尘沉降通道12汇聚，便于收集。
60.进一步的，请参阅图1至图11，作为本发明提供的集尘装置的一种具体实施方式，各气缝的下端分别与收集腔15连通。如此，在气流旋转通道13内向下沉降的灰尘能够直接到达收集腔15内，便于收集。
61.进一步的，请参阅图1至图11，作为本发明提供的集尘装置的一种具体实施方式，还包括气流引导通道16；气流引导通道16的一端与排气通道连通，气流引导通道16的另一端与气流旋转通道13连通；气流引导通道16内的气流方向与气流旋转通道13出口的气流方向之间夹角大于零。如此，气流旋转通道13出来的气流进入到气流引导通道16时需要拐弯，减少气流旋转通道13内气流中灰尘进入到气流引导通道16内。
62.在一个实施例中，气流引导通道16内的气流方向与气流旋转通道13出口的气流方向之间相互垂直。
63.在一个实施例中，还包括：导流板32；导流板32与第一管道21内壁之间形成气流引导通道16，气流引导通道16的一端与出气通道14连通，气流引导通道16的另一端与气流旋转通道13连通。如此，气流旋转通道13内出来的气流可以通过气流引导通道16进入出气通道14排出。
64.在一个实施例中，导流板32包括：依次连接的纵板321和斜板322；纵板321在竖直方向延伸。在一个实施例中，第一环形挡板33具有一个缺口，缺口的边缘在直线方向延伸，纵板321的底部边缘在直线方向延伸，且纵板321的底部边缘与缺口的边缘抵接。在一个实施例中，纵板321的横向宽度(在一个实施例中，横向宽度为160mm。)与缺口的边缘长度相同，避免在纵板321的横向方向上，纵板321的底部边缘与缺口的边缘出现漏风的情况。在一个实施例中，纵板321和第一管道21的内壁之间形成沿第一管道21延伸的气流引导通道16。在一个实施例中，气流引导通道16的底端与第一环形挡板33的缺口连通，气流旋转通道13出来的气体通过上述缺口与第一管道21内壁之间的间隙进入到气流引导通道16内，并沿着气流引导通道16到达出气通道14。在一个实施例中，斜板322朝向出气通道14的入口；气流沿着气流引导通道16移动时，由于斜板322朝向出气通道14的入口，便于气流引导通道16内的气流在斜板322的导流下进入到出气通道14内。
65.在一个实施例中，在水平方向上，斜板322的宽度为24mm。在一个实施例中，在水平方向上，纵板321的宽度为24mm。在一个实施例中，在水平方向上，纵板321的长度为140mm。
66.进一步的，请参阅图1至图11，作为本发明提供的集尘装置的一种具体实施方式，还包括：具有收纳腔411的盒体41；收纳腔411位于收集腔15的正下方，且收集腔15与收纳腔
411之间设置有阀门42。如此，阀门42打开即可将收集腔15内的灰尘暂存到收纳腔411内，阀门42关闭即可阻止收集腔15内的灰尘暂存到收纳腔411内。
67.在一个实施例中，阀门42为：gate valve(中压闸阀)。
68.进一步的，请参阅图1至图11，作为本发明提供的集尘装置的一种具体实施方式，还包括：用于观察收集腔15内灰尘堆积状态的观察镜5。如此，用户通过观察镜5可以观察到收集腔15内灰尘的堆积情况。
69.在一个实施例中，观察镜5为设置在第一管道21上并具有透光镜片的法兰。
70.进一步的，请参阅图1至图11，作为本发明提供的集尘装置的一种具体实施方式，还包括用于向灰尘沉降通道12的入口内喷射氮气的喷气口61。如此，通过喷漆口向灰尘沉降通道12内喷射氮气能够加速灰尘沉降通道12内灰尘的沉降速度，提升灰尘沉降通道12内的沉降效果。
71.在一个实施例中，喷气口61的喷射方向与灰尘沉降通道12的入口的进气方向之间的夹角为锐角，便于喷气口61喷出的气体推动灰尘沉降通道12内灰尘移动。
72.在一个实施例中，喷气口61连通有喷气管62。在一个实施例中，喷气管62连通有气源。在一个实施例中，气源内存储氮气。
73.在一个实施例中，在本技术中，凡是涉及“内径”和“外径”；假如一个环体的内边缘为第一环形，环体的外边缘为第二环形，内径可以指第一环形的半径，外径可以指第二环形的半径；假如一个环体的内边缘为的第一非环图形(比如三角形)，环体的外边缘为第二非环图形(比如三角形)，内径可以指第一非环图形内最大内切圆的直径，外径可以指第二非环图形内最小外切圆的直径。
74.在一个实施例中，第一管道21的内径为f1。在一个实施例中，f1为310mm。在一个实施例中，第四管道22的内径为f2。在一个实施例中，f2为160mm。
75.在一个实施例中，螺旋状的螺旋板31最内侧的侧壁围合形成灰尘沉降通道12。
76.在一个实施例中，螺旋板31沿水平环形路径弯曲呈螺旋状的螺旋体。
77.在一个实施例中，螺旋体的顶端面位于水平上。在一个实施例中，螺旋体的底端面位于水平上。在一个实施例中，螺旋板31的顶端面为第一螺旋带。在一个实施例中，第一螺旋带之间的间隙为上述气缝。在一个实施例中，螺旋板31的底端面为第二螺旋带。在一个实施例中，第二螺旋带之间的间隙为上述气缝。在一个实施例中，灰尘沉降通道12的入口为环形，且灰尘沉降通道12的入口内径为d1。在一个实施例中，第一螺旋带最内侧的内壁围合形成灰尘沉降通道12的入口。在一个实施例中，第二螺旋带最外侧侧壁的外径为d2。在一个实施例中，螺旋体的顶端和底端之间的高度为d8。在一个实施例中，第一螺旋带最内侧壁和最外侧壁之间的距离为d9。在一个实施例中，第一螺旋带之间的间距为d10。在一个实施例中，第二螺旋带之间的间距为d11。在一个实施例中，第一螺旋带最外侧的侧壁呈环状，且外径为d3。在一个实施例中，第一环形挡板33的内径为d4，第一环形挡板33的外径为d5。在一个实施例中，第二环形挡板34的内径为d6，第二环形挡板34的外径为d7。在一个实施例中，d1为150mm。在一个实施例中，d2为210mm。在一个实施例中，d3为310mm。在一个实施例中，d4为150mm。在一个实施例中，d5为310mm。在一个实施例中，d6为210mm。在一个实施例中，d7为310mm。在一个实施例中，d8为1000mm。在一个实施例中，d9为80mm。在一个实施例中，d10为20mm。在一个实施例中，d11为20mm。
78.在一个实施例中，第一螺旋带之间的间隙被第一环形挡板33挡住。
79.在一个实施例中，第二螺旋带之间的间隙被分别与收集腔15连通，便于第二螺旋带之间间隙内的灰尘沉积到收集腔15内。在一个实施例中，第二螺旋带之间的间隙分别位于收集腔15的正上方。
80.在一个实施例中，还包括与第一管道21连通的第五管道。第一管道21和第五管道分别在竖直方向延伸。在一个实施例中，第五管道的内径为160mm。在一个实施例中，第一管道21和第五管道的总长度为1300mm。
81.请参阅图1至图11，本发明还提供了一种，等离子体设备，包括：工艺腔室(工艺腔室：等离子体设备反应或排废料的腔室)、真空泵，以及集尘装置；工艺腔室与进气通道连通，出气通道与真空泵连通。如此，真空泵通过集尘装置的出气通道对集尘装置进行抽气；工艺腔室产生的灰尘随着气流通过进气通道进入上述集尘装置；由于采用了上述集尘装置，带有灰尘的气流从进气通道11进入到灰尘沉降通道12内；由于灰尘沉降通道12沿预定路径延伸，且在预定路径的延伸方向上，灰尘沉降通道12的高度逐渐降低，即灰尘沿着灰尘沉降通道12移动的过程中逐渐下降沉积；由于灰尘沉降通道12的下游端与收集腔15连通，灰尘沉降通道12的下游端沉积的灰尘可以保存在收集腔15内；气流旋转通道13环绕在灰尘沉降通道12外侧，气流旋转通道13的一端与灰尘沉降通道12连通，使得气流旋转通道13内的灰尘在沿气流旋转通道13流动时候能够在离心力的作用下便于灰尘的沉降；气流旋转通道13的另一端与出气通道14连通以排出气体。
82.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。