TWI861667B - 垂直式雙腔室退火處理裝置 - Google Patents

Abstract

一種垂直式雙腔室退火處理裝置。垂直式雙腔室退火處理裝置包含外腔單元、內腔體、一溫控單元、一支撐結構及一氣密結構。內腔體可往上移動而位於外腔單元中，並藉由支撐結構來支撐內腔體。支撐結構的支撐狀態解除後，內腔體可往下移動而脫離外腔單元。所以內腔體與支撐結構的配置，可提高內腔體清洗與拆換的便利性。內腔體的結構可改善反應溫度的均勻性。氣密結構隔離惰性氣體與反應性氣體，可利於反應性氣體的回收再利用。

Description

垂直式雙腔室退火處理裝置

本揭露是有關於一種退火處理裝置，且特別是有關於一種垂直式雙腔室退火處理裝置。

半導體製程中，可在反應性氣體的環境下，對半導體材料進行熱處理，用以減少半導體裝置的懸鍵數並改良半導體裝置的效能。熱處理過程中，可藉由壓力的提高，來降低熱處理溫度或時間，以提高效能。

現有高壓退火處理單元包含外腔、內腔及壓力控制閥。內腔位於外腔中。壓力控制閥固定於外腔的頂部，並連通外腔的外腔室與內腔的內腔室。其中，內腔室充入反應性氣體。外腔室充入惰性氣體。在高壓退火處理單元中的半導體材料完成退火處理程序後，反應性氣體與惰性氣體於壓力控制閥混合後排放，造成反應性氣體回收再利用的困難度。另外，內腔的上部藉由壓力控制閥固定於外腔，增加內腔清洗與拆換的不便，以及不利於內腔的反應溫度的均勻性。

因此，本揭露之一目的就是在提供一種垂直式雙腔室退火處理裝置，藉此改善反應性氣體回收再利用的困難度，內腔清洗與拆換的不便，以及內腔的反應溫度的均勻性。

根據本揭露之上述目的，提出一種垂直式雙腔室退火處理裝置。垂直式雙腔室退火處理裝置包含外腔單元、內腔體、溫控單元、支撐結構及氣密結構。外腔單元包含外腔體、外腔室、第一氣體注入口、第一氣體排出口、第二氣體注入口、第二氣體排出口、冷卻夾套、下蓋組件及貫穿孔。外腔室形成於外腔體中，配置以容置惰性氣體。第一氣體注入口設置於外腔體上，配置以供惰性氣體注入外腔室。第一氣體排出口設置於外腔體上，配置以供惰性氣體排出外腔室。第二氣體注入口設置於外腔體上。第二氣體排出口設置於外腔體上。冷卻夾套設置於外腔體上。下蓋組件設置於外腔體的底部，且配置以啟閉外腔體。貫穿孔徑向貫穿外腔體。內腔體位於該外腔室中。內腔體包含內腔室、封閉端、開口端及凸緣。內腔室形成於內腔體中，且配置以容置反應性氣體。反應性氣體由第二氣體注入口所注入，並由第二氣體排出口所排出。封閉端設置於內腔體的一端。開口端設置於內腔體的另一端，並面向下蓋組件。凸緣設置於內腔體的外側面。溫控單元位於外腔體與內腔體之間，且配置以加熱或降溫內腔室中的溫度。支撐結構位於外腔體與內腔體之間，且配置以支撐凸緣並 連接外腔體，用以固定內腔體於外腔體中。支撐結構包含凸緣扣具、移動軸及軸密封圈。凸緣扣具位於外腔體與內腔體之間，且配置以支撐凸緣，並限制內腔體的移動。移動軸設置於外腔體的貫穿孔，配置以支撐凸緣扣具並連接外腔體。軸密封圈設置於外腔體，並環繞移動軸，且配置以密封貫穿孔。氣密結構位於外腔體與內腔體之間，且配置以隔離惰性氣體與反應性氣體。

依據本揭露之一實施例，上述之外腔單元的可承受內壓為10巴至1000巴。

依據本揭露之一實施例，上述之冷卻夾套為金屬材質製成的構件，且配置以冷卻外腔體與軸密封圈。

依據本揭露之一實施例，上述之下蓋組件包含蓋板、板密封圈及下蓋扣具。蓋板設置於外腔體的底部，且配置以舉升內腔體。板密封圈設置於蓋板並抵靠外腔室，且配置以密封反應性氣體，以讓反應性氣體不會經由蓋板與外腔室之間而外漏。下蓋扣具承載蓋板並連接外腔室，且配置以固定蓋板。

依據本揭露之一實施例，上述之蓋板為金屬材質製成的構件，下蓋扣具為夾鉗。

依據本揭露之一實施例，上述之蓋板的頂面設置定位銷，定位銷配置以支撐凸緣扣具。

依據本揭露之一實施例，上述之板密封圈的材料選自於金屬材料、非金屬材料或其組合所組成之群組。

依據本揭露之一實施例，上述之板密封圈的材料包 含不鏽鋼、鎳基合金、橡膠、聚四氟乙烯、四氟乙烯、聚四氟乙烯與碳纖維之組合、聚四氟乙烯與碳精之組合或聚四氟乙烯與金屬粉末之組合。

依據本揭露之一實施例，上述之板密封圈的縱剖面形狀呈圓形、U型、X型、W型、四邊形或波浪型。

依據本揭露之一實施例，上述之內腔體為非金屬材質製成的構件。

依據本揭露之一實施例，上述之內腔體的材料包含石英、陶瓷、玻璃、石墨或碳化矽。

依據本揭露之一實施例，上述之內腔體為耐腐蝕金屬材質製成的構件。

依據本揭露之一實施例，上述之內腔體的材料包含鎳基合金或不鏽鋼。

依據本揭露之一實施例，上述之溫控單元包含加熱件及隔熱材。加熱件設置於內腔體的外側面，且配置以加熱內腔體，以使內腔室中的溫度達到一退火溫度。隔熱材位於加熱件的外側面，且配置以提高加熱件的加熱效率。

依據本揭露之一實施例，上述之溫控單元進一步包含冷卻盤管。冷卻盤管設置於隔熱材，且配置以降低內腔室中的溫度。

依據本揭露之一實施例，上述之冷卻盤管中的冷卻流體為冷卻水、惰性氣體或空氣。

依據本揭露之一實施例，上述之支撐結構包含移動軸驅動件。移動軸驅動件位於外腔體的外側面，並分別連 接移動軸。

依據本揭露之一實施例，上述之凸緣扣具包含下夾具、上夾具及鎖固件。下夾具位於外腔體與內腔體之間，以及位於凸緣下。上夾具設置於下夾具上。鎖固件通過上夾具並鎖入下夾具，且配置以固定上夾具。其中下夾具與上夾具夾持凸緣，以及移動軸抵靠上夾具。

依據本揭露之一實施例，上述之氣密結構包含氣密圈。氣密圈中的一部分位於下夾具與內腔體之間。氣密圈中的其餘部分位於下夾具與外腔體之間。

依據本揭露之一實施例，上述之凸緣扣具包含凸緣扣具本體及固定螺栓。凸緣扣具本體位於外腔體與內腔體之間，並承載凸緣。固定螺栓通過凸緣扣具本體並鎖入外腔體。

依據本揭露之一實施例，上述之氣密結構包含氣密圈，氣密圈位於凸緣與內腔體之間。

依據本揭露之一實施例，上述之氣密圈的材料包含不鏽鋼、鎳基合金、橡膠、聚四氟乙烯、四氟乙烯、聚四氟乙烯與碳纖維之組合、聚四氟乙烯與碳精之組合或聚四氟乙烯與金屬粉末之組合。

依據本揭露之一實施例，上述之氣密圈的縱剖面形狀呈圓形、U型、X型、W型、四邊形或波浪型。

依據本揭露之一實施例，上述之外腔單元包含冷卻通道。冷卻通道形成於外腔體，且配置以冷卻氣密結構。

由上述可知，內腔體的上端形成封閉端，可改善反 應溫度的均勻性。內腔體可往上移動至外腔室，並以支撐結構支撐內腔體，將內腔體固定於外腔體中，所以在下蓋組件打開時，內腔體不會掉落。支撐結構的支撐狀態解除後，內腔體可往下移動而脫離外腔單元。所以內腔體與支撐結構的配置，可提高內腔體清洗與拆換的便利性。氣密結構隔離惰性氣體與反應性氣體，可利於反應性氣體的回收再利用。

100,200,300,400,500,600,700:垂直式雙腔室退火處理裝置

110,210,410:外腔單元

111,211,311,411,511,611,711:外腔體

112,312,512:外腔室

113i:第一氣體注入口

113o:第一氣體排出口

114i:第二氣體注入口

114o:第二氣體排出口

115:冷卻夾套

116,416:下蓋組件

116C,416C:蓋板

116L:下蓋扣具

116O:板密封圈

116P,416P:定位銷

117:貫穿孔

118:下開口

120,320,420,520:內腔體

121,221:內腔室

122:封閉端

123:開口端

124,424,624,724:凸緣

130,230:溫控單元

140,340,540:支撐結構

141,441:凸緣扣具

142,342,442,542:移動軸

143:軸密封圈

144:下夾具

145:上夾具

146:鎖固件

150,250,450:氣密結構

151,251,451,651,751:氣密圈

210C,410C:冷卻通道

231:加熱件

232:隔熱材

233:冷卻盤管

347,547:移動軸驅動件

441B:固定螺栓

441R:凸緣扣具本體

為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：圖1係繪示依照本揭露之第一實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置的剖面示意圖；圖2A至圖2C係繪示依照本揭露之第一實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置的內腔體的安裝流程示意圖；圖3係繪示依照本揭露之第二實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置的剖面示意圖；圖4係繪示依照本揭露之第三實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置的剖面局部放大示意圖；圖5A至圖5C係繪示依照本揭露之第三實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置的內腔體的安裝流程示意圖；圖6係繪示依照本揭露之第四實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置的剖面局部放大示意圖； 圖7A至圖7C係繪示依照本揭露之第四實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置的內腔體的安裝流程示意圖；圖8係繪示依照本揭露之第五實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置的剖面局部放大示意圖；圖9A至圖9C係繪示依照本揭露之第五實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置的內腔體的安裝流程示意圖；圖10係繪示依照本揭露之第六實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置的剖面局部放大示意圖；及圖11係繪示依照本揭露之第七實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置的剖面局部放大示意圖。

請參閱圖1，其係繪示依照本揭露之第一實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置100的剖面示意圖。垂直式雙腔室退火處理裝置100包含外腔單元110、內腔體120、溫控單元130、支撐結構140及氣密結構150。

繼續參閱圖1，外腔單元110的可承受內壓為10巴(bar)至1000巴。外腔單元110包含外腔體111、外腔室112、第一氣體注入口113i、第一氣體排出口113o、第二氣體注入口114i、第二氣體排出口114o、冷卻夾套115、下蓋組件116及貫穿孔117。外腔體111可為縱剖面概呈ㄇ字型的構件，換言之，外腔體111的底部形成下開口118。在一例子中，外腔體111可為一體式構件。在一例子中，外腔體111可為組合式構件。

外腔室112形成於外腔體111中，且配置以容置惰性氣體。第一氣體注入口113i設置於外腔體111上，且可供惰性氣體注入外腔室112。第一氣體排出口113o設置於外腔體111上，且可供惰性氣體排出外腔室112。在一例子中，第一氣體注入口113i與第一氣體排出口113o鄰近外腔體111的頂面。在一例子中，第一氣體注入口113i與第一氣體排出口113o彼此相對。第二氣體注入口114i與第二氣體排出口114o皆設置於外腔體111，用以提供反應性氣體的注入與排出。在一例子中，第二氣體注入口114i位於第一氣體注入口113i下方，第二氣體排出口114o位於第一氣體排出口113o下方。

冷卻夾套115設置於外腔體111的外側面上。在一例子中，冷卻夾套115為金屬材質製成的構件，用以冷卻外腔體111，以及用以冷卻支撐結構140中位在外腔體111的軸密封圈143，讓外腔體111與軸密封圈143可在適當的工作溫度下，以避免失效。下蓋組件116設置於外腔體111的底部，且配置以啟閉外腔體111，即下蓋組件116控制外腔體111的下開口118的啟閉。貫穿孔117徑向貫穿外腔體111，即貫穿孔117連通外腔室112。

在一例子中，下蓋組件116包含蓋板116C、板密封圈116O及下蓋扣具116L。蓋板116C設置於外腔體111的底部，且配置以舉升內腔體120。板密封圈116O設置於蓋板116C並抵靠外腔室112，且配置以密封反應性氣體，讓反應性氣體不會經由蓋板116C與外腔室112 之間而外漏。下蓋扣具116L承載蓋板116C並連接外腔室112，且配置以固定蓋板116C。在一例子中，蓋板116C為金屬材質製成的構件。在一例子中，蓋板116C的頂面設置定位銷116P，定位銷116P配置以支撐支撐結構140的凸緣扣具141。也就是內腔體120可放置固定於定位銷116P上，在下蓋組件116舉升內腔體120至外腔室112時，且內腔體120尚未固定於外腔體111時，定位銷116P可用以先固定內腔體120的位置。在一例子中，下蓋扣具116L為夾鉗，如一體式夾鉗、分割式夾鉗、附扣件的整體型夾鉗、組合環型夾鉗或軛型夾鉗。

在一例子中，板密封圈116O的材料選自於金屬材料、非金屬材料或其組合所組成之群組。其中板密封圈116O的材料包含不鏽鋼、鎳基合金、橡膠、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTEE)、四氟乙烯(Polyfluoroalkoxy，PFA)、聚四氟乙烯與碳纖維之組合、聚四氟乙烯與碳精之組合或聚四氟乙烯與金屬粉末之組合。在一例子中，板密封圈116O的一縱剖面形狀呈圓形、U型、X型、W型、四邊形或波浪型。

繼續參閱圖1，內腔體120位於外腔室112中。詳言之，內腔體120可被舉升而往上移動，內腔體120經由外腔體111的下開口118進入外腔室112中。在一例子中，內腔體120為非金屬材質製成的構件。其中內腔體120的材料包含石英、陶瓷、玻璃、石墨或碳化矽等。在一例子中，內腔體120為耐腐蝕金屬材質製成的構件。內 腔體120的材料包含鎳基合金或不鏽鋼等。

內腔體120包含內腔室121、封閉端122、開口端123及凸緣124。內腔室121形成於內腔體120中，且配置以容置由第二氣體注入口114i所注入的反應性氣體。內腔室121中的反應性氣體可經由第二氣體排出口114o排出。封閉端122設置於內腔體120的一端。開口端123設置於內腔體120的另一端，並面向下蓋組件116。在一例子中，封閉端122與開口端123位於內腔體120的相對兩端。在一例子中，封閉端122位在內腔體120的上端，並鄰近外腔體111的頂面。開口端123位於內腔體120的下端，並鄰近外腔體111的下開口118。凸緣124設置於內腔體120的外側面。在一例子中，凸緣124環繞內腔體120。在一例子中，凸緣124鄰近開口端123。在一例子中，凸緣124的數量可為一個，進一步配合氣密結構150，並提供氣密效果。在一例子中，凸緣124的數量可為兩個，且彼此上下間隔設置。其中，位於上方的凸緣124可配合支撐結構140，作為支撐固定之用。位於下方的凸緣124則配合氣密結構150，以提供氣密效果。

繼續參閱圖1，溫控單元130位於外腔體111與內腔體120之間，配置以加熱或降溫內腔室121中的溫度。在一例子中，溫控單元130提供熱能以加熱內腔體120，且溫控單元130可鄰近內腔體120的外側面，減少熱能的散失，以及使內腔室121的溫度達到退火溫度。

繼續參閱圖1，支撐結構140位於外腔體111與 內腔體120之間，配置以支撐凸緣124並連接外腔體111，且用以固定內腔體120於外腔體111中。支撐結構140包含凸緣扣具141、移動軸142及軸密封圈143。凸緣扣具141位於外腔體111與內腔體120之間，且配置以支撐凸緣124，並限制內腔體120的移動。在一例子中，由凸緣扣具141的俯視圖來看，凸緣扣具141可為一體式的環狀構件。在另一例子中，由凸緣扣具141的俯視圖來看，凸緣扣具141可為組合式構件，也就是數個弧形段拼組成的組合式構件。在一例子中，凸緣扣具141包含下夾具144、上夾具145及鎖固件146。下夾具144位於外腔體111與內腔體120之間，且位於凸緣124下。上夾具145設置於下夾具144上。鎖固件146通過上夾具145並鎖入下夾具144，且配置以固定上夾具145。凸緣扣具141通過下夾具144與上夾具145夾持內腔體120的凸緣124。

繼續參閱圖1，移動軸142設置於外腔體111的貫穿孔117，且配置以支撐凸緣扣具141並連接外腔體111。在一例子中，移動軸142可採用手動式，也就是操作人員手動操作移動軸142移動入或移動出外腔體111。在一例子中，移動軸142可抵靠並承載上夾具145。軸密封圈143設置於外腔體111，並環繞移動軸142。軸密封圈143配置以密封貫穿孔117，防止外腔室112中的惰性氣體自貫穿孔117漏出。

繼續參閱圖1，氣密結構150位於外腔體111與 內腔體120之間，配置以隔離惰性氣體與反應性氣體。在一例子中，氣密結構150包含兩個以上的氣密圈151，一部分的氣密圈151位於下夾具144與內腔體120之間，其餘部分的氣密圈151位於下夾具144與外腔體111之間，因此反應性氣體與惰性氣體，不會通過下夾具144與內腔體120之間的間隙或下夾具144與外腔體111之間的間隙而混合。在一例子中，氣密圈151的材料可選自於金屬材料、非金屬材料或其組合所組成之群組，例如不鏽鋼、鎳基合金、橡膠、聚四氟乙烯、四氟乙烯、聚四氟乙烯與碳纖維之組合、聚四氟乙烯與碳精之組合或聚四氟乙烯與金屬粉末之組合。在一例子中，氣密圈151的縱剖面形狀可呈圓形、U型、X型、W型、四邊形或波浪型。

參閱圖2A至圖2C，其係繪示依照本揭露之第一實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置100的內腔體120的安裝流程示意圖。如圖2A，內腔體120藉由凸緣扣具141，而放置於蓋板116C的定位銷116P上。下蓋組件116的蓋板116C可舉升內腔體120。接著如圖2B，內腔體120往上移動至預定位置後，下蓋組件116的下蓋扣具116L可作動而關閉，讓下蓋扣具116L凸伸至蓋板116C的底面，以定位蓋板116C。操作人員手動操作移動軸142，讓移動軸142伸入凸緣扣具141，因此移動軸142可承載上夾具145，藉此支撐內腔體120，並將內腔體120固定於外腔體111中。接著如圖2C，下蓋組件116的下蓋扣具116L可作動而開啟，蓋板116C可往下移動， 並與內腔體120脫離，以完成內腔體120的固定安裝。所以少了蓋板116C的支撐，內腔體120仍可受到支撐結構140的支撐，可固定於外腔體111而不掉落。

請參閱圖3，其係繪示依照本揭露之第二實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置200的剖面示意圖。本揭露的第二實施方式的結構大致與第一實施方式的結構相同，其中一差異在於第二實施方式的垂直式雙腔室退火處理裝置200中，外腔單元210包含冷卻通道210C。冷卻通道210C形成於外腔體211，且配置以冷卻氣密結構250，也就是讓氣密結構250的氣密圈251在適當的工作溫度下，避免工作溫度過高而失效，讓反應性氣體與惰性氣體被氣密結構250確實隔離。

繼續參閱圖3，另一差異在於第二實施方式的垂直式雙腔室退火處理裝置200中，溫控單元230包含加熱件231與隔熱材232。加熱件231設置於內腔體120的外側面，且配置以加熱內腔體120，使內腔室221中的溫度達到退火溫度。隔熱材232位於加熱件231的外側面，且配置以提高加熱件231的加熱效率。在一例子中，溫控單元230進一步包含冷卻盤管233。冷卻盤管233設置於隔熱材232，且配置以降低內腔室221中的溫度。其中冷卻盤管233中的冷卻流體為冷卻水、惰性氣體或空氣。在一例子中，冷卻盤管233可為耐高壓冷卻盤管。

請參閱圖4，其係繪示依照本揭露之第三實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置300的剖面局部放大示 意圖。本揭露的第三實施方式的結構大致與第一實施方式的結構相同，差異在於第三實施方式的垂直式雙腔室退火處理裝置300中，支撐結構340包含移動軸驅動件347。移動軸驅動件347位於外腔體311的外側面，並連接移動軸342。因此移動軸驅動件347可帶動移動軸342移動入或移動出外腔室312。

參閱圖5A至圖5C，其係繪示依照本揭露之第三實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置300的內腔體320的安裝流程示意圖。本揭露之第一實施方式與第三實施方式的垂直式雙腔室退火處理裝置100與300的內腔體120與320的安裝流程大致上相同。差異在於第三實施方式的垂直式雙腔室退火處理裝置300的內腔體320的安裝流程中，利用移動軸驅動件347帶動移動軸342，而不是操作人員手動，因此移動軸342的移動操作更為便利，並可節省人工。

請參閱圖6，其係繪示依照本揭露之第四實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置400的剖面局部放大示意圖。本揭露的第四實施方式的結構大致與第一實施方式的結構相同，其中一差異在於第四實施方式的垂直式雙腔室退火處理裝置400中，外腔單元410包含冷卻通道410C。冷卻通道410C形成於外腔體411，配置以冷卻氣密結構450，也就是讓氣密結構450的氣密圈451在適當的工作溫度下，避免工作溫度過高而失效，讓反應性氣體與惰性氣體被氣密結構450確實隔離。

繼續參閱圖6，另一差異在於第四實施方式的垂直式雙腔室退火處理裝置400中，凸緣扣具441包含凸緣扣具本體441R及固定螺栓441B。凸緣扣具本體441R位於外腔體411與內腔體420之間，以及凸緣扣具本體441R承載凸緣424。固定螺栓441B由下而上通過凸緣扣具本體441R，並鎖入外腔體411，讓凸緣扣具本體441R固定於外腔體411，又內腔體420的凸緣424被凸緣扣具本體441R所承載，所以內腔體420固定於外腔體411。氣密結構450的氣密圈451位於凸緣424與外腔體411之間，用以隔離惰性氣體與反應性氣體。

請參閱圖7A至圖7C，其係繪示依照本揭露之第四實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置400的內腔體420的安裝流程示意圖。如圖7A所示，內腔體420放置於凸緣扣具本體441R上，凸緣扣具本體441R放置於蓋板416C的定位銷416P上。也就是內腔體420藉由凸緣扣具本體441R放置於定位銷416P上。下蓋組件416的蓋板416C可舉升內腔體420。接著如圖7B所示，內腔體420往上移動至預定位置後，操作人員將移動軸442插入至凸緣扣具本體441R下方，藉此支撐住凸緣扣具本體441R與內腔體420。接著將固定螺栓441B鎖入外腔體411，將凸緣扣具本體441R固定於外腔體411，也就是內腔體420藉由凸緣扣具441固定於外腔體411。接著如圖7C所示，操作人員可將移動軸442抽出。蓋板416C往下移動，並與內腔體420脫離，以完成內腔體420的固 定安裝。所以少了蓋板416C的支撐，內腔體420仍固定於外腔體411而不掉落。

請參閱圖8，其係繪示依照本揭露之第五實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置500的剖面局部放大示意圖。本揭露的第五實施方式的結構大致與第四實施方式的結構相同，差異在於第五實施方式的垂直式雙腔室退火處理裝置500中，支撐結構540包含移動軸驅動件547。移動軸驅動件547位於外腔體511的外側面，並連接移動軸542。因此移動軸驅動件547可帶動移動軸542移動入或移動出外腔室512。

參閱圖9A至圖9C，其係繪示依照本揭露之第五實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置500的內腔體520的安裝流程示意圖。本揭露之第四實施方式與第五實施方式的垂直式雙腔室退火處理裝置400與500的內腔體420與520的安裝流程大致上相同。差異在於第五實施方式的垂直式雙腔室退火處理裝置500的內腔體520的安裝流程中，利用移動軸驅動件547帶動移動軸542，而不是操作人員手動，因此移動軸542的移動操作更為便利，並可節省人工。

參閱圖10，其係繪示依照本揭露之第六實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置600的剖面局部放大示意圖。本揭露的第六實施方式的結構大致與第五實施方式的結構相同，差異在於第六實施方式的垂直式雙腔室退火處理裝置600中，凸緣624的頂面與外腔體611之間配 置了兩個氣密圈651，且這兩個氣密圈651的配置方向相反。在一例子中，氣密圈651為U型氣密圈，且這兩個氣密圈651的開口方向不同，也就是一個氣密圈651的開口朝右，另一個氣密圈651的開口朝左。

參閱圖11，其係繪示依照本揭露之第七實施方式的一種垂直式雙腔室退火處理裝置700的剖面局部放大示意圖。本揭露的第七實施方式的結構大致與第六實施方式的結構相同，差異在於第七實施方式的垂直式雙腔室退火處理裝置700中，凸緣724的頂面與外腔體711之間所配置的兩個氣密圈751的配置方向相同。在一例子中，氣密圈751為U型氣密圈，且這兩個氣密圈751的開口方向相同，也就是兩個氣密圈751的開口皆朝右。

由上述之實施方式可知，本揭露之一優點就是因為本揭露之內腔體的上端形成封閉端，可改善反應溫度的均勻性。內腔體可往上移動至外腔室，並以支撐結構支撐內腔體，將內腔體固定於外腔體中，所以在下蓋組件打開時，內腔體不會掉落。支撐結構的支撐狀態解除後，內腔體可往下移動而脫離外腔單元。所以內腔體與支撐結構的配置，可提高內腔體清洗與拆換的便利性。氣密結構隔離惰性氣體與反應性氣體，可利於反應性氣體的回收再利用。

雖然本揭露已以實施例揭示如上，然其並非用以限定本揭露，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為 準。

100:垂直式雙腔室退火處理裝置 110:外腔單元 111:外腔體 112:外腔室 113i:第一氣體注入口 113o:第一氣體排出口 114i:第二氣體注入口 114o:第二氣體排出口 115:冷卻夾套 116:下蓋組件 116C:蓋板 116L:下蓋扣具 116O:板密封圈 116P:定位銷 117:貫穿孔 118:下開口 120:內腔體 121:內腔室 122:封閉端 123:開口端 124:凸緣 130:溫控單元 140:支撐結構 141:凸緣扣具 142:移動軸 143:軸密封圈 144:下夾具 145:上夾具 146:鎖固件 150:氣密結構 151:氣密圈

Claims (23)

1. 一種垂直式雙腔室退火處理裝置，包括：一外腔單元，其中該外腔單元的一可承受內壓為10巴至1000巴，且該外腔單元包含：一外腔體；一外腔室，形成於該外腔體中，配置以容置一惰性氣體；一第一氣體注入口，設置於該外腔體上，配置以供該惰性氣體注入該外腔室；一第一氣體排出口，設置於該外腔體上，配置以供該惰性氣體排出該外腔室；一第二氣體注入口，設置於該外腔體上；一第二氣體排出口，設置於該外腔體上；一冷卻夾套，設置於該外腔體上；一下蓋組件，設置於該外腔體的一底部，且配置以啟閉該外腔體；以及複數貫穿孔，徑向貫穿該外腔體；一內腔體，位於該外腔室中，該內腔體包含：一內腔室，形成於該內腔體中，且配置以容置一反應性氣體，該反應性氣體由該第二氣體注入口所注入，並由該第二氣體排出口所排出；一封閉端，設置於該內腔體的一端；一開口端，設置於該內腔體的另一端，並面向該下蓋組件；以及 一凸緣，設置於該內腔體的一外側面；一溫控單元，位於該外腔體與該內腔體之間，且配置以加熱或降溫該內腔室中的一溫度；一支撐結構，位於該外腔體與該內腔體之間，且配置以支撐該凸緣並連接該外腔體，用以固定該內腔體於該外腔體中，該支撐結構包含：一凸緣扣具，位於該外腔體與該內腔體之間，且配置以支撐該凸緣，並限制該內腔體的移動；複數移動軸，分別設置於該外腔體的該些貫穿孔，且配置以支撐該凸緣扣具並連接該外腔體；以及複數軸密封圈，設置於該外腔體，並分別環繞該些移動軸，且配置以分別密封該些貫穿孔；以及一氣密結構，位於該外腔體與該內腔體之間，且配置以隔離該惰性氣體與該反應性氣體。
2. 如請求項1所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該冷卻夾套為金屬材質製成的一構件，且配置以冷卻該外腔體與該些軸密封圈。
3. 如請求項1所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該下蓋組件包含：一蓋板，設置於該外腔體的該底部，且配置以舉升該內腔體；一板密封圈，設置於該蓋板並抵靠該外腔室，且配置以 密封該反應性氣體，以讓該反應性氣體不會經由該蓋板與該外腔室之間而外漏；以及一下蓋扣具，承載該蓋板並連接該外腔室，且配置以固定該蓋板。
4. 如請求項3所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該蓋板為金屬材質製成的一構件，該下蓋扣具為一夾鉗。
5. 如請求項4所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該蓋板的頂面設置複數定位銷，該些定位銷配置以支撐該凸緣扣具。
6. 如請求項4所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該板密封圈的材料選自於金屬材料、非金屬材料或其組合所組成之一群組。
7. 如請求項6所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該板密封圈的材料包含不鏽鋼、鎳基合金、橡膠、聚四氟乙烯、四氟乙烯、聚四氟乙烯與碳纖維之組合、聚四氟乙烯與碳精之組合或聚四氟乙烯與金屬粉末之組合。
8. 如請求項6所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該板密封圈的一縱剖面形狀呈圓形、U型、X型、 W型、四邊形或波浪型。
9. 如請求項6所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該內腔體為非金屬材質製成的一構件。
10. 如請求項9所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該內腔體的材料包含石英、陶瓷、玻璃、石墨或碳化矽。
11. 如請求項6所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該內腔體為耐腐蝕金屬材質製成的一構件。
12. 如請求項11所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該內腔體的材料包含鎳基合金或不鏽鋼。
13. 如請求項1所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該溫控單元包含：一加熱件，設置於該內腔體的該外側面，且配置以加熱該內腔體，以使該內腔室中的該溫度達到一退火溫度；以及一隔熱材，位於該加熱件的一外側面，且配置以提高該加熱件的一加熱效率。
14. 如請求項13所述之垂直式雙腔室退火處理 裝置，其中該溫控單元進一步包含一冷卻盤管，該冷卻盤管設置於該隔熱材，且配置以降低該內腔室中的該溫度。
15. 如請求項14所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該冷卻盤管中的一冷卻流體為冷卻水、惰性氣體或空氣。
16. 如請求項1所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該支撐結構包含複數移動軸驅動件，該些移動軸驅動件位於該外腔體的一外側面，並分別連接該些移動軸。
17. 如請求項1所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該凸緣扣具包含：一下夾具，位於該外腔體與該內腔體之間，以及位於該凸緣下；一上夾具，設置於該下夾具上；以及一鎖固件，通過該上夾具並鎖入該下夾具，且配置以固定該上夾具；其中該下夾具與該上夾具夾持該凸緣，以及該些移動軸抵靠該上夾具。
18. 如請求項17所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該氣密結構包含複數氣密圈，該些氣密圈中的 一部分位於該下夾具與該內腔體之間，該些氣密圈中的其餘部分位於該下夾具與該外腔體之間。
19. 如請求項1所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該凸緣扣具包含：一凸緣扣具本體，位於該外腔體與該內腔體之間，並承載該凸緣；以及一固定螺栓，通過該凸緣扣具本體並鎖入該外腔體。
20. 如請求項19所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該氣密結構包含一氣密圈，該氣密圈位於該凸緣與該內腔體之間。
21. 如請求項20所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該氣密圈的材料包含不鏽鋼、鎳基合金、橡膠、聚四氟乙烯、四氟乙烯、聚四氟乙烯與碳纖維之組合、聚四氟乙烯與碳精之組合或聚四氟乙烯與金屬粉末之組合。
22. 如請求項20所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該氣密圈的一縱剖面形狀呈圓形、U型、X型、W型、四邊形或波浪型。
23. 如請求項1所述之垂直式雙腔室退火處理裝置，其中該外腔單元包含一冷卻通道，該冷卻通道形成於 該外腔體，且配置以冷卻該氣密結構。

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