真空保护装置的制作方法

1.本实用新型涉及半导体技术领域，特别是涉及一种真空保护装置。


背景技术：

2.分子束外延设备是一种通过源炉将高纯源材料蒸发形成分子束沉积在衬底表面进行外延生长的超高真空设备。在用分子束外延设备进行研发或量产的过程中，由于设备出故障维护或者某些源材料用尽时，不可避免的需要对生长腔进行开腔处理，使得源炉暴露在非真空环境下。而源炉内的其他源材料尚未用完，这些源材料一旦在非真空环境下暴露较长时间会被氧化或者污染，无法再次使用，从而增加研发和生产成本。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对现有的分子束外延设备存在开腔后源炉内的源材料易污染的问题，提供一种解决上述问题的真空保护装置。
4.一种真空保护装置，用于使分子束外延设备的源炉处于真空环境，包括：
5.保护罩，具有第一容纳腔，所述保护罩用于罩设于所述源炉，以将所述源炉封闭于所述第一容纳腔内；所述保护罩还具有与所述第一容纳腔连通的第一接口；
6.真空发生机构，包括真空发生器，所述真空发生器与所述第一接口连通；所述真空发生器通过所述第一接口对所述第一容纳腔抽真空，以使位于所述第一容纳腔内的所述源炉处于真空环境。
7.在其中一个实施例中，所述第一容纳腔的开口朝下；所述真空保护装置包括第一连接盘，所述第一连接盘连接于所述开口，以封堵所述第一容纳腔，且用于支撑所述源炉。
8.在其中一个实施例中，所述第一连接盘与所述保护罩之间连接有密封件。
9.在其中一个实施例中，所述真空保护装置包括第一支撑座，所述第一支撑座包括第一底板和多个第一支撑杆；多个所述第一支撑杆沿所述第一连接盘的周向间隔分布，各所述第一支撑杆连接于所述第一底板和所述第一连接盘之间。
10.在其中一个实施例中，所述第一支撑座包括第二连接盘，所述第二连接盘位于所述第一支撑杆远离所述第一底板的一端；所述第一连接盘和所述第二连接盘分别设置有第一连接孔组和第二连接孔组，所述第一支撑杆的一端穿过所述第二连接孔组并连接于所述第一连接孔组。
11.在其中一个实施例中，所述第一连接孔组和所述第二连接孔组的数量为多组，多组所述第一连接孔组和所述第二连接孔组均沿所述第二连接盘的径向间隔设置。
12.在其中一个实施例中，所述真空发生机构包括主管道、真空接口和第二接口；所述主管道具有第二容纳腔，所述真空接口和所述第二接口均与所述第二容纳腔连通；所述真空接口用于与所述真空发生器连接；所述第二接口用于与所述第一接口连接。
13.在其中一个实施例中，所述第二接口设置有多个，多个所述第二接口沿所述主管道的轴向间隔布置。
14.在其中一个实施例中，至少两个所述第二接口的口径不同。
15.在其中一个实施例中，所述真空发生机构包括多个第二支撑座，多个所述第二支撑座沿所述主管道的轴向间隔设置；所述第二支撑座包括第二底板和第二支撑杆；所述第二支撑杆连接于所述第二底板和所述主管道之间，所述第二支撑杆用于支撑所述主管道。
16.本技术方案具有以下有益效果：上述真空保护装置，包括保护罩和真空发生机构。保护罩具有第一容纳腔和连通于第一容纳腔的第一接口，保护罩用于将源炉封闭在第一容纳腔内。第一接口与第一容纳腔连通。真空发生机构包括真空发生器，真空发生器与第一接口连通，真空发生机构通过第一接口对第一容纳腔抽真空，从而使得第一容纳腔内的源炉处于真空环境。在实际使用过程中，在对分子束外延设备的生长腔破真空后，先将源炉转移至保护罩的第一容纳腔内；然后利用与第一接口连接的真空发生器对第一容纳腔进行抽真空操作，使得保护罩内的源炉处于真空环境，使得源炉内部维持在一定的真空度，降低源炉内部的源材料出现污染及氧化的可能。
附图说明
17.图1为本实用新型一实施例提供的真空保护装置的结构示意图；
18.图2为图1所示的真空保护装置中的保护罩和第一支撑座的示意图；
19.图3为图1所示的真空保护装置中的真空发生机构的示意图；
20.图4为图3所示的真空发生机构在第二视角的示意图。
21.附图标号：10-真空保护装置；100-保护罩；110-第一接口；200-真空发生机构；210-主管道；220-第二接口；230-第二支撑座；231-第二支撑杆；232-第二底板；240-真空接口；300-第一支撑座；310-第一支撑杆；320-第一底板；330-第二连接盘；410-第一连接盘；411-第一连接孔组；420-锁紧件；500-连接管；600-源炉。
具体实施方式
22.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
23.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
24.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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
25.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.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也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
28.如图1和图2所示，本实用新型一实施例提供了一种真空保护装置10，用于使分子束外延设备的源炉600处于真空环境，该真空保护装置10包括保护罩100和真空发生机构200。其中，保护罩100具有第一容纳腔，保护罩100用于罩设于源炉600，以将源炉600封闭于第一容纳腔内；保护罩100还具有与第一容纳腔连通的第一接口110。真空发生机构200包括真空发生器，真空发生器与第一接口110连通；真空发生器通过第一接口110对第一容纳腔抽真空，以使位于第一容纳腔内的源炉600处于真空环境。
29.具体地，保护罩100的尺寸与源炉600的尺寸相匹配，因此当保护罩100罩设于源炉600的外壁时，能够完全将源炉600密封在内。在实际的应用过程中，在对分子束外延设备的生长腔破真空后，可先将源炉600转移至保护罩100的第一容纳腔内；然后利用与第一接口110连接的真空发生器对第一容纳腔进行抽真空操作，使得保护罩100内的源炉600处于真空环境，使得源炉600内部维持在一定的真空度，降低源炉600内部的源材料出现污染及氧化的可能。真空发生器可以为真空泵组等。
30.如图2所示，在其中一个实施例中，第一容纳腔的开口朝下；真空保护装置10包括第一连接盘410，第一连接盘410连接于开口，以封堵第一容纳腔，且用于支撑源炉600。在实际使用过程中，通过将源炉600置于第一连接盘410上，再将保护罩100罩设于源炉600上，通过第一连接盘410对第一容纳腔进行封堵，保证源炉600处在一个密封环境，进而保证后续的抽真空效果。第一连接盘410可以为圆盘状。在其他实施例中，第一连接盘可以直接连接在源炉的底部，如此，当将保护罩罩设于源炉时，同样能够起到密封第一容纳腔的效果。
31.在一实施例中，第一连接盘与保护罩之间连接有密封件。通过在第一连接盘和保护罩之间设置密封件，使得保护罩罩设于源炉时，第一容纳腔具有较好的密封效果，便于后续进行抽真空处理。密封件具体可以为cf铜垫圈。
32.如图2所示，在其中一个实施例中，真空保护装置10包括第一支撑座300，第一支撑座300包括第一底板320和多个第一支撑杆310；多个第一支撑杆310沿第一连接盘410的周向间隔分布，各第一支撑杆310连接于第一底板320和第一连接盘410之间。
33.具体地，第一支撑杆310的顶端和底端均具有螺纹，第一连接盘410的对应位置处设置有第一连接孔组411，第一连接孔组411包括多个沿第一连接盘410的周向间隔均布的第一连接孔，第一连接孔可以为螺纹孔，第一底板320上设置有螺纹孔，第一底板320和第一连接盘410均与第一支撑杆310螺纹连接。更进一步地，第一支撑杆310的杆径大于螺纹的外径，提升第一支撑杆310和第一连接盘410之间的连接稳定性。通过设置第一支撑座300，从而对源炉600和保护罩100起到支撑作用，提升其放置于水平面的稳定性。通过多个第一支撑杆310沿第一底板320的周向间隔均布，使得其支撑效果更为均衡，降低源炉600和保护罩100倾倒的可能。第一支撑座300可以采用不锈钢材料或铝合金材料制成，使其具有较强的支撑能力。
34.如图2所示，在其中一个实施例中，第一支撑座300包括第二连接盘330，第二连接盘330位于第一支撑杆310远离第一底板320的一端；第二连接盘330设置有第二连接孔组，第二连接孔组包括多个沿第二连接盘330的周向间隔均布的第二连接孔，第一支撑杆310的一端穿过第二连接孔并连接于第一连接孔的孔壁。具体地，第一连接盘410和第二连接盘330的尺寸一致，且第一连接盘410和第二连接盘330的尺寸均大于保护罩100和源炉600的外径。对应地，第一连接孔和第二连接孔的尺寸、数量和位置对应，使得第一支撑杆310能够依次穿过第二连接盘330和第一连接盘410，实现二者的连接，无需再设置多余的连接件，不仅连接方便，且能简化部件的数量。第一支撑杆310的顶端具有螺纹，第一支撑杆310的杆径大于螺纹的外径，两个连接孔均可以为螺纹孔，第一支撑杆310穿过第一连接盘410的顶部可以设置有锁紧件420例如螺母或垫圈等，提升二者之间的连接稳固性。第一连接盘410和第二连接盘330均可以为cf真空法兰。
35.在其中一个实施例中，第一连接孔组和第二连接孔组的数量为多组，多组第一连接孔组和第二连接孔组分别沿第二连接盘的径向间隔设置。通过设置多组连接孔组，从而能够匹配不同直径大小的源炉和保护罩，以对其起到支撑和密封作用，提升该装置的使用适应性。
36.如图3所示，在其中一个实施例中，真空发生机构200包括主管道210、真空接口240和第二接口220；主管道210具有第二容纳腔，真空接口240和第二接口220均与第二容纳腔连通；真空接口240用于与真空发生器连接；第二接口220用于与第一接口110连接。具体地，真空接口240可以位于主管道210的轴向的一端，主管道210的另一端密封；第二接口220可以位于主管道210的径向的一端，通过将两个接口分别设置在轴向和径向上，能够减少真空发生机构沿轴向或者径向的占用空间。
37.其中，主管道210可以采用304或316不锈钢材料制作。保护罩100上的第一接口110连接角阀，通过连接管500例如波纹管等连接至主管道210上的第二接口220，实现保护罩100和主管道210的连通。真空接口240为标准的kf40的真空接口，通过波纹管连接真空发生器例如真空泵组，进而对主管道210内抽真空，或者是充入氮气等，使得与主管道210连接的保护罩100内处于真空状态，进而对源炉600内的材料起到保护作用。
38.如图3所示，在其中一个实施例中，第二接口220设置有多个，多个第二接口220沿主管道210的轴向间隔布置。通过设置多个第二接口220，因此可同时对多个保护罩100进行抽真空，从而对多个源炉600进行保护，适应实际的使用需求。如果有第二接口220空置，可以用kf盲板密封，以保持整个装置的真空密封性。每个保护罩100的第一接口110处均配有
角阀，在真空状态下关闭角阀时同样可以维持一定的真空度，可各保护罩100之间的工作状态互不干扰。
39.在其中一个实施例中，至少两个第二接口的口径不同。由于不同直径的保护罩对应的第一接口的大小不同，因此与第一接口连接的第二接口的口径对应改变。通过设置不同口径的第二接口，从而能够适应不同大小的保护罩，进而对不同大小的源炉进行真空保护。在本实施例中，第二接口的数量为13个，包括9个kf25mm的接口和4个kf16mm的接口。可以理解地，第二接口的大小和数量并不以此为限，可以根据实际需要设置。
40.如图3所示，在其中一个实施例中，真空发生机构200包括多个第二支撑座230，多个第二支撑座230沿主管道210的轴向间隔设置，第二支撑座230包括第二底板232和第二支撑杆231；第二支撑杆231连接于第二底板232和主管道210之间，第二支撑杆231用于支撑主管道210。通过第二支撑杆231起到支撑主管道210的作用；通过第二底板232的设置，提升其置于水平面的稳定性；通过设置多个第二支撑座230，使其支撑效果更为均衡。进一步地，第二底板232上设置有多个螺纹孔，可以用紧固件例如螺钉等固定在地上或者是墙上，适应实际的使用工况。
41.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
42.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。