真空腔体密封测温装置和晶圆加工设备的制作方法

1.本发明涉及测温技术领域，具体而言，涉及一种真空腔体密封测温装置和晶圆加工设备。


背景技术：

2.在真空行业，做工艺常常用到高温加热系统和真空测温系统，因此通常需要使用热电偶去测温，热电偶穿透真空腔体，热电偶的探头部分在真空高温腔体内部测温，热电偶尾部在大气环境中，尾部和仪表连接以显示温度值。对于热电偶的安装关键点在于热电偶要和真空腔体密封，不能有漏气现象。
3.现有技术中，热电偶与腔体通常是集成设置，即采用了固定式的一体结构来保证密封性，无法实现拆卸，如果热电偶损坏，则更换成本太高。同时，一体设置在长期使用过程中容易出现微小缝隙，导致密封效果不理想。


技术实现要素：

4.本发明的目的包括，例如，提供了一种真空腔体密封测温装置和晶圆加工设备，其能够保证密封效果，同时易于拆装，大大降低了热电偶更换成本。
5.本发明的实施例可以这样实现：
6.第一方面，本发明提供一种真空腔体密封测温装置，包括：
7.热电偶固定座，用于可拆卸地安装在真空腔壁；
8.热电偶固定帽，可拆卸地与所述热电偶固定座的端部连接；
9.热电偶本体，穿设于所述热电偶固定帽和所述热电偶固定座，并用于伸入所述真空腔壁；
10.环设在所述热电偶本体周围的第一密封圈，所述第一密封圈设置在所述热电偶固定座远离所述热电偶固定帽的一侧，用于压合在所述热电偶固定座和所述真空腔壁之间，以使所述热电偶固定座与所述真空腔壁密封接合；
11.密封套设在所述热电偶本体上的第二密封圈，所述第二密封圈压合设置在所述热电偶固定座与所述热电偶固定帽之间，以使所述热电偶固定座、所述热电偶固定帽和所述热电偶本体密封接合。
12.在可选的实施方式中，所述热电偶固定座包括安装部、连接凸部和固定件，所述安装部的一侧用于贴附在所述真空腔壁上，所述连接凸部与所述安装部的另一侧连接，所述热电偶本体穿设于所述安装部和所述连接凸部，所述安装部上还开设有安装孔，所述固定件装配在所述安装孔中，并用于与所述真空腔壁可拆卸连接，所述第一密封圈设置在所述安装部远离所述连接凸部的一侧，并用于抵持在所述真空腔壁上。
13.在可选的实施方式中，所述热电偶固定帽包括一体设置的连接环部和压合部，所述连接环部套设在所述连接凸部外并与所述连接凸部可拆卸连接，所述压合部与所述连接环部的一端连接，并用于与所述连接凸部远离所述安装部的一端相接合，所述热电偶本体
穿设于所述压合部，所述第二面密封圈设置在所述压合部的内侧，并抵持在所述连接凸部远离所述安装部的一端。
14.在可选的实施方式中，所述压合部上开设有供所述热电偶本体穿过的穿线孔，所述穿线孔靠近所述连接凸部的一端边缘还设置有外扩状的压合斜面，所述第二密封圈抵持在所述压合斜面上，并在所述压合斜面的压合作用下同时抵持在所述连接凸部和所述热电偶本体上。
15.在可选的实施方式中，所述压合部上开设有供所述热电偶本体穿过的穿线孔，所述压合部的内侧设置有压合槽，所述压合槽位于所述穿线孔靠近所述连接凸部的一端边缘，并与所述穿线孔连通，所述第二密封圈设置在所述压合槽中，并在所述压合槽底壁的压合作用下同时抵持在所述连接凸部和所述热电偶本体上。
16.在可选的实施方式中，所述连接凸部的外周面设置有外螺纹，所述连接环部的内侧设置有内螺纹，所述连接环部与所述连接凸部螺纹连接。
17.在可选的实施方式中，所述连接环部的外轮廓呈正六边形。
18.在可选的实施方式中，所述安装部远离所述连接凸部的一侧设置有密封环槽，所述第一密封圈凸设在所述密封环槽中。
19.在可选的实施方式中，所述热电偶本体包括连接头、连接导线和硅片，所述连接导线的一端与所述连接头连接，另一端与所述硅片连接，所述硅片用于设置在所述真空腔壁的内侧，所述连接导线依次穿过所述热电偶固定帽和所述热电偶固定座，所述第一密封圈环设在所述连接导线的周围，所述第二密封圈套设在所述连接导线上。
20.第二方面，本发明提供一种晶圆加工设备，包括真空腔体和如前述实施方式任一项所述的真空腔体密封测温装置，所述真空腔体具有真空腔壁，所述热电偶固定座可拆卸地安装在所述真空腔壁上，所述热电偶本体伸入所述真空腔壁，用于检测所述真空腔体内的温度。
21.本发明实施例的有益效果包括，例如：
22.本发明实施例提供的真空腔体密封测温装置，将热电偶固定座可拆卸地安装在真空腔壁上，热电偶固定帽可拆卸地与热电偶固定座连接，热电偶本体穿设于热电偶固定帽和热电偶固定座，并伸入到真空腔壁内侧，实现测温。第一密封圈环设在热电偶本体周围，并压合在热电偶固定座和真空腔壁之间，使得热电偶固定座与真空腔壁密封接合，而第二密封圈套设在热电偶本体上，并压合在热电偶固定座和热电偶固定帽之间，使得热电偶固定座、热电偶固定帽和热电偶本体密封接合，通过第一密封圈和第二密封圈来实现了双层密封，保证了热电偶本体穿设在真空腔壁的位置与外部相隔绝，避免了漏气现象的发生，同时热电偶固定座和热电偶固定帽均采用可拆卸结构，在热电偶本体发生损坏时能够拆开进行更换，易于拆装，大大降低了更换成本。相较于现有技术，本发明提供的真空腔体密封测温装置，能够保证密封效果，同时易于拆装，大大降低了热电偶更换成本。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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
些附图获得其他相关的附图。
24.图1为本发明第一实施例提供的真空腔体密封测温装置的结构示意图；
25.图2为本发明第一实施例提供的真空腔体密封测温装置的装配示意图；
26.图3为图1中热电偶固定座的连接结构示意图；
27.图4为图1中热电偶固定帽的连接结构示意图；
28.图5为其他实施例中热电偶固定帽的连接结构示意图。
29.图标：100-真空腔体密封测温装置；110-热电偶固定座；111-安装部；113-连接凸部；115-固定件；117-密封环槽；130-热电偶固定帽；131-连接环部；133-压合部；135-压合斜面；137-压合槽；150-热电偶本体；151-连接头；153-连接导线；155-硅片；170-第一密封圈；190-第二密封圈；200-真空腔壁。
具体实施方式
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。
34.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.正如背景技术中所公开的，现有技术中的测温热电偶，其通常是直接集成设置在真空腔体上，例如在真空腔壁上开孔，穿过热电偶后以耐高温填料或胶体来填充开孔处，使得热电偶与真空腔体能够一体设置。这种结构拆装十分困难，特别是在热电偶损坏时，更换十分麻烦，且强行拆除时容易造成腔室受损，导致更换成本太高。同时，在长期使用过程中，热电偶与真空腔壁之间由于采用了不同材料，因此有可能会出现分离，进而导致热电偶与真空腔壁之间出现微小缝隙，影响密封效果，容易出现漏气现象。
36.为了解决上述问题，本发明提供了一种新型的真空腔体密封测温装置和晶圆加工设备，需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
37.第一实施例
38.参见图1至图3，本实施例提供了一种真空腔体密封测温装置100，其能够保证密封效果，同时易于拆装，大大降低了热电偶更换成本。
39.本实施例提供了一种真空腔体密封测温装置100，包括热电偶固定座110、热电偶固定帽130、热电偶本体150、第一密封圈170和第二密封圈190，热电偶固定座110用于可拆卸地安装在真空腔壁200上；热电偶固定帽130可拆卸地与热电偶固定座110的端部连接；热电偶本体150穿设于热电偶固定帽130和热电偶固定座110，并用于伸入真空腔壁200；第一密封圈170环设在热电偶本体150周围，且第一密封圈170设置在热电偶固定座110远离热电偶固定帽130的一侧，用于压合在热电偶固定座110和真空腔壁200之间，以使热电偶固定座110与真空腔壁200密封接合；第二密封圈190密封套设在热电偶本体150上，且第二密封圈190压合设置在热电偶固定座110与热电偶固定帽130之间，以使热电偶固定座110、热电偶固定帽130和热电偶本体150密封接合。
40.本实施例提供的真空腔体密封测温装置100，适用于晶圆加工设备，该晶圆加工设备还包括真空腔体，真空腔体具有真空腔壁200，真空腔壁200上开设有通孔，热电偶本体150能够实现对真空腔体的内部温度进行测量。本实施例将热电偶固定座110可拆卸地安装在真空腔壁200上，热电偶固定帽130可拆卸地与热电偶固定座110连接，热电偶本体150穿设于热电偶固定帽130和热电偶固定座110，并伸入到真空腔壁200内侧，实现测温。第一密封圈170环设在热电偶本体150周围，并压合在热电偶固定座110和真空腔壁200之间，使得热电偶固定座110与真空腔壁200密封接合，而第二密封圈190套设在热电偶本体150上，并压合在热电偶固定座110和热电偶固定帽130之间，使得热电偶固定座110、热电偶固定帽130和热电偶本体150密封接合，通过第一密封圈170和第二密封圈190来实现了双层密封，保证了热电偶本体150穿设在真空腔壁200的位置与外部相隔绝，避免了漏气现象的发生，同时热电偶固定座110和热电偶固定帽130均采用可拆卸结构，在热电偶本体150发生损坏时能够拆开进行更换，易于拆装，大大降低了更换成本。
41.需要说明的是，本实施例中提及的密封接合，指的是接合的双方之间没有导通至外部的空气缝隙，即能够实现密封连接。并且，热电偶固定座110和热电偶固定帽130均采用了sus304材质，便于制造。
42.在本实施例中，热电偶固定座110包括安装部111、连接凸部113和固定件115，安装部111的一侧用于贴附在真空腔壁200上，连接凸部113与安装部111的另一侧连接，热电偶本体150穿设于安装部111和连接凸部113，安装部111上还开设有安装孔，固定件115装配在安装孔中，并用于与真空腔壁200可拆卸连接，第一密封圈170设置在安装部111远离连接凸部113的一侧，并用于抵持在真空腔壁200上。具体地，安装部111和连接凸部113一体设置，且安装部111和连接凸部113均开设有供热电偶本体150穿过的通孔，连接凸部113的外径小于安装部111的外径，且通孔位于安装部111和连接凸部113的中心位置，连接凸部113也位于安装部111的中心位置，以保证更好的安装对位效果。
43.在本实施例中，固定件115可以是螺钉，真空腔壁200上对应开设有螺孔，通过将螺钉打入螺孔中来实现对安装部111的固定。并且，随着螺钉的装入，螺钉能够向安装部111施加朝向真空腔壁200内侧的应力，从而使得安装部111也会第一密封圈170，使得第一密封圈170能够将真空腔壁200的通孔四周密封起来，避免发生漏气现象。
44.在本实施例中，安装部111远离连接凸部113的一侧设置有密封环槽117，第一密封圈170凸设在密封环槽117中。具体地，密封环槽117环设在安装部111上的通孔四周，且固定件115位于密封环槽117的外侧，其中第一密封圈170的外径需要大于密封环槽117的深度，
从而能够保证第一密封圈170能够突出密封环槽117，并抵持在真空腔壁200上。
45.优选地，本实施例中第一密封圈170和第二密封圈190均采用全氟密封圈，使得第一密封圈170和第二密封圈190能够更耐高温。当然，此处对于第一密封圈170和第二密封圈190的材质并不作具体限定。
46.热电偶本体150包括连接头151、连接导线153和硅片155，连接导线153的一端与连接头151连接，另一端与硅片155连接，硅片155用于设置在真空腔壁200的内侧，连接导线153依次穿过热电偶固定帽130和热电偶固定座110，第一密封圈170环设在连接导线153的周围，第二密封圈190套设在连接导线153上。具体地，连接头151用于与外部设备连接，实现测温功能，硅片155设置在真空腔体中，感应探头在真空腔体内部感知硅片155的温度，从而实现感温，有关于热电偶本体150的具体测温原理可以参考现有的热电偶，在此不作具体限定。
47.参见图4，在本实施例中，热电偶固定帽130包括一体设置的连接环部131和压合部133，连接环部131套设在连接凸部113外并与连接凸部113可拆卸连接，压合部133与连接环部131的一端连接，并用于与连接凸部113远离安装部111的一端相接合，热电偶本体150穿设于压合部133，第二面密封圈设置在压合部133的内侧，并抵持在连接凸部113远离安装部111的一端。具体地，连接环部131扣合固定在连接凸部113外，从而带动压合部133压接在连接凸部113的端部，而第二密封圈190设置在压合部133和连接凸部113的端面之间，能够实现压合部133和连接凸部113之间的密封接合。
48.在本实施例中，压合部133上开设有供热电偶本体150穿过的穿线孔，穿线孔靠近连接凸部113的一端边缘还设置有外扩状的压合斜面135，第二密封圈190抵持在压合斜面135上，并在压合斜面135的压合作用下同时抵持在连接凸部113和热电偶本体150上。通过设置压合斜面135，能够在压合部133下压过程中实现对第二密封圈190向下且向内的应力，一方面可以使得第二密封圈190下压抵持在连接凸部113的端面，另一方面能够使得第二密封圈190能够抵持在热电偶本体150的表面，从而实现底面和侧面的密封。
49.在本发明其他较佳的实施例中，如图5所示，压合部133上开设有供热电偶本体150穿过的穿线孔，压合部133的内侧设置有压合槽137，压合槽137位于穿线孔靠近连接凸部113的一端边缘，并与穿线孔连通，第二密封圈190设置在压合槽137中，并在压合槽137底壁的压合作用下同时抵持在连接凸部113和热电偶本体150上。
50.需要说明的是，此处压合部133的内侧端面以及连接凸部113的端面均要求机械平面度高和机械光洁度高，主要是为了匹配第二密封圈190，保证不漏气。
51.在本实施例中，连接凸部113的外周面设置有外螺纹，连接环部131的内侧设置有内螺纹，连接环部131与连接凸部113螺纹连接。具体地，连接环部131与连接凸部113之间螺纹连接，能够保证拆装方便的同时固定效果更好。当然，在本发明其他较佳的实施例中，连接环部131也可以直接扣合在连接凸部113上实现固定。
52.在本实施例中，连接环部131的外轮廓呈正六边形。即热电偶固定帽130选用六角形帽体，方便用扳手或其他工具拧动。当然，此处连接环部131的外轮廓也可以层矩形或其他便于拧动的形状。
53.综上所述，本实施例提供的真空腔体密封测温装置100，将热电偶固定座110可拆卸地安装在真空腔壁200上，热电偶固定帽130可拆卸地与热电偶固定座110连接，热电偶本
体150穿设于热电偶固定帽130和热电偶固定座110，并伸入到真空腔壁200内侧，实现测温。第一密封圈170环设在热电偶本体150周围，并压合在热电偶固定座110和真空腔壁200之间，使得热电偶固定座110与真空腔壁200密封接合，而第二密封圈190套设在热电偶本体150上，并压合在热电偶固定座110和热电偶固定帽130之间，使得热电偶固定座110、热电偶固定帽130和热电偶本体150密封接合，通过第一密封圈170和第二密封圈190来实现了双层密封，保证了热电偶本体150穿设在真空腔壁200的位置与外部相隔绝，避免了漏气现象的发生，同时热电偶固定座110和热电偶固定帽130均采用可拆卸结构，在热电偶本体150发生损坏时能够拆开进行更换，易于拆装，大大降低了更换成本。相较于现有技术，本实施例提供的真空腔体密封测温装置100，能够保证密封效果，同时易于拆装，大大降低了热电偶更换成本。
54.第二实施例
55.本实施例提供了一种晶圆加工设备，包括真空腔体和真空腔体密封测温装置100，其中真空腔体密封测温装置100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。
56.在本实施例中，晶圆加工设备，包括真空腔体和真空腔体密封测温装置100，真空腔体具有真空腔壁200，真空腔体密封测温装置100包括热电偶固定座110、热电偶固定帽130、热电偶本体150、第一密封圈170和第二密封圈190，热电偶固定座110用于可拆卸地安装在真空腔壁200上；热电偶固定帽130可拆卸地与热电偶固定座110的端部连接；热电偶本体150穿设于热电偶固定帽130和热电偶固定座110，并用于伸入真空腔壁200；第一密封圈170环设在热电偶本体150周围，且第一密封圈170设置在热电偶固定座110远离热电偶固定帽130的一侧，用于压合在热电偶固定座110和真空腔壁200之间，以使热电偶固定座110与真空腔壁200密封接合；第二密封圈190密封套设在热电偶本体150上，且第二密封圈190压合设置在热电偶固定座110与热电偶固定帽130之间，以使热电偶固定座110、热电偶固定帽130和热电偶本体150密封接合。
57.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。