CN209000861U - 金属真空腔体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种金属真空腔体，涉及等离子体技术领域，用于简化金属真空腔体的结构，降低等离子体组件的安装调试难度。该金属真空腔体包括顶部具有开口的腔体本体，以及用于打开和关闭开口的上盖；上盖中设有多个固定接口，多个固定接口用于吊装等离子体组件，以在上盖关闭开口时，使等离子体组件置于腔体本体中。本实用新型提供的金属真空腔体，能够将射频天线等部件固定于腔体内部，实现射频波对金属真空腔体内等离子体运动的控制，而且操作方便，降低了安装调试难度。

Description

金属真空腔体

技术领域

本实用新型涉及等离子体技术领域，尤其涉及一种金属真空腔体。

背景技术

相关技术中，在利用包含有金属真空腔体的真空装置进行等离子体刻蚀、等离子体沉积、等离子体加热等诸多生产工艺时，通常是在金属真空腔体的真空腔室内形成电场，以将该电场作用在真空腔室内的等离子体上，通过电场控制等离子体的运动以实现等离子体刻蚀、等离子体沉积或等离子体加热等。但是在利用电场控制等离子体运动的过程中，等离子体运动的受控性较差，容易使得待处理工件的表面出现刻蚀误差或沉积误差等。由此为了更好地控制等离子体的运动，相关领域技术人员提出利用射频波来控制等离子体运动的技术设想，然而现有的金属真空腔体多为金属材质的腔体，金属材质的腔体不仅重量很大，操作不方便，而且金属材质会对射频波起到屏蔽作用，不利于射频波通过腔壁来控制等离子体在真空腔室内的运动，因此，如何将产生射频波的射频天线固定于金属腔体内部且方便安装是需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种金属真空腔体，通过在上盖中设置多个固定接口，用于吊装等离子体组件，例如射频天线等部件，能够将射频天线等部件固定于腔体内部，实现射频波对金属真空腔体内等离子体运动的控制，而且操作方便，降低了安装调试难度。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种金属真空腔体，金属真空腔体包括顶部具有开口的腔体本体，以及用于打开和关闭开口的上盖；上盖中设有多个固定接口，多个固定接口用于吊装等离子体组件，以在上盖关闭开口时，使等离子体组件置于腔体本体中。

可选地，金属真空腔体还包括：至少一个安装杆，每个安装杆穿过一个固定接口；设置于上盖背向腔体本体的一侧的至少一个固定帽，至少一个固定帽一一对应地套装于至少一个安装杆的处于上盖背向腔体本体一侧的部分外，每个固定帽与对应的安装杆所穿过的固定接口法兰连接；以及设置于上盖面向腔体本体的一侧且与至少一个安装杆的处于上盖面向腔体本体一侧的部分相接的支撑框架，支撑框架用于支撑等离子体组件。

可选地，安装杆呈管状；支撑框架包括交叉连接的多个支撑管，各个支撑管均与安装杆连通。

可选地，腔体本体包括底壁和多个侧壁，底壁上设有抽真空法兰接口，每个侧壁上设有至少一个观察窗；每个观察窗包括设于侧壁上的第一法兰接口，以及可拆卸地安装于第一法兰接口上的玻璃组件。

可选地，底壁上还设有用于连接真空压力释放阀的至少一个第二法兰接口；腔体本体的至少一个侧壁上还设有至少一个第三法兰接口，和/或，上盖中还设有至少一个第三法兰接口；第三法兰接口用于连接等离子体发生器、监测部件和诊断部件中的任意一者或多者。

可选地，金属真空腔体还包括用于支撑腔体本体的多个支撑组件；每个支撑组件包括盘状底座，以及连接于盘状底座与腔体本体之间的调节螺杆；调节螺杆与腔体本体螺纹连接，和/或，调节螺杆与盘状底座螺纹连接。

可选地，调节螺杆上设有至少一个锁紧螺母。

可选地，金属真空腔体还包括与上盖可拆卸连接的多个吊环，多个吊环位于上盖背向腔体本体的一侧。

可选地，腔体本体的顶部设置有沿开口的周向延伸的环状的外延部，外延部上设有多个第一连接孔；上盖中设置有与多个第一连接孔配合的多个第二连接孔；金属真空腔体还包括多个紧固件，每个紧固件穿过相配合的第一连接孔与第二连接孔，以使上盖与腔体本体固定连接。

可选地，外延部上设置有沿开口的周向延伸的环状的密封槽，密封槽内安装有厚度高于密封槽的槽深的密封圈。

与现有技术相比，本实用新型提供的金属真空腔体具有如下有益效果：

本实用新型提供的金属真空腔体，通过在上盖中设置多个固定接口，能够将等离子体组件(例如射频天线等部件)吊装在上盖上，并且在整个安装过程中便于对等离子体组件的位置进行调节，方便性和实用性都比较高。在安装调节好等离子体组件后，通过上盖关闭腔体本体顶部的开口，使等离子体组件置于腔体本体中，极大地降低了安装难度。而且由于射频天线安装于腔体本体中，缩短了射频天线与金属真空腔体中的等离子体的距离，实现射频波对金属真空腔体内等离子体运动的控制，降低了电能消耗，并且还能够通过金属真空腔体减少射频波向周围环境产生的辐射，降低对人体及周边设备的影响，提高安全性和可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的一个实施例的金属真空腔体的结构示意图；

图2示出了本实用新型的一个实施例的上盖与等离子体组件的组装示意图；

图3示出了本实用新型的一个实施例的腔体本体与支撑组件的组装示意图；

图4示出了本实用新型的另一个实施例的腔体本体与支撑组件的组装示意图；

图5示出了本实用新型的一个实施例的腔体本体的结构示意图；

图6示出了本实用新型的一个实施例的上盖的结构示意图；

图7示出了本实用新型的一个实施例的支撑组件的结构示意图；

图8示出了本实用新型的一个实施例的上盖与吊环的组装示意图；

图9示出了本实用新型的一个实施例的腔体本体的剖视结构示意图；

图10示出了图9中A处的结构放大图。

附图标记：

10-金属真空腔体， 102-腔体本体， 104-上盖，

106-固定接口， 108-等离子体组件， 110-安装杆，

112-固定帽， 114-支撑框架， 116-抽真空法兰接口，

118-观察窗， 120-第一法兰接口， 122-玻璃组件，

124-支撑组件， 126-第二法兰接口， 128-第一螺纹固定孔，

130-第三法兰接口， 132盘状底座， 134调节螺杆，

136锁紧螺母， 138-吊环， 140第二螺纹固定孔，

142-第二连接孔， 144-外延部， 146-第一连接孔，

148-密封槽。

具体实施方式

为便于理解，下面结合说明书附图，对本实用新型的实施例提供的金属真空腔体进行详细描述。

参见图1和图2，本实用新型实施例提供的金属真空腔体10，包括顶部具有开口的腔体本体102，以及用于打开和关闭开口的上盖104。上盖104中设有多个固定接口106，多个固定接口106用于吊装等离子体组件108，以在上盖104关闭开口时，使等离子体组件108置于腔体本体102中。

本实用新型提供的金属真空腔体10，通过在上盖104中设置多个固定接口106，能够将等离子体组件108(例如射频天线等部件)吊装在上盖104上，并且在整个安装过程中便于对等离子体组件108的位置进行调节，方便性和实用性都比较高。在安装调节好等离子体组件108后，通过上盖104关闭腔体本体102顶部的开口，使等离子体组件108置于腔体本体102中，极大地降低了安装难度。而且由于等离子体组件108安装于腔体本体102中，缩短了射频天线与金属真空腔体10中的等离子体的距离，实现射频波对金属真空腔体10内等离子体运动的控制，降低了电能消耗，并且还能够通过金属真空腔体10减少射频波向周围环境产生的辐射，降低对人体及周边设备的影响，提高安全性和可靠性。

在一些实施例中，如图2所示，金属真空腔体10还包括：至少一个安装杆110，每个安装杆110穿过一个固定接口106；设置于上盖104背向腔体本体102的一侧的至少一个固定帽112，至少一个固定帽112一一对应地套装于至少一个安装杆110的处于上盖104背向腔体本体102一侧的部分外，每个固定帽112与对应的安装杆110所穿过的固定接口106法兰连接；以及设置于上盖104面向腔体本体102的一侧且与至少一个安装杆110的处于上盖104面向腔体本体102一侧的部分相接的支撑框架114，支撑框架114用于支撑等离子体组件108。

在该实施例中，通过每个安装杆110穿过一个固定接口106，固定帽112套装于对应的安装杆110上，且固定帽112与对应的安装杆110所穿过的固定接口106法兰连接，一方面能够通过固定帽112密封固定接口106，另一方面能够将安装杆110固定于固定接口106内。通过将支撑框架114设置于上盖104面向腔体本体102的一侧，并设置支撑框架114与至少一个安装杆110的处于上盖104面向腔体本体102一侧的部分相接，实现将支撑框架114吊装于上盖104面向腔体本体102的一侧，从而能够利用该支撑框架114来支撑等离子体组件108，便于对等离子体组件108的安装位置进行调节。

示例性的，如图2所示，安装杆110呈管状，支撑框架114包括交叉连接的多个支撑管，各个支撑管均与安装杆110连通。

在该实施例中，通过安装杆110呈管状，支撑框架114包括交叉连接的多个支撑管，各个支撑管均与安装杆110连通，能够通过管状的安装杆110，使位于金属真空腔体10外部的冷却介质流动至支撑管中，从而能够实现对挂装在支撑管上的等离子体组件108进行冷却。其中，冷却介质包括但不限于去离子水和冷却绝缘油中的任意一种。

示例性的，射频天线可以挂装在支撑框架114上，从而使射频天线置于金属真空腔体10内。由于射频天线安装于金属真空腔体10中，缩短了射频天线与等离子体之间的距离，使射频天线产生的射频波不需要穿过金属真空腔体10即可实现对金属真空腔体10中的等离子体进行约束，降低了电能消耗，并且还能够通过金属真空腔体10减少射频波向周围环境产生的辐射，降低对人体及周边设备的影响，提高安全性和可靠性。

示例性的，等离子体组件108包括磁通线圈，磁通线圈挂装在支撑框架114中横向设置的支撑管上。

在本实用新型的一些实施例中，参见图3和图4，腔体本体102包括底壁和多个侧壁，底壁上设有抽真空法兰接口116，每个侧壁上设有至少一个观察窗118；每个观察窗118包括设于侧壁上的第一法兰接口120，以及可拆卸地安装于第一法兰接口120上的玻璃组件122。

在该实施例中，通过在腔体本体102的底壁上设置抽真空法兰接口116，便于将腔体本体102与插板阀及分子泵连接，以通过分子泵实现对金属真空腔体10进行抽真空。通过每个侧壁上设有至少一个观察窗118，每个观察窗118包括设于侧壁上的第一法兰接口120，以及可拆卸地安装于第一法兰接口120上的玻璃组件122，一方面便于观察金属真空腔体10内部的等离子体的反应情况，另一方面，便于在装配过程中对等离子体组件108及其他内部组件进行调整，具有结构简单，安装调整方便的优点。此外，观察窗118还可以用于作为激光诊断的窗口，具有非常高的实用性。

示例性的，参见图3，玻璃组件122包括叠加设置的铅制玻璃和钢化玻璃，玻璃组件122盖设于第一法兰接口120后，与第一法兰接口120法兰连接，以压紧在第一法兰接口120上，密封性和牢固性高，且便于拆装。

示例性的，抽真空法兰接口116的口径范围为200～300mm，例如抽真空法兰接口116的口径为200mm、250mm或300mm，该抽真空法兰接口116与插板阀及分子泵的口径一致，连接固定后的紧密性好。

示例性的，参见图3至图6，多个侧壁包括至少两组相向的侧壁，每组相向的侧壁上的对称位置各设有至少一个观察窗118。

在该实施例中，通过多个侧壁包括至少两组相向的侧壁，每组相向的侧壁上的对称位置各设有至少一个观察窗118，形成很多对称的观察窗118。通过上述方案，能够进一步便于观察金属真空腔体10内部的等离子体的反应情况，同时能够在装配过程中更方便地对等离子体组件108及其他内部组件进行调整，提高了实用性和可靠性。

参见图4至图6，在本实用新型的一些实施例中，腔体本体102的底壁上还设有用于连接真空压力释放阀的至少一个第二法兰接口126。腔体本体102的至少一个侧壁上还设有至少一个第三法兰接口130，和/或，上盖104中还设有至少一个第三法兰接口130。第三法兰接口130用于连接等离子体发生器、监测部件和诊断部件中的任意一者或多者。示例性的，第二法兰接口126的口径范围为200～300mm，例如第二法兰接口126的口径为200mm、250mm或300mm，第二法兰接口126可以连接真空压力释放阀，也可以将多余的第二法兰接口126预留为备用法兰接口。

在该实施例中，通过腔体本体102的至少一个侧壁上还设有至少一个第三法兰接口130，和/或，上盖104中还设有至少一个第三法兰接口130，便于通过第三法兰接口130连接等离子体发生器、监测部件和诊断部件中的任意一者或多者。示例性的，参见图3至图5，多个侧壁包括至少两组相向的侧壁，每组相向的侧壁上的对称位置各设有至少一个第三法兰接口130，参见图6，上盖104上设有至少一个第三法兰接口130。进一步示例性的，等离子体发生器、温度探头、密度探头和磁场检测探头分别与侧壁上的一个第三法兰接口130连接，真空计与上盖的第三法兰接口130连接。或者，等离子体发生器与侧壁上的第三法兰接口130连接，温度探头、密度探头、真空计和磁场检测探头分别于上盖104中的一个第三法兰接口130连接。

示例性的，参见图1、图2、图3至图5，多个侧壁包括两组相向的侧壁，整个腔体本体102呈长方体状，与腔体本体102窄边对应的一组相向的侧壁上的对称位置各设有一个较大的观察窗118，该较大的观察窗118的周侧均布有四个或多个较大的第三法兰接口130。与腔体本体102长边对应的一组相向的侧壁上的对称位置各设有六个或多个呈矩阵排列的较小的观察窗118，在每两排相邻的较小的观察窗118之间设有一排较小的第三法兰接口130。进一步示例性的，较大的观察窗118的口径为150mm，较小的观察窗118的口径为100mm，在安装过程中便于对金属真空腔体10内部的等离子体组件108及其他组件进行调整，而且可以很好的观察金属真空腔体10内部的情况及等离子体的反应情况，同时还可以安装激光诊断设备。进一步示例性的，较小的第三法兰接口130的尺寸为40mm。不仅可以安装真空度监测部件，例如电离规和电阻规，也可以做诊断接口使用。

参见图3、图4和图7，在本实用新型的一些实施例中，金属真空腔体10还包括用于支撑腔体本体102的多个支撑组件124；每个支撑组件124包括盘状底座132，以及连接于盘状底座132与腔体本体102之间的调节螺杆134；调节螺杆134与腔体本体102螺纹连接，和/或，调节螺杆134与盘状底座132螺纹连接。

在该实施例中，通过设置多个支撑组件124，每个支撑组件124包括盘状底座132，以及连接于盘状底座132与腔体本体102之间的调节螺杆134，调节螺杆134与腔体本体102螺纹连接，和/或，调节螺杆134与盘状底座132螺纹连接，一方面实现通过多个支撑组件124来支撑腔体本体102，另一方面，能够通过调节各支撑组件124的高度，实现对腔体本体102的位置进行调节，这样方便金属真空腔体10与外部管道连接，进一步提高了腔体本体102的安装便利性。例如，在腔体本体102与外部管道对接时，通过调整多个支撑组件124可以调节腔体本体102与外部管道的对接精度，进而还提高了安装固定后的稳定性和可靠性。

示例性的，参见图3和图4，腔体本体102的底壁的四个角上分别设置有一个第一螺纹固定孔128，每个支撑组件124的调节螺杆134与一个第一螺纹固定孔128螺纹连接。

在上述实施例中，参见图7，示例性的，调节螺杆134上设有至少一个锁紧螺母136。

在该实施例中，通过在调节螺杆134上设置至少一个锁紧螺母136，能够通过锁紧螺母136来锁紧调节螺杆134与腔体本体102之间的连接处，和/或，调节螺杆134与盘状底座132之间的连接处。

示例性的：

若调节螺杆134只与腔体本体102螺纹连接，则可以只设置一个锁紧螺母136用于锁紧调节螺杆134与腔体本体102之间的连接处。

若调节螺杆134只与盘状底座132螺纹连接，则可以只设置一个锁紧螺母136用于锁紧调节螺杆134与盘状底座132之间的连接处。

若调节螺杆134与腔体本体102螺纹连接，且调节螺杆134与盘状底座132螺纹连接，则可以设置两个锁紧螺母136，使两个锁紧螺母136分别用于锁紧调节螺杆134与腔体本体102之间的连接处，和调节螺杆134与盘状底座132之间的连接处。

通过上述方案，使多个支撑组件124支撑的腔体本体102不易产生倾斜，进一步提高了金属真空腔体10的稳定性和可靠性。

在一些实施例中，参见图8，金属真空腔体10还包括与上盖104可拆卸连接的多个吊环138，多个吊环138位于上盖104背向腔体本体102的一侧。

在该实施例中，通过在上盖104上设置可拆卸的多个吊环138，将多个吊环138位于上盖104背向腔体本体102的一侧，便于通过吊装设备来吊起上盖104，从而便于对上盖104进行移动，一方面便于将等离子体组件108及其他内部组件安装于上盖104上，另一方面，便于将上盖104盖设于腔体本体102的开口上。

示例性的，参见图8，在上盖104设置有六个第二螺纹固定孔140，上盖104相对的两个边上分别均布两个或三个第二螺纹固定孔140，每个吊环138与对应的第二螺纹固定孔140螺纹连接，以将吊环138可拆卸的安装于上盖104。

参见图8至图10，在本实用新型的一些实施例中，腔体本体102的顶部设置有沿开口的周向延伸的环状的外延部144，外延部144上设有多个第一连接孔146。上盖104中设置有与多个第一连接孔146配合的多个第二连接孔142。金属真空腔体10还包括多个紧固件，每个紧固件穿过相配合的第一连接孔146与第二连接孔142，以使上盖104与腔体本体102固定连接。

在该实施例中，腔体本体102的顶部设置有沿开口的周向延伸的环状的外延部144，上盖104与腔体本体102配合时，即上盖104关闭腔体本体102的顶部开口时，上盖104面向腔体本体102的表面的边缘能够与该外延部144贴合。通过外延部144上设有多个第一连接孔146；上盖104中设置有与多个第一连接孔146配合的多个第二连接孔142，金属真空腔体10还包括多个紧固件，每个紧固件穿过相配合的第一连接孔146与第二连接孔142，使上盖104与腔体本体102固定连接，具有整体结构简单，且安装固定后牢固可靠的优点。

在上述实施例中，如图10所示，外延部144上设置有沿开口的周向延伸的环状的密封槽148，密封槽148内安装有厚度高于密封槽148的槽深的密封圈。

在该实施例中，通过外延部144上设置有沿开口的周向延伸的环状的密封槽148，密封槽148内安装有厚度高于密封槽148的槽深的密封圈，使得上盖104与腔体本体102连接处的密封性得到提升，不易出现漏气现象。

示例性的，参见图10，密封槽148呈方形，密封圈为与密封槽148配合的氟橡胶圈，密封圈高出密封槽148深度的1/4～1/3，使氟橡胶圈有20％～30％的压缩量，这样当上盖104固定在外延部144上时，氟橡胶圈就可以很好的充满密封槽148，从而达到真空密封条件。

示例性的，该上盖104与腔体本体102均为金属件，能够有效减少射频波向金属真空腔体10外部的辐射。进一步示例性的，在上盖104与腔体本体102之间设置有绝缘层，等离子体组件108不易出现接地现象，可靠性高。

示例性的，腔体本体102采用无磁316奥式体型不锈钢，并且电解抛光处理精度为0.63mm，该腔体本体102具有很多优越的特性，例如有优良的抗腐蚀性、放气率低、无磁性、焊接性好，能够在-270～900℃范围内工作，并具有较高的强度、塑性及韧性。

综上，本实用新型提供的金属真空腔体10，安装等离子体组件108及内部组件时，方便调整，也便于全面的观察内部等离子体情况，同时也方便增加更多的诊断设备。底部设置有支撑组件124，可以对金属真空腔体10的高度进行调整，方便安装调试。总的来说该金属真空腔体10设计结构简单，易于安装调试，维护方便，等离子体组件中的射频天线安装在真空室内部，实现射频波对金属真空腔体内等离子体运动的控制，而且操作方便，降低了安装调试难度。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种金属真空腔体，其特征在于，所述金属真空腔体包括顶部具有开口的腔体本体，以及用于打开和关闭所述开口的上盖；

所述上盖中设有多个固定接口，所述多个固定接口用于吊装等离子体组件，以在所述上盖关闭所述开口时，使所述等离子体组件置于所述腔体本体中。

2.根据权利要求1所述的金属真空腔体，其特征在于，所述金属真空腔体还包括：

至少一个安装杆，每个所述安装杆穿过一个所述固定接口；

设置于所述上盖背向所述腔体本体的一侧的至少一个固定帽，所述至少一个固定帽一一对应地套装于所述至少一个安装杆的处于所述上盖背向腔体本体一侧的部分外，每个所述固定帽与对应的安装杆所穿过的固定接口法兰连接；以及

设置于所述上盖面向所述腔体本体的一侧且与所述至少一个安装杆的处于所述上盖面向所述腔体本体一侧的部分相接的支撑框架，所述支撑框架用于支撑所述等离子体组件。

3.根据权利要求2所述的金属真空腔体，其特征在于，所述安装杆呈管状；所述支撑框架包括交叉连接的多个支撑管，各个支撑管均与所述安装杆连通。

4.根据权利要求1所述的金属真空腔体，其特征在于，所述腔体本体包括底壁和多个侧壁，所述底壁上设有抽真空法兰接口，每个所述侧壁上设有至少一个观察窗；

每个所述观察窗包括设于所述侧壁上的第一法兰接口，以及可拆卸地安装于所述第一法兰接口上的玻璃组件。

5.根据权利要求4所述的金属真空腔体，其特征在于，所述底壁上还设有用于连接真空压力释放阀的至少一个第二法兰接口；

所述腔体本体的至少一个侧壁上还设有至少一个第三法兰接口，和/或，所述上盖中还设有至少一个第三法兰接口；所述第三法兰接口用于连接等离子体发生器、监测部件和诊断部件中的任意一者或多者。

6.根据权利要求1所述的金属真空腔体，其特征在于，所述金属真空腔体还包括用于支撑所述腔体本体的多个支撑组件；每个所述支撑组件包括盘状底座，以及连接于所述盘状底座与所述腔体本体之间的调节螺杆；

所述调节螺杆与所述腔体本体螺纹连接，和/或，所述调节螺杆与所述盘状底座螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的金属真空腔体，其特征在于，所述调节螺杆上设有至少一个锁紧螺母。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的金属真空腔体，其特征在于，所述金属真空腔体还包括与所述上盖可拆卸连接的多个吊环，所述多个吊环位于所述上盖背向所述腔体本体的一侧。

9.根据权利要求1～7中任一项所述的金属真空腔体，其特征在于，所述腔体本体的顶部设置有沿所述开口的周向延伸的环状的外延部，所述外延部上设有多个第一连接孔；所述上盖中设置有与所述多个第一连接孔配合的多个第二连接孔；

所述金属真空腔体还包括多个紧固件，每个紧固件穿过相配合的第一连接孔与第二连接孔，以使所述上盖与所述腔体本体固定连接。

10.根据权利要求9所述的金属真空腔体，其特征在于，所述外延部上设置有沿所述开口的周向延伸的环状的密封槽，所述密封槽内安装有厚度高于所述密封槽的槽深的密封圈。