CN217358788U - 一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置，属于半导体晶体生长设备技术领域；包括测温窗、旋转升降系统、灰尘吹扫系统、石英片透光率检测系统；测温窗设置于真空腔体的开孔上方，旋转升降系统包括升降气缸、旋转电机，旋转电机固定设置在升降气缸的伸缩杆上端，旋转电机的输出轴与测温窗通过连接杆相连；灰尘吹扫系统设置于测温窗的一侧，包括吹扫头、吹扫底座、升降机构，吹扫头通过升降机构固定在吹扫底座上，吹扫头顶端设有套接的压缩空气管道与真空管道；石英片透光率检测系统设置于灰尘吹扫系统的一侧，包括光源接收传感器及其上方的透光率检测光源；解决了现有测温窗清洁过程耗费大量人力成本，且无法保证石英片清洁效果的问题。

Description

一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置

技术领域

本实用新型属于半导体晶体生长设备技术领域，具体涉及一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置。

背景技术

半导体晶体的生长过程其中一种为物理气相沉积，该方法需要在真空腔体中提供不同的温度梯度，从而达到半导体晶体由粉料到晶块的生长过程，此过程中温度梯度的控制极其重要，所以需要时刻对真空腔体内的温度进行监测。目前监测腔体内温度的方法多为在真空腔体表面进行开孔，并安装固定式测温窗，测温窗由透明石英片及固定螺帽组成，在测温窗上部安装测温计，通过测温窗和测温计实现对腔体内温度的实时监测。该方法存在的问题为，由于真空腔体内存在大量微小石墨粉，晶体生长期间大量石墨粉会附着在石英片表面，长时间使用后严重影响石英片的透光率，使测温计所监测的数值产生较大的误差。故每次长晶作业后都需对石英片进行拆解清洁，达到使用标准后再次进行安装，该过程需耗费大量人力成本，且因为人员作业手法不同，对石英片的清洁效果无法保证。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提出一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置；解决现有测温窗清洁过程耗费大量人力成本，且无法保证石英片清洁效果的问题。

为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的。

一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置，包括测温窗、旋转升降系统、灰尘吹扫系统、石英片透光率检测系统；所述测温窗设置于真空腔体的开孔上方，所述旋转升降系统包括升降气缸、旋转电机，旋转电机固定设置在升降气缸的伸缩杆上端，旋转电机的输出轴与测温窗通过水平的连接杆相连接；灰尘吹扫系统设置于测温窗的一侧，包括吹扫头、吹扫底座、升降机构，吹扫头通过升降机构固定在吹扫底座上，吹扫头的顶端设置有一个竖直的双层管道，双层管道的内部设置有相套接的压缩空气管道与真空管道；所述石英片透光率检测系统设置于灰尘吹扫系统的一侧，包括光源接收传感器及其上方的透光率检测光源。

进一步的，所述双层管道与旋转电机输出轴之间的距离等于测温窗与旋转电机输出轴之间的距离；所述光源接收传感器与旋转电机输出轴之间的距离等于测温窗与旋转电机输出轴之间的距离。

进一步的，真空腔体的开孔的开口上边缘设置有O型密封圈。

进一步的，测温窗的下端设置有测温窗底座，所述测温窗底座为圆柱体结构，测温窗底座设置于开孔的上方并且与开孔同轴设置；测温窗底座的内部为中空结构，下端为开口结构，上端与测温窗相连通。

进一步的，所述升降气缸设置于真空腔体的上表面外侧并且位于开孔的一侧，升降气缸的缸底一端固定连接在真空腔体的上表面上，升降气缸的伸缩杆一端竖直向上设置。

进一步的，升降气缸的一侧设置有旋转电机支架，旋转电机支架的下端固定设置在真空腔体的上表面上，旋转电机支架靠近旋转电机的一侧侧面上设置有竖直的滑槽，所述旋转电机的侧面上设置有滑杆，滑杆远离旋转电机的一端滑动连接在旋转电机支架的滑槽内。

进一步的，所述吹扫底座为上端面开有凹槽的圆柱体结构，吹扫底座固定设置在真空腔体的上表面上，吹扫底座上端面的凹槽为圆柱形凹槽，凹槽内部插接有吹扫头，所述吹扫头在凹槽内部上下滑动。

进一步的，所述吹扫头的侧面设置有滑动座，所述滑动座内设置有上下贯通的螺纹孔；所述凹槽的内壁上设置有滑动槽，滑动槽与凹槽相连通并且长度与其相等，吹扫头侧面的滑动座位于所述滑动槽内部并且可以在滑动槽内上下滑动。

进一步的，所述吹扫底座的下端面固定设置有一个升降电机，升降电机的输出轴竖直向上设置，升降电机的输出轴上固定设置一根竖直的丝杆，所述丝杆螺接于滑动座的螺纹孔内部。

更进一步的，透光率检测光源支架竖直设置于光源接收传感器的一侧，透光率检测光源固定设置于透光率检测光源支架的上端，并且透光率检测光源支架的光源发出方向为竖直向下，透光率检测光源位于光源接收传感器的正上方。

本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为：

本实用新型通过在作业前自动对测温窗石英片进行清洁，并检测石英片的透光率来判断石英片清洁效果，达到标准后自动将测温窗安装回原位置，解决了清洁过程耗费大量人力成本，及因人员作业手法不同，导致石英片清洁效果不同，无法达到目标状态的问题，提升了测温计监测腔体内温度梯度的精度，间接提升了晶体制备的良率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是本实用新型整体的结构示意图；

图2是本实用新型中灰尘吹扫系统的结构示意图；

图3是本实用新型中双层管道的结构示意图；

其中，1为真空腔体、2为开孔、3为O型密封圈、4为测温窗、5为测温窗底座、6为升降气缸、7为旋转电机支架、8为旋转电机、9为连接杆、10为灰尘吹扫系统、11为压缩空气管路、12为真空管路、13为透光率检测光源支架、14为透光率检测光源、15为吹扫底座、16为吹扫头、17为双层管道、18为升降电机、19为丝杆、20为压缩空气管道、21为真空管道、22为光源接收传感器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1—3所示，本实用新型提供了一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置，包括测温窗4、旋转升降系统、灰尘吹扫系统10、石英片透光率检测系统。

在真空腔体1的上表面进行开孔2，开孔2的开口上边缘设置有O型密封圈3。所述测温窗4设置于开孔2的上方，测温窗4的下端设置有测温窗底座5，所述测温窗底座5为圆柱体结构，测温窗底座5设置于开孔2的上方并且与开孔2同轴设置。测温窗底座5的内部为中空结构，下端为开口结构，上端与测温窗4相连通。

所述旋转升降系统包括升降气缸6、旋转电机8、旋转电机支架7，所述升降气缸6设置于真空腔体1的上表面外侧并且位于开孔2的一侧，升降气缸6的缸底一端固定连接在真空腔体1的上表面上，升降气缸6的伸缩杆一端竖直向上设置。所述旋转电机8固定设置在升降气缸6的伸缩杆上端，通过升降气缸6的升降运动来控制旋转电机8的上下运动。所述旋转电机支架7竖直设置于升降气缸6的一侧，旋转电机支架7的下端固定设置在真空腔体1的上表面上，旋转电机支架7靠近旋转电机8的一侧侧面上设置有竖直的滑槽，所述旋转电机8的侧面上设置有滑杆，滑杆远离旋转电机8的一端滑动连接在旋转电机支架7的滑槽内，旋转电机8在做上下运动时，滑杆在滑槽内上下滑动，从而为旋转电机8的升降运动起到导向的作用。

所述旋转电机8的输出轴上固定设置有一根水平的连接杆9，连接杆9的一端与旋转电机8的输出轴相固定连接，连接杆9的另一端与测温窗底座5相固定连接，通过旋转电机8的转动来控制测温窗4的转动。

所述灰尘吹扫系统10包括吹扫底座15、吹扫头16、升降电机18、丝杆19、压缩空气管路11、真空管路12。

所述吹扫底座15为上端面开有凹槽的圆柱体结构，吹扫底座15固定设置在真空腔体1的上表面上。吹扫底座15上端面的凹槽为圆柱形凹槽，凹槽内部插接有吹扫头16，所述吹扫头16在凹槽内部上下滑动。所述吹扫头16的侧面设置有滑动座，所述滑动座内设置有上下贯通的螺纹孔。所述凹槽的内壁上设置有滑动槽，滑动槽与凹槽相连通并且长度与其相等，吹扫头16侧面的滑动座位于所述滑动槽内部并且可以在滑动槽内上下滑动。

所述吹扫底座15的下端面固定设置有一个升降电机18，升降电机18的输出轴竖直向上设置，升降电机18的输出轴上固定设置一根竖直的丝杆19，所述丝杆19螺接于滑动座的螺纹孔内部。通过升降电机18的转动来控制丝杆19进行转动，由于丝杆19与滑动座为螺纹配合，这样在升降电机18以及螺纹丝杆19结构的配合作用下，吹扫底座15开始升降。

所述吹扫头16的顶端设置有一个竖直的双层管道17，双层管道17的内部为压缩空气管道20，外部为真空管道21，压缩空气管道20插接于真空管道21内侧并且二者之间留有空隙。压缩空气管道20的上端低于真空管道21的上端。所述压缩空气管道20的下端与压缩空气管路11相连通，真空管道21的下端与真空管路12相连通。

所述双层管道17与旋转电机8输出轴之间的距离等于测温窗4与旋转电机8输出轴之间的距离。

所述石英片透光率检测系统设置于灰尘吹扫系统10的一侧，包括透光率检测光源14、透光率检测光源支架13、光源接收传感器22。所述光源接收传感器22设置于真空腔体1的上表面上，所述透光率检测光源支架13竖直设置于光源接收传感器22的一侧，透光率检测光源14固定设置于透光率检测光源支架13的上端，并且透光率检测光源支架13的光源发出方向为竖直向下，透光率检测光源14位于光源接收传感器22的正上方。

所述光源接收传感器22与旋转电机8输出轴之间的距离等于测温窗4与旋转电机8输出轴之间的距离。

本实用新型的工作原理为：

本实用新型提供的真空腔体1测温窗4自动清洁检测装置，该装置可在作业前自动对测温窗4石英片进行清洁，并检测石英片的透光率，达到设定标准后自动将测温窗4安装回原位置。

整个过程为：

第一步：需要对测温窗4进行吹扫检测时，升降气缸6升起，带动测温窗4与真空腔体1上的开孔2分离，此时旋转电机8启动，带动测温窗4旋转至灰尘吹扫系统10正上方。如图2所示，灰尘吹扫系统10为升降结构，通过升降电机18控制其上升和下降；灰尘吹扫管道为双层结构，中间部分连接压缩空气，边缘部分连接真空管道21。

第二步：当检测到测温窗4到达上方后，灰尘吹扫系统10中的升降电机18启动，带动双层管道17上升至测温窗底座5内部，并对测温窗4石英片进行清洁。双层管道17中间喷射的压缩空气将石英片表面的灰尘吹起，并由管道边缘的真空管道21将其吸收，达到清洁的效果，清洁完成后，双层管道17下降。

第三步：测温窗4旋转系统带动测温窗4到达透光率检测光源14及光源接收传感器22之间，光源通过石英片照射到光源接收传感器22表面，光源接收传感器22可依据接收到的光量判断石英片的透光率，进而判断吹扫效果。如效果没有达到设定值，可重复继续吹扫及检测，直至达到设定值。

第四步：如检测值达到设定值，测温窗4旋转电机8带动测温窗4返回炉体开孔2上方，气缸下降，测温窗4和真空腔体1通过密封O圈密封完成，测温窗4清洁检测完成。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置，其特征在于：包括测温窗（4）、旋转升降系统、灰尘吹扫系统（10）、石英片透光率检测系统；所述测温窗（4）设置于真空腔体（1）的开孔（2）上方，所述旋转升降系统包括升降气缸（6）、旋转电机（8），旋转电机（8）固定设置在升降气缸（6）的伸缩杆上端，旋转电机（8）的输出轴与测温窗（4）通过水平的连接杆（9）相连接；灰尘吹扫系统（10）设置于测温窗（4）的一侧，包括吹扫头（16）、吹扫底座（15）、升降机构，吹扫头（16）通过升降机构固定在吹扫底座（15）上，吹扫头（16）的顶端设置有一个竖直的双层管道（17），双层管道（17）的内部设置有相套接的压缩空气管道（20）与真空管道（21）；所述石英片透光率检测系统设置于灰尘吹扫系统（10）的一侧，包括光源接收传感器（22）及其上方的透光率检测光源（14）。

2.根据权利要求1所述的一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置，其特征在于：所述双层管道（17）与旋转电机（8）输出轴之间的距离等于测温窗（4）与旋转电机（8）输出轴之间的距离；所述光源接收传感器（22）与旋转电机（8）输出轴之间的距离等于测温窗（4）与旋转电机（8）输出轴之间的距离。

3.根据权利要求1所述的一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置，其特征在于：真空腔体（1）的开孔（2）的开口上边缘设置有O型密封圈（3）。

4.根据权利要求1所述的一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置，其特征在于：测温窗（4）的下端设置有测温窗底座（5），所述测温窗底座（5）为圆柱体结构，测温窗底座（5）设置于开孔（2）的上方并且与开孔（2）同轴设置；测温窗底座（5）的内部为中空结构，下端为开口结构，上端与测温窗（4）相连通。

5.根据权利要求1所述的一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置，其特征在于：所述升降气缸（6）设置于真空腔体（1）的上表面外侧并且位于开孔（2）的一侧，升降气缸（6）的缸底一端固定连接在真空腔体（1）的上表面上，升降气缸（6）的伸缩杆一端竖直向上设置。

6.根据权利要求5所述的一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置，其特征在于：升降气缸（6）的一侧设置有旋转电机支架（7），旋转电机支架（7）的下端固定设置在真空腔体（1）的上表面上，旋转电机支架（7）靠近旋转电机（8）的一侧侧面上设置有竖直的滑槽，所述旋转电机（8）的侧面上设置有滑杆，滑杆远离旋转电机（8）的一端滑动连接在旋转电机支架（7）的滑槽内。

7.根据权利要求1所述的一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置，其特征在于：所述吹扫底座（15）为上端面开有凹槽的圆柱体结构，吹扫底座（15）固定设置在真空腔体（1）的上表面上，吹扫底座（15）上端面的凹槽为圆柱形凹槽，凹槽内部插接有吹扫头（16），所述吹扫头（16）在凹槽内部上下滑动。

8.根据权利要求7所述的一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置，其特征在于：所述吹扫头（16）的侧面设置有滑动座，所述滑动座内设置有上下贯通的螺纹孔；所述凹槽的内壁上设置有滑动槽，滑动槽与凹槽相连通并且长度与其相等，吹扫头（16）侧面的滑动座位于所述滑动槽内部并且可以在滑动槽内上下滑动。

9.根据权利要求8所述的一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置，其特征在于：所述吹扫底座（15）的下端面固定设置有一个升降电机（18），升降电机（18）的输出轴竖直向上设置，升降电机（18）的输出轴上固定设置一根竖直的丝杆（19），所述丝杆（19）螺接于滑动座的螺纹孔内部。

10.根据权利要求1所述的一种真空腔体测温窗自动清洁检测装置，其特征在于：透光率检测光源支架（13）竖直设置于光源接收传感器（22）的一侧，透光率检测光源（14）固定设置于透光率检测光源支架（13）的上端，并且透光率检测光源支架（13）的光源发出方向为竖直向下，透光率检测光源（14）位于光源接收传感器（22）的正上方。

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