(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211291755.2 (22)申请日 2022.10.21 (71)申请人 武汉高芯科技有限公司 地址 430205 湖北省武汉市东湖开发区黄 龙山南路6号2号楼 (72)发明人 黄晟　黄立　刘永锋　王晓碧　 吴佳　周文洪　 (74)专利代理 机构 北京汇泽知识产权代理有限 公司 11228 专利代理师 吴慧珺 (51)Int.Cl. H01L 21/67(2006.01) F25D 17/02(2006.01) G01D 21/02(2006.01) F16M 7/00(2006.01) (54)发明名称 一种超高真空腔体支撑装置及其使用方法 (57)摘要 本发明提供了一种超高真空腔体支撑装置 及其使用方法， 该支撑装置包括 真空腔支撑腿和 水冷循环机构， 所述真空腔支撑腿包括支撑杆和 水冷套， 所述支撑杆套装于水冷套内， 所述水冷 套的上端和下端分别设有水冷出口和水冷进口， 该水冷出口和水冷进口分别与所述水冷循环机 构的进水口和出水口连接， 形成水冷循环回路。 该发明通过设计水冷循环机构对真空腔支撑腿 进行持续冷却降温， 保持真空腔支撑腿烘烤 过程 中温度恒定， 有效降低不锈钢材料制作的真空腔 支撑腿在高温条件下发生膨胀而产生系统纵向 位移的问题， 减 小了系统的应力。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115527900 A 2022.12.27 CN 115527900 A 1.一种超高真空腔体支撑装置， 其特征在于： 包括真空腔支撑腿和水冷循环机构， 所述 真空腔支撑腿包括支撑杆和水冷套， 所述支撑杆套装于水冷套内， 所述水冷套的上端和下 端分别设有水冷出口和水冷进口， 该水冷出口和水冷进口分别与所述水冷循环机构的进 水 口和出水口连接， 形成水冷循环回路。 2.如权利要求1所述的超高真空腔体支撑装置， 其特征在于： 还包括用于测量支撑杆纵 向位移的位移 观测机构。 3.如权利要求2所述的超高真空腔体支撑装置， 其特征在于： 所述位移观测机构包括位 移观测台和位移测量靶， 所述位移测量靶固定在支撑杆的顶部， 所述位移观测台对位移测 量靶的位置进行观测以测量支撑杆的纵向位移。 4.如权利要求1所述的超高真空腔体支撑装置， 其特征在于： 所述支撑杆与 水冷套之间 设有测温热偶， 所述测温热偶电连接热偶 温度显示器， 所述热偶 温度显示器位于真空腔支 撑腿外部。 5.如权利要求4所述的超高真空腔体支撑装置， 其特征在于： 所述热偶温度显示器与 所 述水冷循环机构联锁控制， 依据热偶温度显示器显示真空腔支撑腿温度联锁控制水冷循环 机构中冷却水制冷温度， 使测温热偶检测的真空腔支撑腿温度恒定控制在一定范围内。 6.如权利要求1所述的超高真空腔体支撑装置， 其特征在于： 所述水冷循环机构包括循 环水冷机、 进水管和回水管， 所述循环水冷机的出水 口通过进水管与所述水冷套的水冷进 口连接， 所述进水管上设有增压泵和进水阀， 所述水冷套的水冷出 口通过回水管与循环水 冷机的进水口连接， 所述回水 管上设有回水阀。 7.如权利要求6所述的超高真空腔体支撑装置， 其特征在于： 所述进水管和回水管上均 设有水压表。 8.如权利要求1所述的超高真空腔体支撑装置， 其特征在于： 所述真空腔支撑腿设置有 多个， 各所述真空腔支撑腿均 与所述水冷循环机构连接 。 9.如权利要求1～8任一项所述的超高真空腔体支撑装置的使用方法， 其特征在于， 包 括如下步骤： 1)组装权利要求1～8任一项所述的超高真空腔体支撑装置， 并通过真空腔支撑腿支撑 真空腔体； 2)开启水冷循环机构， 设定水冷循环机构中冷却水制 冷温度为20～30℃， 并使冷却水 采用下进上 出的方式流经 水冷套； 3)安装真空腔体烘烤装置， 将真空腔体和真空腔支撑腿均置于真空腔体烘烤装置内， 并将烘烤温度升温至150～200℃， 在此过程中， 冷却水持续流经水冷套， 对真空腔支撑腿进 行降温， 使真空腔支撑腿温度恒定， 直至烘烤结束。 10.如权利要求9所述的超高真空腔体支撑装置的使用方法， 其特征在于： 在支撑杆与 水冷套之间设置测温热偶， 并将测温热偶与热偶 温度显示器电连接， 根据热偶 温度显示器 显示真空腔支撑腿温度， 并由此检测温度联锁控制水冷循环机构 中冷却水制冷温度， 使测 温热偶检测的真空腔支撑腿温度恒定控制在20～40℃。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115527900 A 2一种超高真空腔体支撑装 置及其使用方 法 技术领域 [0001]本发明属于真空设备技术领域， 具体涉及 一种超高真空腔体支撑装置及其使用方 法。 背景技术 [0002]超高真空腔体是许多半导体工艺设备的关键组成部分， 在常规的超高真空系统 中， 超高真空腔 体需与其他腔 体或子系统互连， 如真空泵、 中转腔 体、 真空原 位测试系统等。 为了便于真空腔体之间进行样品传送， 超高真空系统需要为各个子系统或模块设计支撑 腿， 以保持不同的真空腔体之间传样位置对齐， 这种支撑腿 采用常规的不锈钢材质。 [0003]目前， 获取超高真空主要通过配置高抽速的真空泵组和对系统进行高温烘烤加速 放气以及低温吸附等方式， 其中， 对系统烘烤的温度通常需要超过水蒸气的沸点(100℃)， 为加速真空腔内部放气， 通常采用150℃以上的温度对真空腔 体进行烘烤。 在实际的工业应 用中， 大型超高真空系统结构通常具备结构复杂、 体积庞大、 部分零部件不耐高温等特征； 因此， 在系统烘烤过程中， 为简化操作， 烘烤装置通常将真空腔体和支撑腿全部包裹， 然后 进行高温烘烤。 [0004]然而， 在烘烤过程中由于构成真空腔体和支撑腿的不锈钢材料在高温条件下会发 生膨胀， 产生横向和纵向位移， 导致真空腔室与其互连部件接口处存在较大的应力， 使真空 密封部件可能发生不可逆转的变形， 这种现象通常会导致设备出现漏气现象。 对于典型 的 超高真空设备， 如分子束外延设备， 这种 漏气可能导致已经装载的高纯材料发生氧化， 进而 影响外延材料生长质量。 一般情况下， 真空腔体漏气可通过拧紧螺丝即可解决； 然而， 对于 超高真空设备而言， 一旦螺纹紧固件达到屈 服极限或金属密封线被压平， 将不得不将真空 腔体拆解重装， 大大增加系统维护成本， 降低系统的可靠性。 为防止这种情况发生， 需从漏 气现象的机理分析并寻找解决方案 。 发明内容 [0005]本发明的目的是提供一种超高真空腔体支撑装置， 至少可以解决现有技术中存在 的部分缺陷。 [0006]为实现上述目的， 本发明采用如下技 术方案： 一种超高真空腔体支撑装置， 包括真空腔支撑腿和水冷循环机构， 所述真空腔支 撑腿包括支撑杆和水冷套， 所述支撑杆套装于水冷套内， 所述水冷套的上端和下端分别 设 有水冷出口和水冷进口， 该水冷出口和水冷进口分别与所述水冷循环机构的进水口和出水 口连接， 形成水冷循环回路。 [0007]进一步的， 上述超高真空腔体支撑装置还包括用于测量支撑杆纵向位移的位移观 测机构。 [0008]进一步的， 所述位移观测机构包括位移观测台和位移测量靶， 所述位移测量靶固 定在支撑杆的顶部， 所述位移观测台对位移测量靶的位置进 行观测以测量支撑杆的纵向位说　明　书 1/5 页 3 CN 115527900 A 3