真空腔室的上盖驱动机构及应用其的真空腔室

摘要

本发明提供的真空腔室的上盖驱动机构及应用其的真空腔室，用于驱动上盖开启或关闭真空腔室顶部的开口，该上盖驱动机构包括传动组件和水平驱动源，其中，水平驱动源用于提供水平方向上的直线动力；传动组件分别与水平驱动源和上盖连接，用以将来自水平驱动源的直线动力转换为竖直直线运动和旋转运动的复合运动，并传递给上盖。本发明提供的真空腔室的上盖驱动机构，其可以在驱动上盖开启或关闭真空腔室顶部的开口的过程中，避免对磨损上盖与腔室之间的密封圈，从而可以提高密封圈的使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体设备制造领域，具体地，涉及一种真空腔室的 上盖驱动机构及应用其的真空腔室。

背景技术

在半导体、光伏或LED等行业中，半导体设备的真空腔室通常 具有上盖，并借助上盖驱动机构驱动上盖开启或关闭真空腔室顶部的 开口，以便于对真空腔室的内部进行装配、维护等操作。而且，在上 盖与腔室之间还设置有密封圈，通过利用上盖压紧该密封圈，可以使 密封圈对上盖与腔室之间的间隙进行密封，从而保证了腔室的密封 性。

图1为现有的一种上盖驱动机构。图2为图1中I区域的放大图。 请一并参阅图1和图2，上盖驱动机构包括铰链组件103和气弹簧 102。其中，铰链组件103包括具有长圆孔（其长度方向为竖直方向） 的连接件103a、铰链轴103b和调节螺钉103c，其中，铰链轴103b 的一端与上盖104连接，另一端穿过连接件103a的长圆孔，且可沿 长圆孔的长度方向（即，竖直方向）滑动；连接件103a固定在真空 腔室101的顶部；调节螺钉103c用于调节铰链轴103b在竖直方向上 的最大行程。气弹簧102用于在手动开启上盖104时，提供辅助开启 上盖104的动力，以减轻操作人员的负担。当将上盖104扣合在真空 腔室101上，并对真空腔室101进行抽真空时，上盖104会受到向下 的大气压力，此时铰链轴103b沿连接件103a的长圆孔向下滑动，以 使上盖104挤压密封圈105，从而实现对腔室的密封。

虽然上述上盖驱动机构可以实现对腔室的密封，但是，其在实 际应用中不可避免地存在以下问题，即：

在将上盖104扣合在真空腔室101上的过程中，由于铰链轴103b 势必会受到向下的作用力，该作用力会使铰链轴103b在上盖104扣 合在真空腔室101上，并挤压密封圈105之前，提前滑动至长圆孔的 底部，这种情况虽然在上盖104与真空腔室101之间的开盖角度β较 大时不会对密封圈105产生影响，但是，在该开盖角度β较小，即， 上盖104快要扣合在真空腔室101上时，上盖104会因铰链轴103b 下滑了一段距离而提前挤压和摩擦密封圈105，且在每扣合一次上盖 104时都会挤压和摩擦一次密封圈105，从而造成密封圈105的磨损， 进而不仅会缩短密封圈105的使用寿命，而且磨损密封圈105所产生 的颗粒还会污染真空腔室101，从而降低了真空腔室101的清洁度。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一 种真空腔室的上盖驱动机构及应用其的真空腔室，其可以在驱动上盖 开启或关闭真空腔室顶部的开口的过程中，避免对磨损上盖与腔室之 间的密封圈，从而可以提高密封圈的使用寿命。

为实现本发明的目的而提供一种真空腔室的上盖驱动机构，用于 驱动上盖开启或关闭真空腔室顶部的开口，所述上盖驱动机构包括传 动组件和水平驱动源，其中，所述水平驱动源用于提供水平方向上的 直线动力；所述传动组件分别与所述水平驱动源和上盖连接，用以将 来自所述水平驱动源的直线动力转换为竖直直线运动和旋转运动的 复合运动，并传递给所述上盖。

其中，在所述上盖处于关闭真空腔室顶部的开口的状态，且在 对所述真空腔室进行抽真空之前，所述上盖在竖直方向上的当前位置 未达到最低位置；所述最低位置为预设的在所述上盖驱动机构的驱动 下，允许所述上盖下降达到的最低位置。

其中，所述上盖的当前位置与最低位置之间的竖直间距为 1～3mm。

其中，针对直径小于500mm的真空腔室，所述上盖的当前位置 与最低位置之间的竖直间距小于1mm。

其中，所述传动组件包括主连杆、辅助连杆、竖直导轨、滑块 和第一固定铰链，其中所述主连杆的第一端与所述上盖的一端连接， 所述主连杆的第二端与所述水平驱动源的驱动轴连接，并且所述主连 杆在其第一位置处通过所述滑块与所述竖直导轨可竖直滑动地连接； 所述第一位置为预设的位于所述主连杆的两端之间的位置；所述辅助 连杆的第一端与所述主连杆的第二位置铰接，所述第二位置为预设的 位于所述主连杆的第一端与所述第一位置之间的位置；所述辅助连杆 的第二端通过所述第一固定铰链与所述真空腔室铰接。

其中，所述竖直导轨为光轴，所述光轴竖直地设置在所述真空 腔室上；所述滑块具有通孔，且所述滑块通过该通孔套制在所述光轴 上。

其中，所述主连杆包括相互平行的两个第一连杆，并且，分别 对应地在所述滑块的彼此相对的两个侧壁上设置有铰链轴；所述两个 第一连杆的第一端与所述上盖的一端连接，所述两个第一连杆的第二 端与所述水平驱动源的驱动轴连接，并且所述两个第一连杆在各自第 一位置处设置有连接孔，每个第一连杆通过该连接孔套制在所述铰链 轴上；在所述铰链轴的自由端设置有挡块，用以防止所述第一连杆脱 离所述铰链轴；所述辅助连杆包括相互平行的两个第二连杆，且所述 第二连杆的第一端与所述第一连杆的第二位置铰接；所述第二连杆的 第二端通过相同或不同的所述第一固定铰链与所述真空腔室铰接。

其中，所述竖直导轨为具有滑道的滑轨，所述滑轨设置在所述 真空腔室上，且其滑道与竖直方向相互平行；所述滑块与所述滑道滑 动配合。

其中，所述上盖驱动机构还包括第二固定铰链，所述水平驱动 源通过所述第二固定铰链与所述真空腔室铰接。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种真空腔室，所述真空 腔室包括本发明提供的上述上盖驱动机构。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的真空腔室的上盖驱动机构，其通过借助水平驱动 源提供水平方向上的直线动力，并借助分别与水平驱动源和上盖连接 的传动组件，将来自水平驱动源的直线动力转换为竖直直线运动和旋 转运动的复合运动，并传递给上盖，上盖作该复合运动可以在驱动上 盖开启或关闭真空腔室顶部的开口的过程中，避免磨损上盖与腔室之 间的密封圈，从而不仅可以提高密封圈的使用寿命，而且还可以避免 因密封圈磨损所产生的颗粒污染真空腔室，进而可以提高真空腔室的 清洁度。

作为一个优选实施例，在上盖处于关闭真空腔室顶部的开口的状 态，且在对真空腔室进行抽真空之前，上盖在竖直方向上的当前位置 未达到最低位置；该最低位置为预设的在上盖驱动机构的驱动下，允 许上盖下降达到的最低位置。这可以在对真空腔室进行抽真空时，使 上盖能够在大气压的作用下继续下降一定的距离，从而使上盖挤压密 封圈，进而变形的密封圈可以实现对真空腔室的密封。

本发明提供的真空腔室，其通过采用本发明提供的上述上盖驱 动机构，可以在驱动上盖开启或关闭真空腔室顶部的开口的过程中， 避免磨损上盖与腔室之间的密封圈，从而不仅可以提高密封圈的使用 寿命，而且还可以避免因密封圈磨损所产生的颗粒污染真空腔室，进 而可以提高真空腔室的清洁度。

附图说明

图1为现有的一种上盖驱动机构；

图2为图1中I区域的放大图；

图3A为本发明实施例提供的真空腔室的上盖驱动机构的原理 图；

图3B为图3A中上盖驱动机构的动作的原理图；

图4A为本发明实施例提供的真空腔室的上盖驱动机构的立体 图；

图4B为图4A中上盖驱动机构的主视图；以及

图4C为沿图4B中A-A线的剖视图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结 合附图来对本发明提供的真空腔室的上盖驱动机构及应用其的真空 腔室进行详细描述。

图3A为本发明实施例提供的真空腔室的上盖驱动机构的原理 图。请参阅图3A，真空腔室的上盖驱动机构用于驱动上盖32开启或 关闭真空腔室40顶部的开口，该上盖驱动机构包括传动组件和水平 驱动源34，其中，水平驱动源34用于提供水平方向上的直线动力， 例如，水平驱动源34可以为直线气缸（柱塞式）、直线电机或者直 线液压缸（柱塞式）；传动组件分别与水平驱动源34和上盖32连接， 用以将来自水平驱动源34的直线动力转换为竖直直线运动和旋转运 动的复合运动，并传递给上盖32。这样，在驱动上盖32开启或关闭 真空腔室40顶部的开口的过程中，上盖32作该复合运动可以避免磨 损上盖32与真空腔室40之间的密封圈，从而不仅可以提高密封圈的 使用寿命，而且还可以避免因密封圈磨损所产生的颗粒污染真空腔室， 进而可以提高真空腔室的清洁度。

优选地，在上盖32处于关闭真空腔室顶部的开口的状态，且在 对真空腔室40进行抽真空之前，上盖32在竖直方向上的当前位置未 达到最低位置；最低位置为预设的在上盖驱动机构的驱动下，允许该 上盖下降达到的最低位置，这可以在对真空腔室40进行抽真空时， 使上盖32能够在大气压的作用下继续下降一定的距离，从而使上盖 32挤压密封圈，进而变形的密封圈可以实现对真空腔室的密封。在 实际应用中，上盖的当前位置与最低位置之间的竖直间距可以根据具 体情况自由设定，优选地，上盖的当前位置与最低位置之间的竖直间 距可以为1～3mm，针对直径小于500mm的真空腔室，上盖的当前位 置与最低位置之间的竖直间距小于1mm。

下面对传动组件进行详细描述。具体地，如图3A和3B所示， 传动组件包括主连杆33、辅助连杆31、竖直导轨36、滑块37和第 一固定铰链30，其中，主连杆33的第一端331与上盖32的一端连 接，主连杆33的第二端332与水平驱动源34的驱动轴连接，并且主 连杆33在其第一位置334处通过滑块37与竖直导轨36可竖直滑动 地连接；第一位置334为预设的位于主连杆33的两端（331，332） 之间的位置，其可以根据具体情况而设定，例如，可以将第一位置 334设置在主连杆33的靠近其中部的位置处；辅助连杆31的第一端 与主连杆33的第二位置335铰接，第二位置335为预设的位于主连 杆33的第一端331与第一位置334之间的位置；辅助连杆31的第二 端通过第一固定铰链30与真空腔室40铰接。

在上盖驱动机构驱动上盖32开启真空腔室40顶部的开口的过 程中，如图3B所示，水平驱动源34的驱动轴向右水平移动，以驱 动主连杆33逆时针旋转，从而带动上盖32同步旋转；辅助连杆31 在主连杆33的带动下顺时针旋转，同时带动滑块37沿竖直导轨36 向上移动，从而带动与滑块37铰接的主连杆33同步向上移动，进而 实现上盖32的竖直直线运动和旋转运动的复合运动。上盖驱动机构 驱动上盖32关闭真空腔室40顶部的开口的过程与上述开启过程相 反，在此不再赘述。

容易理解，主连杆33可以根据具体情况在其第二位置335处设 置拐角，以保证主连杆33与辅助连杆31各自的旋转运动不会产生干 涉，从而使辅助连杆31能够正常带动滑块37沿竖直导轨36上下移 动。

优选地，上盖驱动机构还包括第二固定铰链35，水平驱动源34 通过第二固定铰链35与真空腔室40铰接。借助第二固定铰链35， 在水平驱动源34的驱动轴伸缩的同时，可以使水平驱动源34相对于 真空腔室40转动，即，使水平驱动源34的驱动轴作直线运动和旋转 运动的复合运动，从而不仅避免对传动组件的运动产生干涉，而且还 可以防止水平驱动源34的驱动轴因径向上的应力而产生弯曲或扭曲 变形，从而可以提高上盖驱动机构的结构稳定性和使用寿命。

下述为基于上述上盖驱动机构的原理的一个具体实施例。具体 地，图4A为本发明实施例提供的真空腔室的上盖驱动机构的立体图。 图4B为图4A中上盖驱动机构的主视图。图4C为沿图4B中A-A线 的剖视图。请一并参阅图4A、图4B和图4C，上盖驱动机构包括传 动组件和水平驱动源（图中未示出），该传动组件包括主连杆33、 辅助连杆31、竖直导轨36、滑块37和第一固定铰链30，其中，竖 直导轨36为光轴，该光轴竖直地设置在真空腔室40上，在本实施例 中，光轴通过固定板42固定在真空腔室40的顶部；滑块37具有通 孔，滑块37通过该通孔套制在光轴36上，容易理解，光轴和滑块 37的通孔滑动配合。

主连杆33在其第一位置334处通过滑块37与竖直导轨36可竖 直滑动地连接的方式可以为：具体地，如图4C所示，主连杆33包 括相互平行的两个第一连杆，并且，分别对应地在滑块37的彼此相 对的两个侧壁上设置有铰链轴371，两个第一连杆的第一端331与上 盖32的一端连接，两个第一连杆的第二端332与水平驱动源的驱动 轴连接，并且两个第一连杆在各自第一位置334处设置有连接孔，每 个第一连杆通过该连接孔套制在铰链轴371上；在铰链轴371的自由 端设置有挡块372，用以防止第一连杆脱离铰链轴371。

在这种情况下，辅助连杆31包括相互平行的两个第二连杆，且 第二连杆的第一端与第一连杆的第二位置335铰接；第二连杆的第二 端通过同一第一固定铰链30与真空腔室40铰接。当然，在实际应用 中，第二连杆的第二端也可以借助不同的第一固定铰链30与真空腔 室40铰接。此外，第一固定铰链30也可以固定在固定板42上。

需要说明的是，在本实施例中，竖直导轨36与滑块37的连接 结构为光轴和具有通孔的滑块，但是本发明并不局限于此，在实际应 用中，竖直导轨36与滑块37的连接结构也可以为：具体地，竖直导 轨为具有滑道的滑轨，滑轨设置在真空腔室上，且其滑道与竖直方向 相互平行；滑块与滑道滑动配合。当然，竖直导轨与滑块的连接结构 还可以采用其他任意能够带动主连杆在竖直方向上作直线运动的结 构。

还需要说明的是，上盖驱动机构并不局限于本实施例所采用的 上述结构，在实际应用中，凡是能够满足上述原理的上盖驱动机构均 可以实现本发明的目的。

作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种真空腔室，该 真空腔室采用了本发明实施例提供的上盖驱动机构。

本发明实施例提供的真空腔室，其通过采用本发明实施例提供 的上述上盖驱动机构，可以在驱动上盖开启或关闭真空腔室顶部的开 口的过程中，避免磨损上盖与腔室之间的密封圈，从而不仅可以提高 密封圈的使用寿命，而且还可以避免因密封圈磨损所产生的颗粒污染 真空腔室，进而可以提高真空腔室的清洁度。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采 用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普 通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出 各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。