CN101392369B - 门盖装置和具有该门盖装置的真空设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种门盖装置，包括：门盖，连杆，位于所述连杆一端的铰链，与所述连杆连接并驱动连杆绕所述铰链转动的驱动部件，还包括：转动机构，所述连杆的另一端通过所述转动机构与所述门盖转动连接。相应的，本发明还提供了一种真空设备，包括：真空腔室，以及上述的门盖装置。所述的门盖装置通过铰链和转动机构能够实现门盖两级打开或闭合，即门盖打开过程分为两个阶段，第一阶段连杆绕铰链转动，门盖相对于连杆静止，随连杆打开一定角度，第二阶段门盖绕转动机构相对于连杆转动，打开的角度进一步扩大。整体来看，所述门盖装置能够在不增加驱动部件的行程的前提下，能够获得较大的门盖开启角度，便于对真空腔室以及门盖内部的维护和清理。

Description

门盖装置和具有该门盖装置的真空设备

技术领域

本发明涉及真空设备技术领域，特别涉及一种门盖装置和具有该门盖装置的真空设备。

背景技术

目前，广泛应用的等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition，PECVD)等半导体芯片制造的相关设备，以及生物医药制品的真空冷冻干燥机、生物试验舱和小型真空镀膜设备中，一般都具有一个真空腔室，以获得设备工作时所需的真空环境。

典型的PECVD真空设备包括：真空腔室、真空腔室的上盖(也即位于真空腔室上方的门盖)、真空腔室与上盖间的密封圈、连接在上盖和真空腔室之间的铰链。通常，由于在真空腔室中进行的工艺过程会对真空腔室造成一定的污染，对于真空设备而言，真空腔室的密封性能直接影响工艺的结果及准确性，因此，为保证真空腔室中的真空质量，需要定期打开上盖对真空腔室进行维护与清理。为了提高的产量，最大化真空设备的使用率，采用易于维护、使用方便且具有自动开闭功能的上盖机构就变得至关重要。

图1为PECVD设备的上盖机构的示意图。该上盖机构位于真空腔室1的上方，其包括：密封法兰(图中未示出)、上盖2、铰链4、连杆3、上盖驱动部件5。其中上盖2关闭时将真空腔室1封闭，上盖驱动部件5可以为气缸等驱动部件，上盖2与铰链4间通过连杆3连接，在上盖驱动部件5的驱动作用下，通过连杆3带动上盖2绕铰链4的逆时针旋转，真空腔室的上盖2即被打开，如图1中虚线所示，为上盖2被打开时的状态。

通常，在上盖打开后，需对真空腔室的内部进行维护，特别是对固定在上盖内的气体分配装置或进气喷头(Showerhead)进行拆卸或清洗，这时，上盖的开启角度就决定了真空腔室的可维护性及拆卸的方便性。

然而，由于驱动部件的限制，例如气缸的行程限制，真空腔室的上盖的开启角度仅为约30度至50度(见图1中虚线所示)，使工作人员活动位置受限，维护上盖的操作不方便。而通过增加气缸的行程，虽然可以达到增加上盖开启角度的目的，但是同时会带来如下的问题：一方面，由于气缸行程增大，开盖铰链的旋转角度的也随之增大，会使得上盖开启后的位置增高，这样也不利于上盖的维护；另一方面，气缸的行程增大也会增加整个真空设备占用的空间。

不仅限于真空腔室上盖的情况，同样，对于真空腔室的其他侧开或下开的门盖来说，也会存在上述因打开角度不够而带来的维护和修理不便的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种门盖装置，所述门盖装置能够不增加驱动部件的行程而获得较大的门盖开启角度，便于对真空腔室的维护和清理。

本发明解决的另一问题是提供一种具有所述门盖装置的真空设备，具有较大的门盖开启角度，便于工作人员对真空腔室的维护和清理。

为解决上述问题，本发明提供一种门盖装置，包括：

门盖，

连杆，

位于所述连杆一端的铰链，

与所述连杆连接并驱动连杆绕所述铰链转动的驱动部件，

还包括：转动机构，所述连杆的另一端通过所述转动机构与所述门盖转动连接。

所述转动机构的转动轴与铰链轴的方向平行，所述门盖相对于连杆绕所述转动轴转动。

所述转动机构为双向式间歇运动机构。

所述双向式间歇运动机构为棘轮机构，所述棘轮机构包括棘轮和棘爪，所述棘爪与所述门盖连接，所述棘轮与所述连杆连接。

所述双向式间歇运动机构为槽轮机构、不完全齿轮机构或凸轮间歇运动机构。

所述转动机构的转动轴与铰链轴的方向垂直，所述门盖相对于连杆绕所述转动轴转动。

所述门盖的背向所述连杆的一面具有气体分配装置或溅射靶。

相应的，本发明还提供了一种真空设备，包括：真空腔室，以及上述的门盖装置，所述门盖装置的门盖相对于真空腔室打开或闭合。

所述门盖相对于真空腔室为上开、侧开或下开。

上述技术方案具有以下优点：

所述的门盖装置，通过铰链和转动机构能够实现门盖两级打开或闭合，即门盖打开过程分为两个阶段，第一阶段连杆绕铰链转动，门盖相对于连杆静止，随连杆打开一定角度，第二阶段门盖绕转动机构相对于连杆转动，打开的角度进一步扩大。

整体来看，所述门盖装置能够增大门盖相对于真空腔室的打开角度，可以将打开角度由30度至50度提高到约80度，在不增加驱动部件的行程的前提下，能够获得较大的门盖开启角度，便于对真空腔室以及门盖内部的维护和清理。

另外，所述转动机构为双向式间歇运动机构，因此，门盖打开的角度可以调整，能够提高门盖开闭的安全性和便利性。

所述的真空设备，具有上述技术方案提供的门盖装置，因此具有较大的门盖开启角度，便于工作人员对真空腔室的维护和清理。

附图说明

通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为一种PECVD设备的上盖机构的示意图；

图2和图3为本发明实施例一中真空设备门盖打开过程的示意图；

图4为本发明实施例一中转动机构的示意图；

图5为本发明实施例二中真空设备门盖打开过程的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

目前广泛应用的真空设备中，例如半导体芯片制造设备，真空冷冻干燥机、生物试验舱和小型真空镀膜设备，其真空腔室的门盖往往受到驱动机构或周围空间的限制，而导致打开的角度偏小，使得在维护和清理真空腔室或门盖时，活动的空间受到限制，带来了很多操作的不便性。

基于此，本发明提供了一种门盖装置，本质上，该装置是通过将门盖和连杆的固定连接转变为转动连接，实现门盖相对于连杆的转动，从而能够增大门盖的打开角度。

具体的，所述门盖装置包括：

门盖，

连杆，

位于所述连杆一端的铰链，

与所述连杆连接并驱动连杆绕所述铰链转动的驱动部件，

还包括：转动机构，所述连杆的另一端通过所述转动机构与所述门盖转动连接。

此外，本发明还提供了一种具有上述门盖装置的真空设备。下面以半导体制造或太阳能电池制造技术中广泛采用的PECVD设备为例，详细说明本发明所提供的门盖装置和具有上述门盖装置的真空设备。

实施例一

图2和图3为本实施例中真空设备门盖打开过程的示意图，在本实施例中该真空设备为PECVD设备。为突出本发明的特点，附图中没有给出与本发明的发明点必然直接相关的部分，例如，抽真空装置、等离子体激发装置、气体分配装置或溅射靶等。

该PECVD设备包括：真空腔室10，相对于所述真空腔室10打开或闭合的门盖装置，等离子体激发装置以及抽真空装置(图中未示出)等，门盖20和真空腔室10之间还具有密封圈(图中未示出)。图2和图2中的实线表示门盖装置处于闭合状态，而虚线表示门盖装置处于打开状态。

如图2所示，所述门盖装置包括：真空腔室10上方的门盖20，连杆30，位于连杆30一端的铰链40，与连杆30连接并驱动连杆30绕所述铰链40转动的驱动部件50，与连杆30另一端连接的转动机构60；所述连杆30的另一端通过转动机构60与门盖20转动连接。

本实施例中驱动部件50为气缸机构，当然也可以为其他的能驱动连杆30绕铰链40转动的驱动部件，例如液压机构等。需要打开门盖20时，驱动部件50驱动连杆30绕铰链40转动，于是连杆30带动门盖20开启真空腔室10，但由于气缸的行程限制，连杆30运动到一定位置(即极限位置)后即停止。

所述转动机构60的转动轴与铰链40的铰链轴的方向平行，门盖20相对于连杆30绕所述转动轴转动，即图3中的转动方向A-A。门盖20背向连杆30的一面具有用于向真空腔室10输入工作气体的气体分配装置(图中未示出)。

所述转动机构60可以为双向式间歇运动机构，实现周期性的时动时停的间歇转动，并且能够顺时针和逆时针的双向转动。如图3所示，通过此双向式间隙运动机构，当连杆30运动到极限位置带动门盖20打开一定角度后，转动门盖20相对于连杆30逆时针再转过一定角度后停止。

优选的，所述双向式间歇运动机构为棘轮机构，如图4所示，所述棘轮机构包括棘轮70和棘爪80，所述棘爪80与所述门盖20(见图2)连接，所述棘轮70与所述连杆30(见图2)连接。图中箭头表示棘轮80的转动方向。

下面介绍上述门盖装置和PECVD设备的工作原理。

PECVD设备进行工艺过程时，门盖20压合在真空腔室10上面，将真空腔室10封闭；通过所述抽真空装置获得所需的真空度，所述气体分配装置将工作气体输入真空腔室10内，由等离子体激发装置激发出等离子体，对真空腔室10中的基片进行刻蚀或镀膜等加工。

工艺完成后，通过放气阀(图中未示出)使真空腔室10恢复常压，然后启动驱动部件50以打开门盖20；如图3所示，此打开门盖20的过程分为两个阶段：

第一阶段，驱动部件50驱动连杆30绕铰链40逆时针旋转，连杆30带动门盖20离开真空腔室10，直至连杆30转动到极限位置，即图3中的位置B；相对于真空腔室10来说，连杆30转过的角度约为30度至50度，而此阶段中，门盖20相对于连杆30静止，因此，门盖20打开的角度也为30度至50度。

打开门盖20的第一阶段完成后，可以取出加工后的基片，并对真空腔室10内部进行简单的清理等操作。如果要对真空腔室10的内部进行复杂的清理或维护操作，或者要对门盖20上的气体分配装置进行维护，则需要进行打开门盖20的第二阶段，进一步扩大门盖20打开的角度。

第二阶段，转动门盖20，通过所述转动机构60使门盖20相对于连杆30逆时针转动，沿图3中的D-D方向再旋转一度角度后停止，转至图3中的位置C，此阶段中，连杆30相对于真空腔室10始终处于静止，而门盖20相对于真空腔室10进一步转动，因此，门盖20相对于真空腔室10门盖20打开角度进一步增大，其角度可以达80度左右。

打开门盖20的第二阶段完成后，则可以对真空腔室10或气体分配装置进行维护和清理。然后，将门盖20顺时针旋转回图3中所示的位置B，再启动驱动部件50，使连杆30顺时针转动，带动门盖20转动，从而将真空腔室10闭合。

可见，本实施中的门盖装置，通过铰链40和转动机构60能够实现门盖20的两级打开或闭合，即门盖打开过程分为两个阶段，第一阶段门盖20相对于连杆30静止，随连杆30打开一定角度，第二阶段门盖20相对于连杆30转动，打开的角度进一步扩大。

整体来看，所述门盖装置能够增大门盖相对于真空腔室的打开角度，可以将打开角度由30度至50度提高到约80度，在不增加驱动部件的行程的前提下，能够获得较大的门盖开启角度，便于对真空腔室以及门盖内部的维护和清理。

另外，所述转动机构为双向式间歇运动机构，因此，门盖打开的角度可以调整，即门盖20可转动到图3中位置B至位置C之间的任一位置固定，能够提高门盖开闭的安全性和便利性。

本实施例中所述的双向式间隙机构为棘轮机构，此外还可以为其他的双向式间隙运动机构，例如，槽轮机构、不完全齿轮机构或凸轮间歇运动机构。

上述实施例中，门盖相对于连杆绕平行于铰链轴的转动轴转动，事实上，此处连杆与门盖的转动连接还可以有其他的方式，例如在下面介绍的本发明的实施例二中，所述转动机构的转动轴与铰链轴的方向垂直，所述门盖相对于连杆绕所述转动轴转动。

实施例二

图5为本发明实施例二中真空设备的示意图。本实施例中，门盖21通过转动机构61与连杆31转动连接，与实施例一的区别在于，所述转动机构61的转动轴与铰链41的铰链轴相垂直。

当门盖装置沿箭头A-A所示的方向在驱动部件51的驱动下完成第一阶段的打开动作后，门盖21位于图中的位置B，然后进行第二阶段的打开动作，沿着箭头E-E所示的方向，绕转动机构61旋转门盖21，使其相对与连杆31继续转动一定的角度，转至位置F。以上两个阶段的打开方向是垂直的，这样不仅能够增大门盖相对于真空腔室11的打开角度，而且可以在与铰链轴方向打开门盖，满足某些特定环境或维修操作的需要。

此外，所述门盖还可以同时沿垂直于铰链轴方向和平行于铰链轴方向转动，也即所述门盖和连杆的转动连接具有两个自由度；本领域技术人员应当能够根据上述两个实施例显示出的技术特征推知，所述门盖装置中，门盖和连杆的转动连接的可以有多个自由度，例如，门盖还可以以所述转动机构为中心做圆周旋转。

上述转动连接均可以通过当前以及未来本领域中的转动机构来实现，在此不再赘述。具有多个自由度的门盖，能够进一步方便对真空设备的维修和清理。

上述实施例不仅给出了本发明所述门盖装置的具体实施方式，同时也给出了本发明所述真空设备的具体实施方式。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。需要说明的是，上述实施例一和实施例二中，所述门盖装置中的门盖均位于真空腔室的上方，即为上盖，显然，并不仅限于上盖的情况，所述门盖相对于真空腔室还可以为侧开或下开等方式，这样的门盖装置和真空设备也在本发明的保护范围之内。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种门盖装置，包括：

门盖，

连杆，

位于所述连杆一端的铰链，

与所述连杆连接并驱动连杆绕所述铰链转动的驱动部件，

其特征在于，还包括：转动机构，所述连杆的另一端通过所述转动机构与所述门盖转动连接。

2.根据权利要求1所述的门盖装置，其特征在于，所述转动机构的转动轴与铰链轴的方向平行，所述门盖相对于连杆绕所述转动轴转动。

3.根据权利要求1或2所述的门盖装置，其特征在于，所述转动机构为双向式间歇运动机构。

4.根据权利要求3所述的门盖装置，其特征在于，所述双向式间歇运动机构为棘轮机构，所述棘轮机构包括棘轮和棘爪，所述棘爪与所述门盖连接，所述棘轮与所述连杆连接。

5.根据权利要求3所述的门盖装置，其特征在于，所述双向式间歇运动机构为槽轮机构、不完全齿轮机构或凸轮间歇运动机构。

6.根据权利要求1所述的门盖装置，其特征在于，所述转动机构的转动轴与铰链轴的方向垂直，所述门盖相对于连杆绕所述转动轴转动。

7.根据权利要求1所述的门盖装置，其特征在于，所述门盖的背向所述连杆的一面具有气体分配装置或溅射靶。

8.一种真空设备，其特征在于，包括：真空腔室，以及，如权利要求1至7任一项所述的门盖装置，所述门盖装置的门盖相对于真空腔室打开或闭合。

9.根据权利要求8所述的真空设备，其特征在于，所述门盖相对于真空腔室为上开、侧开或下开。

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