CN110291465B - 气动销举升装置和气动举升缸 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于移动并定位待处理基片的销举升装置(10)，包括气动驱动缸。所述气动驱动缸具有包围第一柱形内容积(25)的柱形壳体(21)和设置用于沿运动轴线移动且包括第一活塞(22)和第一活塞杆(23)的第一活塞组件。第一活塞(22)界定第一内容积(25)。第一活塞杆(23)从柱形壳体(21)突出，第一活塞组件可通过第一内容积(25)的压力施加被移入装载位置。该装置具有至少一个在纵轴线(L)方向上可平行移动的支承销(11)，支承销(11)连接至第一活塞杆(23)，支承销(11)可以通过第一活塞组件的运动而移动。驱动缸具有包括第二活塞(32)和第二活塞杆(33)的第二活塞组件。第二活塞(32)界定第二内容积(35)。第二活塞组件设置用于与第一活塞组件同轴地移动。第二活塞杆(33)的一端面朝向第一活塞(22)。第一和第二活塞组件如此布置，第一活塞(22)和第二活塞杆(33)在装载位置中不接触，第一活塞(22)和第二活塞杆(33)在加工位置中接触。

Description

气动销举升装置和气动举升缸
技术领域
本发明涉及气动销举升系统，其具有气动举升缸和至少一个与举升缸相连的且用于使基片在处理室内运动和定位的支承销，以及涉及具有可调节的止挡点的气动举升缸。
背景技术
也称为销举升器的销举升系统一般被设计和设置用于接纳且按规定定位要在处理室内加工的基片。它们尤其应用在IC、半导体、平板显示器或基片加工领域的真空室系统中，其必须在受保护大气中在尽量没有污染颗粒的情况下发生。
这样的真空室系统尤其包括至少一个为了容纳待加工或待制造的半导体元件或基片而设置的可抽真空的真空室，其具有至少一个真空室开口，半导体元件或其它基片可以经此被送入和送出真空室。例如在半导体晶圆或液晶基片的加工设备中，高度敏感的半导体元件或液晶元件依次经过多个加工真空室，在该加工真空室内，位于加工真空室内的零部件分别借助一个加工装置被加工。
这样的处理室通常具备至少一个传送阀，其横截面匹配于基片和机械手并且基片经由该传送阀被送入真空室，以及可能在规定加工之后可被取出。或者例如可以设置第二传送阀，加工后的基片经由第二传送阀被送出该室。
基片例如晶圆的引导例如以相应设计和控制的机械臂进行，机械臂可被引导经过处理室的可用传送阀提供的开口。处理室的装载于是借助用机械臂抓取基片、将基片置入处理室和在室内按规定安放基片进行。处理室的排空以相应的方式进行。
针对基片安放和为了基片在室内精确定位，必须保证比较高的精度和基片可运动性。为此采用如下销举升系统，其提供许多支承点用于基片和进而负载分布(基于基片自重)到整个基片上。
基片借助机械手被安放到升降系统的移出支承销上并通过销降低被放置在托座如电位板上。为此，一般承托基片的机械手移出所述室。销可以在基片安放后被进一步降低且于是与之分开地存在，即销与基片之间没有接触。在机械臂移出且室关闭(工艺气体被输入或抽空)后，执行加工步骤。作用于基片的小的力尤其在室内加工步骤执行之后且在随后抬升基片时是很有意义的。基片一般具有相对光滑的表面，其在安放时接触到托座并且放置在其上。由此，可能在尝试使基片脱离托座时因在基片和托座之间作用的负压导致一种附着，例如由空气夹杂引起。如果现在基片太快速地被挤压离开托座，则此时可能出现基片断裂，因为至少在某些支承点上未能克服或解除附着力。此外，当在支承销和基片之间出现接触状态时此时所出现的抵碰基片也可能导致不希望的应力(或断裂)。即，对基片的相应力作用是在室内基片操作时的一个重要因素。同时，除了待加工基片的尽量柔和爱护的操作外，应该实现也尽量短的加工时间。这意味着，该基片可以在室内被尽可能快速地置入规定状态即装卸位置和加工位置。为了避免例如在半导体晶圆加工时的不希望有的碰撞，US6,481,723B1提议使用特殊的停止装置代替在销举升器中的坚硬的运动止挡。可能有的硬塑料止挡在此应该被一个柔软构成的止挡件和一个硬止挡的组合替代，其中，为了运动限制而首先产生与柔软止挡件的接触，接着且相应阻尼地与硬止挡接触。
US6,646,857B2提出一种借助所掌握的出现的力控制升降运动。支承销在此可以根据所得到的力信号来运动，从而在支承销上的升降力总是相应计量可靠地作用于晶圆。
但上述两种做法提出通常涉及到升降装置控制的其它难题。例如，两件式止挡件无法单独提供晶片的期望柔和的抬升。为此，还需要相应调整的驱动装置控制。代替控制的调整也因额外成本带来更大复杂性并且例如无法识别系统中可能有的干扰(如出现的摩擦力)，而是一般试图“再调整”这种干扰。即，通过所提出的解决方案，一方面提供一种负载许多的系统，另一方面排除了可能的故障识别。用于在真空条件和所加电位下的加工过程的另一方面是受到电和/或磁干扰源的可能影响。在本文中，尤其也在销举升系统的设计中注意到可能对加工过程的影响。因此，例如US2005/0092438A1提出了一种升降装置，其支承销借助非导电材料可以与控制板电绝缘。但在此解决方案中还是不利的是，与电驱动装置连接的升降系统的一部分存在于处理室内，同时还可以形成相应的干扰作用。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种改进的销举升系统，其一方面避免基片的可控升起且还避免由系统决定的加工过程例如由电磁影响造成的潜在干扰。
此外，本发明的任务是提供这样改进的销举升系统，可以快速、无损地进行工件的按计划抬起。
本发明还基于如下任务，提供一种相应改进设计的驱动概念用于销升降装置。
本发明涉及一种用于销举升装置的驱动概念或者说直接涉及一种配备有它的销举升装置。提出了呈带有复位装置的气动(升降)缸形式的驱动装置。借助气动设计，相比于电动驱动装置避免了由电磁场引起的可能有的干扰影响。即，由此已提供一种在配备有它的真空室内的更可靠的加工过程。
与存在于真空处理室内的工件(基片)例如半导体晶圆的小心爱护的抬升的问题相关，与仍然尽量短暂的加工时间相结合地，本发明的解决方案规定了具有双活塞组件的举升缸。利用这种实施方式，可以分两个阶段实现关键的升降运动。在第一阶段中，基片以缓和且必要时递增的力作用比较缓慢地抬离支座。
该支座例如可以是平坦光滑板，也是光滑的基片在接触时与之结合，因为在两个接触面之间可能出现附着(例如因为出现的短程力如范德瓦尔力)，因而，基片只需付出一定力地又与支座分离。
第一抬升阶段被一直送至某个运动点，尤其直至基片完全与底座分开。随后进行转入较快速的第二运动阶段。该过渡点可由驱动装置(举升缸)的设计或调节来限定。
在第一阶段中，所述运动决定性地以举升缸的下活塞实现，在第二阶段中决定性地以上活塞实现。但活塞力作用也可以是阶段重叠的，即由下活塞造成的升降力不一定只造成第一运动阶段，而是也同时影响第二运动阶段。所述活塞尤其如此布置，两者沿同一运动轴线(例如与举升缸底面相关的中心法线)能在缸内运动。作用于两个活塞的力通过各自压力施加到相应配属于活塞的压力区(容积)来实现。该容积相互密封地存在，以便针对每个活塞调节出规定的升降力或升降力变化过程并且或许可以改变。这例如借助用于所述容积的例如带有在压缩空气通道中的可调活门的空气供应管路的相应设计进行。通过如此可调节的压缩空气进流，可以确定升降力变化。
在相同压力下的不同的升降力例如可通过不同的活塞面的设计来实现。
即，本发明涉及一种销举升装置尤其是销举升器，其用于待加工基片尤其是晶圆在真空室内的运动(升降)和定位(如安放在加工位置上)。
该销举升装置具有气动驱动缸，其具有包围第一柱形内容积的柱形壳体和沿着与纵轴线平行或同轴地延伸的运动轴线活动安置的包括第一活塞和第一活塞杆的第一活塞组件。该纵轴线由第一柱形内容积限定。第一活塞此时也界定第一内容积。第一活塞杆突出到柱形壳体外。第一活塞组件通过尤其在返回的零位上的第一内容积的压力施加可移动到移出的装载位置。
活塞和活塞杆尤其可以设计成一个零件即是一件式的。也可以想到两件式设计，其中该活塞杆例如与活塞螺纹连接。
该销举升装置还具有至少一个至少基本平行于或同轴地在纵轴线方向上可运动的支承销，其中该支承销连接至在位于柱形壳体外的第一活塞杆外端，且该支承销可以通过第一活塞组件的运动相应线性移动。
该驱动缸还具有包括第二活塞和接触面的第二活塞组件，其中该第二活塞界定由柱形壳体包围出的第二内容积，尤其是其中所述第一和第二内容积通过第二活塞相互分隔开。第二活塞组件至少基本与第一活塞组件的可运动性同轴运动地布置。所述接触面指向第一活塞。
第一活塞组件和第二活塞组件如此布置，第一活塞组件和接触面在装载位置中处于非接触状态，而第一活塞组件和接触面在移入的加工位置中相互接触。移入的加工位置尤其是处于其降至最远位置上的第二活塞的位置。在此位置上，第二内容积具有在第二活塞运动范围内最小的可能伸展尺寸。在一个实施方式中，第二活塞组件具有第二活塞杆并且第二活塞杆的一端面指向第一活塞组件。该端面此时形成第二活塞组件的接触面。所述第一活塞和第二活塞杆在装载位置中处于非接触状态并且在移入的加工位置中借助接触面接触。
在另一实施方式中，第一活塞杆可以如此形成，第一活塞杆与第一活塞杆外端对置的自由内端(位于壳体内)指向该接触面，其中，第一活塞杆和接触面在装载位置中处于非接触状态，且第一活塞杆和接触面在移入的加工位置中处于接触中。
尤其是，第一活塞杆可以设计成延伸穿过第一活塞并且在固定位置中尤其借助螺纹连接相对于第一活塞设置。
第二活塞组件的接触面尤其可以是指向第一活塞的第二活塞表面的一部分。在此实施方式中，第二活塞被设计成盘状柱形件。
在一个实施方式中，该驱动缸具有下(第二)压缩空气通道，其如此布置，第二下活塞组件和尤其是第一上活塞组件可以通过经由第二压缩空气通道的向第二内容积施加压力从移入的加工位置移动到过渡位置。即，下压缩空气通道连通至第二内容积并且允许压缩空气通入该容积中。
此外，该驱动缸具有上(第一)压缩空气通道，其如此布置，第一活塞组件可以通过经由第一压缩空气通道的对第一内容积的压力施加从过渡位置移动到移出的装载位置。即，上压缩空气通道连通至第一内容积并且允许压缩空气通入第一容积中。
在一个实施方式中，上压缩空气通道可进一步如此成形和布置，借助经由该通道的压缩空气通入可以使第一活塞从零位(即活塞在壳体内在降低的移入位置中处于一个止挡处)被升入或压入装载位置。
尤其是，该销举升装置具有控制用于第一和第二压缩空气通道的各自压缩空气控制件的控制单元，其中该控制单元具有特殊设计的用于使第一活塞组件运动到移出的装载位置的升降功能。在升降功能设计时，用于第二压缩空气通道的压缩空气控制件被控制，从而用于第二压缩空气通道的压缩空气控制件提供第二内容积的压力施加，随后用于第一压缩空气通道的压缩空气控制件被如此控制，即，它相对于第二内容积压力施加按规定错时地提供第一内容积的压力施加。错时取决于第二活塞到达过渡位置，或者在时间上控制地由升降功能规定。即，第一内容积的压力施加例如可以利用一个机构来启动，从而该机构只在到达过渡位置时才放开压力施加。所述时间控制例如能以电子方式进行，其中可以相应通断或控制一个压力阀。
根据本发明的一个实施方式，该驱动缸限定至少一个用于第一或第二活塞组件尤其是第一或第二活塞的运动的止挡点，其中该至少一个止挡点限定所述移出的装载位置、移入的加工位置或过渡位置。即，该止挡点表示用于至少其中一个活塞的在纵向上的运动限制。
尤其是，至少一个止挡点的位置在与纵轴线相关的规定止挡区内是可变的，尤其是其中该止挡区的延伸范围在纵轴线方向上至少为0.5毫米或1毫米。换言之，该止挡点可以在规定的范围内被调整移动。通过这种可调节性，例如可以调节出、限定且改变所述至少一个支承销的降低位置。相应地，在第一行程阶段与第二行程阶段之间可以有过渡点，即在哪个范围内应该进行基片的温和升起，从哪个点开始可以启动快速的升降运动。
在该装置的一个实施方式中，该壳体具有至少两个尤其是径向对置的缺口，其中该缺口穿透该壳体壁。所述缺口在平行于纵轴线的方向上的延伸范围限定了止挡区。
尤其是，该驱动缸具有至少一个就位在缺口内的止挡件、尤其是横梁，其在纵轴线方向上具有规定高度，其中该高度小于缺口延伸范围，并且驱动缸还具有至少一个与止挡件配合的调节机构。该止挡件优选位于第一或第二内容积中，由此针对第一和/或第二活塞的运动行程提供障碍。各自活塞于是尤其抵靠止挡件。在一个实施方式中，具有中心缺口的止挡件如此设计和布置，第一活塞杆或第二活塞杆穿过该中心缺口，进而远离止挡点地、尤其是以活塞长度错开地提供用于活塞杆端面运动的限制点。
或者，该止挡件例如可以设计成星形、六角形或孔板状，其中保证了止挡件在单位时间内被规定空气量环流或流过，尤其在已知的压差情况下。该壳体壁中的缺口可以相应对应设置。
该止挡件可以总体上抗转动安装。另外，该调节机构可以设计成带有内螺纹的环并且环绕安置在壳体外表面或壳体上。在本文中，该止挡件可以在缺口区域内具有与内螺纹相对应的一段外螺纹。于是，该止挡件如此成形，尤其就其与内容积或壳体的内径和/或外径相关的尺寸设定而言，即，该内螺纹与外螺纹配合。因而，该止挡件的外螺纹由此在环的内螺纹中延伸，其中该止挡件最好如此安装(在缺口中)，它不会绕纵轴线转动。止挡件的位置可以在此配置中在规定的止挡区内沿着平行于纵轴线延伸的调节轴线借助环的转动来改变和调节。在此情况下，可以相应调节所述至少一个止挡点。
规定的螺纹螺距确定了环转动每圈的沿着调节轴线的止挡件行程。
在一个实施方式中，该驱动缸可以具有至少一个复位功能，借此可提供复位力，该复位力作用于第一和/或第二活塞组件，其被压入移入的加工位置中。借助复位功能造成活塞可降低入缸中，尤其是在内容积中的内压降低时或者内容积排风时。复位功能可以设计成复位件且尤其是复位弹簧，其如此布置，即，复位力直接作用于第一活塞并且在第一活塞和接触面或第二活塞杆接触时直接作用于第二活塞组件。
替代地或附加地，复位功能可以设计成可控的、尤其是气动复位机构，其中作用于第一活塞的复位力可以通过压力施加尤其就其大小和变化过程而言被调节。在此，通过产生并增大在第一活塞行程中缩小的容积内的压力引发升降力的反作用力。
显然，销举升装置的气动驱动缸可以根据气动驱动缸的下述实施方式之一来改进。这尤其涉及用于调节止挡点的调节机构(如借助环)的实施方式。
本发明还涉及一种气动驱动缸且尤其是举升缸，其尤其用于销举升装置或销举升器或通用的驱动装置，具有一个包围第一柱形内容积的柱形壳体和沿着与纵轴线平行或同轴地延伸运动轴线活动安置的包括第一活塞和第一活塞杆的第一活塞组件。该纵轴线由第一柱形内容积限定。第一活塞界定第一内容积并且第一活塞杆突出到柱形壳体外。第一活塞组件可以通过第一内容积的压力施加移动到移出的装载位置。
该缸还具有设于位于柱形壳体外的第一活塞杆外端上的用于将第一活塞杆连接至借助驱动缸运动的部件且尤其是销举升装置支承销的联接件和包括第二活塞和接触面的第二活塞组件。第二活塞界定由柱形壳体包围出的第二内容积，尤其是其中第一和第二内容积通过第二活塞相互分隔开。第二活塞组件可以至少基本与第一活塞组件同轴运动地布置，尤其是第二活塞组件可以沿运动轴线运动。第二活塞组件的接触面朝向第一活塞，第二活塞组件和尤其是第一活塞组件可以通过对第二内容积的压力施加从移入的加工个位置移动到过渡位置。
第一活塞组件和第二活塞组件如此布置，第一活塞组件和接触面在移出的装载位置中处于非接触状态，并且第一活塞组件和接触面在移入的加工位置中处于接触中。根据本发明，该驱动缸具有至少一个用于限制第一和/或第二活塞组件的尤其是第一或第二活塞的运动行程的止挡点，其中所述至少一个止挡点限定移出的装载位置、移入的加工个位置和/或过渡位置。所述至少一个止挡点的位置在规定的止挡区内与纵轴线相关地可改变，尤其在这里，该止挡区的延伸范围沿与纵轴线平行延伸的调节轴线至少是0.5毫米或1毫米。
在该缸的一个实施方式中，第二活塞组件具有第二活塞杆并且第二活塞杆的一端面指向第一活塞组件。该端面在此形成第二活塞组件的接触面。第一活塞和第二活塞杆在装载位置中处于非接触状态并且在移入的加工位置中借助接触面接触。
在另一实施方式中，第一活塞杆可以如此形成，第一活塞杆的与第一活塞杆的外端对置的自由内端(位于壳体内)指向该接触面，其中，第一活塞杆和接触面在装载位置中处于非接触状态，而第一活塞杆和接触面在移入的加工位置中处于接触中。
尤其是第一活塞杆可设计成延伸穿过第一活塞并且在固定位置中尤其借助螺纹连接相对于第一活塞安置。
第二活塞组件的接触面尤其可以是指向第一活塞的第二活塞表面的一部分。在此实施方式中，第二活塞被设计成盘状柱形件。
在该缸的一个实施方式中，该壳体可以具有至少两个尤其径向对置的缺口，其中该缺口穿透壳体壁，并且沿调节轴线的缺口延伸范围限定了止挡区。
尤其是，该驱动缸具有至少一个设于缺口中的止挡件、尤其是横梁，其在调节轴线方向上具有规定高度，其中该高度小于缺口的延伸范围。于是，该驱动缸还可以具有至少一个与止挡件配合的调节机构。
根据一个实施方式，该调节机构能设计成带有内螺纹的环状并且布置在壳体外表面上。该止挡件可以在该缺口区域内具有与内螺纹相对应的一段外螺纹，且该止挡件还可以如此形成，尤其就其与内容积或壳体的内径和/或外径相关的尺寸设定而言，内螺纹与外螺纹相配合。止挡件的位置由此可以在规定的止挡区内沿着调节轴线通过环的转动来改变和调节，其中，所述至少一个止挡点是可调的。在另一个实施方式中，该驱动缸具有至少一个复位功能，可以借此提供复位力，该复位力作用于第一和/或第二活塞组件，从而它被压入移入的加工位置中。
复位功能可以设计成复位件尤其是复位弹簧状，其如此布置，即，复位力直接作用于第一活塞，并且在第一活塞和接触面或第二活塞杆接触时间接作用于第二活塞组件。
替代地或附加地，该驱动缸的复位功能可以设计成可控的尤其是气动的复位机构，其中，作用于第一活塞的复位力可以通过压力施加尤其与其数值和变化过程相关地被调节。在此，通过产生并增大在第一活塞移动时缩小的容积内的压力，引起升降力的反作用力。
在驱动缸的一个实施方式中，该缸具有下(第二)压缩空气通道，其如此布置，即，第二下活塞组件和尤其是第一上活塞组件通过经由该第二压缩空气通道对第二内容积施加压力而从移入的加工位置可移动到过渡位置。即，下压缩空气通道连通至第二内容积并且允许将压缩空气通入该容积中。
此外，该驱动缸具有上(第一)压缩空气通道，其如此布置，即，第一活塞组件通过经由第一压缩空气通道对第一内容积施加压力而可以从过渡位置移动到移出的装载位置。即，上压缩空气通道连通至第一内容积并且允许将压缩空气通入第一容积。在一个实施方式中，上压缩空气通道还可以如此成形和布置，即，借助经由该通道的压缩空气通入而可以将第一活塞从零位(即活塞在壳体内在降低的移入位置中处于一止挡处)提升或压入装载位置。
附图说明
以下，结合如图示意所示的具体实施例来单纯举例详述根据本发明的装置，在此也介绍本发明的其它优点，具体示出了：
图1示出具有本发明升降装置的晶圆真空加工装置的一个实施方式的示意图，
图2a至图2c以横剖视图示出用于根据本发明的销举升装置的一个实施方式，
图3a至图3c以横剖视图示出根据本发明的驱动缸或举升缸的一个实施方式；
图4以立体图示出根据本发明的驱动缸或举升缸的另一实施方式，
图5以横剖视图示出根据本发明的驱动缸或举升缸的另一实施方式。
具体实施方式
图1示意性示出用于在真空条件下加工半导体晶圆1的工艺过程结构。晶圆1借助第一机械臂2经由第一真空传送阀5a被送入真空室4。在那里，机械臂2容许晶圆1安放在销举升装置的伸出的支承销7(在此示出三个销)上。晶圆1如图所示一般安放在机械臂上或安放在设于机械臂2、3的承托装置上。在晶圆1放置在销7上之后，机械臂从室4被引出，传送阀5a被关闭并且销7降低。这借助驱动缸或举升缸6进行，其连接至三个销7且因此提供销7的共同运动。晶圆1由此被安放在所示的四个承托件8上。驱动缸或举升缸6与相连的销一起形成本发明的销举升装置。用以下的图来详述这些部件的结构和功能。
在此状态中进行晶圆1在真空条件下且尤其在规定的气氛中(即规定的工艺气体)按计划的加工(如涂覆)。室4为此连接至真空泵且优选连接至真空控制阀以控制室压(未示出)。
在加工之后进行又借助销举升装置的晶圆1升起至取出位置。接着，借助第二机械臂3，晶圆1经由第二传送阀5b被取出。或者，可以仅用一个机械臂设计加工过程，其中，装载和取出于是可以通过一个单独的传送阀进行。
图2a至图2c以横截面图示出了用于本发明的销举升装置10的一个实施方式。在三个不同状态中示出了装置10。
图2a示出处于移入的加工位置中的装置10，在该位置中一般进行用该装置引导和安放的基片的加工。在加工位置中，装置10的出于概览考虑而在此仅示出其中一个的支承销11尽可能地降低。参照一个所示销11的说明可以相应套用到其它设置的销。销举升装置10尤其具有按照星形布置的三个支承销11。在所示实施方式中，销11的借此在升降范围内接触基片的接触区11到达与室壁12的表面或用于基片的底座12相同的水平高度。
销11就气压而言通过各自的联接件13与外侧室区A分隔开。即，销11位于室内大气K中。接合件12为此具有囊，其在真空屏蔽的同时提供销11在z方向上的运动。代替囊解决方案，该联接件也可以具有移动贯通机构或者其它真空密封的贯通机构(未示出)。
支承销11借助联接件14连接至第一上活塞组件。在此，联接件14与活塞组件的活塞杆23的外端螺纹拧紧。活塞组件在z向上的运动可以相应使销11共同运动。
第一活塞组件还具有活塞22，它联接至活塞杆23，在此是一体式构成。第一活塞组件设置在驱动缸(举升缸)的壳体21内。壳体21优选如此设计，提供呈柱形形成的内壁并且活塞22可以沿着由此限定的纵轴线L(在z方向上和与z方向相反)在壳体21内运动。活塞杆23延伸穿过壳体21的上壁21'(如一体式构成的或旋拧上的盖)并且也可以与活塞22相应地沿纵轴线L运动。
第一活塞22具备密封件24，密封件位于活塞22与壳体21内壁之间并提供用于第一上内容积25的第一气压密封。密封件24例如可以设计成z形密封唇，由此可以提供对内壁的按规定的恒定压紧力。
第一内容积25的大小由壳体21的内径或缸底面和第一活塞22与第二下活塞32之间的距离限定。
第一容积25因而是一个可变的、与第一活塞22的和/或第二活塞32沿纵轴线L的定位相关地就其空间伸展尺寸而言是可变的容积。换言之，两个活塞22、32之间的距离被缩小，因而容积25的伸展尺寸相应减小，而如果该距离被增大，则容积25也相应增大。
第二活塞32将第一内容积25与第二内容积35分隔开。第二活塞32是第二活塞组件的一部分，其也可沿纵轴线L运动。第二活塞32也具备密封件，密封件例如以z形密封唇形式围绕活塞32设置，由此提供作用于内壁的按照规定的恒定压紧力。第二内容积35如图所示由第二活塞32和壳体21的底面21'界定。
在所示的驱动位置即移入的加工位置中，第二活塞杆33与第一活塞22处于接触中。如图2c和图3c所示，此时一个配属于第二活塞组件的接触面33a与第一活塞22处于接触中。接触面33a在此情况下形成第二活塞杆33的端头。复位弹簧26所造成的复位力使得第一活塞22和进而整个第一活塞组件被向下压(与所示z方向相反)，并且借助第一活塞组件因与第二活塞组件接触而也相应地对第二活塞组件施力。在此加工位置中，在两个内容积25和35中不存在气压压力施加或者说内压低到该复位力还是能实现两个活塞组件的所示定位。
下第二活塞32在加工位置中抵触一个止挡41且此时位于最低的零点位置。止挡41设计成横梁且横向延伸经过壳体21的内径且进一步延伸入设于壳体壁内的两个对置缺口。存在于第二内容积中的横梁41可以被空气自由环流。这尤其也从图3a至图3c中能看到。类似构成的第二止挡42设置在第一和第二活塞22、32之间。止挡42一方面形成用于第二活塞32从移入的加工位置到过渡位置的运动的止挡点。第二止挡42通过其沿纵轴线L的位置限定过渡位置。
在所示实施方式中，第一止挡41和第二止挡42的沿纵轴线L的定位是可变的。止挡41、42的位置的可调节性借助各自的调节环43、44来提供。横梁41、42为此在其处于缺口内的梁端具有一段外螺纹，环43、44优选分别具有环绕的内螺纹。环43、44被安置到壳体21上且相对于缺口被调整，使得环43、44的内螺纹与横梁41、42的外螺纹部分配合。环43、44还用壳体21密封。所述密封在此由围绕该环的O形环(例如用45标示其中一个O形环)提供，O形环被装配入相应的槽中。即，O形环存在于环43、44与壳体壁之间。O形环优选涂有油脂以实现环43、44的一致的可运动性(转动运动)。
该密封一般可以由特氟隆(PTFE)、FKM、FFKM或其混合形式构成。密封的润滑可以由油脂提供。替代地或附加地，该密封件(如O形环)和/或密封面(如槽)可以具有特殊涂层以同时用于所述环的轻巧的可运动性和所需的密封作用。该密封例如可被联接如硫化至所述环或壳体。
通过其中一个环43、44的转动，因内螺纹与外螺纹啮合，在平行于纵轴线L的方向上使各自止挡41、42的位置移动。即，止挡的位置可以在缺口延伸范围内变化和调节，在此保持保证了驱动缸密封性并且不会介入缸内。
例如，通过下环41的转动可以调节移入的加工位置(零点位置)，由此调节支承销11在板12中的降低程度。图2b示出处于过渡状态的销举升装置10，即，第二下活塞32借助第二容积35的压力施加被置入过渡位置。在此情况下，活塞32到达可借助横梁42来限定和相应调节的另一个止挡点。第二活塞杆33延伸穿过相应设于横梁42中的贯通口(缺口)。
活塞组件移入过渡位置通过提高第二内容积35中的内压进行。压缩空气通过与第二内容积35连通的压缩空气通道27被引入且造成克服弹簧26的复位力地抬升第二活塞组件。即，线性活塞运动可以通过作用于第二活塞32的压力来实现。第一活塞组件此时借助第二活塞杆33相应地在z方向上共同运动。
在此，该过渡位置对应于第二活塞32在z方向上的最远可能运动。该过渡位置又可以通过止挡42和环44来调节。
用于自零点位置到过渡位置的运动的按照规定的运动变化过程可以通过有目的的压力变化或压力施加来调节。例如第二内容积35中的压力被缓慢升高，以便可以首先比较缓慢地且接着以规定的速度递增进行支承销11的移出和有意识的基片抬升。销11首先缓慢移出可以造成小心爱护地抬起基片并且无损地克服或许出现的附着力(如因为空气夹杂)。为了通过第二活塞组件被移动的第一活塞组件的(被动)升降运动，第一内容积25可以位于通风调节状况中。但是，第一内容积25的伸展尺寸一般在此步骤中本来就基本保持恒定，仅壳体21内的容积25的位置变化。除了这种基片的小心爱护的操作外，在真空室内的晶圆加工中，流通量即加工步骤所需的时间也是一个重要因素。因此，本发明提出一种用于销举升器的解决方案，其一方面提供一种相应小心的基片操作(见上)并且在另一侧允许基片在取出位置或装载位置上的比较快速的定位。这两个因素由两级驱动概念满足。
在第二级中，如图2c所示地进行从过渡位置到移出的装载位置的状态过渡。第二活塞32的调节在此情况下保持不变。通过另一个压力通道28，第一内容积25承受高压。第一活塞22由此在z方向上被进一步压迫且抬离第二活塞杆33。于是，第一活塞22和第二活塞杆处于非接触状态。第二活塞22的运动又由一个固定止挡46界定。在此，弹簧26尤其处于完全压缩状态。第一容积25在此最好承受比第二容积35更大的压力升高，以实现销11的更快速抬起。这可以在了个压力通道处有相同的输入压力情况下例如借助相应较大的流通阻隔来获得。显然，固定止挡46体现了一种单纯的设计变型，止挡46或者也可与所示的可调止挡对应地来设计。相反，本发明也涉及一种驱动缸，在此，仅可以调节其中一个预定的止挡点。第一容积25的压力施加或是在到达过渡位置后进行，或是在时间上与第二容积25的压力施加重叠地进行，从而可以获得组合的且相应快速的支承销11运动。压力施加的控制可以借助例如电子控制装置或借助切换转接器来执行，切换转接器在达到规定压力时切换接受气压的压力通道。在壳体21的上部中设有排气和通气通道，它防止在第一活塞22上方出现高压或负压并因此允许第一活塞组件顺利运动。两个活塞件尤其在经过过渡位置情况下复位至移入的加工位置通过被监控的且或许可控的两个内容积25、35的排气进行。
图3a至图3c示出用于根据本发明驱动缸50(举升缸)的一个实施方式，其中该缸的结构类似于图2a至图2c的缸。相同的附图标记相应标示相同的或作用相同的零部件。也在三个不同的位置中示出了驱动缸50，即，在移入的加工位置(图3a)，在过渡位置(图3b)和在移出的装载位置(图3c)。对销举升器的这几个位置和可借此执行的图2a至图2c的升降过程的说明可相应地套用到驱动缸50上。
驱动缸50可被用于许多不同的驱动概念。
缸50尤其可以设置在以上所示的销举升装置中。
图4以立体图示出本发明的举升缸50(驱动缸)的另一实施方式。作用方式基本对应于之前针对图2c至图3c所述内容。相同的附图标记又相应标示驱动装置50的相同的或作用相同的零部件。在此进一步示出了根据本发明的用于两个止挡41、42(横梁)的位置的调节机构，其由两个止挡件41或42和与之配合的调节环43、44构成。在所示实施方式中，止挡件41、42在其对置两(短)端分别具有带有规定螺距的一段外螺纹47、48。如图所示，止挡件41、42的端头延伸入壳体21的各自缺口中并且被不可转动地保持在其中。在此呈调节环43、44形式的两个调节件43、44具有各自环绕的且与外螺纹47、48对应的内螺纹37、38。换言之，该环的内螺纹37和38啮合止挡件的外螺纹47、48并且允许通过环的转动沿纵轴线L竖向调节止挡件。
两个调节机构中的至少一个如此设计，存在相关止挡件的超出至少±1毫米或±2毫米的可变的定位可能性。此外，两个调节机构中的至少一个可以设计成是自锁的。
图5示出本发明的升降装置的或其驱动装置的另一实施方式。壳体21又具有第一活塞22和第二活塞32，它们分别借助容积25、35的压力施加在壳体中可轴向移动。
止挡件52提供用于由第二活塞32启动的运动过渡到由第一活塞22统管的运动过程的止挡点。调节环53容许轴向调节该止挡件52的位置。在此实施方式中，第一活塞杆23延伸穿过第一活塞22并且在在此所示的加工位置中接触第二活塞32的接触面33a。第二活塞组件在此没有第二活塞杆也行。第一活塞22与第一活塞杆23螺纹拧紧。
第一活塞杆23延伸超出壳体21并且可在壳体21外与销举升器的支承销相连。
该支承销尤其布置在活塞杆23的轴向延长部中。
显然，所示的附图仅示意性示出可能的实施例。根据本发明，不同的做法也可相互组合及与现有技术的用于在真空处理室内加工基片的装置组合。

Claims (23)

1.一种销举升装置(10)，用于待加工的基片(1)的运动和定位，该销举升装置具有：
·气动驱动缸(6,50)，该气动驱动缸具有：
ο柱形壳体(21)，该柱形壳体包围第一柱形内容积(25)，和
ο第一活塞组件，该第一活塞组件沿着与纵轴线(L)平行或同轴地延伸的运动轴线活动安置且包括第一活塞(22)和第一活塞杆(23)，其中，
·所述纵轴线(L)由所述第一柱形内容积(25)限定，
·所述第一活塞(22)界定所述第一柱形内容积(25)，
·所述第一活塞杆(23)从所述柱形壳体(21)突出，并且
·所述第一活塞组件能通过向所述第一柱形内容积(25)施加压力而移动到移出的装载位置中，和
·至少一个在所述纵轴线(L)的方向上至少基本平行或同轴地活动的支承销(7,11)，其中，
ο所述支承销(7,11)连接至位于所述柱形壳体(21)外的所述第一活塞杆(23)的外端，
ο所述支承销(7,11)能通过所述第一活塞组件的运动而线性运动，
其特征是，
·所述驱动缸(6,50)具有包括第二活塞(32)和接触面(33a)的第二活塞组件，其中，
ο所述第二活塞(32)界定由所述柱形壳体(21)包围的第二内容积(35)，
ο所述第二活塞组件至少基本与所述第一活塞组件同轴地活动安置，并且
ο所述第二活塞组件的所述接触面(33a)指向所述第一活塞(22)的方向，并且
·所述第一活塞组件和所述第二活塞组件如此布置，使得
ο所述第一活塞组件和所述接触面(33a)在装载位置中处于非接触状态，并且
ο所述第一活塞组件和所述接触面(33a)在移入的加工位置中处于接触中。
2.根据权利要求1所述的销举升装置(10)，其特征是，
·所述驱动缸(6,50)具有第二压缩空气通道(27)，该第二压缩空气通道如此布置，即所述第二活塞组件通过经由所述第二压缩空气通道(27)的向所述第二内容积(35)的压力施加而能从移入的加工位置移动到过渡位置，并且
·所述驱动缸(6,50)具有第一压缩空气通道(28)，该第一压缩空气通道如此布置，即所述第一活塞组件通过经由所述第一压缩空气通道(28)的向所述第一柱形内容积(25)的压力施加而能从所述过渡位置移动到移出的装载位置。
3.根据权利要求2所述的销举升装置(10)，其特征是，所述销举升装置(10)具有控制单元，用于控制所述第一压缩空气通道和所述第二压缩空气通道各自的压缩空气控制件，所述控制单元具有如此配置的用于使所述第一活塞组件运动到移出的装载位置的升降功能，从而在其执行时，
·用于所述第二压缩空气通道(27)的所述压缩空气控制件提供对所述第二内容积(35)的压力施加，
·随后，用于所述第一压缩空气通道(28)的所述压缩空气控制件相对于象所述第二内容积(35)的压力施加按规定错时地提供对所述第一柱形内容积(25)的压力施加，其中所述错时
·取决于以所述第二活塞(32)到达所述过渡位置，或者
·在时间上控制地由所述升降功能规定。
4.根据权利要求2或3所述的销举升装置(10)，其特征是，
·所述驱动缸(6,50)限定用于所述第一活塞组件或所述第二活塞组件的运动的至少一个止挡点，其中所述至少一个止挡点限定所述移出的装载位置、所述移入的加工位置和/或所述过渡位置，并且
·所述至少一个止挡点的位置能够在规定的止挡区内沿着至少基本平行于纵轴线(L)延伸的调节轴线改变。
5.根据权利要求4所述的销举升装置(10)，其特征是，
·所述壳体(21)具有在径向上对置的至少两个缺口，其中所述缺口穿透壳体壁，并且
·所述缺口沿所述调节轴线的延伸范围限定所述止挡区。
6.根据权利要求5所述的销举升装置(10)，其特征是，所述驱动缸(6,50)具有
·至少一个设于所述缺口内的止挡件(41,42,52)，其在所述调节轴线的方向上具有规定的高度，所述高度小于所述缺口的延伸范围，和
·至少一个与所述止挡件(41,42,52)配合的调节机构(43,44,53)。
7.根据权利要求6所述的销举升装置(10)，其特征是，
·所述调节机构(43,44,53)被设计成带有内螺纹(37,38)的环并且安置在壳体外表面上，
·所述止挡件(41,42,52)在所述缺口的区域内具有与所述内螺纹(37,38)相对应的一段外螺纹(47,48)，并且所述止挡件(41,42,52)如此形成，所述内螺纹(37,38)与所述外螺纹(47,48)配合，并且
·在所述规定的止挡区内的所述止挡件(41,42)的位置能沿所述调节轴线借助所述环(43,44,53)的转动来改变，其中所述至少一个止挡点是可调节的。
8.根据权利要求1所述的销举升装置(10)，其特征是，所述驱动缸(6,50)具有至少一个复位功能，借此能提供复位力，该复位力作用于所述第一活塞组件和/或第二活塞组件，使得其被压入所述移入的加工位置中。
9.根据权利要求1所述的销举升装置(10)，其特征是，
·所述第二活塞组件具有第二活塞杆(33)，
·所述第二活塞杆(33)的端面指向所述第一活塞组件的方向，并且
·所述端面代表接触面(33a)，其中，
·所述第一活塞(22)和所述第二活塞杆(33)在所述装载位置中处于非接触状态，
·所述第一活塞(22)和所述第二活塞杆(33)在所述移入的加工位置中处于接触中，和/或
·所述第一活塞杆(23)如此形成，即所述第一活塞杆的与所述第一活塞杆(23)的外端对置的自由内端(33)指向所述接触面(33a)的方向，其中，
ο所述第一活塞杆(23)和所述接触面(33a)在所述装载位置中处于非接触状态，
ο所述第一活塞杆(23)和所述接触面(33a)在所述移入的加工位置中处于接触中。
10.根据权利要求1所述的销举升装置(10)，其特征是，所述驱动缸(6,50)根据权利要求14至23中任一项来构成。
11.根据权利要求1所述的销举升装置(10)，其特征是，所述第一柱形内容积和第二内容积被所述第二活塞(32)相互分隔开。
12.根据权利要求4所述的销举升装置(10)，其特征是，
·所述驱动缸(6,50)限定用于所述第一活塞或所述第二活塞的运动的至少一个止挡点。
13.根据权利要求8所述的销举升装置(10)，其特征是，所述复位功能被设计成
·复位弹簧，其布置成使得所述复位力作用于所述第一活塞(22)，或
·可控的气动的复位机构，其中作用于所述第一活塞(22)的所述复位力能通过压力施加进行调节。
14.一种气动驱动缸(6,50)，具有：
·包围第一柱形内容积(25)的柱形壳体(21)，和
·沿着与纵轴线(L)平行或同轴延伸的运动轴线活动安置的第一活塞组件，该第一活塞组件包括第一活塞(22)和第一活塞杆(23)，其中
ο所述纵轴线(L)由所述第一柱形内容积(25)限定，
ο所述第一活塞(22)界定所述第一柱形内容积(25)，
ο所述第一活塞杆(23)从所述柱形壳体(21)突出，并且
ο所述第一活塞组件通过对所述第一柱形内容积(25)的压力施加能移动至移出的装载位置中，和
·联接件，该联接件设于位于所述柱形壳体(21)外的所述第一活塞杆(23)的外端上，用于将所述第一活塞杆(23)连接至要借助所述驱动缸(6,50)运动的部件(11,13)，和
·包括第二活塞(32)和接触面(33a)的第二活塞组件，其中
ο所述第二活塞(32)界定由所述柱形壳体(21)包围的第二内容积(35)，
ο所述第二活塞组件至少基本与所述第一活塞组件同轴运动地设置，
ο所述接触面(33a)指向所述第一活塞(22)的方向，并且
ο所述第二活塞组件能通过对所述第二内容积(35)的压力施加而从移入的加工位置移动到过渡位置，其中所述第一活塞组件和所述第二活塞组件如此布置，使得
·所述第一活塞组件和所述接触面(33a)在移出的装载位置中处于非接触状态，并且
·所述第一活塞组件和所述接触面(33a)在移入的加工位置中处于接触中，
其特征是，
·所述驱动缸(6,50)具有用于限定所述第一活塞组件和/或所述第二活塞组件的运动行程的至少一个止挡点，其中所述至少一个止挡点限定所述移出的装载位置、所述移入的加工位置和/或所述过渡位置，
·所述至少一个止挡点的位置在规定的止挡区内能沿着基本平行于所述纵轴线(L)延伸的调节轴线来改变。
15.根据权利要求14所述的气动驱动缸(6,50)，其特征是，
·所述第二活塞组件具有第二活塞杆(33)，
·所述第二活塞杆(33)的一端面指向第一活塞组件的方向，并且
·所述端面代表所述接触面(33a)，其中
·所述第一活塞(22)和所述第二活塞杆(33)在所述装载位置中处于非接触状态，和
·所述第一活塞(22)和所述第二活塞杆(33)在所述移入的加工位置中处于接触中。
16.根据权利要求14或15所述的气动驱动缸(6,50)，其特征是，所述第一活塞杆(23)如此形成，使得所述第一活塞杆(33)的与所述第一活塞杆(23)的外端对置的自由内端指向所述接触面(33a)的方向，其中，
·所述第一活塞杆(23)和所述接触面(33a)在所述装载位置中处于非接触状态，并且
·所述第一活塞杆(23)和所述接触面(33a)在移入的加工位置中处于接触中。
17.根据权利要求14所述的气动驱动缸(6,50)，其特征是，
·所述壳体(21)具有至少两个径向对置的缺口，其中所述缺口穿透所述壳体壁，并且
·所述缺口沿所述调节轴线的延伸范围限定所述止挡区。
18.根据权利要求17所述的气动驱动缸(6,50)，其特征是，所述驱动缸(6,50)具有
·至少一个设于所述缺口内的止挡件(41,42,52)，其在所述调节轴线的方向上具有规定的高度，其中该高度小于所述缺口的延伸范围，和
·至少一个与所述止挡件(41,42,52)配合的调节机构(43,44,53)。
19.根据权利要求18所述的气动驱动缸(6,50)，其特征是，
·所述调节机构(43,44,53)被设计成带有内螺纹(37,38)的环并且安置在壳体外表面上，
·所述止挡件(41,42,52)在所述缺口的区域中具有与所述内螺纹(37,38)对应的一段外螺纹(47,48)并且所述止挡件(41,42,52)如此形成，所述内螺纹(37,38)与所述外螺纹(47,48)配合，并且
·所述止挡件(41,42)的位置能够在规定的止挡区内沿着所述调节轴线借助所述环(43,44,53)的转动而改变和调节，其中所述至少一个止挡点是能够调节的。
20.根据权利要求14所述的气动驱动缸(6,50)，其特征是，所述驱动缸(6,50)具有至少一个复位功能，借此能提供复位力，该复位力作用于所述第一活塞组件和/或所述第二活塞组件，从而将其压入移入的加工位置。
21.根据权利要求14所述的气动驱动缸(6,50)，其特征是，
·所述驱动缸(6,50)具有第一压缩空气通道(28)，所述第一压缩空气通道如此布置，使得所述第一活塞组件能通过经由所述第一压缩空气通道(28)的向所述第一柱形内容积(25)的压力施加而从所述过渡位置移动到所述移出的装载位置，并且
·所述驱动缸(6,50)具有第二压缩空气通道(27)，该第二压缩空气通道如此布置，使得所述第二活塞组件能通过经由所述第二压缩空气通道(27)的向所述第二内容积(35)的压力施加而从所述移入的加工位置移动到过渡位置。
22.根据权利要求14所述的气动驱动缸(6,50)，其特征是，
所述第一柱形内容积和所述第二内容积通过所述第二活塞(32)被相互分隔开。
23.根据权利要求20所述的气动驱动缸(6,50)，其特征是，所述复位功能被设计成
·复位弹簧，其如此布置，使得所述复位力作用于所述第一活塞，或
·可控的气动的复位机构，其中作用于所述第一活塞的所述复位力通过压力施加是可调的。
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