CN112234021A - 载板升降装置和硅片处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种载板升降装置和硅片处理设备，载板升降装置包括：安装座；第一驱动机构，设置于安装座上，第一驱动机构上设置有适于放置载板的基座，第一驱动机构驱动基座相对安装座运动；顶升部，与基座滑动相连接；第二驱动机构，与第一驱动机构相连接，第二驱动机构随同基座同步运动；第二驱动机构上设置有推动部，第二驱动机构驱动推动部推动顶升部相对基座运动。通过将第二驱动机构与第一驱动机构相连接，优化了第一驱动机构和第二驱动机构之间的结构关系，使第二驱动机构可以随同基座的升降同步升降，以实现协同工作。进而实现提升载板升降装置工作效率，降低应用该载板升降装置的生产线的成本预算，提升气密可靠性的技术效果。

Description

载板升降装置和硅片处理设备

技术领域

本发明涉及光伏设备技术领域，具体而言，涉及一种载板升降装置和一种硅片处理设备。

背景技术

等离子体增强化学的气象沉积法(PECVD，Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition)是太阳能和半导体所广泛应用的薄膜制备方法，尤其是太阳能行业对平板式PECVD尺寸要求越来越大，对单机产能要求也越来越高。平板式PECVD系统通常包括具备真空传输机械手的传输腔、多个相同制成工艺或者不同制成工艺的工艺反应腔、基板装卸载腔、预热处理腔、冷却腔等。如何快速完成各处理腔尤其是工艺反应腔基板的传输并到达工作工位是提升设备利用率提高产能的重要途径和关键环节。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一方面提出一种载板升降装置。

本发明的第二方面提出一种硅片处理设备。

有鉴于此，本发明的第一方面提供了一种载板升降装置，载板升降装置包括：安装座；第一驱动机构，设置于安装座上，第一驱动机构上设置有适于放置载板的基座，第一驱动机构驱动基座相对安装座运动；顶升部，与基座滑动相连接；第二驱动机构，与第一驱动机构相连接，第二驱动机构随同基座同步运动；第二驱动机构上设置有推动部，第二驱动机构驱动推动部推动顶升部相对基座运动。

在该技术方案中，限定了一种载板升降装置，该载板升降装置用于在加工工件的过程中将装有工件的载板提升或降低至预定工位，以满足工件在加工过程中的位置需求，其中工件优选为硅片。载板升降装置包括安装座、第一驱动机构、顶升部和第二驱动机构。安装座为载板升降装置的主体框架结构，用于定位和支撑载板升降装置上的其他结构。第一驱动机构设置在安装座上，第一驱动机构用于驱动其上设置的基座相对安装座上升或降低，以实现基座的升降。顶升部为设置在基座上的二段推进结构，用于在基座平面的基础上进一步推动载板运动，顶升部与基座滑动相连接。第二驱动机构与第一驱动机构相连接，具体可与基座或第一驱动机构上与基座同步运动的结构相连接，以确保第二驱动机构可以随同基座同步升降，第二驱动机构上设置有推动部，第二驱动机构可驱动推动部推动顶升部以使顶升部相对基座滑动。综合来说，第一驱动机构驱动基座相对安装座运动，第二驱动机构在与基座同步运动的基础上通过驱动推动部推动顶升部使顶升部相对基座运动。

通过为基座和顶升部分别设置独立的第一驱动机构和第二驱动机构，可以显著提升基座和顶升部的工作效率，相较于通过设置固定的行程限位机构来推动顶升部运动的方案来说，为顶升部设置独立的第二驱动机构可以解放顶升部的行程限制，使载板升降装置可以满足较为复杂的工况，高效完成基板上工匠的装卸。从整个生产线的角度来说，通过设置第一驱动机构和第二驱动机构，可以使载板在不同的高度装载和卸载硅片，使载板可主动迎合硅片装夹机械臂的高度需求，从而免去为机械臂设置升降机构，进而缩减成本提升硅片装卸效率。

通过将第二驱动机构与第一驱动机构相连接，进一步优化了第一驱动机构和第二驱动机构之间的结构关系，使第二驱动机构可以随同基座的升降同步升降，以实现协同工作。相较于基座和推动部分别独立控制的方案来说：一方面同步运动的第二驱动机构可以显著降低基座与推动部之间的干涉可能性，并降低推动部的控制难度，精简控制程序；另一方面，设置与基座同步运动的第二驱动机构可以降低密封波纹管的布置难度，缩减密封波纹管的运动总长，从而提升密封可靠性。进而实现优化载板升降装置结构，提升载板升降装置工作效率，提升产品适用范围，降低应用该载板升降装置的生产线的成本预算，提升气密可靠性的技术效果。

具体地，顶升部优选为顶销，基座上设置有通孔，并在通孔上设置与顶销外部轮廓相匹配的定位槽。在推动部未推动顶销时，部分顶销暴露在基座外部，当推动部推动上述暴露在外部的顶销时，顶销相对基座升起，以推动基座上的载板相对基座升起。

另外，本发明提供的上述载板升降装置还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，第一驱动机构包括：定位板，第二驱动机构与定位板相连接；第一支撑轴，第一支撑轴的两端分别连接定位板和基座；第一驱动部，设置于安装座上，第一驱动部与定位板相连接，第一驱动部驱动定位板相对安装座运动。

在该技术方案中，对第一驱动机构的结构做出了具体限定。第一驱动机构包括定位板、第一支撑轴、和第一驱动部。第一驱动部设置在安装座上，定位板与第一驱动部相连接，以通过第一驱动部驱动定位板升降。第一支撑轴连接基座和定位板，在支撑基座以保证基座平稳的同时传递运动趋势，使基座随同定位板相对安装座同步升降，第二驱动机构与定位板相连接。工作过程中，第一驱动部驱动定位板升降，定位板带动第二驱动机构和第一支撑柱升降，第一支撑柱带动基座同步升降。通过设置定位板一方面可以便于第一支撑轴的布置，确保第一支撑轴可以平稳支撑基座，以避免基座倾斜。另一方面可以借助定位板为第二驱动机构流出足够的布置空间，使第二驱动机构随同定位板同步升降并精简结构。进而实现优化第一驱动机构结构，提升基座升降可靠性的技术效果。

具体地，第一支撑轴为多个，多个第一支撑轴在定位板上均匀分布，通过设置多个第一支撑轴一方面可以降低每个支撑轴所承受的压力，避免支撑轴弯折，另一方面可以确保基座表面与水平面齐平，从而提升硅片加工的可靠性，提升硅片品质。

在上述任一技术方案中，优选地，推动部位于基座和定位板之间，第二驱动机构包括：第二支撑轴，与推动部相连接；第二驱动部，设置于定位板上，第二驱动部与第二支撑轴相连接，第二驱动部驱动推动部相对定位板运动。

在该技术方案中，推动部设置在基座和定位板之间，并具体限定了第二驱动机构的结构。第二驱动机构包括第二支撑轴和第二驱动部。第二驱动部设置在定位板上，第二支撑部的动力输出端与第二支撑轴相连接，第二支撑轴的端部与推动部相连接。工作过程中，第二驱动部推动第二支撑轴和推动部相对定位板升降。上升过程中，推动部接触顶升部并推动顶升部相对基座运动。通过将推动部布置在基座和定位板之间，可以降低第二驱动机构的布置难度，精简结构，使第二驱动机构可以在最短的行程内推动顶升部相对基座运动。通过将第二驱动部和第二支撑轴设置在定位板上，可以将第二支撑轴的行程限定在基座和定位板之间，从而缩短第一驱动和第二驱动机构在升降过程中的总行程，进而降低载板升降装置的总高度，缩短所需密封波纹管的总长度，避免密封波纹管在较长距离的伸缩过程中损坏，以实现优化载板升降装置结构，提升结构紧凑度，缩减所占空间的技术效果。

在上述任一技术方案中，优选地，定位板上设置有第一通孔，第一驱动部包括：第一丝杠螺母，设置于第一通孔中，第一丝杠螺母与定位板相连接；第一滚珠丝杠，穿设于第一丝杠螺母中，第一滚珠丝杠与安装座转动相连接；第一电机，与第一滚珠丝杠相连接，第一电机驱动第一滚珠丝杠转动。

在该技术方案中，对第一驱动部的结构做出了具体限定。第一驱动部包括第一丝杠螺母、第一滚珠丝杠和第一电机。定位板上设置有第一通孔，第一丝杠螺母固定在第一通孔中。第一滚珠丝杠穿设在第一丝杠螺母中，与第一丝杠螺母相适配，第一丝杠与安装座转动相连接，第一滚珠丝杠可相对安装座转动，但不可相对安装座移动。第一电机固定在安装座上，第一电机的动力输出端与第一滚珠丝杠相连接。工作过程中，第一电机驱动第一滚珠丝杠转动，转动的第一滚珠丝杠带动第一丝杠螺母和定位板沿第一滚珠丝杠上升或下降，以通过第一支撑轴带动基座同步升降。滚珠丝杠和丝杠螺母具备传动可靠性强，精度高的特点，可以提升基座升降的精度和可靠性。

具体地，可以设置多套第一滚珠丝杠、第一丝杠螺母和第一电机，多个第一滚珠丝杠在定位板上均匀分布，从而均匀分摊基座的重力，一方面提升对基座支撑的可靠性，确保基座表面与水平面平行，另一方面可以提升升降的稳定性，避免基座在升降过程中朝某一方向倾斜或抖动。

在上述任一技术方案中，优选地，定位板上设置有第二通孔，第二驱动部包括：第二滚珠丝杠，穿设于第二通孔中，第二滚珠丝杠与定位板转动相连接，第二支撑轴套设于第二滚珠丝杠上；第二丝杠螺母，套设于第二滚珠丝杠上，第二支撑轴与第二丝杠螺母相连接；第二电机，与第二滚珠丝杠相连接，第二电机驱动第二滚珠丝杠转动；其中，运动的第二支撑轴可穿过第二通孔。

在该技术方案中，对第二驱动部的结构做出了具体限定。第二驱动部包括第二滚珠丝杠、第二丝杠螺母和第二电机。定位板的中部设置有第二通孔，第一通孔位于第二通孔的周侧，第二电机通过支撑座固定在定位板上。第二滚珠丝杠与支撑座转动相连接，且第二滚珠丝杠与第二电机的动力输出端相连接。第二丝杠螺母套设在第二滚珠丝杠上，与第二滚珠丝杠相适配，第二支撑轴与第二滚珠丝杠相连接。工作过程中，第二电机驱动第二滚珠丝杠转动，转动的第二滚珠丝杠带动第二丝杠螺母、第二支撑轴和推动部沿第二滚珠丝杠升降。滚珠丝杠和丝杠螺母具备传动可靠性强，精度高的特点，可以提升推动部升降的精度和可靠性，避免顶升部在进一步提升基板时震颤。其中，第二通孔的孔径大于第二支撑轴的轴经，从而使第二支撑轴可以在升降过程中穿过定位板，以进一步压缩载板升降装置的总高度，提升结构紧凑度。

在上述任一技术方案中，优选地，第二驱动机构与基座相连接，第一驱动机构包括：第三支撑轴，与基座相连接，第三支撑轴至少为三个，至少三个第三支撑轴均匀分布于第二驱动机构的周侧；第三驱动部，设置于安装座上，第三驱动部与任一第三支撑轴相连接，第三驱动部驱动至少三个第三支撑轴同步运动。

在该技术方案中，限定了另一种第一驱动机构和第二驱动机构的布置方式。在该结构中，第二驱动机构与基座相连接，第一驱动机构上的至少三个第三支撑轴可脱离第二驱动机构并均匀布置在第二驱动机构的周侧，从而扩大了第三支撑轴对基座的支撑面积，以适应尺寸和重量较大的基座升降需求，避免第一种结构中的集中支撑无法满足支撑需求。第三驱动部设置在安装座上，并与至少三个第三支撑轴相连接，以驱动至少三个第三支撑轴和基座同步升降。

具体地，第三驱动部包括升降器、连杆、转向器和第三电机。任一第三支撑轴上均连接有一个升降器，第三电机通过多个连杆和多个转向器与任一升降器相连接，以通过一个第三电机驱动多个升降器同步升降。该结构可确保至少三个第三支撑轴同步升降，避免因任一第三支撑轴升降不同步所引起的基座倾斜或震颤，从而进一步提升基座的平稳性与可靠性，提升成品硅片的品质。

在上述任一技术方案中，优选地，载板升降装置还包括：滑块，与定位板相连接；导轨，设置于安装座上，滑块在导轨上滑动；其中，滑块至少为两个，至少两个滑块在定位板的周侧均匀分布。

在该技术方案中，限定了第一驱动机构的导向机构，该导向机构包括滑块和导轨。滑块与定位板的周侧相连接，导轨设置在安装座上，滑块与导轨配合相连接，以使滑块沿导轨滑动。通过设置相匹配的滑块和导轨可以对定位板起到导向作用，以避免定位板在升降过程中偏斜。其中，至少设置两组滑块和导轨，至少两组滑块和导轨均匀分布在定位板的周侧，以提升导向的准确性与可靠性。

在上述任一技术方案中，优选地，第二支撑轴上设置有导向键，升降装置还包括：定位座，设置于定位板上，定位座上设置有键槽，导向键在键槽内滑动。

在该技术方案中，限定了第二驱动机构的导向机构。设置与定位板相连接的定位座，其中定位座中设置有通孔，在孔壁上设置有键槽，定位座套设在第二支撑轴的外侧。在第二支撑轴上设置与键槽相匹配的导向键，将导向键卡入键槽，在第二支撑轴相对定位板升降时，导向键在键槽内沿键槽延伸方向滑动，从而实现对第二支撑轴的运动导向，避免第二支撑轴在升降过程中偏斜。其中，第二支撑轴优选为花键轴，将与该花键轴适配的花键母固定在定位座上。

在上述任一技术方案中，优选地，载板升降装置还包括：第一波纹管，第一波纹管的两端分别连接定位板和安装座，第一波纹管位于第二驱动机构的周侧；第二波纹管，第二波纹管的两端分别连接定位板和推动部，第二波纹管位于第一波纹管和第二支撑轴之间。

在该技术方案中，限定了载板升降装置上的气密结构，该气密结构包括第一波纹管和第二波纹管，波纹管具备可伸缩的特性，选用波纹管可以满足第一驱动机构和第二驱动机构的升降需求。第一波纹管的两端分别与定位板和安装座相连接，且第一波纹管套设在第二驱动机构的周侧，以实现针对第二驱动机构的密封。第二波纹管的两端分别与定位板和推动部相连接，且第二波纹管位于第一波纹管和第二支撑轴之间，形成第二道密封，进一步强化密封效果。

本发明的第二方面提供了一种硅片处理设备，硅片处理设备包括：箱体，箱体内设置有工作腔，箱体上设置有与工作腔相连通的入口和出口；如上述任一技术方案中的载板升降装置，安装座与箱体相连接，基座和推动部位于工作腔内。

在该技术方案中，限定了一种应用上述任一技术方案中的载板升降装置的硅片处理设备。该设备包括箱体，箱体内设置有工作腔，用于加工硅片，箱体的侧面设置有与工作腔相连通的入口和出口。载板升降装置上的安装座与箱体相连接，基座和推动部放置在工作腔内。加工硅片的过程中，第一驱动机构将载板移动至与入口相对应的高度后，第二驱动机构驱动推动部将顶升部顶起，其后外部机械臂将硅片放置在顶升部上，待外部机械臂退出后第二驱动机构下降，硅片落在基座上并在基座上执行工艺加工。完成硅片的加工后，第一驱动机构驱动基座运动至与出口相对应的高度，其后第二驱动机构驱动推动部将顶升部顶起，随后外部机械臂伸入并装夹取走成品硅片，以完成硅片的高效加工和高效装填。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的载板升降装置的结构示意图；

图2示出了如图1所示的载板升降装置在A处的局部放大图；

图3示出了根据本发明的另一个实施例的载板升降装置的结构示意图；

图4示出了如图3所示的载板升降装置的立体图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的硅片处理设备的结构示意图；

图6示出了根据本发明的另一个实施例的硅片处理设备的结构示意图；

图7示出了根据本发明的再一个实施例的硅片处理设备的结构示意图；

图8示出了根据本发明的再一个实施例的硅片处理设备的结构示意图；

图9示出了根据本发明的再一个实施例的硅片处理设备的结构示意图；

图10示出了根据本发明的再一个实施例的硅片处理设备的结构示意图；

图11示出了根据本发明的再一个实施例的硅片处理设备的结构示意图；

图12示出了根据本发明的再一个实施例的硅片处理设备的结构示意图；

图13示出了根据本发明的再一个实施例的硅片处理设备的结构示意图；

图14示出了根据本发明的再一个实施例的硅片处理设备的结构示意图；

图15示出了根据本发明的再一个实施例的硅片处理设备的结构示意图。

其中，图1至图15中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1载板升降装置，10安装座，20第一驱动机构，22基座，23挂钩，24定位板，26第一支撑轴，28第一驱动部，282第一丝杠螺母，284第一滚珠丝杠，286第一电机，25第三支撑轴，27第三驱动部，272升降器，274连杆，276转向器，278第三电机，30顶升部，40第二驱动机构，42推动部，44第二支撑轴，46第二驱动部，462第二滚珠丝杠，464第二丝杠螺母，466第二电机，468支撑座，50定位座，60滑块，62导轨，70第一波纹管，80第二波纹管，90加热器，92密封头，94密封螺母，96密封圈，2硅片处理设备，3箱体，4载板，5滚轮。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图15描述根据本发明一些实施例的载板升降装置1和硅片处理设备2。

有鉴于此，根据本发明的实施例，如图1所示，提供了一种载板升降装置1，载板升降装置1包括：安装座10；第一驱动机构20，设置于安装座10上，第一驱动机构20上设置有适于放置载板4的基座22，第一驱动机构20驱动基座22相对安装座10运动；顶升部30，与基座22滑动相连接；第二驱动机构40，与第一驱动机构20相连接，第二驱动机构40随同基座22同步运动；第二驱动机构40上设置有推动部42，第二驱动机构40驱动推动部42推动顶升部30相对基座22运动。

在该实施例中，限定了一种载板升降装置1，该载板升降装置1用于在加工工件的过程中将装有工件的载板4提升或降低至预定工位，以满足工件在加工过程中的位置需求，其中工件优选为硅片。载板升降装置1包括安装座10、第一驱动机构20、顶升部30和第二驱动机构40。安装座10为载板升降装置1的主体框架结构，用于定位和支撑载板升降装置1上的其他结构。第一驱动机构20设置在安装座10上，第一驱动机构20用于驱动其上设置的基座22相对安装座10上升或降低，以实现基座22的升降。顶升部30为设置在基座22上的二段推进结构，用于在基座22平面的基础上进一步推动载板4运动，顶升部30与基座22滑动相连接。第二驱动机构40与第一驱动机构20相连接，具体可与基座22或第一驱动机构20上与基座22同步运动的结构相连接，以确保第二驱动机构40可以随同基座22同步升降，第二驱动机构40上设置有推动部42，第二驱动机构40可驱动推动部42推动顶升部30以使顶升部30相对基座22滑动。综合来说，第一驱动机构20驱动基座22相对安装座10运动，第二驱动机构40在与基座22同步运动的基础上通过驱动推动部42推动顶升部30使顶升部30相对基座22运动。

通过为基座22和顶升部30分别设置独立的第一驱动机构20和第二驱动机构40，可以显著提升基座22和顶升部30的工作效率，相较于通过设置固定的行程限位机构来推动顶升部30运动的方案来说，为顶升部30设置独立的第二驱动机构40可以解放顶升部30的行程限制，使载板升降装置1可以满足较为复杂的工况，高效完成基板上工匠的装卸。从整个生产线的角度来说，通过设置第一驱动机构20和第二驱动机构40，可以使载板4在不同的高度装载和卸载硅片，使载板4可主动迎合硅片装夹机械臂的高度需求，从而免去为机械臂设置升降机构，进而缩减成本提升硅片装卸效率。

通过将第二驱动机构40与第一驱动机构20相连接，进一步优化了第一驱动机构20和第二驱动机构40之间的结构关系，使第二驱动机构40可以随同基座22的升降同步升降，以实现协同工作。相较于基座22和推动部42分别独立控制的方案来说：一方面同步运动的第二驱动机构40可以显著降低基座22与推动部42之间的干涉可能性，并降低推动部42的控制难度，精简控制程序；另一方面，设置与基座22同步运动的第二驱动机构40可以降低密封波纹管的布置难度，缩减密封波纹管的运动总长，从而提升密封可靠性。进而实现优化载板升降装置1结构，提升载板升降装置1工作效率，提升产品适用范围，降低应用该载板升降装置1的生产线的成本预算，提升气密可靠性的技术效果。

具体地，顶升部30优选为顶销，基座22上设置有通孔，并在通孔上设置与顶销外部轮廓相匹配的定位槽。在推动部42未推动顶销时，部分顶销暴露在基座22外部，当推动部42推动上述暴露在外部的顶销时，顶销相对基座22升起，以推动基座22上的载板4相对基座22升起。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图1所示，第一驱动机构20包括：定位板24，第二驱动机构40与定位板24相连接；第一支撑轴26，第一支撑轴26的两端分别连接定位板24和基座22；第一驱动部28，设置于安装座10上，第一驱动部28与定位板24相连接，第一驱动部28驱动定位板24相对安装座10运动。

在该实施例中，对第一驱动机构20的结构做出了具体限定。第一驱动机构20包括定位板24、第一支撑轴26、和第一驱动部28。第一驱动部28设置在安装座10上，定位板24与第一驱动部28相连接，以通过第一驱动部28驱动定位板24升降。第一支撑轴26连接基座22和定位板24，在支撑基座22以保证基座22平稳的同时传递运动趋势，使基座22随同定位板24相对安装座10同步升降，第二驱动机构40与定位板24相连接。工作过程中，第一驱动部28驱动定位板24升降，定位板24带动第二驱动机构40和第一支撑柱升降，第一支撑柱带动基座22同步升降。通过设置定位板24一方面可以便于第一支撑轴26的布置，确保第一支撑轴26可以平稳支撑基座22，以避免基座22倾斜。另一方面可以借助定位板24为第二驱动机构40流出足够的布置空间，使第二驱动机构40随同定位板24同步升降并精简结构。进而实现优化第一驱动机构20结构，提升基座22升降可靠性的技术效果。

具体地，第一支撑轴26为多个，多个第一支撑轴26在定位板24上均匀分布，通过设置多个第一支撑轴26一方面可以降低每个支撑轴所承受的压力，避免支撑轴弯折，另一方面可以确保基座22表面与水平面齐平，从而提升硅片加工的可靠性，提升硅片品质。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图1所示，推动部42位于基座22和定位板24之间，第二驱动机构40包括：第二支撑轴44，与推动部42相连接；第二驱动部46，设置于定位板24上，第二驱动部46与第二支撑轴44相连接，第二驱动部46驱动推动部42相对定位板24运动。

在该实施例中，推动部42设置在基座22和定位板24之间，并具体限定了第二驱动机构40的结构。第二驱动机构40包括第二支撑轴44和第二驱动部46。第二驱动部46设置在定位板24上，第二支撑部的动力输出端与第二支撑轴44相连接，第二支撑轴44的端部与推动部42相连接。工作过程中，第二驱动部46推动第二支撑轴44和推动部42相对定位板24升降。上升过程中，推动部42接触顶升部30并推动顶升部30相对基座22运动。通过将推动部42布置在基座22和定位板24之间，可以降低第二驱动机构40的布置难度，精简结构，使第二驱动机构40可以在最短的行程内推动顶升部30相对基座22运动。通过将第二驱动部46和第二支撑轴44设置在定位板24上，可以将第二支撑轴44的行程限定在基座22和定位板24之间，从而缩短第一驱动和第二驱动机构40在升降过程中的总行程，进而降低载板升降装置1的总高度，缩短所需密封波纹管的总长度，避免密封波纹管在较长距离的伸缩过程中损坏，以实现优化载板升降装置1结构，提升结构紧凑度，缩减所占空间的技术效果。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图1所示，定位板24上设置有第一通孔，第一驱动部28包括：第一丝杠螺母282，设置于第一通孔中，第一丝杠螺母282与定位板24相连接；第一滚珠丝杠284，穿设于第一丝杠螺母282中，第一滚珠丝杠284与安装座10转动相连接；第一电机286，与第一滚珠丝杠284相连接，第一电机286驱动第一滚珠丝杠284转动。

在该实施例中，对第一驱动部28的结构做出了具体限定。第一驱动部28包括第一丝杠螺母282、第一滚珠丝杠284和第一电机286。定位板24上设置有第一通孔，第一丝杠螺母282固定在第一通孔中。第一滚珠丝杠284穿设在第一丝杠螺母282中，与第一丝杠螺母282相适配，第一丝杠与安装座10转动相连接，第一滚珠丝杠284可相对安装座10转动，但不可相对安装座10移动。第一电机286固定在安装座10上，第一电机286的动力输出端与第一滚珠丝杠284相连接。工作过程中，第一电机286驱动第一滚珠丝杠284转动，转动的第一滚珠丝杠284带动第一丝杠螺母282和定位板24沿第一滚珠丝杠284上升或下降，以通过第一支撑轴26带动基座22同步升降。滚珠丝杠和丝杠螺母具备传动可靠性强，精度高的特点，可以提升基座22升降的精度和可靠性。

具体地，可以设置多套第一滚珠丝杠284、第一丝杠螺母282和第一电机286，多个第一滚珠丝杠284在定位板24上均匀分布，从而均匀分摊基座22的重力，一方面提升对基座22支撑的可靠性，确保基座22表面与水平面平行，另一方面可以提升升降的稳定性，避免基座22在升降过程中朝某一方向倾斜或抖动。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图1所示，定位板24上设置有第二通孔，第二驱动部46包括：第二滚珠丝杠462，穿设于第二通孔中，第二滚珠丝杠462与定位板24转动相连接，第二支撑轴44套设于第二滚珠丝杠462上；第二丝杠螺母464，套设于第二滚珠丝杠462上，第二支撑轴44与第二丝杠螺母464相连接；第二电机466，与第二滚珠丝杠462相连接，第二电机466驱动第二滚珠丝杠462转动；其中，运动的第二支撑轴44可穿过第二通孔。

在该实施例中，对第二驱动部46的结构做出了具体限定。第二驱动部46包括第二滚珠丝杠462、第二丝杠螺母464和第二电机466。定位板24的中部设置有第二通孔，第一通孔位于第二通孔的周侧，第二电机466通过支撑座468固定在定位板24上。第二滚珠丝杠462与支撑座468转动相连接，且第二滚珠丝杠462与第二电机466的动力输出端相连接。第二丝杠螺母464套设在第二滚珠丝杠462上，与第二滚珠丝杠462相适配，第二支撑轴44与第二滚珠丝杠462相连接。工作过程中，第二电机466驱动第二滚珠丝杠462转动，转动的第二滚珠丝杠462带动第二丝杠螺母464、第二支撑轴44和推动部42沿第二滚珠丝杠462升降。滚珠丝杠和丝杠螺母具备传动可靠性强，精度高的特点，可以提升推动部42升降的精度和可靠性，避免顶升部30在进一步提升基板时震颤。其中，第二通孔的孔径大于第二支撑轴44的轴经，从而使第二支撑轴44可以在升降过程中穿过定位板24，以进一步压缩载板升降装置1的总高度，提升结构紧凑度。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图3和图4所示，第二驱动机构40与基座22相连接，第一驱动机构20包括：第三支撑轴25，与基座22相连接，第三支撑轴25至少为三个，至少三个第三支撑轴25均匀分布于第二驱动机构40的周侧；第三驱动部27，设置于安装座10上，第三驱动部27与任一第三支撑轴25相连接，第三驱动部27驱动至少三个第三支撑轴25同步运动。

在该实施例中，限定了另一种第一驱动机构20和第二驱动机构40的布置方式。在该结构中，第二驱动机构40与基座22相连接，第一驱动机构20上的至少三个第三支撑轴25可脱离第二驱动机构40并均匀布置在第二驱动机构40的周侧，从而扩大了第三支撑轴25对基座22的支撑面积，以适应尺寸和重量较大的基座22升降需求，避免第一种结构中的集中支撑无法满足支撑需求。第三驱动部27设置在安装座10上，并与至少三个第三支撑轴25相连接，以驱动至少三个第三支撑轴25和基座22同步升降。

具体地，第三驱动部27包括升降器272、连杆274、转向器276和第三电机278。任一第三支撑轴25上均连接有一个升降器272，第三电机278通过多个连杆274和多个转向器276与任一升降器272相连接，以通过一个第三电机278驱动多个升降器272同步升降。该结构可确保至少三个第三支撑轴25同步升降，避免因任一第三支撑轴25升降不同步所引起的基座22倾斜或震颤，从而进一步提升基座22的平稳性与可靠性，提升成品硅片的品质。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图1所示，载板升降装置1还包括：滑块60，与定位板24相连接；导轨62，设置于安装座10上，滑块60在导轨62上滑动；其中，滑块60至少为两个，至少两个滑块60在定位板24的周侧均匀分布。

在该实施例中，限定了第一驱动机构20的导向机构，该导向机构包括滑块60和导轨62。滑块60与定位板24的周侧相连接，导轨62设置在安装座10上，滑块60与导轨62配合相连接，以使滑块60沿导轨62滑动。通过设置相匹配的滑块60和导轨62可以对定位板24起到导向作用，以避免定位板24在升降过程中偏斜。其中，至少设置两组滑块60和导轨62，至少两组滑块60和导轨62均匀分布在定位板24的周侧，以提升导向的准确性与可靠性。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图1所示，第二支撑轴44上设置有导向键，升降装置还包括：定位座50，设置于定位板24上，定位座50上设置有键槽，导向键在键槽内滑动。

在该实施例中，限定了第二驱动机构40的导向机构。设置与定位板24相连接的定位座50，其中定位座50中设置有通孔，在孔壁上设置有键槽，定位座50套设在第二支撑轴44的外侧。在第二支撑轴44上设置与键槽相匹配的导向键，将导向键卡入键槽，在第二支撑轴44相对定位板24升降时，导向键在键槽内沿键槽延伸方向滑动，从而实现对第二支撑轴44的运动导向，避免第二支撑轴44在升降过程中偏斜。其中，第二支撑轴44优选为花键轴，将与该花键轴适配的花键母固定在定位座50上。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图1和图3所示，载板升降装置1还包括：第一波纹管70，第一波纹管70的两端分别连接定位板24和安装座10，第一波纹管70位于第二驱动机构40的周侧；第二波纹管80，第二波纹管80的两端分别连接定位板24和推动部42，第二波纹管80位于第一波纹管70和第二支撑轴44之间。

在该实施例中，限定了载板升降装置1上的气密结构，该气密结构包括第一波纹管70和第二波纹管80，波纹管具备可伸缩的特性，选用波纹管可以满足第一驱动机构20和第二驱动机构40的升降需求。第一波纹管70的两端分别与定位板24和安装座10相连接，且第一波纹管70套设在第二驱动机构40的周侧，以实现针对第二驱动机构40的密封。第二波纹管80的两端分别与定位板24和推动部42相连接，且第二波纹管80位于第一波纹管70和第二支撑轴44之间，形成第二道密封，进一步强化密封效果。

本发明的第二方面提供了一种硅片处理设备2，如图5所示，硅片处理设备2包括：箱体3，箱体3内设置有工作腔，箱体3上设置有与工作腔相连通的入口和出口；如上述任一实施例中的载板升降装置1，安装座10与箱体3相连接，基座22和推动部42位于工作腔内。

在该实施例中，限定了一种应用上述任一实施例中的载板升降装置1的硅片处理设备2。该设备包括箱体3，箱体3内设置有工作腔，用于加工硅片，箱体3的侧面设置有与工作腔相连通的入口和出口。载板升降装置1上的安装座10与箱体3相连接，基座22和推动部42放置在工作腔内。加工硅片的过程中，第一驱动机构20将载板4移动至与入口相对应的高度后，第二驱动机构40驱动推动部42将顶升部30顶起，其后外部机械臂将硅片放置在顶升部30上，待外部机械臂退出后第二驱动机构40下降，硅片落在基座22上并在基座22上执行工艺加工。完成硅片的加工后，第一驱动机构20驱动基座22运动至与出口相对应的高度，其后第二驱动机构40驱动推动部42将顶升部30顶起，随后外部机械臂伸入并装夹取走成品硅片，以完成硅片的高效加工和高效装填。

在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，第一支撑轴26为空心轴，第一支撑轴26内部设置有加热器90，该加热器90可加热基座22。其中在定位板24上与第一支撑轴26对应的位置上设置有定位通孔，定位通孔内穿设有密封头92，密封头92与加热器90相连接，在定位通孔和密封头92之间设置有密封圈96，并在密封通孔的孔口处设置有密封螺母94，以确保密封，避免外部气体进入至第一支撑轴26内部。

在本发明的另一个具体实施例中，具体限定了应用上述载板升降装置1的硅片处理设备2的工作流程：

步骤1，如图5所示，在完成硅片的工艺加工后，硅片在顶升部30的支撑下高出基座22，位于硅片箱体3上的硅片出口附近，外部机械手由硅片出口伸入至箱体3内部，机械手到达预定位置后停止运动。

步骤2，如图6所示，待机械手停止运动后，第二驱动机构40驱动推动部42下降，顶升部30依靠自重同步下降，当下降至与基座22表面的安装槽相接触后，顶升部30停止下降并与推动部42分离，顶升部30下降过程中，原本放置在顶升部30上的硅片落在机械手上。

步骤3，如图7所示，当步骤3中的硅片与顶升部30分离时，机械手从箱体3内抽出，从而将完成加工的硅片从硅片处理设备2中取出。

步骤4，如图8所示，待完成加工的硅片从箱体3中取出后，第一驱动机构20驱动带动基座22下降至与硅片入口附近，第二驱动机构40随同基座22同步下降。

步骤5，如图9所示，机械手承载着未被加工的硅片由硅片入口伸入至载板4上方。

步骤6，如图10所示，待步骤6中的机械手移动至预定位置后，第二驱动机构40驱动推动部42上升，推动部42推动顶升部30相对基座22升起，从而通过相对升起的顶升部30撑起未被加工的硅片，使其与机械手脱离。

步骤7，如图11所示，待未被加工的硅片与机械手脱离后，机械手由箱体3内抽出。

步骤8，如图12所示，待机械手由箱体3中完全退出后，第二驱动机构40驱动推动部42下降，顶升部30依靠自重同步下降，当下降至与基座22表面的安装槽相接触后，顶升部30停止下降并与推动部42分离，未被加工的硅片落在基座22表面上。

步骤9，如图13所示，第一驱动机构20驱动基座22上升至预定加工位置，以通过箱体3内设置的加工装置加工基座22上的硅片，其后返回执行步骤1。

在本发明的再一个具体实施例中，如图14和图15所示，在该实施例中，通过在箱体3内设置滚轮5替代了伸入至箱体3内部的机械手。并且，载板4上设置有挂钩23，硅片依靠挂钩23挂设在载板4下方。当推动部42将硅片相对挂钩23顶起时，滚轮5滚动，载板4在滚动的滚轮5驱动下由箱体3中退出，同理，在向箱体3内装填未被加工的硅片时，同样通过滚轮5带动载板4进入箱体3内。

本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种载板升降装置，其特征在于，包括：

安装座；

第一驱动机构，设置于所述安装座上，所述第一驱动机构上设置有适于放置载板的基座，所述第一驱动机构驱动所述基座相对所述安装座运动；

顶升部，与所述基座滑动相连接；

第二驱动机构，与所述第一驱动机构相连接，所述第二驱动机构随同所述基座同步运动；

所述第二驱动机构上设置有推动部，所述第二驱动机构驱动所述推动部推动所述顶升部相对所述基座运动。

2.根据权利要求1所述的载板升降装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括：

定位板，所述第二驱动机构与所述定位板相连接；

第一支撑轴，所述第一支撑轴的两端分别连接所述定位板和所述基座；

第一驱动部，设置于所述安装座上，所述第一驱动部与所述定位板相连接，所述第一驱动部驱动所述定位板相对所述安装座运动。

3.根据权利要求2所述的载板升降装置，其特征在于，所述推动部位于所述基座和所述定位板之间，所述第二驱动机构包括：

第二支撑轴，与所述推动部相连接；

第二驱动部，设置于所述定位板上，所述第二驱动部与所述第二支撑轴相连接，所述第二驱动部驱动所述推动部相对所述定位板运动。

4.根据权利要求3所述的载板升降装置，其特征在于，所述定位板上设置有第一通孔，所述第一驱动部包括：

第一丝杠螺母，设置于所述第一通孔中，所述第一丝杠螺母与所述定位板相连接；

第一滚珠丝杠，穿设于所述第一丝杠螺母中，所述第一滚珠丝杠与所述安装座转动相连接；

第一电机，与所述第一滚珠丝杠相连接，所述第一电机驱动所述第一滚珠丝杠转动。

5.根据权利要求3所述的载板升降装置，其特征在于，所述定位板上设置有第二通孔，所述第二驱动部包括：

第二滚珠丝杠，穿设于所述第二通孔中，所述第二滚珠丝杠与所述定位板转动相连接，所述第二支撑轴套设于所述第二滚珠丝杠上；

第二丝杠螺母，套设于所述第二滚珠丝杠上，所述第二支撑轴与所述第二丝杠螺母相连接；

第二电机，与所述第二滚珠丝杠相连接，所述第二电机驱动所述第二滚珠丝杠转动；

其中，运动的所述第二支撑轴可穿过所述第二通孔。

6.根据权利要求1所述的载板升降装置，其特征在于，所述第二驱动机构与所述基座相连接，所述第一驱动机构包括：

第三支撑轴，与所述基座相连接，所述第三支撑轴至少为三个，至少三个所述第三支撑轴均匀分布于所述第二驱动机构的周侧；

第三驱动部，设置于所述安装座上，所述第三驱动部与任一所述第三支撑轴相连接，所述第三驱动部驱动至少三个所述第三支撑轴同步运动。

7.根据权利要求2至5中任一项所述的载板升降装置，其特征在于，还包括：

滑块，与所述定位板相连接；

导轨，设置于所述安装座上，所述滑块在所述导轨上滑动；

其中，所述滑块至少为两个，至少两个所述滑块在所述定位板的周侧均匀分布。

8.根据权利要求3至5中任一项所述的载板升降装置，其特征在于，所述第二支撑轴上设置有导向键，所述载板升降装置还包括：

定位座，设置于所述定位板上，所述定位座上设置有键槽，所述导向键在所述键槽内滑动。

9.根据权利要求3至5中任一项所述的载板升降装置，其特征在于，还包括：

第一波纹管，所述第一波纹管的两端分别连接所述定位板和所述安装座，所述第一波纹管位于所述第二驱动机构的周侧；

第二波纹管，所述第二波纹管的两端分别连接所述定位板和所述推动部，所述第二波纹管位于所述第一波纹管和所述第二支撑轴之间。

10.一种硅片处理设备，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体内设置有工作腔，所述箱体上设置有与所述工作腔相连通的入口和出口；

如权利要求1至9中任一项所述的载板升降装置，所述安装座与所述箱体相连接，所述基座和所述推动部位于所述工作腔内。

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