CN112960594A - 升降装置、定位设备和腔室设备 - Google Patents

升降装置、定位设备和腔室设备 Download PDF

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Abstract

本公开提供用于相对于参照物提升物体的升降装置，移位设备以及腔室设备，所述升降装置包括：支撑台，形成有容纳孔，所述物体由所述容纳孔保持；电机，相对于所述支撑台或所述参照物固定；和至少一对升降组件。每个升降组件包括：螺母，固定至所述参照物；和竖直地联接于所述螺母与所述支撑台之间的丝杠。所述丝杠的上端与所述电机经由二者之间同步传动的传动机构而彼此成驱动连接，所述传动机构呈带传动机构或链传动结构的形式，所述丝杠的下部与所述螺母之间形成丝杠螺母副；且所述升降装置还包括至少一个锁止组件，所述至少一个锁止组件安置成分别与至少一对升降组件的丝杠联接且被配置成仅允许丝杠单向转动。

Description

升降装置、定位设备和腔室设备
技术领域
本公开涉及半导体技术领域，尤其涉及一种用于相对于参照物提升物体的升降装置、一种定位设备、和一种用于处理半导体器件的腔室设备。
背景技术
随着半导体技术的发展和工艺技术的进步，为了实现电子束扫描的工艺要求，需要为用于检测半导体器件例如晶片的半导体检测设备(诸如扫描电镜(SEM))的正常操作提供高真空度的检测环境。同时，为满足对晶片的整体检测的要求，需要将晶片放置在二维运动平台上以实现晶片在工艺腔室内相对于扫描电镜的位置变化的要求。工艺腔室整体安装在隔震支撑框架上，以供隔绝外部振动对电子束扫描工艺的影响。扫描电镜整体安装在安装平台上，安装平台一方面实现安装扫描电镜的功能，同时，需要对工艺腔室的整体进行真空密封。
然而，扫描电镜在日常工作中，需要定期对其自身的部件进行维护，切同时对作为其操作对象的晶片所安置于的工艺腔室内的诸如二维运动平台等关键部件也需要定期进行维护和保养等工作。因此电子束扫描电镜的安装平台有定期开启的需要。
受限于工艺腔室的空间尺寸，以及工艺腔室的真空密封的需要，安装平台的整体体积较大，重量较高(通常大于200Kg)。因此，安装平台的升降和安装需要借助工具完成。
目前，用于升降和运输所述安装平台的常规方式例如通常是在安装平台上安装吊环，采用室内工业吊车，通过绳索等工具将安装平台吊起，再将它整体运输到维护调试的位置。然而，这种操作方式需要2～3名技术工人，同时由于借助绳索吊装，安装平台升降和运输会有碰撞和坠落的风险。维护工作不能实现标准化的操作，扫描电镜也有因安装过程中产生的剧烈晃动等因素造成损坏的危险。
因此本领域中亟需一种用于升降和运输扫描电镜的安装平台的机构，其便利了实现安装平台的平稳升降和运输；同时，其操作方法简便，单个工人即可完成整个工作流程，用于改善扫描电镜在工艺腔室内外转移的精确度、效率和便利程度。而且，在升降和运输过程中，其有效避免利用绳索吊装安装平台造成的碰撞和坠落危险。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本发明提供了一种用于相对于参照物提升物体的升降装置、一种定位设备、和一种用于处理半导体器件的腔室设备。
为实现上述目的，所述技术方案如下：
根据本公开的一方面，提供了一种用于相对于参照物提升物体的升降装置，所述升降装置包括：支撑台，形成有容纳孔，所述物体由所述容纳孔保持；电机，相对于所述支撑台或所述参照物固定；和至少一对升降组件。每个升降组件包括：螺母，固定至所述参照物；和竖直地联接于所述螺母与所述支撑台之间的丝杠。所述丝杠的上端与所述电机经由二者之间同步传动的传动机构而彼此成驱动连接，所述传动机构呈带传动机构或链传动结构的形式，所述丝杠的下部与所述螺母之间形成丝杠螺母副。所述升降装置还包括至少一个锁止组件，所述至少一个锁止组件安置成分别与至少一对升降组件的丝杠联接且被配置成仅允许丝杠单向转动。
根据本公开的实施例，所述传动机构包括：多个传动带以及多对传动轮，每对中的两个传动轮经由相应传动带彼此成传动连接，且以传动方式连接至其上游的所述电机以及分别连接至其下游的相应对升降组件的两个丝杠的各自上端。
根据本公开的实施例，所述多对传动轮中的至少一个传动轮是直接地与所述电机的输出轴啮合成传动连接的主动轮，并且所述多对传动轮的其他传动轮是分别经由相应传动带、或相邻对传动轮的传送带而与所述主动轮成传动连接的从动轮。
根据本公开的实施例，所述多对传动轮中的仅一对传动轮中的一个传动轮是与所述电机的输出轴啮合成传动连接的主动轮、而另一个传动轮是经由相应传动带与所述主动轮以传动方式相连接的从动轮，并且其他对传动轮均是经由各自传动带与所述主动轮以传动方式相连接的从动轮。
根据本公开的实施例，所述多对传动轮的水平中心线位于同一个平面。
根据本公开的实施例，所述多对传动轮为链轮，所述多个传动带为呈闭环的链条。
根据本公开的实施例，所述多对传动轮为带轮，所述多个传动带为同步齿形带。
根据本公开的实施例，每个升降组件还包括固定至所述参照物的支架，所述支架包括所述螺母，所述螺母呈套设于所述相应丝杠的下部且被固定至所述参照物的丝杠螺母的形式，其具备与相应丝杠成螺纹联接的内螺纹，所述丝杠与所述丝杠螺母共同限定所述丝杠螺母副。所述支架包括套设于所述相应丝杠的下部且被固定至所述参照物的丝杠螺母，其具备与相应丝杠成螺纹联接的内螺纹，所述丝杠与所述丝杠螺母共同限定所述丝杠螺母副。
根据本公开的实施例，所述支架还包括：支架主体，且套设于所述相应丝杠的下部，且所述丝杠螺母卡合于所述相应丝杠与所述支架主体之间；以及至少一对固定螺栓，设置成从所述支架主体的上表面以螺纹旋拧方式延伸贯穿所述支架主体的周缘并且进而旋拧固定至所述参照物。
根据本公开的实施例，所述锁止组件包括以下的至少一种：形成于每个升降组件内的自锁机构，设置于所述每个升降组件外的附加锁止机构。
根据本公开的实施例，所述丝杠螺母副是滑动丝杠螺母副，且所述自锁机构包括：所述丝杠的具备梯形牙型的丝杠外螺纹、和所述丝杠螺母的内螺纹，所述内螺纹与所述丝杠外螺纹之间的滑动配合限定了自锁运动副，且所述梯形牙型的导程角小于静摩擦角。
根据本公开的实施例，所述丝杠螺母副是滚珠螺母副，所述滚珠螺母副包括：具备第一螺旋槽道的滚珠丝杠，以及具备与所述第一螺旋槽道相对置的第二螺旋槽道的滚珠螺母，所述第一螺旋槽道和所述第二螺旋槽道共同限定用于容置滚珠的滚道；和容置于所述滚道内的滚珠。且所述自锁机构包括：所述第一螺旋槽道和所述第二螺旋槽道，以及设置于所述第二螺旋槽道的至少一端处的螺旋凸块，所述螺旋凸块的凸点的高度小于第一螺旋槽道和第二螺旋槽道中每个的深度。
根据本公开的实施例，所述丝杠螺母副是滚珠螺母副，所述滚珠螺母副包括：形成有第一螺旋槽道的滚珠丝杠，以及形成有与所述第一螺旋槽道相对置的第二螺旋槽道的滚珠螺母，所述第一螺旋槽道和所述第二螺旋槽道共同限定用于容置滚珠的滚道；和容置于所述滚道内的滚珠。且所述自锁机构包括：所述滚珠丝杠，所述滚珠螺母，以及同轴地抵靠所述滚珠螺母设置的普通螺母，所述滚珠螺母与所述普通螺母彼此串联地套设于所述滚珠丝杠上。
根据本公开的实施例，所述丝杠螺母副是滚珠螺母副，所述滚珠螺母副包括：形成有第一螺旋槽道的滚珠丝杠，以及形成有与所述第一螺旋槽道相对置的第二螺旋槽道的滚珠螺母，所述第一螺旋槽道和所述第二螺旋槽道共同限定用于容置滚珠的滚道；和容置于所述滚道内的滚珠。且所述自锁机构包括：所述滚珠丝杠，所述滚珠螺母，与所述滚珠螺母同轴地设置的普通螺母，以及抵靠设置于所述滚珠螺母与所述圆弧螺纹螺母之间的推力轴承，所述滚珠螺母、所述推力轴承、以及所述圆弧螺纹螺母彼此串联地套设于所述滚珠丝杠上。
根据本公开的实施例，所述附加锁止机构为电磁式锁定组件，包括：限位件，设置于所述丝杠或所述支撑台上；相对于所述参照物固定的电磁体，所述电磁体与所述电机电连通；制动块，联接至所述参照物且与所述电磁体的自由端相对置；和压簧，其一端相对于所述支架或所述参照物固定，另一端联接至所述制动块，所述压簧配置成在电磁体的通电状态下被由电磁力朝向电磁体吸引的制动块压缩，且在电磁体的断电状态下弹性地伸展复位并且推动所述制动块与所述限位件成接触配合。
根据本公开的实施例，所述附加锁止机构为蜗轮－蜗杆组件，包括：蜗轮，套设于所述丝杠的上端；和蜗杆，其一端与所述电机的输出轴联接且其相反端与蜗轮成啮合传动联接，且蜗杆与蜗轮的升角小于摩擦角。
根据本公开的实施例，所述附加锁止机构为棘轮－棘爪组件，包括：棘轮，固定至所述丝杠的一端；和棘爪，其自由端与所述棘轮抵靠啮合，且与自由端相反的一端经由弹簧而联接至所述参照物。
根据本公开的实施例，所述附加锁止机构为凸轮锁止组件，包括：凸轮，呈椭圆形水平截面且能够旋转地套设于丝杠的上端，所述凸轮的旋转轴与所述丝杠的中心轴同轴设置且彼此成传动连接，所述凸轮的长轴方向的两端形成有凹槽；壳体，绕所述凸轮同轴设置；至少一个拨块，容置在限定于所述凸轮与所述壳体之间的空间内，且能够绕它的相对于所述凸轮的旋转轴偏离布置的相应枢转轴回转，所述电机的输出轴传动连接至所述枢转轴，每个拨块的形状和尺寸被确定为适于接纳于所述凹槽内；两个偏压组件，位于所述壳体、所述至少一个拨块、与所述凸轮之间的子空间中，且两者由所述至少一个拨块间隔开，每个偏压组件包括压簧、和分别设置于压簧两端处且抵靠于所述壳体内壁的抵压块；和多个滚柱，分别位于所述至少一个拨块与所述两个偏压组件的相应抵压块之间的空隙中。
根据本公开的实施例，所述升降装置还包括与呈所述蜗轮－蜗杆组件形式的附加锁止机构中的蜗轮同轴固定设置的额外齿轮，所述额外齿轮被设置成与每个升降组件对应的相应传动机构中的传动轮直接抵靠设置且啮合成传动连接。
根据本公开的实施例，所述升降装置还包括与呈所述棘轮－棘爪组件形式的附加锁止机构中的棘轮同轴固定设置的额外齿轮，所述额外齿轮被设置成与每个升降组件对应的相应传动机构中的传动轮直接抵靠设置且啮合成传动连接。
根据本公开的实施例，每个升降组件还包括附接至所述支撑台的附接组件，所述附接组件包括：连接块，所述丝杠延伸贯穿形成于所述连接块中的通孔；和螺纹连接件，旋拧连接于连接块的周缘与所述支撑台之间。
根据本公开的实施例，每个升降组件还包括轴承组件，所述轴承组件包括同轴地套设于所述丝杠上端处的至少一个轴承，所述至少一个轴承具备与所述丝杠的上端的外径配合的内径、和与所述连接块的轴向中心通孔内壁配合的外径，且所述至少一个轴承以其最上端面抵压所述相应传动轮的下表面且配置成能够承受轴向载荷和径向载荷。
根据本公开的实施例，所述轴承组件包括彼此抵靠且串联地套设于所述丝杠上的轴向推力轴承和径向力轴承。
根据本公开的实施例，所述轴承组件至少包括角接触球轴承。
根据本公开的实施例，所述轴承组件包括深沟球轴承。
根据本公开的实施例，所述参照物内形成有多个导向孔，所述至少一对升降组件的丝杠布置成以一一对应关系分别与所述多个导向孔对准，且每个丝杠的下端处具备导向块，利用所述导向块沿相应的导向孔内壁的竖直滑移来引导所述丝杠在相应的导向孔内的升降。
根据本公开的实施例，所述电机经由安装板而安装至所述支撑台或所述参照物，且所述安装板的侧面处还设置有调整螺钉，所述调整螺钉布置成以与其头部相反的自由端沿从所述主动轮的旋转轴线指向与之成带传动的从动轮的旋转轴线的方向抵压于所述安装板上。
根据本公开的实施例，所述支架的底部安装有滚轮和配置成用于放下和收起滚轮的可调支撑以分别使所述滚轮与所述参照物接触和脱离接触。
另外，根据本公开的另一方面，提供了一种定位设备，包括：根据前述的升降装置，所述至少一对升降组件包括两对升降组件，所述两对升降组件平行且等距地位于所述物体两侧，以及辅助支架，所述辅助支架包括：竖直布置的至少一个支腿；和由所述至少一个支腿支撑的一对滑轨，每个滑轨与相应对升降组件的丝杠的中心轴所在的平面对准，且所述一对滑轨配置成能够引导所述两对升降组件的滚轮在其上同步地滚动以带动所述升降装置平移。
另外，根据本公开的又一方面，提供了一种用于处理半导体器件的腔室设备，包括：根据前述的定位设备。其中，所述物体是扫描电镜，且所述参照物是腔室装置，所述腔室装置还包括：壳体，所述壳体内限定有空腔，所述壳体上设置所述定位设备；和设置于所述空腔内且被配置用于承载所述半导体器件的运动平台。
附图说明
现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本公开的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件。附图的简要描述如下：
图1(a)至图1(b)示意性示出根据本公开实施例的用于相对于参照物提升物体的升降装置的结构示意图，图1(a)中所述升降装置处于降下状态，图1(b)中所述升降装置处于上升状态。
图1(c)示出如图1(b)中所示的升降装置的示意性剖视图。
图1(d)示意性示出如图1(b)中所示的升降装置的圆圈中的升降组件的局部放大图。
图1(e)示意性示出如图1(b)中所示的升降装置的立体透视图。
图2(a)至图2(b)示意性示出根据本公开实施例中所述升降装置的传动机构的结构示意图，图2(a)中所述传动机构示出为呈链传动形式，图2(b)中所述传动机构示出为呈同步齿形带传动形式。
图3至图10分别示意性示出根据本公开实施例中所述升降装置的锁止组件的具体示例性结构，其中图3至图6示出每个升降组件内的自锁机构，图7至图10示出每个升降组件外的附加锁止机构。
图11(a)至图11(b)示意性示出根据本公开实施例中的具备与每个升降组件对应的相应传动机构中的传动轮直接抵靠设置且成传动连接的蜗轮蜗杆锁止机构中的蜗轮、或棘轮棘爪锁止机构中的棘轮。
图12(a)至图12(c)示意性示出根据本公开实施例的每个升降组件内的轴承组件的具体示例性结构，其中图12(a)中所述轴承组件包括轴向推力轴承和径向力轴承二者，图12(b)中所述轴承组件包括角接触球轴承，图12(c)中所述轴承组件包括深沟球轴承。
图13(a)示意性示出根据本公开实施例的腔室设备的立体透视图，所述腔室设备包括定位设备，所述定位设备包括前述升降装置和用于引导所述升降装置在水平面移动的辅助支架；图13(b)至图13(d)分别示意性示出如图13(a)所示的腔室设备的不同状态，即分别示出其中的定位设备中升降装置在参照物上且尚未升起、升降装置在参照物上且已经升起、以及升降装置已从参照物移至所述辅助支架上三种不同情况。
具体实施方式
下面将对本公开的技术方案通过实施例结合附图的方式进行进一步的详细解释。在说明书中，相同或相似的附图标记和字母指示相同或相似的部件。参照附图对本公开实施例的以下说明旨在对本公开的总体发明构思进行解释，不应当理解为对本公开的一种限制。
附图被用于说明本公开的内容。附图中各部件尺寸和形状不反映用于用于相对于参照物R提升物体O的升降装置1、和移位设备的部件的真实比例。
首先阐述本公开基于的工作原理。
图1示意性示出根据本公开实施例的用于相对于参照物R提升物体O的升降装置1，其中所述升降装置1处于初始的未抬升状态。图2以在上部处局部剖切的方式示出如图1所示的升降装置1中的一种示例性升降组件13。
根据本公开实施例的总体技术构思，如图1和图2所示，在本公开实施例的一方面中，作为示例，提出了一种用于相对于参照物R提升物体O的升降装置1，且在半导体处理领域，待提升的所述物体O例如为用于观测晶片的扫描电镜；且所述参照物R例如为承载晶片的载台或运动台，或甚至容纳所述载台或运动台的腔室装置，例如内部呈真空状态的真空腔室装置。
典型地，所述升降装置1包括：支撑台11，形成有容纳孔，所述物体O由所述容纳孔保持；电机12，相对于所述支撑台11或所述参照物R固定；和至少一对升降组件13，每个升降组件13包括竖直地联接于固定至所述参照物R的螺母与所述支撑台11之间的丝杠131131。并且，作为示例，所述丝杠131的上端与所述电机12经由二者之间同步传动的传动机构14而彼此成驱动连接，所述传动机构14呈带传动机构或链传动结构的形式；所述丝杠131的下部与所述螺母之间形成丝杠螺母132副。并且，作为示例，所述升降装置1还包括至少一个锁止组件，所述至少一个锁止组件安置成分别与至少一对升降组件13的丝杠131联接且被配置成仅允许丝杠131单向转动。
在进一步的实施例中，作为示例，如图所示，每个升降组件13还包括固定至所述参照物R的支架130，所述螺母包含于所述支架130中，所述螺母呈套设于所述相应丝杠131的下部且被固定至所述参照物R的丝杠螺母132的形式，且其具备与相应丝杠131成螺纹联接的内螺纹；所述丝杠131与所述丝杠螺母132共同限定所述丝杠螺母132副。
在更具体的实施例中，如图所示，例如，提出了一种用于相对于参照物R提升物体O的升降装置1，包括：支撑台11，形成有容纳孔，容纳孔的大小和尺寸被确定成至少部分地容纳所述物体O；电机12，相对于所述支撑台11或所述参照物R固定；至少一对升降组件13；和至少一对传动机构，分别布置成在所述至少一对升降组件13与电机12之间成传动连接。并且，更具体地，每个升降组件13包括：支架130，固定至所述参照物R；和竖直地联接于支架130与支撑台11之间的丝杠131，丝杠131的下部以能够竖直移位的方式联接至支架130，丝杠131的上端固定至支撑台11下方。进而，所述丝杠131与所述支架130之间形成丝杠螺母132副，且所述传动机构是设置于所述至少一对升降组件13的丝杠131与电机12之间的带传动机构或链传动机构。
进一步地，作为示例，如图所示，所述支架130包括套设于所述相应丝杠131的下部且被固定至所述参照物R的丝杠螺母132，其具备与相应丝杠131成螺纹联接的内螺纹，所述丝杠131与所述丝杠螺母132共同限定所述丝杠螺母132副。更具体地，例如，所述丝杠螺母132的内螺纹与所述丝杠131的外螺纹成螺纹联接，即所述丝杠螺母132的内螺纹的形状被确定为与所述丝杠131的外螺纹的牙型适配，即二者形状彼此啮合。
由此，一旦所述电机12经由所述传动机构的传动来驱动所述丝杠131的上端旋转，则丝杠131本身旋转，且由于丝杠131下端与支架130中的螺母彼此啮合而形成的丝杠螺母132副、且螺母被固定至参照物R，则丝杠131被驱动上升，由此带动与丝杠131上端联接的支撑台11上升，从而实现了待提升的所述物体O的上升运动。
基于这样的实施例，获得了可以利用相对简单的机械部件的组合来实现对于待提升物体O的平稳提升的机构，且便利了由单人通过对电机12的控制即可高效准确地完成物体O的提升。
考虑到所述升降装置1包括至少一对升降组件13，且每个升降组件13的丝杠131经由传动机构而被电机12驱动，则为了确保整个升降装置1利用所述至少一对升降组件13来同步且平稳地提升所述物体O，在本公开的示例性实施例中，所述传动机构例如包括多个传动带142以及(与所述多个传动带142一一对应地布置的)多对传动轮141，每对中的两个传动轮141经由相应传动带142彼此成传动连接，且以传动方式连接至(in transmissiveconnection with)其上游的所述电机12以及分别连接至其下游的相应对升降组件13的两个丝杠131的各自上端。
在根据本发明的实施例中，例如，所述电机12设置成安装至支撑台11，具体地例如竖直地安装至支撑台11；更具体地，例如，所述电机12通过电机12的榫头而安装在形成于所述支撑台11的上表面的滑槽中，且所述电机12的输出轴120例如是花键轴，并且所述电机12的输出轴120(例如经由键连接或其它方式)沿竖直方向直接地联接至所述至少一对升降组件13的呈带传动或链传动形式的传动机构中的主动轮141a，进而直接地或经由传动机构中的从动轮141b而联接至所述至少一个升降组件13的丝杠131。
在根据本发明的替代实施例中，例如，所述电机12设置成安装至支撑台11，具体地例如水平地安装至支撑台11；更具体地，例如，所述电机12水平地安装至支撑台11上的安装板121，且所述电极的输出轴120经由例如除了所述传动机构以外的用于变换传动方向的额外传动装置(下文称为驱动连接件121，诸如蜗轮蜗杆装置或锥齿轮装置)而联接至所述至少一对升降组件13的呈带传动或链传动形式的传动机构中的主动轮141a，进而直接地或经由传动机构中的从动轮141b而联接至所述至少一个升降组件13的丝杠131。
在更具体地的实施例中，如图所示，作为示例，所述多对传动轮141中的至少一个传动轮141是直接地与所述电机12的输出轴120啮合成传动连接的主动轮141a，并且所述多对传动轮141的其他传动轮141是分别经由相应传动带142、或相邻对传动轮141的传送带而与所述主动轮141a成传动连接的从动轮141b。
典型地，例如，所述多对传动轮141包括：连接于所述电机12的输出轴120与所述至少一对升降组件13中至少一个升降组件13的丝杠131的上端之间的至少一个主动轮141a；和连接至所述至少一对升降组件13中其他升降组件13的各自丝杠131的上端的从动轮141b，以及连接于所述主动轮141a和所述从动轮141b之间的传动带142。在更典型的实施例中，作为示例，如图所示，所述多对传动轮141中的仅一对传动轮141中的一个传动轮141是与所述电机12的输出轴120啮合成传动连接的主动轮141a、而另一个传动轮141是经由相应传动带142与所述主动轮141a以传动方式相连接的从动轮141b，并且其他对传动轮141均是经由各自传动带142(例如，相对于具备主动轮141a的那对传动轮141而言的相邻对传动轮141的传送带)与所述主动轮141a以传动方式相连接的从动轮141b。换言之，每对传动轮141中的一个传动轮141直接地或经由相邻对传动轮141中的一个传动轮141而连接至所述电机12。
图2(a)至图2(b)示意性示出根据本公开实施例中所述升降装置1的传动机构14的结构示意图，图2(a)中所述传动机构示出为呈链传动形式，图2(b)中所述传动机构示出为呈同步齿形带1422传动形式。
在本公开的实施例中，典型地，例如如图所示，所述多对传动轮141的水平中心线位于同一个平面。
在进一步的实施例中，作为示例，例如如图2(a)所示，所述多对传动轮141为链轮1411，所述多个传动带142为呈闭环的链条1421。
在替代的进一步的实施例中，作为示例，例如如图2(b)所示，所述多对传动轮141为带轮1412，所述多个传动带142为同步齿形带1422。
由此，确保了电机12仅需通过直接驱动很小数目的主动轮141a(例如一个主动轮141a)，即可通过传动带142来驱动作为从动轮141b的其它所有传动轮141，便利了确保所述至少一对升降组件13之间的传动的同步性和由此所有丝杠131共同举升所述支撑台11以及支撑台11上保持的所述物体O的平稳性。
在本公开的示例性实施例中，例如，如图所示，所述支架130还包括：支架130主体，且套设于所述相应丝杠131的下部，且所述丝杠螺母132卡合于所述相应丝杠131与所述支架130主体之间；以及至少一对固定螺栓134，设置成从所述支架130主体的上表面以螺纹旋拧方式延伸贯穿所述支架130主体的周缘并且进而旋拧固定至所述参照物R。由此，丝杠131的下部布置成以螺纹方式旋拧入所述支架130内且能够相对于所述支架130升降。
换言之，丝杠螺母132至所述支架130主体的所述卡合例如为形状配合，具体地例如过盈配合，且所述支架130主体至所述参照物R的固定则是借助于所述至少一对固定螺栓134的螺纹啮合方式而实现的。由此，通过这种形式的支架130，便利了将丝杠螺母132牢固固定至支架130主体，以及将所述支架130主体牢固固定至参照物R，从而确保了丝杠螺母132副在被驱动时，由于丝杠螺母132相对于参照物R的固定，则丝杠131相对于丝杠螺母132旋转升降，以实现联接至其上端的支撑台11和支撑台11所保持的所述物体O的随动升降。
图3至图10分别示意性示出根据本公开实施例中所述升降装置的锁止组件的具体示例性结构。
在本公开的示例性实施例中，每个升降组件例如还包括锁止组件，所述锁止组件包括以下的至少一种：形成于每个升降组件内的自锁机构，设置于所述每个升降组件外的附加锁止机构。
图3至图6示出每个升降组件内的自锁机构。
在本公开的实施例中，例如，如图3所示的自锁机构15A，所述丝杠螺母副是滑动丝杠螺母副，且所述自锁机构包括：所述丝杠131a的具备梯形牙型的丝杠外螺纹、和所述丝杠螺母132a的内螺纹，所述内螺纹与所述丝杠外螺纹之间的滑动配合限定了自锁运动副，且所述梯形牙型的导程角小于静摩擦角。具体地，例如如图3所示，所述丝杠螺母132a内表面加工有螺旋状梯形槽，丝杠螺母132a套设安装在所述丝杠131a的下端上，丝杠螺母132a内表面的螺旋状梯形槽与丝杠131a外表面的螺旋状梯形牙型的形状和尺寸相匹配，形成滑动丝杠副结构，保证丝杠螺母132a的动力可以传递至丝杠131a上，且由于滑动丝杠副的自锁功能，在丝杠131a上端没有被提供驱动力而按照预期方向旋转时，丝杠螺母132a会锁止丝杠131a的由于重力而导致的反向旋转和沿轴向往回即向下滑移运动，从而实现锁止制动。
由于所述滑动丝杠及其相应的丝杠螺母具有自锁角，因此当丝杠运动到任何位置，一旦停止驱动丝杠或阻止丝杠旋转进给，则承载待升降物体的支撑台均可被保持在该位置，没有坠落的风险。
在本公开的实施例中，例如，如图4(a)至图4(c)所示的自锁机构15B，所述丝杠螺母副是滚珠螺母副，所述滚珠螺母副包括：具备第一螺旋槽道的滚珠丝杠131b，以及具备与所述第一螺旋槽道相对置的第二螺旋槽道的滚珠螺母132b，所述第一螺旋槽道和所述第二螺旋槽道共同限定用于容置滚珠的滚道(raceway)RW；和容置于所述滚道内的滚珠，且所述自锁机构包括：所述第一螺旋槽道和所述第二螺旋槽道，以及设置于所述第二螺旋槽道的至少一端处的螺旋凸块1310，所述螺旋凸块1310的凸点的高度小于第一螺旋槽道和第二螺旋槽道中每个的深度。具体地，例如如图4(a)所示，该滚珠螺母132b与竖直设置的滚珠丝杠131b连接，滚珠螺母132b和滚珠丝杠131b上设有相对的螺旋槽道形成用以设置滚珠的滚道RW，该滚珠螺母的螺旋槽道的端部设有螺旋凸块1310。螺旋凸块1310位于滚珠螺母的螺旋槽道的下端(或者上端)。螺旋凸块1310的凸点的高度小于螺旋槽道的深度。
基于如上设置，当图示滚珠螺母副正常工作时，滚珠螺母132b的限定其槽道的内壁螺旋凸脊不与丝杠131b表面发生接触，不消耗丝杠副的传动效率，如图4(a)所示；当滚珠螺母循环器损坏导致滚珠完全脱落时，滚珠螺母内壁螺旋凸脊与丝杠滚道表面接触，将滚动摩擦转变为滑动摩擦，起到自锁作用，如图4(b)；当滚珠螺母受冲击等意外断裂时，滚珠螺母内壁螺旋凸脊与丝杠滚道表面接触，将滚动摩擦转变为滑动摩擦，起到自锁作用，如图4(c)所示。由此，在丝杠131b上端没有被提供驱动力而按照预期方向旋转时，丝杠螺母132b会锁止丝杠131b的由于重力而导致的反向旋转和沿轴向往回即向下滑移运动，从而实现锁止制动。
在本公开的实施例中，例如，如图5所示的自锁机构15C，所述丝杠螺母副是滚珠螺母副，所述滚珠螺母副包括：形成有第一螺旋槽道的滚珠丝杠131c，以及形成有与所述第一螺旋槽道相对置的第二螺旋槽道的滚珠螺母132c，所述第一螺旋槽道和所述第二螺旋槽道共同限定用于容置滚珠的滚道；和容置于所述滚道内的滚珠，且所述自锁机构包括：所述滚珠丝杠，所述滚珠螺母，以及同轴地抵靠所述滚珠螺母设置的普通螺母Nd，所述滚珠螺母132c与所述普通螺母Nd彼此串联地套设于所述滚珠丝杠上。为简单起见，图中省略了丝杠的外螺纹和滚珠螺母的内螺纹，以及各自的槽道和由此限定的滚道。
具体地，例如如图5所示，所述丝杆131c上开设外螺纹和由此限定的滚珠滑道，丝杆131c上套接滚珠螺母132c和普通螺母Nd，滚珠螺母132c和普通螺母Nd各自的一端设有连接件CN，滚珠螺母132c和普通螺母Nd相互连接，在丝杆131c上一起运动，普通螺母Nd有自锁能力，可弥补滚珠丝杆不能自锁的缺陷，使丝杆131c上的滚珠螺母132c能自锁。并且例如连接件CN上开设通孔，连接件CN的通孔中套接螺栓，滚珠螺母132c和普通螺母Nd一端的连接件CN通过螺栓连接，便于滚珠螺母132c和普通螺母Nd的连接与分离。由此，在丝杠131c上端没有被提供驱动力而按照预期方向旋转时，与丝杠螺母132c抵靠接触的普通螺母Nd会锁止丝杠131c的由于重力而导致的反向旋转和沿轴向往回即向下滑移运动，从而实现锁止制动。
在本公开的实施例中，例如，如图6所示的自锁机构15D，所述丝杠螺母副是滚珠螺母副，所述滚珠螺母副包括：形成有第一螺旋槽道的滚珠丝杠131d，以及形成有与所述第一螺旋槽道相对置的第二螺旋槽道的滚珠螺母132d，所述第一螺旋槽道和所述第二螺旋槽道共同限定用于容置滚珠的滚道；和容置于所述滚道内的滚珠，且所述自锁机构包括：所述滚珠丝杠，所述滚珠螺母，与所述滚珠螺母同轴地设置的圆弧螺纹螺母151，以及抵靠设置于所述滚珠螺母与所述圆弧螺纹螺母之间的推力轴承152，所述滚珠螺母、所述推力轴承、以及所述圆弧螺纹螺母彼此串联地套设于所述滚珠丝杠上。为简单起见，图中省略了丝杠的外螺纹和滚珠螺母的内螺纹，以及各自的槽道和由此限定的滚道。
具体地，当滚珠丝杠受驱动例如绕一个圆周方向旋转时，由于滚珠螺母132d固定且与滚珠丝杠之间限定了滚动螺旋副，则丝杠上升。由于滚珠丝杆131d不能被自锁，则在其不受驱动时，在重力作用下，滚珠丝杆131d将带动圆弧螺纹螺母151一起反向回转，直至滚珠螺母132d(例如经由位于其与圆弧螺纹螺母之间的设置的推力轴承152)压紧圆弧螺纹螺母151为止，由于圆弧螺纹螺母151与滚珠丝杆131d组成的是具备自锁能力的滑动螺旋副，因此，此时滚珠丝杆就被圆弧螺纹螺母151以这个压紧力而发生自锁。并且考虑到，推力轴承152又只能传递两个螺母之间的轴向推压力，不能传递扭矩，因此，此时滚珠丝杆131d的自锁是非常稳定可靠的。由此，在丝杠131d上端没有被提供驱动力而按照预期方向旋转时，与丝杠螺母132d经由推力轴承152而抵靠接触的圆弧螺纹螺母151会锁止丝杠131c的由于重力而导致的反向旋转和沿轴向往回即向下滑移运动，从而实现锁止制动。
通过设置位于每个升降组件内的如上形式的多种自锁机构15A至15D中的任一种，能够实现在诸如由于电机关断或者在电机、传动机构、与升降组件之间的传动中断的情况下导致的丝杠无驱动力时实现对于丝杠的自锁，避免丝杠的反向旋转和由于重力作用的下降(以及支撑台和物体的随动下降)，从而实现整个升降装置在无动力情况下的锁止由此保持支撑台和物体，而没有坠落的风险。
图7至图10示出每个升降组件外的附加锁止机构。
在本公开的实施例中，例如，如图7所示，典型地例如在本身无自锁能力的滚珠丝杠螺母副的情况下，所述附加锁止机构16A为电磁式锁定组件，包括：限位件160，设置于所述丝杠131e或所述支撑台11上(例如设置于所述丝杠131e的一端或所述支撑台11的周缘上)；相对于所述参照物R固定的电磁体161，所述电磁体161与所述电机12电连通；制动块162，联接至所述参照物R且与所述电磁体161的自由端相对置；和压簧163，其一端相对于所述支架130或所述参照物R固定，另一端联接至所述制动块162，所述压簧163配置成在电磁体161的通电状态下被由电磁力朝向电磁体161吸引的制动块162压缩，且在电磁体161的断电状态下弹性地伸展复位并且推动所述制动块162与所述限位件160成接触配合。
具体地，例如如图7所示，丝杠131e上端设有限位件160，且对应地，所述附加锁止机构16A包括电磁体161、压簧163和制动块162；参照物R与竖直基座21固接；制动块162与参照物R铰接；压簧163一端与制动块162固接，另一端与参照物R固接；电磁体161固接于参照物R上且与制动块162相对布置，电磁体161通电时，吸附制动块162收缩，从而使得升降组件13能够无干涉的精确升降，当升降组件13升降到位后，触发行程开关使得电磁体161断电，制动块162在压簧163作用下回位，配合限位块28托住整个升降组件13，在例如电机抱死等状态而导致的丝杠无驱动情况下起到锁止保护作用。
由此，在丝杠131e上端没有被提供驱动力而按照预期方向旋转时，附加锁止机构16A会锁止丝杠131e的由于重力而导致的反向旋转和沿轴向往回即向下滑移运动，从而实现锁止制动。
另外，根据本公开的实施例，所述附加锁止机构还可以包括以下中的至少一种，优选为以下之一：以一一对应关系分别与所述至少一对升降组件相联接的多个蜗轮－蜗杆组件、多个棘轮－棘爪组件、或多个滚柱－凸轮组件。
在本公开的实施例中，例如，如图8的机械简图示意性所示，典型地例如在本身无自锁能力的滚珠丝杠螺母副的情况下，典型地例如在本身无自锁能力的滚珠丝杠螺母副(包括滚珠丝杠131f和滚珠螺母132f)的情况下，所述附加锁止机构16B为蜗轮－蜗杆组件，包括：蜗轮Gw，同轴地或套设于所述丝杠131f的上端或与所述丝杠上端啮合且与所示丝杠成驱动连接；和蜗杆Sw，其一端与所述电机12的输出轴联接且其相反端与蜗轮Gw成啮合传动联接，且蜗杆Sw与蜗轮Gw的升角小于摩擦角。
由此，在丝杠131f上端没有被提供驱动力而按照预期方向旋转时，蜗杆Sw将蜗轮Gw锁止，防止蜗轮Gw倒转也相应防止了与蜗轮Gw同轴或啮合成驱动连接的丝杠的反转，实现锁止，即附加锁止机构16B会锁止丝杠131f的由于重力而导致的反向旋转和沿轴向往回即向下滑移运动，从而实现锁止制动。
在本公开的实施例中，例如，如图9(a)的机械简图接合图9(b)的一个具体示例而示意性所示，典型地例如在本身无自锁能力的滚珠丝杠螺母副(包括滚珠丝杠131g和滚珠螺母132g)的情况下，所述附加锁止机构16C为棘轮－棘爪组件，体现为棘轮棘爪副162，包括：棘轮1621，同轴地或啮合固定至所述丝杠131g的一端且与所示丝杠成驱动连接；和棘爪1622，其自由端与所述棘轮抵靠啮合，且与自由端相反的一端例如经由弹簧(例如作用于棘爪的相反端上的扭簧或作用于棘爪中部的压簧)的弹力而联接至所述参照物以保持棘爪抵压棘轮表面进而传动至丝杠，由此仅允许棘轮单向转动。
具体地，例如如图9(a)所示，对本公开的升降装置1的输入(如图9(a)的机械简图中标注为“输入”的框)是前述驱动连接件121的一部分，所述输入例如包括联接至电机12并且配置成将变换传动方向的机构，诸如锥齿轮副或蜗轮蜗杆副。且所示输入的下游例如是图示为被配置用于变换传动方向的锥齿轮副160(其包括正交布置的一对锥齿轮)中的一个锥齿轮同轴布置，另一个锥齿轮与滚珠丝杠副161成驱动连接，而其下游同轴布置的锁止棘轮棘爪副162的棘轮1621和棘爪1622相配合。
由此，在丝杠131g上端没有被提供驱动力而按照预期方向旋转时，锁止棘轮棘爪副162的棘爪1622将棘轮1621锁止，防止棘轮1621倒转也相应防止了与之同轴或啮合成驱动连接的丝杠的反转，实现锁止，即附加锁止机构16C会锁止丝杠131g的由于重力而导致的反向旋转和沿轴向往回即向下滑移运动，从而实现锁止制动。
如图9(b)中示意性示出例如以板片形式的压簧而施加弹力以保持棘爪压紧棘轮表面。替代地，所示压簧也可由施加于棘爪的与自由端相反的另一端上的扭簧来代替，以提供弹力的扭矩以以保持棘爪压紧棘轮表面。具体棘轮棘爪的作用在此不再赘述。
在本公开的实施例中，例如，如图10所示，典型地例如在本身无自锁能力的滚珠丝杠螺母副的情况下，典型地例如在本身无自锁能力的滚珠丝杠螺母副(包括滚珠丝杠和滚珠螺母)的情况下，所述附加锁止机构16D为凸轮锁止组件，包括：凸轮Wcam，呈椭圆形水平截面且能够旋转地套设于丝杠的上端，所述凸轮Wcam的旋转轴与所述丝杠的中心轴Ss同轴设置且彼此成传动连接，所述凸轮Wcam的长轴方向的两端形成有凹槽；壳体H，绕所述凸轮同轴设置；至少一个拨块Bt，容置在限定于所述凸轮Wcam与所述壳体H之间的空间内，且能够绕它的相对于所述凸轮Wcam的旋转轴偏离布置的相应枢转轴回转，所述电机的输出轴传动连接至所述枢转轴，每个拨块Bt的形状和尺寸被确定为适于接纳于所述凹槽内；两个偏压组件Ab，位于所述壳体H、所述至少一个拨块Bt、与所述凸轮Wcam之间的子空间中，且两者由所述至少一个拨块Bt间隔开，每个偏压组件Ab包括压簧Sc、和分别设置于压簧Sc两端处且抵靠于所述壳体H内壁的抵压块BP；和多个滚柱R，分别位于所述至少一个拨块Bt与所述两个偏压组件Ab的相应抵压块BP之间的空隙中。
具体地，例如，电机12带动凸轮Wcam旋转时，滚柱R被壳体H内相应的拨块Bt和相应的抵压块BP楔紧并且移离壳体H的内壁，由此不会与壳体H卡紧，滚柱的运动方向趋向于所述凸轮Wcam中心的两端，则滚柱的可活动空间趋于增大，不会发生自锁，凸轮Wcam带动同轴设置的丝杠旋转。当电机未施加驱动力至凸轮Wcam时，丝杠的中心轴Ss由于重力作用趋向于反转，带动凸轮Wcam趋于反转，滚柱R的运动方向趋向于远离所述凸轮Wcam中心的两端，则滚柱的可活动空间趋于减小，进而被所述凸轮Wcam顶紧在壳体H内壁上，实现滚柱－凸轮组件的自锁，由此导致与凸轮同轴地成传动联接的丝杠也发生锁止。
由此，在丝杠上端没有被提供驱动力而按照预期方向旋转时，附加锁止机构16D会通过锁止所述滚柱－凸轮组件进而来锁止与凸轮同轴地成传动联接的丝杠的由于重力而导致的反向旋转和沿轴向往回即向下滑移运动，从而实现锁止制动。
通过设置位于每个升降组件内的如上形式的多种附加锁止机构，能够实现在诸如由于电机关断或者在电机、传动机构、与升降组件之间的传动中断的情况下导致的丝杠无驱动力时实现对于丝杠的锁止，避免丝杠的反向旋转和由于重力作用的下降(以及支撑台和物体的随动下降)，从而实现整个升降装置在无动力情况下的锁止由此保持支撑台和物体，而没有坠落的风险。
图11(a)至图11(b)示意性示出根据本公开实施例中的具备与每个升降组件对应的相应传动机构中的传动轮直接抵靠设置且成传动连接的蜗轮蜗杆锁止机构中的蜗轮、或棘轮棘爪锁止机构中的棘轮。
在本公开的示例性实施例中，如图11(a)所示，所述升降装置还包括与上述呈蜗轮－蜗杆组件形式的锁止机构中的蜗轮同轴设置的额外齿轮，所述额外齿轮被设置成与每个升降组件对应的相应传动机构中的与所述蜗轮啮合的传动轮(通常是主动轮，或是每对传动轮中的与直接连接相应丝杠的传动轮相对的传动轮)直接抵靠设置且成传动连接，图11(a)所示的虚线轮廓的圆表示与所述蜗轮Gw同轴固定设置且与所述传动轮啮合的额外齿轮。由此，实现了每个传动机构本身具备同步传动和运动自锁特征，便利了各个升降组件同步地以相同节奏平齐抬升以平稳可靠地升降支撑台，同时能够对诸如电机停止或传动故障等导致升降中断或终止的现象迅速地实现所有传动机构的自锁。
在本公开的示例性实施例中，如图11(b)所示，所述升降装置还包括与上述呈棘轮－棘爪组件形式的锁止机构中的棘轮同轴设置的额外齿轮。所述额外齿轮被设置成与每个升降组件对应的相应传动机构中的与所述棘轮啮合的传动轮(通常是主动轮，或是每对传动轮中的与直接连接相应丝杠的传动轮相对的传动轮)直接抵靠设置且成传动连接，图11(b)所示的虚线轮廓的圆表示与所述棘轮同轴固定设置且与所述传动轮啮合的额外齿轮，由此，实现了每个传动机构本身具备同步传动和运动自锁特征，便利了各个升降组件同步地以相同节奏平齐抬升以平稳可靠地升降支撑台，同时能够对诸如电机停止或传动故障等导致升降中断或终止的现象迅速地实现所有传动机构的自锁。
在本公开的实施例中，例如，如图所示，每个升降组件13还包括附接至所述支撑台11的附接组件17，所述附接组件17包括：连接块171，所述丝杠131延伸贯穿形成于所述连接块171中的通孔；和螺纹连接件172，旋拧连接于连接块171的周缘与所述支撑台11之间。作为示例，所述连接块171被成形为呈盘状且具备从盘中心沿轴向的凸起，且具备绕其中心轴而贯通的轴向中心通孔以用于套设于所述丝杠131上端。如此，所述连接块171的轴向凸起用于以其(轴向中心通孔的)内壁容纳且接合所述轴承组件18。继而，所述支撑台11经由所述螺纹连接件172而悬置于所述连接块171下方。
由此，利用上述形式的附接组件17，便利了将支撑台11以悬置方式牢固固定至所述至少一对升降组件13的丝杠131的上端。
图12(a)至图12(c)示意性示出根据本公开实施例的每个升降组件13内的轴承组件18的具体示例性结构，其中图12(a)中所述轴承组件18包括轴向推力轴承181和径向力轴承182二者，图12(b)中所述轴承组件18包括角接触球轴承183，图12(c)中所述轴承组件18包括深沟球轴承184。
并且，在进一步的实施例中，作为示例，每个升降组件13还包括轴承组件18，所述轴承组件18包括同轴地套设于所述丝杠131上端处的至少一个轴承，所述至少一个轴承具备与所述丝杠131的上端的外径配合的内径、和与所述连接块171的轴向中心通孔内壁配合的外径，且所述至少一个轴承以其最上端面抵压所述相应传动轮141的下表面且配置成能够承受轴向载荷和径向载荷。
如此，所述至少一对升降组件13的每个丝杠131通过所述相应轴承组件18而(一一对应地)安装在形成于相应连接块171中的轴向中心通孔中，且丝杠131的上端通过相应轴承组件18的轴承和与之匹配的轴承座而固定至相应的连接块171。所述主动轮141a和所述从动轮141b中每个经由相应轴承组件18而传动连接至相应丝杠131。作为示例，所述轴承的内径是轴承的轴圈的内径，所述轴承的外径是轴承的座圈的外径(轴圈是与轴相配合的套圈，座圈是与轴承座孔相配合的套圈)。
进而，在本公开的一种实施例中，例如如图12(a)示，所述轴承组件18包括彼此抵靠且串联地套设于所述丝杠131上的轴向推力轴承181181和径向力轴承182182。
替代地，在本公开的另一种实施例中，例如如图12(b)所示，所述轴承组件18包括角接触球轴承183183。额外地，所述轴承组件18例如还包括分别抵靠于所述角接触球轴承183两端的两个轴向推力轴承181181。所述角接触球轴承183能够承受轴向载荷和径向载荷。由此，所述轴承组件18能够同时承受轴向载荷和径向载荷。
替代地，在本公开的另一种实施例中，例如如图12(c)所示，所述轴承组件18至少包括深沟球轴承184。所述深沟球轴承184能够承受轴向载荷和径向载荷，由此，所述轴承组件18能够同时承受轴向载荷和径向载荷。
通过上述形式的轴承组件18，实现了电机12驱动所述至少一对升降组件13的丝杠131仅执行竖直升降运动。
进而，在本公开的实施例中，典型地，例如返回参见图1(c)，所述参照物R内形成有多个导向孔Hd，所述至少一对升降组件13的丝杠131布置成以一一对应关系分别与所述多个导向孔Hd对准，且每个丝杠131的下端处具备导向块1311，利用所述导向块1311沿相应的导向孔Hd内壁的竖直滑移来引导所述丝杠131在相应的导向孔Hd内的升降。
利用导向孔Hd和导向孔Hd的协同导向作用，丝杠131可以深入到参照物R内所形成导向孔Hd内，通过导向块1311实现上下运动的导向运动，便利了确保丝杠131运动、以及相应地所述支撑台11和所述物体O随动运动的直线性。
在本公开的实施例中，例如，返回参见图1(b)，所述电机12经由安装板121而安装至所述支撑物或所述参照物R，且所述安装板121的侧面处还设置有调整螺钉122，所述调整螺钉122布置成以与其头部相反的自由端沿从所述主动轮141a的旋转轴线指向与之成带传动的从动轮141b的旋转轴线的方向抵压于所述安装板121上。这样有利于调整链条1421或同步齿形带1422的松紧。
利用所述调整螺钉122的旋拧，便利了实现对于每对传动轮141之间的传动带142的预张紧程度，由此实现了在对于丝杠131的传动过程中对于张紧的调整。
在本公开的实施例中，例如，返回参见图1(c)，所述支架130的底部安装有滚轮135(所述滚轮135例如为万向轮)和配置成用于放下和收起滚轮135的可调支撑以分别使所述滚轮135与所述参照物R接触和脱离接触。由此，在一旦物体O升降就位即达到预期位置时，停止升降装置1的运动，并且借助于可调支撑例如以手动形式降下滚轮135，从而使得滚轮135与参照物R相接触，便利了后续将所述升降装置1连同其承载的所述物体O一起例如通过水平的平移而移离所述参照物R。
图13(a)示意性示出根据本公开实施例的腔室设备3的立体透视图，所述腔室设备3包括定位设备2，所述定位设备2包括前述升降装置1和用于引导所述升降装置1在水平面移动的辅助支架20130；图13(b)至图13(d)分别示意性示出如图13(a)所示的腔室设备3的不同状态，即分别示出其中的定位设备2中升降装置1在参照物R上且尚未升起、升降装置1在参照物R上且已经升起、以及升降装置1已从参照物R移至所述辅助支架20130上三种不同情况。
在本公开实施例的另一方面中，如图13(a)至图13(d)所示，提出了一种定位设备2，包括：根据前述的升降装置1，所述至少一对升降组件13包括两对升降组件13，所述两对升降组件13平行且等距地位于所述物体O两侧，以及辅助支架20130，所述辅助支架20130包括：竖直布置的至少一个支腿21，所述支腿21例如如图所示被成形为倒L形；和由所述至少一个支腿21支撑的一对滑轨22，每个滑轨22与相应对升降组件13的丝杠131的中心轴所在的平面对准，且所述一对滑轨22配置成能够引导所述两对升降组件13的滚轮135在其上同步地滚动以带动所述升降装置1平移。
所述定位设备2包括前述升降装置1，且相应地具体构造和相应的技术效果类似，在此不再赘述。
在本公开实施例的再一方面中，如图13(a)至图13(d)所示，提出了一种用于处理半导体器件的腔室设备3，包括根据前述的定位设备2。并且，作为示例，所述物体O是扫描电镜，且所述参照物R是腔室装置，所述腔室装置还包括：壳体31，所述壳体31内限定有空腔，所述壳体31上设置所述定位设备2；和设置于所述空腔内且被配置用于承载所述半导体器件的运动平台32。
所述腔室设备3包括前述定位设备2，由此也包括前述升降装置1，且相应地具体构造和相应的技术效果类似，在此不再赘述。
基于图13(a)至图13(d)所描绘，特别是图13(b)至图13(d)所示，来概略地描绘本公开实施例的腔室设备3的工作步骤。下面例如详细论述根据本公开实施例的腔室设备3来转移晶片的过程。
如图13(b)所示，最初，腔室设备3处于升降装置1尚未升起的状态P0，此时升降装置1中的用于承载待提升物体O(例如扫描电镜)的支撑台11也相应地处于最低位置，即支撑台11以其下表面与参照物R(所述腔室装置，特别是其壳体31)的顶表面相接触。
如图13(c)所示，继而，电机12启动，经由呈带传动机构或链传动机构形式的所述传动机构14来带动所述丝杠螺母132副中的丝杠131绕预定方向单向回转并且竖直地向上进给，直至腔室设备3处于升降装置1已升起到预定高度的状态P1，此时电机12停转和/或传动机构14停止传动(例如经由锁止组件而锁止所有升降组件13)，升降装置1中的用于承载待提升物体O(例如扫描电镜)的支撑台11从开始与参照物R(所述腔室装置，特别是其壳体31)的顶表面脱离接触的状态逐渐变为相应地升起至最高位置的状态。
如图13(d)所示，最后，所述腔室设备3经由所述支架130底部的滚轮135沿着滑轨22的引导而平移远离所述参照物R(所述腔室装置，特别是其壳体31)上方，直至腔室设备3处于参照物R以外的预定水平位置的状态P2，此时所述升降装置1及其所承载的所述物体O完全被移离所述参照物R，可实现移除和/或更换升降装置1和/或所述物体O。
由此，本公开实施例具备如下优越的技术效果。
本公开实施例提出了一种用于相对于参照物R提升物体O的升降装置1、一种定位设备2、和一种用于处理半导体器件的腔室设备3，具备如下效果：
-所述升降装置1借助于其同步传动的呈带传动机构或链传动机构形式的传动机构便利了确保所述至少一对升降组件13之间的传动的同步性和由此所有丝杠131共同举升所述支撑台11和支撑台11上保持的所述物体O的平稳性。
-由于存在位于每个升降组件13内的如上形式的多种附加锁止机构16(自锁机构15和/或附加锁止机构16)，则能够实现在诸如由于电机12关断或者在电机12、传动机构14、与升降组件13之间的传动中断的情况下导致的丝杠131无驱动力时实现对于丝杠131的锁止，避免丝杠131的反向旋转和由于重力作用的下降(以及支撑台11和物体O的随动下降)，从而实现整个升降装置1在无动力情况下的锁止由此保持支撑台11和物体O，而没有坠落的风险。
-而且，基于这样的实施例，获得了可以利用相对简单的机械部件的组合来实现对于待提升物体O的平稳提升的机构，且便利了由单人通过对电机12的控制即可高效准确地完成物体O的提升。
-并且所述升降装置1中，底部的滚轮135与其上方的其它部件通过所述支架130而成一体化设计，所述升降装置1升起之后即可实现结构紧凑的平移转运。由此确保了用于承载所述物体O例如扫描电镜的支撑台11在升降和平移转移过程中，工作平稳、安全、且操作简单。
另外，根据前述的本公开实施例可以理解，经由任意两种或两种以上的组合的任何技术方案，也落入本公开的保护范围内。
需要理解的是，本公开的说明书中方位术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”等，是用来解释附图所示的方位关系。这些方位术语不应解释为对本公开保护范围的限制。
本公开的实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (30)

1.一种用于相对于参照物提升物体的升降装置，所述升降装置包括：
支撑台，形成有容纳孔，所述物体由所述容纳孔保持；
电机，相对于所述支撑台或所述参照物固定；和
至少一对升降组件，每个升降组件包括：
螺母，固定至所述参照物；
竖直地联接于所述螺母与所述支撑台之间的丝杠，
其中，所述丝杠的上端与所述电机经由二者之间同步传动的传动机构而彼此成驱动连接，所述传动机构呈带传动机构或链传动结构的形式，所述丝杠的下部与所述螺母之间形成丝杠螺母副；且
所述升降装置还包括至少一个锁止组件，所述至少一个锁止组件安置成分别与至少一对升降组件的丝杠联接且被配置成仅允许丝杠单向转动。
2.根据权利要求1所述的升降装置，其中，所述传动机构包括：多个传动带以及多对传动轮，每对中的两个传动轮经由相应传动带彼此成传动连接，且以传动方式连接至其上游的所述电机以及分别连接至其下游的相应对升降组件的两个丝杠的各自上端。
3.根据权利要求1所述的升降装置，其中，所述多对传动轮中的至少一个传动轮是直接地与所述电机的输出轴啮合成传动连接的主动轮，并且所述多对传动轮的其他传动轮是分别经由相应传动带、或相邻对传动轮的传送带而与所述主动轮成传动连接的从动轮。
4.根据权利要求3所述的升降装置，其中，所述多对传动轮中的仅一对传动轮中的一个传动轮是与所述电机的输出轴啮合成传动连接的主动轮、而另一个传动轮是经由相应传动带与所述主动轮以传动方式相连接的从动轮，并且其他对传动轮均是经由各自传动带与所述主动轮以传动方式相连接的从动轮。
5.根据权利要求2所述的升降装置，其中，所述多对传动轮的水平中心线位于同一个平面。
6.根据权利要求5所述的升降装置，其中，所述多对传动轮为链轮，所述多个传动带为呈闭环的链条。
7.根据权利要求5所述的升降装置，其中，所述多对传动轮为带轮，所述多个传动带为同步齿形带。
8.根据权利要求2所述的升降装置，其中，每个升降组件还包括固定至所述参照物的支架，所述支架包括所述螺母，所述螺母呈套设于所述相应丝杠的下部且被固定至所述参照物的丝杠螺母的形式，其具备与相应丝杠成螺纹联接的内螺纹，所述丝杠与所述丝杠螺母共同限定所述丝杠螺母副。所述支架包括套设于所述相应丝杠的下部且被固定至所述参照物的丝杠螺母，其具备与相应丝杠成螺纹联接的内螺纹，所述丝杠与所述丝杠螺母共同限定所述丝杠螺母副。
9.根据权利要求8所述的升降装置，其中，所述支架还包括：
支架主体，且套设于所述相应丝杠的下部，且所述丝杠螺母卡合于所述相应丝杠与所述支架主体之间；以及
至少一对固定螺栓，设置成从所述支架主体的上表面以螺纹旋拧方式延伸贯穿所述支架主体的周缘并且进而旋拧固定至所述参照物。
10.根据权利要求8所述的升降装置，其中，所述锁止组件包括以下的至少一种：形成于每个升降组件内的自锁机构，设置于所述每个升降组件外的附加锁止机构。
11.根据权利要求10所述的升降装置，其中，所述丝杠螺母副是滑动丝杠螺母副，且所述自锁机构包括：所述丝杠的具备梯形牙型的丝杠外螺纹、和所述丝杠螺母的内螺纹，所述内螺纹与所述丝杠外螺纹之间的滑动配合限定了自锁运动副，且所述梯形牙型的导程角小于静摩擦角。
12.根据权利要求10所述的升降装置，其中，所述丝杠螺母副是滚珠螺母副，所述滚珠螺母副包括：具备第一螺旋槽道的滚珠丝杠，以及具备与所述第一螺旋槽道相对置的第二螺旋槽道的滚珠螺母，所述第一螺旋槽道和所述第二螺旋槽道共同限定用于容置滚珠的滚道；和容置于所述滚道内的滚珠，且
所述自锁机构包括：所述第一螺旋槽道和所述第二螺旋槽道，以及设置于所述第二螺旋槽道的至少一端处的螺旋凸块，所述螺旋凸块的凸点的高度小于第一螺旋槽道和第二螺旋槽道中每个的深度。
13.根据权利要求10所述的升降装置，其中，所述丝杠螺母副是滚珠螺母副，所述滚珠螺母副包括：形成有第一螺旋槽道的滚珠丝杠，以及形成有与所述第一螺旋槽道相对置的第二螺旋槽道的滚珠螺母，所述第一螺旋槽道和所述第二螺旋槽道共同限定用于容置滚珠的滚道；和容置于所述滚道内的滚珠，且
所述自锁机构包括：所述滚珠丝杠，所述滚珠螺母，以及同轴地抵靠所述滚珠螺母设置的普通螺母，所述滚珠螺母与所述普通螺母彼此串联地套设于所述滚珠丝杠上。
14.根据权利要求10所述的升降装置，其中，所述丝杠螺母副是滚珠螺母副，所述滚珠螺母副包括：形成有第一螺旋槽道的滚珠丝杠，以及形成有与所述第一螺旋槽道相对置的第二螺旋槽道的滚珠螺母，所述第一螺旋槽道和所述第二螺旋槽道共同限定用于容置滚珠的滚道；和容置于所述滚道内的滚珠，且
所述自锁机构包括：所述滚珠丝杠，所述滚珠螺母，与所述滚珠螺母同轴地设置的普通螺母，以及抵靠设置于所述滚珠螺母与所述圆弧螺纹螺母之间的推力轴承，所述滚珠螺母、所述推力轴承、以及所述圆弧螺纹螺母彼此串联地套设于所述滚珠丝杠上。
15.根据权利要求10所述的升降装置，其中，
所述附加锁止机构为电磁式锁定组件，包括：
限位件，设置于所述丝杠或所述支撑台上；
相对于所述参照物固定的电磁体，所述电磁体与所述电机电连通；
制动块，联接至所述参照物且与所述电磁体的自由端相对置；和
压簧，其一端相对于所述支架或所述参照物固定，另一端联接至所述制动块，所述压簧配置成在电磁体的通电状态下被由电磁力朝向电磁体吸引的制动块压缩，且在电磁体的断电状态下弹性地伸展复位并且推动所述制动块与所述限位件成接触配合。
16.根据权利要求10所述的升降装置，其中，
所述附加锁止机构为蜗轮－蜗杆组件，包括：
蜗轮，套设于所述丝杠的上端；和
蜗杆，其一端与所述电机的输出轴联接且其相反端与蜗轮成啮合传动联接，且蜗杆与蜗轮的升角小于摩擦角。
17.根据权利要求10所述的升降装置，其中，
所述附加锁止机构为棘轮－棘爪组件，包括：
棘轮，固定至所述丝杠的一端；和
棘爪，其自由端与所述棘轮抵靠啮合，且与自由端相反的一端经由弹簧而联接至所述参照物。
18.根据权利要求10所述的升降装置，其中，
所述附加锁止机构为凸轮锁止组件，包括：
凸轮，呈椭圆形水平截面且能够旋转地套设于丝杠的上端，所述凸轮的旋转轴与所述丝杠的中心轴同轴设置且彼此成传动连接，所述凸轮的长轴方向的两端形成有凹槽；
壳体，绕所述凸轮同轴设置；
至少一个拨块，容置在限定于所述凸轮与所述壳体之间的空间内，且能够绕它的相对于所述凸轮的旋转轴偏离布置的相应枢转轴回转，所述电机的输出轴传动连接至所述枢转轴，每个拨块的形状和尺寸被确定为适于接纳于所述凹槽内；
两个偏压组件，位于所述壳体、所述至少一个拨块、与所述凸轮之间的子空间中，且两者由所述至少一个拨块间隔开，每个偏压组件包括压簧、和分别设置于压簧两端处且抵靠于所述壳体内壁的抵压块；和
多个滚柱，分别位于所述至少一个拨块与所述两个偏压组件的相应抵压块之间的空隙中。
19.根据权利要求16所述的升降装置，其中，还包括与呈所述蜗轮－蜗杆组件形式的附加锁止机构中的蜗轮同轴固定设置的额外齿轮，所述额外齿轮被设置成与每个升降组件对应的相应传动机构中的传动轮直接抵靠设置且啮合成传动连接。
20.根据权利要求17所述的升降装置，其中，还包括与呈所述棘轮－棘爪组件形式的附加锁止机构中的棘轮同轴固定设置的额外齿轮，所述额外齿轮被设置成与每个升降组件对应的相应传动机构中的传动轮直接抵靠设置且啮合成传动连接。
21.根据权利要求2所述的升降装置，其中，每个升降组件还包括附接至所述支撑台的附接组件，所述附接组件包括：
连接块，所述丝杠延伸贯穿形成于所述连接块中的通孔；和
螺纹连接件，旋拧连接于连接块的周缘与所述支撑台之间。
22.根据权利要求21所述的升降装置，其中，每个升降组件还包括轴承组件，所述轴承组件包括同轴地套设于所述丝杠上端处的至少一个轴承，所述至少一个轴承具备与所述丝杠的上端的外径配合的内径、和与所述连接块的轴向中心通孔内壁配合的外径，且所述至少一个轴承以其最上端面抵压所述相应传动轮的下表面且配置成能够承受轴向载荷和径向载荷。
23.根据权利要求22所述的升降装置，其中，所述轴承组件包括彼此抵靠且串联地套设于所述丝杠上的轴向推力轴承和径向力轴承。
24.根据权利要求22所述的升降装置，其中，所述轴承组件至少包括角接触球轴承。
25.根据权利要求22所述的升降装置，其中，所述轴承组件包括深沟球轴承。
26.根据权利要求1所述的升降装置，其中，所述参照物内形成有多个导向孔，所述至少一对升降组件的丝杠布置成以一一对应关系分别与所述多个导向孔对准，且每个丝杠的下端处具备导向块，利用所述导向块沿相应的导向孔内壁的竖直滑移来引导所述丝杠在相应的导向孔内的升降。
27.根据权利要求3所述的升降装置，其中，
所述电机经由安装板而安装至所述支撑台或所述参照物，且所述安装板的侧面处还设置有调整螺钉，所述调整螺钉布置成以与其头部相反的自由端沿从所述主动轮的旋转轴线指向与之成带传动的从动轮的旋转轴线的方向抵压于所述安装板上。
28.根据权利要求1所述的升降装置，其中，所述支架的底部安装有滚轮和配置成用于放下和收起滚轮的可调支撑以分别使所述滚轮与所述参照物接触和脱离接触。
29.一种定位设备，包括：
根据权利要求1所述的升降装置，所述至少一对升降组件包括两对升降组件，所述两对升降组件平行且等距地位于所述物体两侧，以及
辅助支架，所述辅助支架包括：竖直布置的至少一个支腿；和由所述至少一个支腿支撑的一对滑轨，每个滑轨与相应对升降组件的丝杠的中心轴所在的平面对准，且所述一对滑轨配置成能够引导所述两对升降组件的滚轮在其上同步地滚动以带动所述升降装置平移。
30.一种用于处理半导体器件的腔室设备，包括：
根据权利要求29所述的定位设备，
其中，所述物体是扫描电镜，且所述参照物是腔室装置，所述腔室装置还包括：壳体，所述壳体内限定有空腔，所述壳体上设置所述定位设备；和设置于所述空腔内且被配置用于承载所述半导体器件的运动平台。
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