CN114455506A - 升降机构及半导体工艺设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种升降机构，用于升降半导体工艺设备的抽真空装置，升降机构包括从上至下依次设置的上支撑板、升降驱动组件和底板，上支撑板用于承载并固定抽真空装置，底板上设置有沿竖直方向向上延伸的导向部件，升降驱动组件设置于底板上，其中：升降驱动组件包括凸轮组件及旋转手柄，凸轮组件与上支撑板抵顶配合，通过旋转手柄能够驱动凸轮组件旋转，以带动上支撑板沿导向部件升降。上述升降机构操作更为简单，省时省力，且具备自锁功能。

Description

升降机构及半导体工艺设备

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，具体地，涉及一种升降机构及半导体工艺设备。

背景技术

抽真空装置是一种用于为工艺腔室(例如半导体工艺设备的工艺腔室)的内部提供真空环境的设备，而分子泵和摆阀则为抽真空装置不可或缺的两个关键部件。

如图1和图2所示，分子泵1和摆阀2整体安装至工艺腔室3的底部，并且分子泵1通过摆阀2与工艺腔室3的内部连通。其中，分子泵1用于执行抽真空操作，摆阀2用于控制工艺腔室3的腔室压力。在半导体工艺进行过程中，工艺副产物(例如工艺废气)会流经分子泵1排至尾气处理设备中，而工艺副产物大多带有腐蚀性。因此，分子泵1需要定期拆卸下来进行维护，以减少工艺副产物对分子泵1的损害，延长分子泵1的使用寿命。

在现有技术中，对分子泵1和摆阀2整体进行拆卸和安装时，通常通过一可移动升降平台实现分子泵1和摆阀2整体的移动过程。其中，可移动升降平台具有沿周向间隔布置的四个螺柱，可移动升降平台通过调整四个螺柱的旋合位置来带动分子泵1和摆阀2整体进行升降，操作繁琐，费时费力。

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，提出了一种升降机构及半导体工艺设备。

第一方面，本发明提供一种升降机构，用于升降半导体工艺设备的抽真空装置，升降机构包括从上至下依次设置的上支撑板、升降驱动组件和底板，上支撑板用于承载并固定抽真空装置，底板上设置有沿竖直方向向上延伸的导向部件，升降驱动组件设置于底板上，其中：升降驱动组件包括凸轮组件及旋转手柄，凸轮组件与上支撑板抵顶配合，通过旋转手柄能够驱动凸轮组件旋转，以带动上支撑板沿导向部件升降。

进一步地，凸轮组件包括凸轮和与凸轮可拆卸连接的转轴，凸轮与上支撑板抵顶配合；升降驱动组件还包括设置于底板上的支座，支座具有轴向通孔，转轴穿设在轴向通孔内，支座用于支撑转轴；通过旋转手柄能够驱动转轴旋转，以带动凸轮旋转。

进一步地，凸轮包括沿转轴间隔设置的第一凸轮和第二凸轮，支座包括第一支座和第二支座，第一支座和第二支座分别位于第一凸轮和第二凸轮的相背的两侧。

进一步地，第一凸轮和第二凸轮与转轴键连接，转轴具有第一台阶面和第二台阶面，第一凸轮夹设于第一台阶面和第一支座之间，第二凸轮夹设于第二台阶面和第二支座之间。

进一步地，导向部件包括多个均匀分布的导向柱，上支撑板具有多个配合通孔，多个配合通孔与多个导向柱一一对应，且每个导向柱均穿设于相应的配合通孔中，以使上支撑板能够沿多个导向柱升降。

进一步地，升降机构还包括设置于底板侧面的自锁结构，且自锁结构与旋转手柄同侧设置，用于限制旋转手柄的转动，以使上支撑板能够保持在至少一个高度位置；旋转手柄连接于转轴的任意一端的侧面。

进一步地，自锁结构包括第一止挡块，当上支撑板位于最低位时，第一止挡块抵挡旋转手柄，以限制旋转手柄沿朝向第一止挡块的运动趋势。

进一步地，自锁结构还包括第二止挡块，第一止挡块和第二止挡块分别位于凸轮组件的两侧，当上支撑板位于目标高度位置时，第二止挡块抵挡旋转手柄，以限制旋转手柄沿朝向第二止挡块的运动趋势，目标高度位置低于上支撑板可到达的最高位。

进一步地，凸轮呈圆形，且转轴相对于凸轮偏心设置。

进一步地，升降机构还包括在底板上间隔设置的多个支撑组件，每个支撑组件包括安装柱、调整套、紧固件以及滚轮结构；滚轮结构设置在安装柱上，并通过安装柱安装在底板的下方；安装柱穿过底板，调整套套设在安装柱上并与安装柱螺纹配合，以用于调整滚轮结构与底板之间的距离；紧固件用于将调整套与底板固定连接。

进一步地，升降机构还包括两个平行设置的导轨结构，用于固定设置在半导体工艺设备的机架上，导轨结构包括导轨本体和设置在导轨本体上的限位结构；滚轮结构包括上滚轮和下滚轮，沿竖直方向间隔设置于安装柱的侧壁的同一侧，上滚轮和下滚轮分别与导轨本体的顶面和底面滚动配合，限位结构用于限制上滚轮和/或下滚轮脱离导轨结构。

第二方面，本发明还提供一种半导体工艺设备，包括工艺腔室和抽真空装置，抽真空装置设置在工艺腔室的底部，抽真空装置用于对工艺腔室的内部进行抽真空，还包括用于升降抽真空装置的升降机构，升降机构为上述的升降机构。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的升降机构中，底板上设置有沿竖直方向向上延伸的导向部件，升降驱动组件设置于底板上，升降驱动组件包括凸轮组件及旋转手柄，凸轮组件与上支撑板抵顶配合，操作人员通过手动操作旋转手柄便能够驱动凸轮组件旋转，从而带动上支撑板沿导向部件升降。其中，导向部件与上支撑板相配合，从而限制上支撑板与底板在水平方向上的相对移动。也就是说，通过设置导向部件能够使上支撑板在升降驱动组件的驱动下只能够沿着导向部件相对于底板进行升降，而不能在水平方向上相对于底板发生相对移动。

由于导向部件限制上支撑板只能够相对于底板在竖直方向上进行升降，当旋转手柄驱动凸轮组件旋转时，凸轮组件的外周面与上支撑板抵顶配合的部分的高度会发生变化，从而带动上支撑板相对于底板沿竖直方向进行升降。上述升降驱动组件利用凸轮组件的特殊结构实现驱动上支撑板整体进行升降，相比于现有的完全依靠调整四个螺柱实现升降的方式，操作更为简单，省时省力。

附图说明

图1为现有技术中的分子泵、摆阀以及工艺腔室的安装位置关系示意图；

图2为图1的分子泵、摆阀以及工艺腔室的另一角度的安装位置关系示意图；

图3为图2的分子泵和摆阀整体拆卸时的移动方向示意图；

图4为根据本发明的一个实施例的升降机构的结构示意图；

图5为图4的升降机构的分解结构示意图；

图6为图4的升降机构的上支撑板和隔离垫片的结构示意图；

图7为图4的升降机构的上支撑板、升降驱动组件以及支撑组件的结构示意图；

图8为图4的升降机构的支撑组件的安装柱和底部滚轮的结构示意图；

图9为根据本发明的另一个实施例的升降机构的结构示意图；

图10为图9的升降机构的分解结构示意图；

图11为图9的升降机构的底板、升降驱动组件以及调整套的结构示意图；

图12为图9的升降机构的支撑组件和导轨结构相配合的剖视示意图；

图13为图9的升降机构的支撑组件和导轨结构相配合的结构示意图；

图14为根据本发明的一些实施例的升降机构的旋转手柄、凸轮组件、转轴以及支座的结构示意图；

图15为图14的凸轮的第一抵顶接触部、第二抵顶接触部以及中间部分的位置关系示意图；

图16为图14的升降机构在旋转手柄与第一止挡块配合时的状态示意图；

图17为图14的升降机构在旋转手柄位于转轴左侧且沿水平方向延伸时的状态示意图；

图18为图14的升降机构在旋转手柄与第二止挡块配合时的状态示意图；

图19为根据本发明的一些实施例的半导体工艺设备的结构示意图。

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升降机构及半导体工艺设备进行详细描述。

如图1至图3所示，现有的用于半导体工艺设备的抽真空装置包括分子泵1和摆阀2，分子泵1的外形通常为圆柱形，摆阀2的外形通常类似于“T形”。分子泵1和摆阀2整体安装在工艺腔室3底部的靠后位置，分子泵1通过摆阀2与工艺腔室3的内部连通。工艺腔室3底部的靠前位置设有腔室附件，由于腔室附件的阻挡，分子泵1只能够在工艺腔室3的后侧进行拆卸和安装。另外，“T形”的摆阀2向下凸出的结构的一部分位于分子泵1的后侧，因此通常需要将分子泵1和摆阀2整体同时由工艺腔室3的后侧进行拆卸和安装。以分子泵1和摆阀2的拆卸为例，如图3所示，需要先将分子泵1和摆阀2整体向下移动，再向后移动(安装过程与此相反)。其中，分子泵1和摆阀2整体在拆卸过程中的向下移动(或安装过程中的向上移动)即为升降过程，分子泵1和摆阀2整体在拆卸过程中的向后移动(或安装过程中的向前移动)即为横向移动。

本发明提供了一种升降机构，该升降机构至少用于升降半导体工艺设备的抽真空装置，例如用于在抽真空装置进行类似于上述的拆卸过程时带动抽真空装置向下移动；或者用于在抽真空装置进行类似于上述的安装过程时带动抽真空装置向上移动。

如图4至图7、图9至图11以及图14至图19所示，在一些实施例中，升降机构包括从上至下依次设置的上支撑板110、升降驱动组件和底板120。其中，上支撑板110用于承载并固定抽真空装置。抽真空装置与上支撑板110之间的固定方式并不作限定，可以为任何能够实现两者固定连接的方式。例如，在图中示出的具体实施例中，上支撑板110上设有多个均匀分布的连接螺柱112，每个连接螺柱112通过与螺母相配合以固定在上支撑板110上，且每个连接螺柱112位于上支撑板110上方的部分上均设有连接螺纹，上述连接螺柱112用于插入至抽真空装置底部的连接结构中并与其螺纹连接，从而将抽真空装置固定在上支撑板110上。

底板120上设置有沿竖直方向向上延伸的导向部件，升降驱动组件设置于底板120上。升降驱动组件包括凸轮组件及旋转手柄136。凸轮组件与上支撑板110抵顶配合，操作人员通过手动操作旋转手柄136便能够驱动凸轮组件旋转，从而带动上支撑板110沿导向部件升降。其中，导向部件与上支撑板110相配合，从而限制上支撑板110与底板120在水平方向上的相对移动。也就是说，通过设置导向部件能够使上支撑板110在升降驱动组件的驱动下只能够沿着导向部件相对于底板120进行升降，而不能在水平方向上相对于底板120发生相对移动。

由于导向部件限制上支撑板110只能够相对于底板120在竖直方向上进行升降，当旋转手柄136驱动凸轮组件旋转时，凸轮组件的外周面与上支撑板110抵顶配合的部分的高度会发生变化，从而带动上支撑板110相对于底板120沿竖直方向进行升降。上述升降驱动组件利用凸轮组件的特殊结构实现驱动上支撑板110整体进行升降，相比于现有的完全依靠调整四个螺柱实现升降的方式，操作更为简单，省时省力。

如图4、图5、图7、图9至图11以及图14至图18所示，在一些实施例中，凸轮组件包括凸轮和与凸轮可拆卸连接的转轴133。凸轮与上支撑板110抵顶配合，即凸轮的外周面与上支撑板110始终抵顶配合。转轴133与凸轮之间至少在转轴133的周向方向上进行限位，从而使转轴133旋转时能够带动凸轮一同进行旋转。升降驱动组件还包括设置于底板120上的支座，支座具有轴向通孔，转轴133穿设在轴向通孔内，支座用于支撑转轴133，即转轴133可旋转地设置于支座上。操作人员通过手动操作旋转手柄136能够驱动转轴133沿自身轴线进行旋转，从而带动凸轮绕同一轴线进行旋转。

优选地，如图4、图5、图7、图9至图11以及图14至图18所示，在一些实施例中，凸轮包括沿转轴133间隔设置的第一凸轮131和第二凸轮132，支座包括第一支座134和第二支座135，第一支座134和第二支座135分别位于第一凸轮131和第二凸轮132的相背的两侧。转轴133的两端分别穿设于第一支座134和第二支座135的轴向通孔内，即转轴133通过第一支座134和第二支座135进行支撑，支撑更加稳定。一般情况下，第一凸轮131和第二凸轮132的结构相同(即形状和尺寸相同)，且与转轴133的连接位置相同。通过旋转转轴133能够带动第一凸轮131和第二凸轮132同步旋转，由于第一凸轮131和第二凸轮132均与上支撑板110抵顶配合，当第一凸轮131和第二凸轮132进行同步旋转时，第一凸轮131和第二凸轮132能够共同带动上支撑板110进行升降。在图中示出的具体实施例中，底板120上设有两个避让槽122，两个避让槽122分别位于第一凸轮131和第二凸轮132的下方，以用于在第一凸轮131和第二凸轮132进行旋转时对其进行避让。

特别地，在一些实施例中，转轴133可以设计为直径不同的变径轴结构。例如，转轴133位于第一凸轮131和第二凸轮132之间的部分直径较大，从而分别在第一凸轮131和第二凸轮132的内侧形成第一台阶面和第二台阶面。第一凸轮131和第二凸轮132与转轴133之间可以通过键连接等方式实现周向限位。第一凸轮131夹设于第一台阶面和第一支座134之间，从而通过第一台阶面与第一支座134共同对第一凸轮131进行轴向限位；第二凸轮132夹设于第二台阶面和第二支座135之间，从而通过第二台阶面与第二支座135共同对第二凸轮132进行轴向限位。另外，转轴133的直径可以与第一凸轮131和第二凸轮132用于穿设转轴133的穿设孔的孔径一致，从而实现转轴133与第一凸轮131、转轴133与第二凸轮132之间的径向限位。上述转轴133、第一凸轮131、第二凸轮132、第一支座134、第二支座135之间的配合方式更加便于装配和拆卸。

当然，可以理解地，在图中未示出的其它实施例中，凸轮的具体数量、转轴133与凸轮之间连接方式等能够根据实际需要进行合理设计。例如，转轴133呈分体的多段，每段与凸轮的端面之间直接固定连接。

如图4至图7以及图9至图11所示，在一些实施例中，导向部件包括多个均匀分布的导向柱150，例如多个导向柱150能够沿底板120的周向间隔且均匀分布。每个导向柱150设置在底板120上且沿竖直方向延伸。上支撑板110具有多个配合通孔111，多个配合通孔111与多个导向柱150一一对应，且每个导向柱150均穿设于相应的配合通孔111中，以使上支撑板110能够沿多个导向柱150升降。优选地，每个导向柱150的顶端具有导向锥面151，该导向锥面151能够在导向柱150穿过配合通孔111时进行导向。当上支撑板110相对于底板120进行升降时，上支撑板110能够沿着多个导向柱150进行移动，且由于导向柱150与配合通孔111的配合，能够使上支撑板110仅沿竖直方向进行升降。当然，可以理解地，导向部件的具体结构并不限于此，在图中未示出的其它实施例中，导向部件可以为任何能够实现对上支撑板110进行导向限位的结构，例如，导向部件可以为罩设在上支撑板110四周的导向罩，该导向罩的底部连接在底板120上，上支撑板110的四周边缘能够沿着导向罩的内壁进行上下移动。

如图4、图5、图7、图9至图11以及图14至图18所示，在一些实施例中，旋转手柄136连接于转轴133的任意一端的侧面，旋转手柄136与转轴133呈角度连接，优选为呈90度连接，这样能够使操作人员在操作旋转手柄136时更为省力。进一步地，升降机构还包括设置于底板120侧面的自锁结构，且自锁结构与旋转手柄136同侧设置。自锁结构用于限制旋转手柄136的转动，也就是说，自锁结构能够使旋转手柄136保持在至少一个旋转角度，从而便能够使凸轮保持在相应的至少一个旋转角度，进而使上支撑板110能够保持在相应的至少一个高度位置。因此，上述升降机构具备自锁功能，这样能够保证抽真空装置在上述高度位置稳定放置，避免抽真空装置发生突然掉落，进而保证操作人员的人身安全。

需要说明的是，自锁结构将旋转手柄136锁定至哪个转动位置，具体根据上支撑板110实际需要保持的高度位置进行确定。换言之，当旋转手柄136、凸轮以及上支撑板110之间的具体连接配合关系确定后，旋转手柄136转动到某一个转动位置，凸轮存在与该转动位置相对应的状态，进而上支撑板110存在与该转动位置相对应的高度位置。基于此，根据上支撑板110实际需要保持的高度位置，对旋转手柄136所需进行自锁的转动位置进行合理设计即可。

具体地，如图4、图5、图9、图10以及图14至图18所示，在一些实施例中，自锁结构包括第一止挡块161，当上支撑板110位于最低位时，第一止挡块161抵挡旋转手柄136，以限制旋转手柄136沿朝向第一止挡块161的运动趋势，从而能够保证旋转手柄136保持在此时的转动位置，实现升降机构此时的自锁，进而使上支撑板110保持在此时所在的最低位。其中，“最低位”指的是上支撑板110不会再继续进行下降的位置。进一步地，自锁结构还包括第二止挡块162，第一止挡块161和第二止挡块162分别位于凸轮组件的两侧，当上支撑板110位于目标高度位置时，第二止挡块162抵挡旋转手柄136，以限制旋转手柄136沿朝向第二止挡块162的运动趋势，从而能够保证旋转手柄136保持在此时的转动位置，实现升降机构此时的自锁，进而使上支撑板110保持在此时所在的目标高度位置。其中，目标高度位置可以根据实际需求进行合理设计，并且目标高度位置低于上支撑板110可到达的最高位，“最高位”指的是上支撑板110不会再继续进行上升的位置。

优选地，如图4、图5、图9、图10以及图14至图18所示，在一些实施例中，凸轮呈圆形，且转轴133相对于凸轮偏心设置，即凸轮为偏心轮。例如，第一凸轮131和第二凸轮132均呈圆形，转轴133的轴线与第一凸轮131和第二凸轮132的中心之间的距离也相同。随着凸轮的旋转，凸轮的外周面沿周向的各个部位依次与上支撑板110抵顶配合。

如图15所示，凸轮的外周面上具有第一抵顶接触部1321、第二抵顶接触部1322以及第三抵顶接触部1323。其中，第一抵顶接触部1321被配置为与转轴133之间的距离最大，“距离最大”指的是凸轮的外周面的其余部位与转轴133之间的距离均小于第一抵顶接触部1321与转轴133之间的距离L_max；第二抵顶接触部1322被配置为与转轴133之间的距离最小，“距离最小”指的是凸轮的外周面的其余部位与转轴133之间的距离均大于第二抵顶接触部1322与转轴133之间的距离L_min；第三抵顶接触部1323被配置为在周向方向上位于第一抵顶接触部1321和第二抵顶接触部1322之间，也就是说，第三抵顶接触部1323位于图15中所示的中间部分上。

另外，第一抵顶接触部1321、第二抵顶接触部1322以及第三抵顶接触部1323指的是凸轮的外周面能够与上支撑板110抵顶配合的部分。由于凸轮具有一定厚度，当凸轮的纵截面呈圆形时，凸轮整体可看作是圆柱形，凸轮与上支撑板110之间为线接触。此时，第一抵顶接触部1321(或第二抵顶接触部1322、第三抵顶接触部1323)可看作是凸轮的外周面上沿轴向延伸的某一区域，该区域包括多条能够与上支撑板110抵顶接触的“直线”；同时，该区域沿周向的宽度较小，这样可将该区域中所有“直线”与转轴133的中心之间的距离看作相等。需要注意的是，第一抵顶接触部1321(或第二抵顶接触部1322)与转轴133之间的距离指的是第一抵顶接触部1321(或第二抵顶接触部1322)的中心与转轴133的中心之间的距离。

第一止挡块161设置在底板120上且位于转轴133的一侧，如图16所示，当上支撑板110与第二抵顶接触部1322抵顶配合时，由于第二抵顶接触部1322与转轴133之间的距离最小，上支撑板110位于最低位，上支撑板110不会再下降。理论上，由于此时凸轮处于稳定状态(即受到下压力时基本不会产生旋转趋势)，即便在重力作用下上支撑板110具有竖直向下的运动趋势，旋转手柄136也不会自发产生转动运动趋势。

然而，由于第二抵顶接触部1322包括多条能够与上支撑板110抵顶接触的“直线”，只有当上支撑板110与第二抵顶接触部1322正对转轴133中心的“直线”(如图15中第二抵顶接触部1322正中央的“直线”)准确抵顶配合时，即便对旋转手柄136不作任何限制，旋转手柄136也不会产生任何转动运动趋势。但是，在实际操作过程中，第二抵顶接触部1322可能是任何一条“直线”与上支撑板110抵顶配合，这样导致旋转手柄136仍然会存在一定的转动运动趋势，即旋转手柄136会在小范围内发生抖动。基于此，在旋转手柄136此时会产生运动趋势的一侧设置第一止挡块161，当上支撑板110与第二抵顶接触部1322抵顶配合时，第一止挡块161抵挡旋转手柄136，以限制旋转手柄136沿朝向第一止挡块161的运动趋势，从而能够进一步保证旋转手柄136保持在此时的转动位置，实现升降机构此时的自锁，进而使上支撑板110保持在此时所在的最低位。

第二止挡块162设置在底板120上且位于转轴133的另一侧，即第二止挡块162与第一止挡块161分别位于转轴133的相对的两侧。如图18所示，当上支撑板110与第三抵顶接触部1323抵顶配合时，如果操作人员停止对旋转手柄136的操作且对旋转手柄136不作任何限制，在抽真空装置和上支撑板110的重力作用下，上支撑板110具有竖直向下的运动趋势，即抽真空装置和上支撑板110会下压凸轮，由于此时凸轮处于不稳定状态(即受到下压力时会产生旋转趋势)，这样会导致旋转手柄136随着凸轮自发产生仅朝向一个方向的转动运动趋势，例如逆时针运动趋势或顺时针运动趋势。基于此，在旋转手柄136此时会产生运动趋势的一侧设置第二止挡块162，当上支撑板110与第三抵顶接触部1323抵顶配合时，第二止挡块162抵挡旋转手柄136，以限制旋转手柄136沿朝向第二止挡块162的运动趋势，从而能够使旋转手柄136保持在此时的转动位置，实现升降机构此时的自锁，进而使上支撑板110保持在此时所在的目标高度位置。

需要说明的是，第三抵顶接触部1323的具体位置需要根据上支撑板110所需保持的目标高度位置进行设计。例如，在图18所示具体实施例中，上支撑板110与第三抵顶接触部1323抵顶配合，上支撑板110保持的图中示出的高度位置(即目标高度位置)，如果将第三抵顶接触部1323的位置向图中右侧移动一定距离，则上支撑板110与第三抵顶接触部1323抵顶配合时，上支撑板110的高度位置会低于图中所示的目标高度位置。另外，当上支撑板110与第三抵顶接触部1323抵顶配合时，旋转手柄136具体会产生逆时针运动趋势还是顺时针运动趋势，取决于凸轮被下压时的旋转趋势，而这又与第三抵顶接触部1323位于凸轮的第二止挡块162的哪一侧有关，具体将在下文中举例进行说明。

在图16至图18所示的具体实施例中，旋转手柄136的转动位置采用旋转手柄136的转动角度表示，上支撑板110的具体高度位置由旋转手柄136的转动角度决定。

如图16所示，第一止挡块161设置在转轴133的右侧。旋转手柄136位于转轴133的右侧且沿水平方向延伸，设此时旋转手柄136处于起始位置，即转动角度为0度。上支撑板110与凸轮外周面的第二抵顶接触部1322抵顶配合，上支撑板110及抽真空装置处于最低位，升降机构整体的高度为Ha。此时，无论旋转手柄136进行顺时针旋转还是逆时针旋转，凸轮外周面与上支撑板110的抵顶接触位置均会逐渐升高，即上支撑板110均上升。因此，即便在抽真空装置和上支撑板110的重力作用下，上支撑板110具有竖直向下的运动趋势，旋转手柄136也不会自发产生转动运动趋势。

需要说明的是，由前述针对上支撑板110与第二抵顶接触部1322抵顶配合的分析可知，在实际操作过程中，此时旋转手柄136虽然处于较为稳定的状态，但是旋转手柄136仍然会存在一定的转动运动趋势，即旋转手柄136可能会在小范围内发生抖动。因此，需要设置第一止挡块161限制旋转手柄136的运动趋势。在图16示出的实施例中，第一止挡块161的顶面具有水平容置槽，当旋转手柄136位于转轴133的右侧且沿水平方向延伸时，旋转手柄136的杆部可放置于水平容置槽中。

上述第一止挡块161主要用于限制此时旋转手柄136的顺时针运动趋势，而同样由前述相关分析可知，此时旋转手柄136也可能存在逆时针运动趋势。在图中示出的实施例中，支座的顶面还设有支撑平面，当上支撑板110与第二抵顶接触部1322抵顶配合时，上支撑板110与支撑平面相贴合，支撑平面可对上支撑板110进行支撑限位，这样能够减小或避免上支撑板110下压凸轮，从而限制旋转手柄136逆时针运动趋势以及进一步限制顺时针运动趋势。另外，在另一些实施例中，也可以设计为：旋转手柄136放置在第一止挡块161上时，上支撑板110与第二抵顶接触部1322中略靠右侧的部分进行抵顶配合，此时如果旋转手柄136存在转动运动趋势，则一定是顺时针运动趋势，仅依靠第一止挡块161便完全能够实现自锁功能。

如图17所示，旋转手柄136位于转轴133的左侧且沿水平方向延伸，此时旋转手柄136的转动角度为180度。上支撑板110与凸轮外周面的第一抵顶接触部1321抵顶配合，上支撑板110及抽真空装置处于最高位，升降机构整体的高度为Hb。如果对旋转手柄136不作任何限制，此时无论旋转手柄136进行顺时针旋转还是逆时针旋转，凸轮外周面与上支撑板110的抵顶接触位置均会逐渐降低，即上支撑板110均下降。在抽真空装置和上支撑板110的重力作用下，上支撑板110具有竖直向下的运动趋势，旋转手柄136会自发产生逆时针运动趋势或顺时针运动趋势，此状态较为不稳定。因此，不对此时的旋转手柄136进行限制。

如图18所示，第二止挡块162设置在转轴133的左侧。旋转手柄136位于转轴133的左侧且沿斜向下方向延伸，此时，旋转手柄136的转动角度与上支撑板110的目标高度位置有关，例如，当上支撑板110的目标高度位置为图18中所示高度位置时，旋转手柄136的转动角度为204度。上支撑板110与凸轮外周面的第三抵顶接触部1323抵顶配合，升降机构整体的高度为Hc。如果对旋转手柄136不作任何限制，在抽真空装置和上支撑板110的重力作用下，上支撑板110具有竖直向下的运动趋势，旋转手柄136会自发产生逆时针运动趋势，凸轮外周面与上支撑板110的抵顶接触位置均会逐渐降低，即上支撑板110下降。因此，需要设置第二止挡块162限制旋转手柄136的逆时针运动趋势。在图18示出的实施例中，第二止挡块162的顶面具有倾斜容置槽，当旋转手柄136位于转轴133的左侧且沿斜向下方向延伸时，旋转手柄136的杆部可放置于倾斜容置槽中，从而通过第二止挡块162限制此时旋转手柄136的逆时针运动趋势。

在上述过程中，上支撑板110及抽真空装置的最大升降高度为Hb-Ha，通过第二止挡块162实现自锁时的升降高度为Hc-Ha。上述第一止挡块161和第二止挡块162利用凸轮的自身特性，限制旋转手柄136的转动角度，从而实现自锁功能。需要说明的是，自锁结构的具体形式以及与旋转手柄136的配合方式并不作限定，在另一些实施例中，可以为任何能够将旋转手柄136保持在所需转动位置的结构。例如，自锁结构可以为卡扣等能够与旋转手柄136进行卡接以实现锁定旋转手柄136的转动角度的结构。另外，在另一些实施例中，旋转手柄136也可以采用具有自锁功能的驱动电机进行替代，从而同时实现驱动凸轮旋转和自锁的作用。此外，凸轮的具体形状也不限于圆柱形，在图中未示出的其它实施例中，也可以为其它形状，只要能够实现驱动上支撑板110升降，并且便于实现自锁功能即可，此时上支撑板110位于最低位、目标高度位置时自锁结构与旋转手柄136的具体配合方式则需要进行合理设计。

一般情况下，为了保证结构的耐磨性能、抗压性能、抗拉性能等，升降机构中的各个部件可以采用金属材料制成。例如，支座、转轴133、凸轮、上支撑板110、底板120、导向柱150等均采用金属材料制成。如果采用金属材质的某两个或某几个部件之间需要经常进行摩擦，容易产生金属污染。

为了解决上述问题，在一些实施例中，在采用金属材质且需要经常摩擦的部件之间设置非金属隔离结构，从而起到隔离的作用。例如，如图6所示，上支撑板110的底面设有隔离垫片170。具体地，上支撑板110的底面对应于凸轮(例如第一凸轮131和第二凸轮132)的部位设有安装凹槽，隔离垫片170通过安装螺钉固定连接至安装凹槽中。凸轮与隔离垫片170始终抵顶接触，隔离垫片170用于对凸轮和上支撑板110进行隔离。隔离垫片170由树脂等耐磨非金属材料制成，通过隔离垫片170的隔离能够防止均采用金属材料的凸轮和上支撑板110之间直接摩擦，从而避免此处产生金属污染。

进一步地，支座(例如第一支座134和第二支座135)的轴向通孔的孔壁也可以设有第一隔离衬套(图中未示出)，转轴133穿设在第一隔离衬套内侧，第一隔离衬套用于对转轴133和轴向通孔的孔壁进行隔离。第一隔离衬套由树脂等耐磨非金属材料制成，通过第一隔离衬套的隔离能够防止均采用金属材料的转轴133和支座之间直接摩擦，从而避免此处产生金属污染。

另外，上支撑板110的配合通孔111的孔壁也可以设有第二隔离衬套(图中未示出)，导向柱150穿设在第二隔离衬套内侧，第二隔离衬套用于对导向柱150和配合通孔111的孔壁进行隔离。第二隔离衬套由树脂等耐磨非金属材料制成，通过第二隔离衬套的隔离能够防止均采用金属材料的导向柱150和上支撑板110之间直接摩擦，从而避免此处产生金属污染。

在一些实施例中，上述升降机构还用于带动抽真空装置横向移动。也就是说，升降机构整体是可移动地设置的。需要说明的是，一般情况下，升降机构整体可在水平面内进行移动，从而带动抽真空装置进行横向移动，例如，如图19所示，在抽真空装置进行拆卸时，由工艺腔室400的下方横向移动至工艺腔室400的后侧；或者，在抽真空装置进行安装时，由工艺腔室400的后侧横向移动至工艺腔室400的下方。当然，可以理解地，根据抽真空装置拆装过程的具体需求，升降机构整体也可以在倾斜面内进行移动。此外，上支撑板110整体升降一般也是在竖直方向上进行升降，即抽真空装置在竖直方向上进行升降，例如，在抽真空装置进行拆卸时，将抽真空装置下降至某一高度位置，从而便于后续的横向移动操作；或者，在抽真空装置进行安装时，在抽真空装置横向移动至工艺腔室400的下方后，将抽真空装置上升至某一高度位置，从而便于后续与工艺腔室400底部的连接操作。

如图19所示，在一些实施例中，抽真空装置包括分子泵510和摆阀520，分子泵510和摆阀520位于工艺腔室400的底部，分子泵510通过摆阀520与工艺腔室400的内部连通，上支撑板110的连接螺柱112与分子泵510底部的连接结构通过螺纹进行固定连接。在现有技术中，可移动升降平台先通过调整四个螺柱的旋合位置将分子泵1和摆阀2上升至一定高度，为了便于后续操作人员的连接操作，此时分子泵1的顶面与工艺腔室3的底部之间应存在一定缝隙。此后，操作人员通过人力将可移动升降平台及分子泵1和摆阀2整体抬起，直至分子泵1的顶面与工艺腔室3的底部基本贴合，再通过螺钉等紧固件进行两者之间的连接。然而，在此过程中，存在由于操作人员失误导致的可移动升降平台、分子泵1、摆阀2突然掉落的风险，从而容易造成对操作人员的人身伤害，存在安全隐患。

在一些实施例中，在底板120上设置高度可调的支撑组件，以此配合升降驱动组件共同使用，从而避免上述设备掉落的风险。具体地，如图4至图13所示，在一些实施例中，升降机构还包括在底板120上间隔设置的多个均匀分布的支撑组件200。优选地，支撑组件200为四个，四个支撑组件200分别设置于底板120的四个角上。每个支撑组件200包括调整部件210和滚轮结构，通过调整部件210将滚轮结构安装至底板120的下方，且使滚轮结构与底板120之间沿竖直方向的距离可调。随着承载组件的移动，滚轮结构能够在其所在平面内进行滚动，以使支撑组件200能够在此过程中对承载组件进行支撑。如图19所示，当承载组件被移动至工艺腔室400的下方后，可以先通过操作调整部件210增大滚轮结构与底板120之间的距离，即承载组件整体上升至一定高度，此时分子泵510的顶面与工艺腔室400的底部之间存在一定空间。此后，再通过旋转手柄136驱动凸轮旋转，从而带动上支撑板110及其承载的分子泵510和摆阀520继续上升，直至分子泵510的顶面与工艺腔室400的底部基本贴合，再通过螺钉等紧固件进行两者之间的连接。在此过程中，无需操作人员通过人力搬起设备，从而避免设备突然掉落的风险，保证操作人员的人身安全。

其中，调整部件210的具体结构并不作限定，可以为任何能够实现高度调整功能的结构。例如，如图4至图12所示，在一些实施例中，调整部件210包括安装柱211、调整套212以及紧固件213，滚轮结构设置在安装柱211上，并通过安装柱211安装在底板120的下方。底板120具有穿设通孔121，安装柱211由穿设通孔121穿过底板120。调整套212套设在安装柱211上，且调整套212与安装柱211之间螺纹配合。通过改变调整套212与安装柱211之间螺纹旋合位置能够改变安装柱211在竖直方向上的位置，从而调整滚轮结构与底板120之间的距离。优选地，可以通过旋转调整套212带动安装柱211沿竖直方向进行移动，从而调整滚轮结构与底板120之间的距离。待调整完成后通过紧固件213将调整套212与底板120固定连接。在此过程中，安装柱211及其上设置的滚轮结构无需进行转动，仅在竖直方向上移动即可。

需要说明的是，在其它实施方式中，也可以通过旋转安装柱211、调整套212不动或者安装柱211和调整套212均旋转的方式，实现安装柱211位置的改变，不过此时应保证滚轮结构的具体结构不会限制安装柱211的旋转，即滚轮结构能够随着安装柱211旋转。另外，在图中示出的具体实施例中，调整套212位于底板120的上方，紧固件213为多个紧固螺钉。当然，可以理解地，在其它实施方式中，调整套212也可以位于底板120的下方，紧固件213也可以为其它例如定位销、卡扣等紧固件。

另外，滚轮结构的具体结构并不作限定，可以为任何能够随着承载组件的移动在所处平面内进行滚动的部件。例如，如图4、图5、图7以及图8所示，在一些实施例中，滚轮结构包括底部滚轮221，底部滚轮221嵌入至安装柱211的底端且能够进行滚动。优选地，底部滚轮221可采用球形滚轮结构。上述滚轮结构的结构和设置方式占用机台空间较小，底部滚轮221能够被设置在诸多结构设备的某个平面上进行滚动，应用更为广泛。

如图1和图2所示，由于摆阀2外形类似于“T形”，“T形”的摆阀2向下凸出的结构位于分子泵1的旁侧，分子泵1和摆阀2整体的重心偏移，又由于分子泵1和摆阀2的重量均较大(分子泵1的重量约为30-40Kg，摆阀2的重量约为20-30Kg)，在使用现有的可移动升降平台操作过程中，存在分子泵1、摆阀2以及可移动升降平台整体倾倒的风险。

为了解决这一问题，在另一些实施例中，将滚轮结构进行了特殊设计，并配合导轨结构进行使用。具体地，如图9至图13所示，升降机构还包括两个平行设置的导轨结构300，两个导轨结构300用于固定设置在半导体工艺设备的机架600上。每个导轨结构300包括导轨本体310和设置在导轨本体310上的限位结构。

一方面，滚轮结构包括上滚轮222和下滚轮223，上滚轮222和下滚轮223沿竖直方向间隔设置于安装柱211的侧壁的同一侧，上滚轮222和下滚轮223分别与导轨本体310的顶面和底面滚动配合。导轨本体310的延伸方向为长边方向，垂直于导轨本体310的延伸方向的方向为短边方向。上支撑板110、底板120以及升降驱动组件整体能够沿导轨本体310的长边方向进行移动，当移动进行时，上滚轮222和下滚轮223随之沿导轨本体310进行滚动，并且上滚轮222和下滚轮223整体不会沿竖直方向脱离导轨本体310。

另一方面，限位结构能够限制上滚轮222和/或下滚轮223在短边方向的位移，从而防止上滚轮222和/或下滚轮223脱离导轨结构300。具体地，在图中示出的具体实施例中，限位结构包括连接在导轨本体310的一个侧边上的止挡凸缘320，即每个导轨结构300的横截面呈“L形”。止挡凸缘320与导轨本体310沿同一方向延伸设置。止挡凸缘320能够抵挡上滚轮222和/或下滚轮223背离安装柱211的一侧。同时，两个导轨结构300的止挡凸缘320相对设置，多个支撑组件200中的至少两个的滚轮结构分别与两个导轨结构300相配合，这样能够限制滚轮结构在短边方向的位移，从而防止滚轮结构由导轨结构300的侧方脱出。

以导轨结构300为两个，滚轮结构为四个进行举例说明。具体地，两个导轨结构300对称设置可以为两个“L形”导轨结构300相背设置(如图13中所示状态)，两个止挡凸缘320相互靠近，四个滚轮结构分为两组，每组包括两个同方向设置的滚轮结构，且两组滚轮结构之间的设置方向相反。两组滚轮结构分别与相应的两个导轨结构300进行配合。如图13所示，位于左侧的滚轮结构的上滚轮222和下滚轮223位于安装柱211的右侧，该上滚轮222和下滚轮223与左侧的导轨结构300的止挡凸缘320抵挡配合，从而防止左侧的滚轮结构向右侧移动。相应的，位于右侧的滚轮结构的上滚轮222和下滚轮223位于安装柱211的左侧，该上滚轮222和下滚轮223与右侧的导轨结构300的止挡凸缘320抵挡配合，从而防止右侧的滚轮结构向左侧移动。上述两组滚轮结构及两个导轨结构300共同配合，从而实现防止滚轮结构由导轨结构300的侧方脱出的作用。

导轨结构300作为整个升降机构及分子泵510和摆阀520的支撑，在升降机构工作时，导轨结构300可以通过其上的安装孔等结构固定在机架600上，从而保证升降机构无法脱离机架600，从而保证安全。同时，结合上述两方面，即可实现防止升降机构、分子泵510以及摆阀520整体发生倾倒、侧翻。

本发明还提供了一种半导体工艺设备，根据半导体工艺设备的实施例包括工艺腔室400和抽真空装置，抽真空装置设置在工艺腔室400的底部，抽真空装置用于对工艺腔室400的内部进行抽真空。在一些实施例中，抽真空装置包括分子泵510和摆阀520，分子泵510和摆阀520位于工艺腔室400的底部，分子泵510通过摆阀520与工艺腔室400的内部连通。另外，半导体工艺设备还包括用于升降抽真空装置的升降机构，升降机构为上述实施例的升降机构。升降机构的上支撑板110与分子泵510固定连接。

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。

Claims (12)

1.一种升降机构，用于升降半导体工艺设备的抽真空装置，其特征在于，所述升降机构包括从上至下依次设置的上支撑板、升降驱动组件和底板，所述上支撑板用于承载并固定所述抽真空装置，所述底板上设置有沿竖直方向向上延伸的导向部件，所述升降驱动组件设置于所述底板上，其中：

所述升降驱动组件包括凸轮组件及旋转手柄，所述凸轮组件与所述上支撑板抵顶配合，通过所述旋转手柄能够驱动所述凸轮组件旋转，以带动所述上支撑板沿所述导向部件升降。

2.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述凸轮组件包括凸轮和与所述凸轮可拆卸连接的转轴，所述凸轮与所述上支撑板抵顶配合；

所述升降驱动组件还包括设置于所述底板上的支座，所述支座具有轴向通孔，所述转轴穿设在所述轴向通孔内，所述支座用于支撑所述转轴；通过所述旋转手柄能够驱动所述转轴旋转，以带动所述凸轮旋转。

3.根据权利要求2所述的升降机构，其特征在于，所述凸轮包括沿所述转轴间隔设置的第一凸轮和第二凸轮，所述支座包括第一支座和第二支座，所述第一支座和所述第二支座分别位于所述第一凸轮和所述第二凸轮的相背的两侧。

4.根据权利要求3所述的升降机构，其特征在于，所述第一凸轮和所述第二凸轮与所述转轴键连接，所述转轴具有第一台阶面和第二台阶面，所述第一凸轮夹设于所述第一台阶面和所述第一支座之间，所述第二凸轮夹设于所述第二台阶面和所述第二支座之间。

5.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述导向部件包括多个均匀分布的导向柱，所述上支撑板具有多个配合通孔，多个所述配合通孔与多个所述导向柱一一对应，且每个所述导向柱均穿设于相应的所述配合通孔中，以使所述上支撑板能够沿多个所述导向柱升降。

6.根据权利要求2所述的升降机构，其特征在于，所述升降机构还包括设置于所述底板侧面的自锁结构，且所述自锁结构与所述旋转手柄同侧设置，用于限制所述旋转手柄的转动，以使所述上支撑板能够保持在至少一个高度位置；所述旋转手柄连接于所述转轴的任意一端的侧面。

7.根据权利要求6所述的升降机构，其特征在于，所述自锁结构包括第一止挡块，当所述上支撑板位于最低位时，所述第一止挡块抵挡所述旋转手柄，以限制所述旋转手柄沿朝向所述第一止挡块的运动趋势。

8.根据权利要求7所述的升降机构，其特征在于，所述自锁结构还包括第二止挡块，所述第一止挡块和所述第二止挡块分别位于所述凸轮组件的两侧，当所述上支撑板位于目标高度位置时，所述第二止挡块抵挡所述旋转手柄，以限制所述旋转手柄沿朝向所述第二止挡块的运动趋势，所述目标高度位置低于所述上支撑板可到达的最高位。

9.根据权利要求8所述的升降机构，其特征在于，所述凸轮呈圆形，且所述转轴相对于所述凸轮偏心设置。

10.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述升降机构还包括在所述底板上间隔设置的多个支撑组件，每个所述支撑组件包括安装柱、调整套、紧固件以及滚轮结构；

所述滚轮结构设置在所述安装柱上，并通过所述安装柱安装在所述底板的下方；所述安装柱穿过所述底板，所述调整套套设在所述安装柱上并与所述安装柱螺纹配合，以用于调整所述滚轮结构与所述底板之间的距离；所述紧固件用于将所述调整套与所述底板固定连接。

11.根据权利要求10所述的升降机构，其特征在于，所述升降机构还包括两个平行设置的导轨结构，用于固定设置在所述半导体工艺设备的机架上，所述导轨结构包括导轨本体和设置在所述导轨本体上的限位结构；

所述滚轮结构包括上滚轮和下滚轮，沿竖直方向间隔设置于所述安装柱的侧壁的同一侧，所述上滚轮和所述下滚轮分别与所述导轨本体的顶面和底面滚动配合，

所述限位结构用于限制所述上滚轮和/或所述下滚轮脱离所述导轨结构。

12.一种半导体工艺设备，包括工艺腔室和抽真空装置，所述抽真空装置设置在所述工艺腔室的底部，所述抽真空装置用于对所述工艺腔室的内部进行抽真空，其特征在于，还包括用于升降所述抽真空装置的升降机构，所述升降机构为权利要求1至11中任一项所述的升降机构。

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