CN114743906A - 动力传递装置及半导体制造设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力传递装置及半导体制造设备，动力传递装置包括支承主体、旋转轴、磁性流体、轴承组件以及垫片密封组件，支承主体安装在真空反应室与大气环境连通的开口处，支承主体内设置有轴孔；旋转轴穿过轴孔伸入真空反应室中；磁性流体设置在旋转轴与轴孔的内壁之间；轴承组件套设在旋转轴上，轴承组件包括至少一个真空侧轴承，真空侧轴承位于磁性流体的靠近真空反应室的一侧；垫片密封组件贴合设置在真空侧轴承面向真空反应室的一侧。本发明提出的动力传递装置中垫片密封组件贴合设置在真空侧轴承面向真空反应室的一侧，避免了真空反应室中的反应气体污染真空侧轴承和磁性流体，延长了真空侧轴承以及磁性流体的使用寿命。

Description

动力传递装置及半导体制造设备

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种动力传递装置及半导体制造设备。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

动力传递装置的构成零件中包括用于在大气压和真空之间传递旋转动力的动力传递装置，动力传递装置通常包括固定的壳体和旋转轴，旋转轴与壳体之间设置有用于支撑旋转轴的轴承，还设置有用于阻隔真空与大气压的磁性流体。

由于在动力传递装置的使用过程中，在半导体制造过程中，暴露在真空反应室的轴承会被半导体制程中的多种气体以及一些反应残余物附着甚至腐蚀，由此会导致轴承中的润滑剂变质或硬化，影响旋转轴的转动；而且如果轴承失效，真空反应室的气体容易接触磁性流体，造成磁性流体温度升高，甚至导致磁性流体发生泄漏。

发明内容

本发明的第一方面提出了一种动力传递装置，所述动力传递装置包括：

支承主体，所述支承主体安装在真空反应室与大气环境连通的开口处，所述支承主体内设置有轴孔；

旋转轴，所述旋转轴穿过所述轴孔伸入所述真空反应室中；

磁性流体，所述磁性流体设置在所述旋转轴与所述轴孔的内壁之间；

轴承组件，所述轴承组件套设在所述旋转轴上，所述轴承组件包括至少一个真空侧轴承，所述真空侧轴承位于所述磁性流体的靠近所述真空反应室的一侧；

垫片密封组件，所述垫片密封组件贴合设置在所述真空侧轴承面向所述真空反应室的一侧。

本发明的第二方面提出了一种半导体制造设备，所述半导体制造设备包括如上所述的动力传递装置以及真空反应室，所述动力传递装置安装在所述真空反应室上且部分位于所述真空反应室外。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了本发明实施方式的动力传递装置安装在真空反应室上的结构剖视图；

图2示意性地示出了本发明实施方式的动力传递装置中第一垫片的第一种结构示意图；

图3示意性地示出了本发明实施方式的动力传递装置中第一垫片的第二种结构示意图；

图4示意性地示出了本发明实施方式的动力传递装置中第二垫片的结构示意图；

图5示意性地示出了本发明实施方式的动力传递装置中屏蔽罩的剖视图。

附图标记如下：

100、动力传递装置；

10、支承主体；11、轴孔；12、屏蔽槽；

20、旋转轴；

30、磁性流体；

41、第一支承垫圈；42、第二支承垫圈；

51、大气侧轴承；52、真空侧轴承；

60、垫片密封组件；61、第一垫片；611、润滑油积聚孔；62、第二垫片；

70、保持器；

80、屏蔽罩；81、通孔；

900、真空反应室。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解的是，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反的，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1至图5所示，根据本发明的实施方式，本发明实施例提出了一种动力传递装置100，该动力传递装置100包括支承主体10、旋转轴20、磁性流体30、轴承组件以及垫片密封组件60，支承主体10安装在真空反应室900与大气环境连通的开口处，支承主体10内设置有轴孔11；旋转轴20穿过轴孔11伸入真空反应室900中；磁性流体30设置在旋转轴20与轴孔11的内壁之间；轴承组件套设在旋转轴20上，轴承组件包括至少一个真空侧轴承52，真空侧轴承52位于磁性流体30的靠近真空反应室900的一侧；垫片密封组件60贴合设置在真空侧轴承52面向真空反应室900的一侧。

本实施例提出的动力传递装置100用于为真空反应室900提供旋转动力，通过将支承主体10安装在真空反应室900的开口处，为旋转轴20提供安装位置；通过在旋转轴20与支承主体10的轴孔11之间设置磁性流体30实现大气与真空之间的阻隔；轴承组件用于支撑旋转轴20并保证旋转轴20的回转精度，其中真空侧轴承52还用于进一步提高密封性，垫片密封组件60贴合设置在真空侧轴承52面向真空反应室900的一侧，从而避免真空反应室900中的反应气体污染真空侧轴承52和磁性流体30，延长了真空侧轴承52以及磁性流体30的使用寿命。

如图1所示，真空反应室900的侧壁上设置有开口，真空反应室900的开口连通外界大气与真空反应室900内部，本实施例提出的动力传递装置100安装在该开口处，并能够封堵该开口，同时为真空反应室900中需要旋转的部件提供旋转动力。

具体地，本实施例提出的动力传递装置100中的支承主体10与开口相配合，开口设置为圆形开口时，支承主体10可以设置为圆筒状，且圆筒状支承主体10与开口过盈配合，由此保证动力传递装置100与真空反应室900之间连接的可靠性，同时保证真空反应室900的密封性，防止产生漏气；在此基础上，进一步地，支承主体10的一端设置有凸缘，凸缘抵靠在真空反应室900的外侧壁上，背离凸缘的一端伸入真空反应室900内。

请继续参阅图1，支承主体10内具有轴孔11，轴孔11用于供旋转轴20穿过，为旋转轴20以及密封部件提供安装位置，具体地，旋转轴20自大气压侧经轴孔11伸入到真空反应室900内，旋转轴20的位于大气压侧的一端可以与电机等驱动装置相连接，旋转轴20的位于真空反应室900的一侧用于与需要进行转动的部件相连接，本实施例对真空反应室900中需要进行转动的部件不作具体限定。

在上述实施方式的基础上，磁性流体30也设置在轴孔11内，并位于旋转轴20与轴孔11的内壁之间，如图1所示，在沿轴孔11的轴向方向上，磁性流体30可以设置在中间位置，可以理解地，磁性流体30在磁场的作用下可以充满在旋转轴20与轴孔11的内壁之间的环形空间内，从而形成类似于O型密封圈的密封结构，实现密封效果。

需要说明的是，磁性流体30在作为密封结构使用时，磁性流体30的左右两侧分别还设置有轴承，本实施例中，旋转轴20上套设有轴承组件，轴承组件还用于支撑旋转轴20，降低旋转轴20在转动过程中的摩擦系数，保证旋转轴20的回转精度。

具体地，本实施例中轴承组件至少包括两个轴承，以轴承靠近大气压环境或靠近真空反应室900环境进行区分，轴承组件包括大气侧轴承51和真空侧轴承52，大气侧轴承51和真空侧轴承52分别安装在上述磁性流体30的两侧，从而保证为旋转轴20提供稳定的支撑作用；大气侧轴承51设置有一个，真空侧轴承52可以设置有一个或多个。

此外，磁性流体30与两个轴承之间还设置有支承垫圈，用于防止磁性流体30沿轴向方向运动，具体地，如图1所示，磁性流体30与大气侧轴承51之间设置有第一支承垫圈41，磁性流体30与真空侧轴承52之间设置有第二支承垫圈42。

可以理解地，真空侧轴承52还具有阻挡真空反应室900中的反应气体进入轴孔11的作用，即能够降低或防止反应气体接触磁性流体30，避免磁性流体30在反应气体的影响下温度升高，以及避免磁性流体30被反应气体腐蚀，从而延长磁性流体30的使用寿命。

本实施例中真空侧轴承52可以设置有一个，也可以设置有两个或两个以上，两个或两个以上的真空侧轴承52能够进一步提高对反应气体的阻挡作用，提高密封效果。此外，真空侧轴承52可以设置为自身带有防护罩的轴承，以进一步提高对反应气体的阻挡作用。

在上述实施方式的基础上，本实施例中垫片密封组件60贴合设置在真空侧轴承52的面向真空反应室900的一侧，垫片密封组件60用于进一步提高密封效果；需要说明的是，由于真空反应室900中的反应气体多具有毒性或腐蚀性，垫片密封组件60还用于防止真空反应室900中的反应气体与轴承组件接触，从而实现保护轴承组件的作用，延长轴承组件的使用寿命。

示例性地，在本发明的一些实施例中，真空侧轴承52的数量设置有两个，本实施例中垫片密封组件60贴合设置在真空侧轴承52的面向真空反应室900的一侧，可以理解地，当真空侧轴承52设置为两个时，垫片密封组件60贴合设置在靠近真空反应室900的真空侧轴承52上。

在本发明的一些实施例中，真空侧轴承52上涂设有润滑油，例如可以涂设有高真空润滑油，具体地，高真空润滑油涂设在真空侧轴承52的滚动体上；由此，当旋转轴20转动时，涂设在真空侧轴承52上的高真空润滑油可以形成润滑膜，从而进一步阻挡反应气体与轴承乃至磁性流体30接触。

进一步地，在本发明的一些实施例中，垫片密封组件60包括第一垫片61和第二垫片62，如图2和图3所示，第一垫片61上设置有润滑油积聚孔611，润滑油积聚孔611能够积聚液体，具体地，如图1所示，第一垫片61贴合设置在真空侧轴承52面向真空反应室900的一侧，当真空侧轴承52上涂设有润滑油后，润滑油可以进入润滑油积聚孔611形成润滑膜。

在上述实施方式的基础上，动力传递装置100在组装过程中，可以先在真空侧轴承52上涂设高真空润滑油，然后将第一垫片61装配到真空侧轴承52的一侧并与真空侧轴承52相贴合，由此，当旋转轴20转动时，真空侧轴承52上的润滑油会进入第一垫片61的润滑油积聚孔611中，并迅速形成润滑膜，从而利用润滑膜阻挡反应气体与真空侧轴承52乃至磁性流体30接触。

本实施例中第一垫片61的形状有多种设置方式，具体地，如图2和图3所示，第一垫片61上形成有多个润滑油积聚孔611，润滑油积聚孔611的形状可以设置为圆形，也可以设置为多边形；多个润滑油积聚孔611可以相互隔开，并且可以与第一垫片61中间的中心孔连通，可以理解地，多个润滑油积聚孔611分别与真空侧轴承52上的多个滚动体对准配合，从而便于润滑膜的产生。

在上述实施方式的基础上，第二垫片62贴合设置在第一垫片61背离真空侧轴承52的一侧，如图1和图4所示，第二垫片62设置为平垫片，第二垫片62设置为平垫片能够覆盖第一垫片61上的润滑油积聚孔611，从而能够减少真空反应室900的反应气体与第一垫片61接触的可能性，并有利于真空侧轴承52与第一垫片61之间润滑膜的产生。

进一步地，在本发明的一些实施例中，第一垫片61和第二垫片62的直径与真空侧轴承52的外径相等，如图1所示，直径相等的设置方式使第一垫片61、第二垫片62和真空侧轴承52的外表面相平齐，不仅便于装配，而且能够防止反应气体从缝隙泄漏。

在本发明的一些实施例中，动力传递装置100还包括保持器70，保持器70安装在轴孔11内，用于阻止轴承组件以及垫片密封组件60在轴孔11的轴向方向上的运动，保持器70位于轴孔11中靠近真空反应室900的位置，并与轴孔11的内壁相连接。

如图1所示，保持器70的外壁与轴孔11的内壁相连接，连接方式具体可以通过螺纹连接，即在轴孔11的靠近真空反应室900的位置设置内螺纹，在保持器70的外壁设置外螺纹，或者可以通过卡齿相连接，本实施例对此不作具体限定。

进一步地，保持器70的背离真空反应室900的一侧抵接在垫片密封组件60上，在上述实施方式的基础上，保持器70抵接在第二垫片62的背离第一垫片61的一侧，由此，保证了垫片密封组件60以及真空侧轴承52在轴孔11的轴向上的稳定性。

在本发明的一些实施例中，动力传递装置100还包括屏蔽罩80，如图1所示，屏蔽罩80设置在支承主体10的位于真空反应室900的一端，并扣合连接在支承主体10上，覆盖支承主体10的轴孔11，从而阻挡真空反应室900的反应气体进入轴孔11。屏蔽罩80与支承主体10相连接，本实施例中屏蔽罩80可以设置为圆盘型，具体可以通过螺栓或螺钉等与支承主体10连接。

在一种可选的实施方式中，支承主体10的位于真空反应室900的一端设置有屏蔽槽12，屏蔽罩80上设置有延长管，延长管能够插接在屏蔽槽12中从而与屏蔽槽12配合连接，本实施例中屏蔽槽12自支承主体10的端部朝内凹陷形成，当反应气体受到屏蔽罩80的阻挡后，在沿屏蔽罩80的外表面扩散时，屏蔽槽12能够延长反应气体的扩散路径，通过使反应气体沉积在屏蔽槽12内，减少进入动力传递装置100中的反应气体量。

具体地，如图1所示，屏蔽槽12环设在轴孔11的外围，也就是说，屏蔽槽12设置为环形槽，且屏蔽槽12的轴线与轴孔11的轴线相重合，在此基础上，屏蔽罩80与屏蔽槽12配合连接。

如图5所示，屏蔽罩80的形状设置为C型，屏蔽罩80扣合在支承主体10的位于真空反应室900内的端部上，具体地，屏蔽罩80的端部形成的延长管可以伸入到屏蔽槽12内，并与屏蔽槽12相连接，屏蔽罩80与屏蔽槽12连接的方式可以为卡接，具体可以设置为屏蔽罩80的延长管与屏蔽槽12过渡配合，或者还可以设置为通过螺栓或螺钉相连接。

可以理解地，屏蔽罩80上设置有供旋转轴20穿过的通孔81，如图1和图5所示，通孔81设置在屏蔽罩80的中心处，且通孔81与轴孔11同轴设置，通孔81与旋转轴20之间可以设置为过渡配合，从而尽可能避免反应气体沿配合间隙进入轴孔11中。

综上所述，本实施例提出的动力传递装置100包括支承主体10，旋转轴20贯穿设置在支承主体10的轴孔11内，且旋转轴20的一端位于大气环境中，另一端位于真空反应室900中，轴孔11内沿大气环境指向真空反应室900的方向依次设置有大气侧轴承51、第一支承垫圈41、磁性流体30、第二支承垫圈42、真空侧轴承52、第一垫片61、第二垫片62、保持器70和屏蔽罩80，其中，真空侧轴承52上涂设有高真空润滑油，由此，真空反应室900中的反应气体会受到屏蔽罩80、第二垫片62、第一垫片61以及形成在真空侧轴承52上的润滑膜的阻挡，故本实施例提出的动力传递装置100能够降低或避免反应气体进入的可能性，延长了轴承组件以及磁性流体30的使用寿命。

本发明第二方面的实施例提出了一种半导体制造设备，该半导体制造设备包括上述实施方式中的动力传递装置100以及真空反应室900，动力传递装置100安装在真空反应室900上，动力传递装置100的部分位于真空反应室900内，部分位于真空反应室900外。

本实施例提出的半导体制造设备具有与第一方面的实施例提出的动力传递装置100相同的优点，在此不再赘述。

在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (13)

1.一种动力传递装置，其特征在于，包括：

支承主体，所述支承主体安装在真空反应室与大气环境连通的开口处，所述支承主体内设置有轴孔；

旋转轴，所述旋转轴穿过所述轴孔伸入所述真空反应室中；

磁性流体，所述磁性流体设置在所述旋转轴与所述轴孔的内壁之间；

轴承组件，所述轴承组件套设在所述旋转轴上，所述轴承组件包括至少一个真空侧轴承，所述真空侧轴承位于所述磁性流体的靠近所述真空反应室的一侧；

垫片密封组件，所述垫片密封组件贴合设置在所述真空侧轴承面向所述真空反应室的一侧。

2.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，所述真空侧轴承上涂设有润滑油。

3.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，所述真空侧轴承的数量设置有两个，所述垫片密封组件贴合设置在靠近所述真空反应室的所述真空侧轴承上。

4.根据权利要求1至3任一项所述的动力传递装置，其特征在于，所述垫片密封组件包括第一垫片和第二垫片，所述第一垫片上设置有润滑油积聚孔，所述第二垫片设置为平垫片，所述第一垫片贴合设置在所述真空侧轴承面向所述真空反应室的一侧，所述第二垫片贴合设置在所述第一垫片背离所述真空侧轴承的一侧。

5.根据权利要求4所述的动力传递装置，其特征在于，所述润滑油积聚孔的形状为圆形或多边形。

6.根据权利要求4所述的动力传递装置，其特征在于，所述第一垫片具有中心孔，所述润滑油积聚孔设置有多个，多个所述润滑油积聚孔绕设在所述中心孔的外围并分别与所述中心孔连通。

7.根据权利要求4所述的动力传递装置，其特征在于，所述第一垫片和所述第二垫片的直径与所述真空侧轴承的外径相等。

8.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，所述动力传递装置还包括保持器，所述保持器安装在所述轴孔内，并抵接在所述垫片密封组件的背离所述真空侧轴承的一侧。

9.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，所述动力传递装置还包括屏蔽罩，所述屏蔽罩扣合在支承主体的位于所述真空反应室的一端并覆盖所述轴孔。

10.根据权利要求9所述的动力传递装置，其特征在于，所述屏蔽罩与所述支承主体相连接，所述屏蔽罩设置为圆盘型。

11.根据权利要求9所述的动力传递装置，其特征在于，所述支承主体上设置有屏蔽槽，所述屏蔽槽环设在所述轴孔的外围，所述屏蔽罩上设置有用于插接在所述屏蔽槽中的延长管。

12.根据权利要求9所述的动力传递装置，其特征在于，所述屏蔽罩上设置有供所述旋转轴穿过的通孔。

13.一种半导体制造设备，其特征在于，包括权利要求1至12任一项所述的动力传递装置以及真空反应室，所述动力传递装置安装在所述真空反应室上且部分位于所述真空反应室外。

Images