CN117759731A - 密封阀门及半导体检测设备 - Google Patents

Abstract

本申请属于半导体制造技术领域，尤其是涉及一种密封阀门及半导体检测设备。该密封阀门包括密封组件及驱动装置；驱动装置包括执行机构及导向机构，导向机构连接于执行机构，密封组件连接于导向机构；执行机构设置为能够在第一级驱动状态与第二级驱动状态之间切换，在第一级驱动状态，执行机构能够驱动导向机构带动密封组件沿第一方向运动；在第二级驱动状态，执行机构能够驱动导向机构带动密封组件沿第二方向运动。该密封组件由执行机构配合导向机构驱动，密封组件为悬置，运动更为顺畅，避免出现卡死情况，防止因滑动摩擦形成微粒以降低密封性，同时也能够避免微粒污染腔体的环境。

Description

密封阀门及半导体检测设备

技术领域

本申请属于半导体制造技术领域，尤其是涉及一种密封阀门及半导体检测设备。

背景技术

随着对芯片性能的要求越来越高，晶圆制造行业已然成为全球范围内的热门行业。而在芯片制造、检测和量测等过程中，真空密封技术具有重要作用。

在芯片制造过程中，一般采用扫描电镜作为晶圆检测、量测的关键设备，尤其是扫描电镜的核心模块电子枪对真空度的要求较为苛刻。

在具体应用中，将调试完成的电子枪由测试台转入机台或者机台正常运行时发生晶圆换片等情况，需要通过密封阀门来保证电子枪所处环境中的密封性。

现有密封阀门包括通过导向块配合挡块夹持下压密封块，使得密封块滑移下压实现密封。然而，密封块在导向块及挡块的夹持状态下进行滑移，密封块与导向块及挡块之间为滑动摩擦，密封块极易卡死，难以达到理想密封位置，导致密封效果差。其次，滑动摩擦易形成微粒附着在密封块上的密封圈上，进一步降低密封效果。

发明内容

本申请提供了一种密封阀门及半导体检测设备，以解决现有密封阀门密封效果差的技术问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种密封阀门，包括密封组件及驱动装置；驱动装置包括执行机构及导向机构，导向机构连接于执行机构，密封组件连接于导向机构；执行机构设置为能够在第一级驱动状态与第二级驱动状态之间切换，在第一级驱动状态，执行机构能够驱动导向机构带动密封组件沿第一方向运动；在第二级驱动状态，执行机构能够驱动导向机构带动密封组件沿第二方向运动。

在本申请可选的实施例中，执行机构包括第一筒体、活塞结构及第一弹性件；活塞结构的部分设置于第一筒体内并将第一筒体的筒腔在第一方向上分隔为有杆腔及无杆腔，导向机构连接于活塞结构；有杆腔位于靠近导向机构的一侧，第一弹性件位于无杆腔内；活塞结构设置为在有杆腔内的压力及第一弹性件的作用下在第一方向运动，以使执行机构在第一级驱动状态与第二级驱动状态之间切换。

在本申请可选的实施例中，活塞结构包括第一活塞杆、第二活塞杆以及第二弹性件；第一活塞杆及第二活塞杆均包括沿第一方向布置的杆部及活塞部，第二活塞杆的杆部的至少部分插入于第一活塞杆；第一活塞杆的活塞部将有杆腔分隔为第一有杆腔及第二有杆腔，第二弹性件位于第二有杆腔内并夹设在第一活塞杆的活塞部与第二活塞杆的活塞部之间；在第一级驱动状态，第一活塞杆及第二活塞杆一起在第一方向运动；在第二级驱动状态，第二活塞杆相对于第一活塞杆在第一方向运动。

在本申请可选的实施例中，第一筒体设有第一介质过孔，第一介质过孔连通于第二有杆腔；第二活塞杆的杆部设有第一介质过道，第一介质过道包括第一过道口及第二过道口，第一过道口连通于第一有杆腔；在第一级驱动状态，第二过道口的至少部分位于第一活塞杆外，以连通第一有杆腔及第二有杆腔；在第二级驱动状态，第二过道口能够运动至第一活塞杆内，并隔断第一有杆腔及第二有杆腔。

在本申请可选的实施例中，第一活塞杆设有至少一个第二介质过道及至少一个第二介质过孔；第二介质过道设置于第一活塞杆的活塞部在第一方向上远离第二活塞杆的一侧，第二介质过道沿第一活塞杆的径向贯通第一活塞杆；第二介质过孔均贯通设置于第一活塞杆的活塞部；第一介质过孔经由第二介质过孔连通于第二有杆腔，第一过道口经由第二介质过道连通于第一有杆腔。

在本申请可选的实施例中，导向机构包括导向杆及活接结构，导向杆沿第一方向布置且两端分别连接于活接结构及密封组件；活接结构活动连接于第一活塞杆的杆部及第二活塞杆的杆部；在第二级驱动状态，活接结构在第二方向运动并带动导向杆及密封组件。

在本申请可选的实施例中，活接结构包括连接块及至少一个滚柱；第一活塞杆设有至少一个第一导向孔，第二活塞杆设有至少一个第二导向孔；各第一导向孔贯通第一活塞杆的杆部并沿第二方向延伸，各第二导向孔贯通第二活塞杆的杆部并沿第三方向延伸；连接块外套于第一活塞杆的杆部且设有限位孔，限位孔贯通连接块，滚柱穿过限位孔、第一导向孔及第二导向孔且能够沿第一导向孔及第二导向孔移动。

在本申请可选的实施例中，还包括转接结构，转接结构外套于导向机构并连接于执行机构及导向机构。

在本申请可选的实施例中，密封组件包括密封块及密封件；密封块连接于导向机构，密封件设置于密封块在第二方向上的侧壁。

根据本申请的另一个方面，提供了一种半导体检测设备，包括腔体及上述的密封阀门；腔体内设有隔板以将腔体分隔为在第二方向布置的第一腔体及第二腔体，隔板设有电子束过道以连通第一腔体及第二腔体，密封组件位于第一腔体；在第二级驱动状态，密封组件在第二方向上位于电子束过道的一侧，且密封件在第二方向上的投影覆盖电子束过道的开口。

综上所述，本申请提供的密封阀门及半导体检测设备至少具有以下有益效果：

该密封阀门包括驱动装置及密封组件组成，驱动装置用于调节密封组件的位置以开合电子束过道，进而将第一腔体及第二腔体在连通状态及隔断状态之间切换。

该驱动装置由执行机构和导向机构构成，其中执行机构具备两级驱动状态，在第一级驱动状态下，导向机构具备第一方向活动自由度以带动密封组件运动；在第二级驱动状态下，导向机构具备第二方向活动自由度以带动密封组件运动。

可见，该密封组件由执行机构配合导向机构驱动以开合电子束过道，密封组件为悬置，运动更为顺畅，避免出现卡死情况，防止因滑动摩擦形成微粒以降低密封性，同时也能够避免微粒污染腔体的环境。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本申请其中一个实施例提供的密封阀门与腔体的装配示意图；

图2出示了图1中密封阀门打开电子束过道以使第一腔体及第二腔体处于连通状态的剖视图；

图3出示了图1中密封阀门闭合电子束过道以使第一腔体及第二腔体处于隔断状态的剖视图；

图4出示了图3中S处的局部放大图；

图5出示了图1中密封阀门的爆炸图；

图6出示了图5中第一活塞杆的示意图；

图7出示了图5中第二活塞杆的示意图。

附图标记如下：

1000、密封阀门；

100、密封组件；110、密封块；120、密封件；

200、驱动装置；210、执行机构；211、第一筒体；2111、筒本体；2112、堵盖；212、活塞结构；2121、第一活塞杆；2122、第二活塞杆；2123、第二弹性件；213、第一弹性件；

220、导向机构；221、导向杆；2211、第一杆段；2212、第二杆段；222、活接结构；2221、连接块；2222、滚柱；

300、转接结构；310、第二筒体；320、形变套管；

401、隔板；501、502、503、504、螺钉；601、阀门；701、702、703、705、706、密封圈；704、摩擦环；

A1、有杆腔；A11、第一有杆腔；A12、第二有杆腔；A2、无杆腔；B、腔体；B1、第一腔体；B2、第二腔体；D1、第一介质过道；D2、第二介质过道；D3、电子束过道；

H1、第一介质过孔；H2、第一过道口；H3、第二过道口；H4、第二介质过孔；H5、第一导向孔；H6、第二导向孔；H7、限位孔；H8、阶梯通孔。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，如出现术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示方位或位置关系的描述，若无特殊的说明，则理解为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

另外，如出现限定有“第一”、“第二”仅用于描述目的的特征，不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该被限定的特征。如出现“多个”的描述，一般含义是至少包括两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，如出现“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语，应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，如出现术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等，意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

图1为根据本申请其中一个实施例提供的密封阀门1000与腔体B的装配示意图，图1仅出示了一种半导体检测设备的局部示意图。请参阅图1，本申请提供了一种半导体检测设备，该半导体检测设备包括腔体B及密封阀门1000。需要说明的是，本申请提供的半导体检测设备主要基于电子束流扫描进行检测，包括例如扫描电镜、电子束检测仪、透射电子显微镜等。

图2与图3为图1中密封阀门1000与腔体B在不同配合状态下所对应的剖视图。请参阅图2至图3，腔体B内设有隔板401以将腔体B分隔为在第二方向布置的第一腔体B1及第二腔体B2，隔板401设置电子束过道D3以连通第一腔体B1及第二腔体B2，密封组件100位于第一腔体B1。

其中，图2出示了图1中密封阀门1000打开电子束过道D3以使第一腔体B1及第二腔体B2处于连通状态的剖视图。图3出示了图1中密封阀门1000闭合电子束过道D3以使第一腔体B1及第二腔体B2处于隔断状态的剖视图。

在本实施例中，隔板401将腔体B分隔为第一腔体B1及第二腔体B2，电子束过道D3贯通隔板401可将将第一腔体B1及第二腔体B2连通。第一腔体B1需要始终维持真空环境，第二腔体B2需要在真空环境与大气环境之间切换。密封阀门1000能够打开或者闭合电子束过道D3，以使得第一腔体B1及第二腔体B2在连通状态或隔断状态之间切换。

例如，将该半导体检测设备应用于晶圆检测时，在更换晶圆时，大气侧的待检测晶圆需要搬运至该半导体检测设备中，该半导体检测设备中已检测晶圆需要移出，此时，该半导体检测设备需要连通大气。

具体地，密封阀门1000闭合电子束过道D3，第一腔体B1及第二腔体B2处于隔断状态下，第二腔体B2可处于连通大气的状态，大气无法污染第一腔体B1，以方便进行晶圆更换。在晶圆更换完成后，可对第二腔体B2进行抽真空操作，直至第二腔体B2中的真空度满足要求的前提下，密封阀门1000打开电子束过道D3，以将第一腔体B1及第二腔体B2由隔断状态切换至连通状态，且可允许电子束流从电子束过道D3中通过，以进行检测。

如此，在该过程中，第一腔体B1始终处于真空环境，避免污染第一腔体B1侧的相关装置，例如电子枪等。

请参阅图2及图3，在一种可选的实施例中，该密封阀门1000包括密封组件100及驱动装置200。该驱动装置200包括执行机构210及导向机构220，导向机构220连接于执行机构210，密封组件100连接于导向机构220。

执行机构210设置为能够在第一级驱动状态与第二级驱动状态之间切换，在第一级驱动状态，执行机构210能够驱动导向机构220带动密封组件100沿第一方向运动。在第二级驱动状态，执行机构210能够驱动导向机构220带动密封组件100沿第二方向运动。

在本实施例中，驱动装置200能够调节密封组件100在第一腔体B1中的位置，使得密封组件100能够开合电子束过道D3，进而使得第一腔体B1及第二腔体B2在连通状态与隔断状态之间切换。

该驱动装置200由执行机构210及导向机构220构成，导向机构220连接执行机构210及密封组件100，执行机构210用于提供活动自由度并驱动导向机构220，使得导向机构220具备两个方向上的活动自由度以带动密封组件100运动。

特别地，该执行机构210具备两级驱动状态，在第一级驱动状态下，导向机构220具备第一方向活动自由度以带动密封组件100运动；在第二级驱动状态下，导向机构220具备第二方向活动自由度以带动密封组件100运动。

其中，第一方向垂直于第二方向。在具体应用中，腔体B为圆柱形腔体，在将该密封阀门1000固定安装于腔体B上后，第一方向为腔体B的径向，第二方向为腔体B的轴向。

在第一级驱动状态下，密封组件100在第一腔体B1内沿腔体B的径向远离或靠近电子束过道D3。在第二级驱动状态下，密封组件100在腔体B的轴向上位于电子束过道D3的一侧，密封组件100在第一腔体B1内沿腔体B的轴向下压密封或上升打开电子束过道D3。

第一腔体B1与第二腔体B2由连通状态切换至隔断状的过程中，执行机构210先处于第一级驱动状态，密封组件100沿腔体B的径向靠近电子束过道D3运动，直至在腔体B的轴向上位于电子束过道D3的一侧。此时，执行机构210由第一级驱动状态切换为第二级驱动状态，密封组件100处于换向位置，密封组件100切换为沿腔体B的轴向下压密封电子束过道D3。

第一腔体B1与第二腔体B2由隔断状态切换至连通状态的过程中，执行机构210先处于第二级驱动状态，密封组件100沿腔体B的轴向上升打开电子束过道D3，直至密封组件100运动至换向位置。此时，执行机构210由第二级驱动状态切换为第一级驱动状态，密封组件100沿腔体B的径向远离电子束过道D3运动，直至密封组件100完全打开电子束过道D3，使得电子束过道D3的开口完全暴露出来。

需要说明的是，在密封组件100处于换向位置时，密封组件100与隔板401之间具有间隙，因而，在第一级驱动状态下，密封组件100沿腔体B的径向移动时，密封组件100与隔板401之间并不会产生滑动摩擦，避免因摩擦产生微粒以污染腔体B。

可见，在该密封阀门1000中，密封组件100由驱动装置200直接驱动且能够实现换向，以开合电子束过道D3。相较于现有技术中通过夹持密封块实现下压密封，该密封组件100为悬置并由驱动装置200直驱，密封组件100未因挤压而下压滑移，运动更为顺畅，避免出现卡死情况，防止因滑动摩擦形成微粒以降低密封性，同时也能够避免微粒污染腔体B的环境。

总而言之，该密封阀门1000中的密封组件100运动顺畅，更易达到理想密封位置，具备良好的密封效果，并且运动过程中不会产生微粒，防止污染腔体B中的真空环境。

图4出示了图3中S处的局部放大图。请参阅图4，在一些可选的实施例中，密封组件100包括密封块110及密封件120，密封块110连接于导向机构220，密封件120设置于密封块110在第二方向上的侧壁。

在本实施例中，密封组件100由密封块110及密封件120构成，密封件120位于密封块110在第二方向上靠近隔板401的侧壁上。在第二级驱动状态，密封组件100能够沿第二方向运动，密封件120在第二方向上的投影覆盖电子束过道D3，如此可通过密封件120实现开合电子束过道D3。

具体地，执行机构210在第二级驱动状态以将第一腔体B1与第二腔体B2由连通状态切换至隔断状态的过程中，密封件120沿腔体B的轴向运动并贴合于隔板401上以被挤压，从而形成封盖电子束过道D3的密封层，通过密封件120确保密封效果。

相应地，执行机构210在第二级驱动状态以将第一腔体B1与第二腔体B2由隔断状态切换至连通状态的过程中，密封件120沿腔体B的轴向运动并远离隔板401运动，以释放对密封件120的挤压，从而打开电子束过道D3。

在具体应用中，密封件120为橡胶密封圈，在隔断状态下密封件120环绕在电子束过道D3的周向，密封件120被挤压时形变以形成一定的密封预紧力。应理解地，上述的理想密封位置是指密封件120被挤压并产生了合适的密封预紧力的位置，以确保密封效果。当然，密封件120并不局限于橡胶密封圈，例如还可为密封垫片等。

应理解地，密封块110上可设置有环槽以用于固定安装密封件120，密封件120在第二方向上突出于密封块110，如此密封组件100在下压的过程中，密封件120率先抵接于隔板401上以产生形变进行密封环层。

在一些可选的实施例中，该执行机构210包括第一筒体211、活塞结构212及第一弹性件213。活塞结构212的部分设置于第一筒体211内并将第一筒体211的筒腔在第一方向上分隔为有杆腔A1及无杆腔A2，导向机构220连接于活塞结构212。

有杆腔A1位于靠近导向机构220的一侧，第一弹性件213位于无杆腔A2内。活塞结构212设置为在有杆腔A1内的压力及第一弹性件213的作用下在第一方向运动，以使执行机构210在第一级驱动状态与第二级驱动状态之间切换。

在本实施例中，该执行机构210仅能够提供第一方向自由度，但具备两级驱动状态，执行机构210能够在第一级驱动状态与第二级驱动状态之间切换，进而与该执行机构210配合连接的导向机构220在第一方向运动即第二方向运动之间切换。

换言之，该执行机构210仅需提供第一方向自由度的情况下，配合导向机构220能够实现两个方向自由度的切换。

该执行机构210主要由第一筒体211、活塞结构212及第一弹性件213构成，其中，第一筒体211为中空结构且内部能够形成密封环境的筒腔，活塞结构212的部分位于第一筒体211的筒腔内，以将筒腔分隔为有杆腔A1及无杆腔A2，导向机构220连接于活塞结构212伸出于筒腔外的部分。第一弹性件213位于无杆腔A2内并夹设在活塞结构212与第一筒体211之间，第一弹性件213沿第一方向布置，第一弹性件213始终处于压缩状态，因而能够对活塞结构212提供沿第一方向的驱动力。

应理解地，第一弹性件213产生的弹力与有杆腔A1内的压力需要保持平衡，有杆腔A1内能够充放介质以改变压力，从而使得活塞结构212在第一方向上移动并让第一弹性件213形变以适配有杆腔A1内压力变化。

活塞结构212在第一方向运动的过程中，能够实现在第一级驱动状态及第二级驱动状态之间切换，相应地能够带动导向机构220在第一方向运动与第二方向运动之间切换，进而带动密封组件100在第一方向运动与第二方向运动之间切换，实现开合电子束过道D3。

在进一步可选的实施例中，活塞结构212包括第一活塞杆2121、第二活塞杆2122以及第二弹性件2123。第一活塞杆2121及第二活塞杆2122均包括沿第一方向布置的杆部及活塞部，第二活塞杆2122的杆部的至少部分插入于第一活塞杆2121。

第一活塞杆2121的活塞部将有杆腔A1分隔为第一有杆腔A11及第二有杆腔A12，第二弹性件2123位于第二有杆腔A12内并夹设在第一活塞杆2121的活塞部与第二活塞杆2122的活塞部之间。

在第一级驱动状态，第一活塞杆2121及第二活塞杆2122一起在第一方向运动。在第二及驱动状态，第二活塞杆2122相对于第一活塞杆2121在第一方向运动。

在本实施例中，活塞结构212为双活塞杆结构，具体为由第一活塞杆2121与第二活塞杆2122沿第一方向拼接并配合夹持第二弹性件2123的结构。其中，第一活塞杆2121及第二活塞杆2122均由杆部和活塞部构成，活塞部设置于杆部位于第一筒体211内的一端。

应理解地，由于第二活塞杆2122能够插入于第一活塞杆2121中，因而，第一活塞杆2121为中空结构，具体设有轴向贯通的中心通孔，第二活塞杆2122滑移插入于第一活塞杆2121的中心通孔内，第二活塞杆2122与第一活塞杆2121能够相对运动。

第一活塞杆2121的活塞部及第二活塞杆2122的活塞部配合将第一筒体211的筒腔分隔为有杆腔A1及无杆腔A2，第一活塞杆2121的活塞部将有杆腔A1进一步分隔为第一有杆腔A11及第二有杆腔A12。

在向有杆腔A1充放介质的过程中，第一活塞杆2121及第二活塞杆2122配合运动并改变第一有杆腔A11及第二有杆腔A12的压力，相应地第二弹性件2123也可发生形变，如此调节使得有杆腔A1中的压力与第一弹性件213提供的压力维持平衡。

其中，第一活塞杆2121与第二活塞杆2122的配合运动可分为两阶段运动，在第一阶段运动中，第一活塞杆2121及第二活塞杆2122一起沿第一方向运动，第一阶段运动过程对应为执行机构210的第一级驱动状态。在第二阶段运动中，第二活塞杆2122相对于第一活塞杆2121在第一方向运动，相应地，夹设在两活塞杆的活塞部之间的第二弹性件2123形变，第二阶段运动过程对应为执行机构210的第二级驱动状态。

可见，该执行机构210中的活塞结构212采用双活塞杆结构，通过控制向第一筒体211充放介质使得双活塞杆配合实现两阶段运动，分别对应为执行机构210的第一级驱动状态及第二级驱动状态。

请参阅图2及图3，在进一步可选的实施例中，该第一筒体211设有第一介质过孔H1，第一介质过孔H1连通于第二有杆腔A12。第二活塞杆2122的杆部设有第一介质过道D1，第一介质过道D1包括第一过道口H2及第二过道口H3，第一过道口H2连通于第一有杆腔A11。

在第一级驱动状态，第二过道口H3的至少部分位于第一活塞杆2121外，以连通第一有杆腔A11及第二有杆腔A12。在第二级驱动状态，第二过道口H3能够运动至第一活塞杆2121内，并隔断第一有杆腔A11及第二有杆腔A12。

在本实施例中，第一筒体211上的第一介质过孔H1可接入带有控制阀门的引流介质管道，介质可从第一介质过孔H1进入有杆腔A1，具体为第二有杆腔A12中，然后经由第一介质过道D1进入至第一有杆腔A11中。

其中，第二活塞杆2122在相对第一活塞杆2121运动的过程中，第二活塞杆2122相对于第一活塞杆2121的伸出长度变化，因而位于第二活塞杆2122杆部中的第一介质过道D1上的第二过道口H3可伸出于第一活塞杆2121外或回收至第一活塞杆2121内，从而通断第一介质过道D1与第二有杆腔A12，第一介质过道D1上的第一过道口H1始终维持连通第一有杆腔A11。

第二过道口H3伸出于第一活塞杆2121外时，第二过道口H3的至少部分位于第二有杆腔A12内，因而第一介质过道D1将第一有杆腔A11及第二有杆腔A12连通，相应地，第一有杆腔A11及第二有杆腔A12均能够流通介质，因而第一活塞杆2121及第二活塞杆2122能够一起在第一方向移动，对应为第一级驱动状态。

第二过道口H3伸出于第一活塞杆2121内时，第二过道口H3与第二有杆腔A12隔断，因而第一介质过道D1无法将第一有杆腔A11及第二有杆腔A12连通，相应地，第一有杆腔A11无法流通介质，仅第二有杆腔A12内能够流通介质，此时，第二活塞杆2122能够相对于第一活塞杆2121在第一方向移动，相应地，第二弹性件2123发生形变，对应为第二级驱动状态。

在具体应用中，第二活塞杆2122也为中空结构，第一过道口H2及第二过道口H3为设置在第二活塞杆2122，第一过道口H2及第二过道口H3为间隔设置在第二活塞杆2122的杆部上的通孔以连通内部的中空结构以形成第一介质过道D1。

在进一步可选的实施例中，第一活塞杆2121设有至少一个第二介质过道D2及至少一个第二介质过孔H4。

第二介质过道D2设置于第一活塞杆2121的活塞部在第一方向上远离第二活塞杆2122的一侧，第二介质过道D2沿第一活塞杆2121的径向贯穿第一活塞杆2121。第二介质过孔H4均贯通设置于第一活塞杆2121的活塞部。

第一介质过孔H1经由第二介质过孔H4连通于第二有杆腔A12，第一过道口H2经由第二介质过道D2连通于第一有杆腔A11。

应理解地，第一活塞杆2121的活塞部在第一方向上远离第二活塞杆2122的侧壁配合第一筒体211的内壁形成了第一有杆腔A11，因而可将第二介质过道D2设置在第一活塞杆2121的活塞部用于围合形成第一有杆腔A11的侧壁上，第二介质过道D2连通于第一有杆腔A11。

由前述可知，第一活塞杆2121为中空结构，第二介质过道D2贯通第一活塞杆2121设置，如此以实现连通位于第一活塞杆2121内的第一过道口H2，如此，介质可通过第一过道口H2经由第二介质过道D2进入于第一有杆腔A11中。

由于第一活塞杆2121为中空结构，第一活塞杆2121的活塞部对应形成有腔体，该腔体与第二活塞杆2122的活塞部靠近第一活塞杆2121的侧壁及第一筒体211的内壁配合形成第二有杆腔A12，第二介质过孔H4贯通第一活塞杆2121的活塞部周壁以连通第二有杆腔A12，介质可通过第一介质过孔H1后经由第二介质过孔H4进入于第二有杆腔A12中。

可见，该第一活塞杆2121及第二活塞杆2122中均设有用于介质流通的流道结构，第二活塞杆2122与第一活塞杆2121的相对位置发生改变时，能够调节通断第一活塞杆2121上的流道结构与第二活塞杆2122的流道结构。

当然，第二介质过道D2的数量及第二介质过孔H4的数量可为多个，以提高介质流通速度。在第二介质过道D2的数量及第二介质过孔H4的数量均为多个的情况下，多个第二介质过道D2在第一活塞杆2121的活塞部周向间隔设置，多个第二介质过孔H4也在第一活塞杆2121的活塞部周向间隔设置。

需要说明的是，为了确保活塞结构212能够在第一筒体211内移动，第一活塞杆2121的活塞部外周壁及第二活塞杆2122的活塞部外周壁与第一筒体211内周壁之间具有活动旷量，这些活动旷量通过设置在活塞部外周壁上的密封圈密封填充。第一筒体211上的第一介质过孔H1位于第二有杆腔A12所在位置并连通该处的间隙旷量，以确保第一介质过孔H1始终连通第二有杆腔A12。

图5出示了图1中密封阀门1000的爆炸图。请参阅图5，为了确保第一有杆腔A11及第二有杆腔A12的密封性能，第一活塞杆2121的活塞部外周壁设有密封圈702，第二活塞杆2122的活塞部外周壁设有密封圈703。为了确保第二活塞杆2122的使用寿命，第二活塞杆2122的活塞部外周壁还设有摩擦环704。

另外，在第一活塞杆2121的活塞部两端各设有一个密封圈，分别为密封圈705及密封圈706，密封圈705能够起到缓冲第一活塞杆2121的活塞部与第一筒体211之间的冲击，密封圈706能够起到缓冲第一活塞杆2121及第二活塞杆2122之间的冲击，降低噪音，确保执行机构210的使用寿命。

第一介质过孔H1连接有阀门601，通过阀门601控制介质充放于有杆腔A1中，在具体应用中，阀门601为调速阀，介质采用空气，当然并不局限于此，例如，该阀门601可为流量控制阀，介质可采用油液等。可见，本实施例中的介质是指流体介质，该执行机构210可根据介质不同为气动执行机构、液动执行机构等。

在一些可选的实施例中，第一筒体211包括筒本体2111及堵盖2112，堵盖2112连接于筒本体2111靠近第二活塞杆2122的活塞部的一端。在具体应用中，堵盖2112可通过多个螺钉501固定安装在筒本体2111的端部以进行密封，筒本体2111的一端可通过第一活塞杆2121的杆部配合密封圈进行密封，从而在筒本体2111内形成密封环境。

在图5所示实施例中，第一弹性件213及第二弹性件2123均采用弹簧，堵盖2112设有朝内伸出的限位柱，第一弹性件213外套于堵盖2112的限位柱上，第二弹性件2123外套于第二活塞杆2122的杆部，对第一弹性件213及第二弹性件2123进行限位，方便装配。弹性件当然并不局限于弹簧，例如还可为镂空弹性橡胶结构等。

请参阅图2及图3，在一些可选的实施例中，该导向机构220包括导向杆221及活接结构222，导向杆221沿第一方向布置且两端分别连接于活接结构222及密封组件100。

活接结构222活动连接于第一活塞杆2121的杆部及第二活塞杆2122的杆部。在第二级驱动状态，活接结构222在第二方向运动并带动导向杆221及密封组件100。

在本实施例中，在第一级驱动状态，第一活塞杆2121及第二活塞杆2122一起沿第一方向运动，相应地带动活接结构222沿第一方向运动，活接结构222带动导向杆221及密封组件100沿第一方向运动。

在第二级驱动状态，第二活塞杆2122相对于第一活塞杆2121运动，在该运动过程中能够使得活接结构222在第二方向上运动，进而带动导向杆221及密封组件100沿第二方向运动。

图6出示了图5中第一活塞杆2121的示意图。图7出示了图5中第二活塞杆2122的示意图。请参阅图3、图5、图6及图7，在进一步可选的实施例中，该活接结构222包括连接块2221及至少一个滚柱2222。第一活塞杆2121设有至少一个第一导向孔H5，第二活塞杆2122设有至少一个第二导向孔H6。

第一导向孔H5贯通第一活塞杆2121的杆部并沿第二方向延伸，各第二导向孔H6贯通第二活塞杆2122的杆部并沿第三方向延伸。

连接块2221外套于第一活塞杆2121的杆部且设有限位孔H7，该限位孔H7贯通连接块2221，滚柱2222穿过限位孔H7、第一导向孔H5及第二导向孔H6且能够沿第一导向孔H5及第二导向孔H6移动。

在本实施例中，第一活塞杆2121上设有第一导向孔H5，第二活塞杆2122上设有第二导向孔H6，以配合安装活接结构222。该活接结构222包括连接块2221及滚柱2222，连接块2221为中空结构并外套在第一活塞杆2121的杆部一端，连接块2221设有与第一导向孔H5及第二导向孔H6重叠的限位孔H7，如此滚柱2222能够穿过第一导向孔H5、第二导向孔H6及限位孔H7，以将连接块2221与第一活塞杆2121及第二活塞杆2122相连。

由于第一导向孔H5为沿第二方向延伸的长条孔，第二导向孔H6为沿第三方向延伸的长条孔，因而滚柱2222能够沿第一导向孔H5及第二导向孔H6移动。另外，第三方向与第一方向及第二方向均相交叉，因而在第三方向上的运动可分解为在第一方向上的运动及第二方向上的运动。

在第二级驱动状态下，第二活塞杆2122相对于第一活塞杆2121在第一方向移动，滚柱2222相对于第一活塞杆2121沿第一导向孔H5运动，即沿第二方向运动；滚柱2222相对于第二活塞杆2122沿第二导向孔H6运动，即沿第三方向运动。

然而，滚柱2222相对于第二活塞杆2122沿第三方向运动可分解为第一方向运动及第二方向运动，其中第一方向运动转换为第二弹性件2123在第一方向上的形变，如此配合沿第二方向延伸的第一导向孔H5，使得连接块2221及滚柱2222仅体现出在第二方向的运动，进而带动导向杆221及密封组件100在第二方向运动。

应理解地，第一导向孔H5、第二导向孔H6及限位孔H7与滚柱2222的数量相同，在图示实施例中，第一导向孔H5、第二导向孔H6及限位孔H7的数量均为2个且在第一方向上间隔设置，如此可提高移动过程中的稳定性。当然，第一导向孔H5、第二导向孔H6、限位孔H7及滚柱2222的数量并不局限于2个，可根据需求适当调整数量。

在本实施例中，第二导向孔H6与第一方向所在直线之间的锐角为5°至20°，即第三方向所在直线与第一方向所在直线之间的锐角为5°至20°，应理解地，第三方向所在直线与第一方向所在直线之间的锐角过大，需提供较大的作用力才能驱动滚柱2222移动。

在一些可选的实施例中，该密封阀门1000还包括转接结构300，转接结构300外套于导向机构220并连接于执行机构210及导向机构220。

在本实施例中，驱动装置200通过转接结构300安装在腔体B的侧壁上，转接结构300能够承接腔体B及执行机构210，并且也能够保护导向机构220

在进一步可选的实施例中，转接结构300包括第二筒体310及形变套管320。形变套管320的两端分别连接于第二筒体310及导向机构220，第二筒体310远离形变套管320的一端连接于执行机构210。

在本实施例中，第二筒体310为中空结构，以允许导向机构220穿过并允许导向机构220在第一方向及第二方向动作。导向机构220在动作过程中，相应地形变套管320会产生形变。具体地，导向机构220在第一方向运动过程时，形变套管320能够沿第一方向伸缩，导向机构220在第二方向运动过程中，形变套管320能够在第二方向上进行一定幅度的摆动。

在本实施例中，第二筒体310的两端设置为法兰盘接口结构并分别通过螺钉502及螺钉503实现与第一筒体211及腔体B相连，其中，腔体B的周侧壁上设有阶梯通孔H8，导向杆221能穿过阶梯通孔H8以伸入于第一腔体B1内。

形变套管320位于阶梯通孔H8内，导向杆221设有阶梯通孔H8内的环凸，形变套管320的一端连接于第二筒体310的一端、另一端连接于导向杆221上的环凸，形变套管320的两端分别通过第二筒体310及导向杆221上的环凸进行密封，如此实隔断第二筒体310的筒腔与第一腔体B1，以确保腔体B的密封性能。进一步地，在第二筒体310及腔体B的侧壁之间还夹设有密封圈701，以确保腔体B的密封性能。

在本实施例中，导向杆221可以为多段式拼接结构，在图示实施例中，导向杆221包括第一杆段2211及第二杆段2212，第一杆段2211及第二杆段2212在第一方向上拼接，第二杆段2212连接于连接块2221并形成有环凸，密封块110通过螺钉504固定安装在第一杆段2211的端部。

在图示实施例中，第一筒体211、第二筒体310、活塞结构212及导向杆221同轴布置，第一方向也是指这些构件的轴向。

为了便于理解本方案，下述结合各附图详细阐述密封阀门1000如何实现将第一腔体B1与第二腔体B2从连通状态切换至隔断状态。

图2所示处于连通状态下，有杆腔A1内具有较大的压力以使得第一弹性件213被极限压缩，第二活塞杆2122伸出于第一活塞杆2121的长度较长，第二弹性件2123相对呈松弛状态，第二过道口H3处于第二有杆腔A12内，第二有杆腔A12依次通过第二过道口H3、第一介质过道D1、第一过道口H2及第二介质过道D2连通于第一有杆腔A12，相应地，密封组件100在第一方向上位于电子束过道D3的轴向一侧并完全打开电子束过道D3。

随着有杆腔A1中的介质流出，即有杆腔A1内的压力降低，第一弹性件213沿第一方向展开，如此使得第一活塞杆2121及第二活塞杆2122一起沿第一方向朝向腔体B移动，即该执行机构210处于第一级驱动状态，并且带动导向机构220及密封组件100朝向电子束过道D3移动，形变套管320伸展。

随着有杆腔A1内的压力继续降低，第一活塞杆2121及第二活塞杆2122一起沿第一方向靠近腔体B移动的过程中，第一有杆腔A11逐渐缩小，直至第一活塞杆2121的活塞部抵接于第一筒体211的内壁，此时第一活塞杆2121被阻碍无法继续沿第一方向运动，相应地，密封组件100在第二方向上位于电子束过道D3的一侧，此时密封组件100处于换向位置。

随着有杆腔A1内的压力继续降低，第一弹性件213沿第一方向继续展开，第一活塞杆2121无法移动，第二弹性件2123被压缩，第二活塞杆2122相对于第一活塞杆2121沿第一方向靠近腔体B移动，此时执行机构210处于第二级驱动状态。

如此，第二活塞杆2122伸入于第一活塞杆2121的部分变长，在第二过道口H3完全收容于第一活塞杆2121中时，第一有杆腔A11及第二有杆腔A12隔断。

相应地，滚柱2222沿第一导向孔H5及第二导向孔H6移动，其中，滚柱2222在第二活塞杆2122上的第二导向孔H6中的运动被分解为第一方向运动及第二方向运动，第一方向运动被第二弹性件2123的形变补偿，因而配合第一导向孔H5使得连接块2221及滚柱2222仅体现第二方向运动。

连接块2221带动导向杆221沿第二方向运动，进而使得密封组件100沿第二方向下压，以挤压密封件120实现对电子束过道D3的密封，直至第二活塞杆2122的活塞部抵接于第一活塞杆2121的活塞部，密封件120被挤压并提供合适的密封预紧力，即将第一腔体B1及第二腔体B2由连通状态切换至密封状态(如图3所示)。

可见，密封阀门1000中的驱动装置200在充入介质的情况下，执行机构210由第一级驱动状态切换为第二级驱动状态，并配合导向机构220实现由第一方向运动切换至第二方向运动，实现调节密封组件100的位置以将第一腔体B1与第二腔体B2由连通状态切换至隔断状态。

应理解地，密封阀门1000中的驱动装置200在放出介质的情况下，执行机构210由第二级驱动状态切换至第一级驱动状态，并配合导向机构220实现由第二方向运动切换至第一方向运动，实现调节密封组件100的位置以将第一腔体B1与第二腔体B2由隔断状态切换至连通状态。

由于密封阀门1000将第一腔体B1与第二腔体B2由隔断状态切换至连通状态是一个反向进程，在此不做重复说明。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种密封阀门，其特征在于，包括密封组件及驱动装置；

所述驱动装置包括执行机构及导向机构，所述导向机构连接于所述执行机构，所述密封组件连接于所述导向机构；

所述执行机构设置为能够在第一级驱动状态与第二级驱动状态之间切换，在所述第一级驱动状态，所述执行机构能够驱动所述导向机构带动所述密封组件沿第一方向运动；

在所述第二级驱动状态，所述执行机构能够驱动所述导向机构带动所述密封组件沿第二方向运动。

2.根据权利要求1所述的密封阀门，其特征在于，

所述执行机构包括第一筒体、活塞结构及第一弹性件；

所述活塞结构的部分设置于所述第一筒体内并将所述第一筒体的筒腔在所述第一方向上分隔为有杆腔及无杆腔，所述导向机构连接于所述活塞结构；

所述有杆腔位于靠近所述导向机构的一侧，所述第一弹性件位于所述无杆腔内；

所述活塞结构设置为在所述有杆腔内的压力及所述第一弹性件的作用下在所述第一方向运动，以使所述执行机构在所述第一级驱动状态与所述第二级驱动状态之间切换。

3.根据权利要求2所述的密封阀门，其特征在于，

所述活塞结构包括第一活塞杆、第二活塞杆以及第二弹性件；

所述第一活塞杆及所述第二活塞杆均包括沿所述第一方向布置的杆部及活塞部，所述第二活塞杆的杆部的至少部分插入于所述第一活塞杆；

所述第一活塞杆的活塞部将所述有杆腔分隔为第一有杆腔及第二有杆腔，所述第二弹性件位于所述第二有杆腔内并夹设在所述第一活塞杆的活塞部与所述第二活塞杆的活塞部之间；

在所述第一级驱动状态，所述第一活塞杆及所述第二活塞杆一起在所述第一方向运动；

在所述第二级驱动状态，所述第二活塞杆相对于所述第一活塞杆在所述第一方向运动。

4.根据权利要求3所述的密封阀门，其特征在于，

所述第一筒体设有第一介质过孔，所述第一介质过孔连通于所述第二有杆腔；

所述第二活塞杆的杆部设有第一介质过道，所述第一介质过道包括第一过道口及第二过道口，所述第一过道口连通于所述第一有杆腔；

在所述第一级驱动状态，所述第二过道口的至少部分位于所述第一活塞杆外，以连通所述第一有杆腔及所述第二有杆腔；

在所述第二级驱动状态，所述第二过道口能够运动至所述第一活塞杆内，并隔断所述第一有杆腔及所述第二有杆腔。

5.根据权利要求4所述的密封阀门，其特征在于，

所述第一活塞杆设有至少一个第二介质过道及至少一个第二介质过孔；

所述第二介质过道设置于所述第一活塞杆的活塞部在所述第一方向上远离所述第二活塞杆的一侧，所述第二介质过道沿所述第一活塞杆的径向贯通所述第一活塞杆；

所述第二介质过孔均贯通设置于所述第一活塞杆的活塞部；

所述第一介质过孔经由所述第二介质过孔连通于所述第二有杆腔，所述第一过道口经由所述第二介质过道连通于所述第一有杆腔。

6.根据权利要求3所述的密封阀门，其特征在于，所述导向机构包括导向杆及活接结构，所述导向杆沿所述第一方向布置且两端分别连接于所述活接结构及所述密封组件；

所述活接结构活动连接于所述第一活塞杆的杆部及第二活塞杆的杆部；

在所述第二级驱动状态，所述活接结构在所述第二方向运动并带动所述导向杆及所述密封组件。

7.根据权利要求6所述的密封阀门，其特征在于，所述活接结构包括连接块及至少一个滚柱；

所述第一活塞杆设有至少一个第一导向孔，所述第二活塞杆设有至少一个第二导向孔；

各所述第一导向孔贯通所述第一活塞杆的杆部并沿所述第二方向延伸，各所述第二导向孔贯通所述第二活塞杆的杆部并沿第三方向延伸；

所述连接块外套于所述第一活塞杆的杆部且设有限位孔，所述限位孔贯通所述连接块，所述滚柱穿过所述限位孔、第一导向孔及第二导向孔且能够沿所述第一导向孔及所述第二导向孔移动。

8.根据权利要求1所述的密封阀门，其特征在于，还包括转接结构，所述转接结构外套于所述导向机构并连接于所述执行机构及所述导向机构。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的密封阀门，其特征在于，所述密封组件包括密封块及密封件；

所述密封块连接于所述导向机构，所述密封件设置于所述密封块在所述第二方向上的侧壁。

10.一种半导体检测设备，其特征在于，包括腔体及根据权利要求9中所述的密封阀门；

所述腔体内设有隔板以将所述腔体分隔为在所述第二方向布置的第一腔体及第二腔体，所述隔板设有电子束过道以连通所述第一腔体及所述第二腔体，所述密封组件位于所述第一腔体；

在所述第二级驱动状态，所述密封组件在所述第二方向上位于所述电子束过道的一侧，且所述密封件在所述第二方向上的投影覆盖所述电子束过道的开口。