腔体组件和硅片加工设备的制作方法

本实用新型涉及真空设备技术领域，具体而言，涉及一种腔体组件和一种硅片加工设备。

背景技术：

在真空设备中，真空门阀多为主运动垂直升降，副运动水平运动的插板阀结构。该结构在开关门的时候，需要两步动作，耗费更多时间，增加了设备的时间节拍，降低了生产效率，且该结构为实现副运动的水平运动，需要专门制造额外的结构，增加了装置的复杂性。

另一些真空设备，阀板为翻板式结构，该结构带有一根主轴，阀板通过连接块与主轴相连接，驱动装置通常为气缸，通过铰链结构将气缸的直线运动，转化为主轴的圆周运动，这种结构中，需要主轴带动阀板，且采用连接块连接阀板，该配合不宜设置为完全刚性连接，影响密封效果，一些真空设备中设置为柔性可调结构，但是安装较为复杂，且在使用一段时间后，有移位的风险，影响密封效果。

技术实现要素：

本实用新型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。

有鉴于此，本实用新型的一个目的在于提供一种腔体组件。

本实用新型的另一个目的在于提供一种硅片加工设备。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面的技术方案提供了一种腔体组件，包括：腔体，具有开口；阀板，设于开口处，阀板的一端与腔体铰接；驱动缸，一端与阀板铰接；驱动缸底座，固定设置，驱动缸的另一端和驱动缸底座铰接，其中，驱动缸通过伸缩驱动阀板转动。

在该技术方案中，阀板设置在腔体的开口处并与腔体铰接，驱动缸推动阀板转动时，不再需要对位即可直接打开或关闭开口，即阀板只需要在原地转动即可实现开口的启闭，减少了动作的数量和动作行程，有利于大幅提升腔体的开门、关门时间，从而缩短非工艺时间，有利于提升生产效率，且阀板直接和腔体铰接，阀板的转动通过驱动缸直接驱动，中间部件少，结构简单，易于装配，且由于驱动缸的一端和阀板铰接，驱动缸伸长驱动阀板关闭开口时，具有一定的推力作用，还可以压紧阀板，提升密封效果；另外，阀板铰接在腔体上，即便长时间使用，也不会发生移位，有利于保持密封效果。

在上述技术方案中，腔体组件还包括：阀板底座；多组第一安装孔，设于阀板上，阀板底座通过一组第一安装孔与阀板可装卸地连接；驱动缸的一端与阀板底座铰接。

在上述技术方案中，腔体组件还包括：第一转轴，与阀板底座固定连接；杆端关节轴承，杆端关节轴承的一端与第一转轴转动连接；驱动缸包括相互伸缩配合的缸体和缸杆，杆端关节轴承的另一端与缸杆栓接。

在上述任一项技术方案中，腔体组件还包括：框架，腔体设于框架的顶部，驱动缸底座设于框架的侧部；框架上设有多组第二安装孔，驱动缸底座通过一组第二安装孔可装卸地设于框架上。

在上述技术方案中，腔体组件还包括：第二转轴，驱动缸和驱动缸底座通过第二转轴转动连接。

在上述技术方案中，腔体组件还包括：位置传感器，设于腔体或框架上，位置传感器用于感应阀板的启闭状态和/或阀板的开度。

在上述任一项技术方案中，驱动缸包括气缸、液压缸、电动缸中的任意一种。

在上述任一项技术方案中，腔体组件还包括：密封件，阀板和/或腔体的开口位置处设有密封件。

在上述技术方案中，腔体的开口端设有燕尾槽，密封件设于燕尾槽内。

本实用新型第二方面的技术方案提供了一种硅片加工设备，包括：工艺腔体，适于为硅片提供工艺处理空间；上述第一方面中任一项技术方案的腔体组件，腔体组件的腔体与工艺腔体相连，腔体适于为硅片提供装卸和/或加工空间，腔体的开口适于供硅片进出腔体。

在该技术方案中，通过采用上述任一项技术方案的腔体组件，从而具有了上述技术方案的全部有益效果，在此不再赘述；腔体适于为硅片提供装卸和/或加工空间，开口适于供硅片进出腔体，即通过开口连通了外部大气环境和腔体的内部空间，由于腔体组件的阀板可以快速启闭，即缩短了开门和关门的动作时间，这样可以减少进入腔体内的外部空气，从而有利于提升腔体的保温效果和腔体内的洁净程度，从而减少腔体内的载板的热量损失，提升载板的温度稳定性，还可以提升载板的洁净度，减少污染，进而提升硅片加工质量的稳定性和可靠性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的腔体组件的侧视结构示意图；

图2是本实用新型的另一个实施例的腔体组件的侧视结构示意图；

图3是本实用新型的另一个实施例的腔体组件的主视结构示意图；

图4是本实用新型的一个实施例的腔体组件的俯视结构示意图；

图5是本实用新型的一个实施例的腔体组件的受力分析示意图。

其中，图1至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10腔体，100密封件，102合页，1020合页主，1022合页副，12阀板，120阀板底座，122第一安装孔，124第一位置传感器，14驱动缸，140缸体，142缸杆，144第一转轴，146第二转轴，16驱动缸底座，18鱼眼接头，20框架，200第二安装孔。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型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实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型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5描述本实用新型的一些实施例。

如图1至图5所示，根据本实用新型提出的一个实施例的腔体组件，包括腔体10、阀板12、驱动缸14和驱动缸底座16。

具体地，腔体10具有开口；阀板12设于开口处，阀板12的一端与腔体10铰接；驱动缸14的一端与阀板12铰接，驱动缸14的另一端和驱动缸底座16铰接，且驱动缸底座16固定设置，其中，驱动缸14通过伸缩驱动阀板12转动。

在该实施例中，阀板12设置在腔体10的开口处并与腔体10铰接，驱动缸14推动阀板12转动时，不再需要对位即可直接打开或关闭开口，即阀板12只需要在原地转动即可实现开口的启闭，减少了动作的数量和动作行程，有利于大幅提升腔体10的开门、关门时间，从而缩短非工艺时间，有利于提升生产效率，且阀板12直接和腔体10铰接，阀板12的转动通过驱动缸14直接驱动，中间部件少，结构简单，易于装配，且由于驱动缸14的一端和阀板12铰接，驱动缸14伸长驱动阀板12关闭开口时，具有一定的推力作用，还可以压紧阀板12，提升密封效果；另外，阀板12铰接在腔体10上，即便长时间使用，也不会发生移位，有利于保持密封效果。

在上述实施例中，腔体组件还包括：阀板底座120；多组第一安装孔122，设于阀板12上，阀板底座120通过一组第一安装孔122与阀板12可装卸地连接；驱动缸14的一端与阀板底座120铰接。

在该实施例中，阀板12上设置多组第一安装孔122，使得阀板底座120可以在多组第一安装孔122中选择一组与阀板12连接，也可以选择另外一组第一安装孔122与阀板12连接，也就是说，阀板底座120可以安装在阀板12的不同位置上，这样在阀板12关闭时，阀板12和驱动缸14之间能够具有不同的夹角，从而驱动缸14对于阀板12能够产生不同的推力，有利于调节阀板12对于腔体10的密封效果；另外，阀板底座120与阀板12可装卸地连接，既便于阀板底座120调节位置，也便于装卸驱动缸14，有利于提升驱动缸14维护保养的便利性。

在上述实施例中，腔体组件还包括：第一转轴144，与阀板底座120固定连接；杆端关节轴承，杆端关节轴承的一端与第一转轴144转动连接；驱动缸14包括相互伸缩配合的缸体140和缸杆142，杆端关节轴承的另一端与缸杆142栓接。

在该实施例中，通过采用杆端关节轴承和第一转轴144转动连接，并与驱动缸14的缸杆142栓接，这样的结构简单，便于安装，且杆端关节轴承转动灵活，摩擦力小，有利于减少驱动缸14推动阀板12转动时的滞涩感，从而提升阀板12的开关速度，降低非工艺时间。

可以理解，杆端关节轴承，也就是鱼眼接头18。

在上述任一项实施例中，腔体组件还包括：框架20，腔体10设于框架20的顶部，驱动缸底座16设于框架20的侧部；框架20上设有多组第二安装孔200，驱动缸底座16通过一组第二安装孔200可装卸地设于框架20上。

在该实施例中，通过设置框架20，一方面便于安装腔体10和驱动缸14，也便于为驱动缸14提供支撑和反向作用力，使得驱动缸14能够通过伸缩而推动阀板12转动；通过多组第二安装孔200的设置，驱动缸底座16可以安装在框架20上的不同位置，使驱动缸14和阀板12之间能够形成不同的夹角，从而为阀板12密封腔体10提供不同的压紧力；驱动缸底座16可装卸，既便于调节位置，还便于驱动缸14的装卸，从而有利于提升驱动缸14维护保养的便利性。

在上述实施例中，腔体组件还包括：第二转轴146，驱动缸14和驱动缸底座16通过第二转轴146转动连接，即第二转轴146只是起到连接作用，本身不需要带动驱动缸14或驱动缸底座16转动，结构简单，易于生产和装配。

在上述实施例中，腔体组件还包括：位置传感器，设于腔体10或框架20上，位置传感器的设置应满足位置传感器能够接触到关闭状态的阀板12，或接触到开启状态的阀板12，以感应阀板12的启闭状态，这样可以确定阀板12是否开启到位或者关闭到位，便于实现自动化控制。

在另一些实施例中，位置传感器用于感应阀板12的开度，这样同样可以确定阀板12是否开启到位或者关闭到位。

在又一些实施例中，腔体组件可以设置两种位置传感器，一种用于感应阀板12的启闭状态，例如接近开关、压力传感器；另一种用于感应阀板12的开度，即可以精确测定阀板12打开角度，例如超声波传感器、红外传感器等。

在上述任一项实施例中，驱动缸14包括气缸、液压缸、电动缸中的任意一种。

在上述任一项实施例中，腔体组件还包括：密封件100，阀板12上设有密封件100，以便在阀板12转动至封闭开口时，可以压紧密封件100，实现腔体10的密封，提升腔体10内的保温效果，并减少外部大气中的污染物进入到腔体10中的情况。

在另一些实施例中，密封件100设置在腔体10的开口位置处；在又一些实施例中，腔体10的开口位置处和阀板12上均设有密封件100。

在上述实施例中，腔体10的开口端设有燕尾槽，密封件100设于燕尾槽内；可以理解，燕尾槽的口小底大，密封件100安装在燕尾槽内，在阀板12开启时，密封件100受到收缩的小口的限位，不易被阀板12带出，从而有利于提升密封件100工作的稳定性和可靠性，确保密封效果。

本实用新型第二方面的实施例提供了一种硅片加工设备，包括：工艺腔体10，适于为硅片提供工艺处理空间；上述第一方面中任一项实施例的腔体组件，腔体组件的腔体10与工艺腔体10相连，腔体10适于为硅片提供装卸和/或加工空间，腔体10的开口适于供硅片进出腔体10；腔体组件的阀板12通过开启而连通外部大气环境和腔体10内部空间，通过关闭而阻隔外部大气环境和腔体10内部空间。

在该实施例中，通过采用上述任一项实施例的腔体组件，从而具有了上述实施例的全部有益效果，在此不再赘述；腔体10适于为硅片提供装卸和/或加工空间，开口适于供硅片进出腔体10，即通过开口连通了外部大气环境和腔体10的内部空间，由于腔体组件的阀板12可以快速启闭，即缩短了开门和关门的动作时间，这样可以减少进入腔体10内的外部空气，从而有利于提升腔体10的保温效果和腔体10内的洁净程度，从而减少腔体10内的热量损失，提升腔体内的温度稳定性，还可以提升腔体内的洁净度，减少污染，进而提升硅片加工质量的稳定性和可靠性。

可以理解，硅片加工设备包括等离子体增强化学气相沉积设备或物理气相沉积设备。

根据本申请提出的一个具体实施例的腔体组件，在同等实现真空密封的效果上，可以减少开关门时间，增加设备寿命，同时便于设备维护。

具体地，腔体组件包括腔体10、阀板12、驱动缸14、框架20等部件。

如图1所示，阀板12通过合页102安装在腔体10上面，与腔体10铰接，其中合页主1020通过螺栓固定在阀板12上，合页副1022通过螺栓固定在腔体10上，其合页102结构可实现阀板12以合页102为圆心的圆周运动，如图1所示，阀板12顺时针转动90°关门，其中腔体10只有局部示意图。

阀板底座120安装在阀板12上，通过螺栓固定。鱼眼接头18，也就是杆端关节轴承，通过第一转轴144与阀板底座120连接，其中鱼眼接头18与第一转轴144可实现转动运动，阀板底座120与第一转轴144固定连接。

驱动缸14与鱼眼接头18通过螺纹连接，可直接将鱼眼接头18螺旋旋转安装至驱动缸14上。驱动缸底座16与驱动缸14通过第二转轴146连接，其中驱动缸14与第二转轴146可实现转动运动，其中驱动缸底座16与第二转轴146固定连接。

驱动缸底座16与框架20通过螺栓固定连接，框架20为整套装置的基础，保持装置的稳定性。腔体10与框架20通过螺栓固定连接，腔体10位于框架20的顶部。

如图1所示，密封件100，例如o型圈，安装于腔体10的端面，也就是腔体的开口位置处，该端面带有燕尾槽特征，可实现o型圈卡在燕尾槽中。

可以理解，密封件并不仅限于o型圈，也可以是其它形状，实现密封效果即可。

驱动缸14提供驱动动力，可以选用气缸、液压缸及电缸的任意一种，其中缸杆142可沿缸体140轴向方向滑动，实现伸缩动作。

如图1所示，图1中阀板12所在位置规定为开门位置。

关门动作，缸杆142伸出推动阀板12，由于阀板12受合页102约束，阀板12做圆周运动，当阀板12运动至图2中所在位置，规定为关门位置，触发第一位置传感器124，反馈关门完成，实现阀门的关闭。

开门动作，缸杆142缩回拉动阀板12，沿合页102做圆周运动，到达开门位置，触发第二位置传感器(未示出)，反馈开门完成，实现阀门的开启。

阀板12的开门位置与关门位置的角度为0°～90°，根据实际需求范围还可进一步扩大。

如图5所示，驱动缸14提供的驱动力f，驱动力f在水平方向的分力fx，fx压缩o型圈，使阀板12与o型圈完全贴合，同时o型圈与腔体10也完全贴合，实现真空的密封。由于腔体10端面带有燕尾槽特征，o型圈卡在腔体10里面，这样结构在开门动作时，可保证阀板12不会将o型圈拉出来，影响密封性。

如图3所示，阀板12上设有第一安装孔122，第一安装孔122水平共有n排，2列，即第一安装孔122有多组，第一安装孔122可实现阀板底座120的安装定位调整，进而可以实现图5中夹角θ的调整。

如图5所示，可以理解，θ角是驱动缸14的轴线和关门状态下的阀板12的垂线之间的夹角。驱动力f一定时，θ角越小，驱动力f在水平方向的分力fx越大，或者说在关门状态下阀板12的垂线方向上的分力fx越大，对o型圈的压力也相对越大，从而提升密封效果；该调整可以最大限度利用驱动缸14垂直于阀板12的分力。

如图4所示，框架20上设有第二安装孔200，第二安装孔200水平共有n排，2列。第二安装孔200可实现驱动缸底座16的安装定位调整，进而可以实现图5中θ角的调整。驱动力f一定时，θ角越小，驱动力f在水平方向的分力fx越大，也就是在关门状态下阀板12的垂线方向上的分力fx越大，对o型圈的压力也相对越大。该调整可以最大限度利用驱动缸14垂直于阀板12的分力。

本具体实施例的驱动缸的作用力直接作用于阀板上面，阀板与腔体密封面之间通过合页铰接，无需调整腔体结构或者增设其它部件，最大限度地利用了驱动缸垂直于阀板的分力，减小驱动力，节约能源。结构简单，操作方便。

以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，通过本实用新型的技术方案，有效地减少了阀板开关的部件，简化了结构，缩短了阀板开关的时间，还提升了对阀板的压紧力，有利于提升密封效果，降低驱动力。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，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；“相连”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实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，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实用新型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。

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