一种用于半导体工艺设备的缓冲式电极插拔结构及设备的制作方法

1.本实用新型属于半导体技术领域，更具体地，涉及一种用于半导体工艺设备的缓冲式电极插拔结构及设备。


背景技术：

2.目前的管式pecvd电极插拔结构插头端与插座端为硬接触，如图1a所示，插头端91设于推舟93的一端的滑台上，插座端92固定于推舟93的另一端，且与射频电源相连接，如图1b所示，插头端91随滑台向插座端92靠近，导向柱94插入定位孔，插头端91与插座端92实现电极对接，从而实现放电功能。而如遇插头端91与插座端92未对准的情况，容易造成插头端91的插头被顶至变形，同时无法判断插头和插座孔是否有效接触和压紧，且经过长时间工作后易造成插头和插座插头孔磨损，另外插头拔出时同样易造成插头变形，影响设备稳定性和产能。
3.因此，需要设计一种新型电极插拔结构，能够保证插头与插座有效接触和压紧，同时减少插头变形的情况。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种用于半导体工艺设备的缓冲式电极插拔结构及设备，能够保证插头与插座有效接触和压紧，同时减少插头变形的情况。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于半导体工艺设备的缓冲式电极插拔结构，包括插头和插头座；其中，
6.所述插头座面向所述插头的一面设置有多个插孔，所述插头座背离所述插头的一面设置有缓冲结构；所述插头面向所述插头座的一面设置有多个与所述插孔一一对应的插针；
7.所述缓冲结构用于在所述插针插接或拔出于所述插孔的过程中，缓冲所述插头与所述插头座之间的冲击力。
8.优选地，所述插头座包括插座块、导轨和滑块；其中，
9.所述导轨平行于所述插头的插接方向设置，所述插座块垂直于所述插接方向的一端连接有所述滑块，所述插座块通过所述滑块滑动连接于所述导轨。
10.优选地，所述插座块的所述侧面设有电极孔和定位孔，所述插头包括插头块和连接板；
11.所述插头块面向所述插头座一侧设有所述插针和插头导向轴，所述插头导向轴的长度大于所述插针的长度；
12.所述插座块面向所述插头的一面设有所述插孔和定位孔，所述插头导向轴和所述插针分别与所述定位孔和所述插孔的位置相对应；
13.所述连接板用于将所述插头块固定于所述半导体工艺设备上。
14.优选地，所述缓冲结构包括：顶板、靠板、至少一个拔出缓冲组件和至少一个插接
缓冲组件；其中，
15.所述顶板设置于所述插头座背离所述插头的一面，所述靠板设置于所述顶板背离所述插头座的一面；
16.所述拔出缓冲组件设于所述靠板内，且贯穿所述顶板与所述插头座背离所述插头的一面连接；
17.所述插接缓冲组件设于所述顶板内，且在所述插针与所述插孔插接过程中接触所述插头座背离所述插头的一面。
18.优选地，所述靠板朝向所述顶板的一侧设有至少一个安装槽，所述拔出缓冲组件设于所述安装槽内，当所述插针拔出所述插孔时，所述拔出缓冲组件向所述插头座提供弹性拉力。
19.优选地，所述拔出缓冲组件包括压板、第一弹簧和导向轴，所述压板设于所述安装槽的底部，所述导向轴的一端穿过所述顶板连接于所述插头座背离所述插头的一面，所述导向轴的另一端连接于所述压板，所述第一弹簧套设于所述导向轴靠近所述压板的一端。
20.优选地，所述顶板上设有导向轴孔，所述导向轴孔内设有轴承，所述导向轴穿过轴承连接于所述插头座背离所述插头的一面。
21.优选地，所述顶板上设有至少一对第一安装孔，每个所述第一安装孔内设有一个插接缓冲组件，当所述插针插接于所述插孔时，所述插接缓冲组件向所述插头座提供缓冲力。
22.优选地，所述插接缓冲组件包括弹簧柱塞，所述弹簧柱塞设于所述第一安装孔内，且所述弹簧柱塞的顶头朝向所述插头座。
23.优选地，所述缓冲结构还包括压力传感器、第二弹簧和压块，所述顶板上设有第二安装孔，所述压力传感器设于所述第二安装孔内，所述第二弹簧设于所述压力传感器和所述压块之间，所述压块朝向所述插头座设置，当所述插针插接于所述插孔时，所述压块受压并将所述压力通过所述第二弹簧传递至所述压力传感器。
24.本实用新型还提供一种半导体工艺设备，包括上述的缓冲式电极插拔结构、第一电极座、第二电极座和滑动组件，所述插头连接于所述第一电极座，所述插头座通过所述缓冲结构连接于所述第二电极座，所述第一电极座通过所述滑动组件向所述第二电极座运动，以使所述插针插接于所述插孔。
25.本实用新型涉及的用于半导体工艺设备的缓冲式电极插拔结构，其有益效果在于，通过缓冲结构在插针插接或拔出插孔过程中，缓冲插头与插头座之间的冲击力，避免插头与插头座未对准时插头受压被顶至变形的情况，延长使用寿命，降低设备故障率，提高设备稳定性，从而提高设备产能。
26.本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
27.通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
28.图1a示出了现有技术的电极插拔结构的示意图，图1b示出了图1a中第一电极座与
第二电极座对接的状态示意图；
29.图2示出了根据本实用新型的一个实施例的用于半导体工艺设备的缓冲式电极插拔结构的结构示意图；
30.图3示出了根据本实用新型的一个实施例的用于半导体工艺设备的缓冲式电极插拔结构中插头插入插座块的状态示意图；
31.图4示出了根据本实用新型的示例性实施例的用于半导体工艺设备的缓冲式电极插拔结构斜插报警状态示意图；
32.图5示出了根据本实用新型的示例性实施例的用于半导体工艺设备的缓冲式电极插拔结构中插接时插针与电极孔接触状态示意图；
33.图6示出了根据本实用新型的示例性实施例的用于半导体工艺设备的缓冲式电极插拔结构中插接时插针与电极孔压紧状态示意图；
34.图7示出了根据本实用新型的示例性实施例的用于半导体工艺设备的缓冲式电极插拔结构中拔出时插针与电极孔脱开状态示意图；
35.附图标记说明：
36.1顶板，2轴承，3弹簧柱塞，4导向轴，5第一弹簧，6压板，7靠板，8压块，9第二弹簧，10压力传感器，11插座块，12滑块，13导轨，14插头块，15插头导向轴，16插针，17连接板，18安装槽，91插头端，92插座端，93推舟，94导向柱。
具体实施方式
37.下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
38.为解决现有技术存在的问题，如图2至图7所示，本实用新型提供了一种用于半导体工艺设备的缓冲式电极插拔结构，包括插头和插头座；其中，
39.插头座面向插头的一面设置有多个插孔，插头座背离插头的一面设置有缓冲结构；插头面向插头座的一面设置有多个与插孔一一对应的插针16；
40.缓冲结构用于在插针16插接或拔出于插孔的过程中，缓冲插头与插头座之间的冲击力。
41.插针16与插孔为接触式电连接，当插头与插头座插接时，插针16与插孔进行插接，插针16与插孔能够实现放电，通过缓冲结构在插针16插接或拔出插孔过程中，缓冲插头与插头座之间的冲击力，避免插头与插头座未对准时插头受压被顶至变形的情况，延长使用寿命，降低设备故障率，提高设备稳定性，从而提高设备产能。
42.如图2所示，插头座包括插座块11、导轨13和滑块12；其中，
43.导轨13平行于插头的插接方向设置，插座块11垂直于插接方向的一端连接有滑块12，插座块11通过滑块12滑动连接于导轨13。滑块12设于插座块11的底部，与导轨13滑动连接，导轨13可设于半导体工艺设备上，以对插座块11在受插头的插接作用和缓冲结构的缓冲作用下沿插接方向的运动提供导向。
44.插头包括插头块14和连接板17；插头块14面向插头座一侧设有插针16和插头导向
轴15，插头导向轴15的长度大于插针16的长度；插座块11面向插头的一面设有插孔和定位孔，插头导向轴15和插针16分别与定位孔和插孔的位置相对应；连接板17用于将插头块14固定于半导体工艺设备上。
45.插头导向轴15和插针16的位置分别与定位孔和电极孔的位置相对应，插头导向轴15的长度大于插针16的长度，从而在插头与插头座插接时，插头导向轴15先插接于定位孔内，然后插针16插接于插孔，以达到对插针16插入插孔的导向作用。
46.可选地，插孔的端部为斜孔，插针16插接于插孔内时，与插孔的斜面压紧，实现放电功能。插针16和插孔的数量可根据实际需求设置。
47.插头通过连接板17设于半导体工艺设备上，连接板17能够在半导体工艺设备的带动下向插头座方向运动，以便插头块14上的插针16插接于插座块11上的插孔。导轨13与滑块12保证插座块11在缓冲结构的作用下运动平滑稳定，以保证较高精度。
48.缓冲结构包括：顶板1、靠板7、至少一个拔出缓冲组件和至少一个插接缓冲组件；其中，顶板1设置于插头座背离插头的一面，靠板7设置于顶板1背离插头座的一面；
49.拔出缓冲组件设于靠板7内，且贯穿顶板1与插头座背离插头的一面连接；
50.插接缓冲组件设于顶板1内，且在插针16与插孔插接过程中接触插头座背离插头的一面。顶板1和靠板7设于插头座的背离插头的一面，以在插头插接插头座时，插头座受压向背离插头的一面沿导轨运动，插接缓冲组件提供缓冲弹力，以减缓插头座和插头之间所受冲击，而插头拔出插头座时，拔出缓冲组件能够提供缓冲弹性拉力，以减缓插头座和插头之间的作用力，避免损伤。
51.靠板7朝向顶板1的一侧设有至少一个安装槽18，拔出缓冲组件设于安装槽18内，当插针16拔出插孔时，拔出缓冲组件向插头座提供弹性拉力。
52.拔出缓冲组件包括压板6、第一弹簧5和导向轴4，压板6设于安装槽18的底部，导向轴4的一端穿过顶板1连接于插头座背离插头的一面，导向轴4的另一端连接于压板6，第一弹簧5套设于导向轴4靠近压板6的一端。
53.顶板1上设有导向轴孔，导向轴孔内设有轴承2，导向轴4穿过轴承连接于插头座背离插头的一面。
54.可选地，安装槽18的内径大于导向轴孔的孔径，以便于第一弹簧5和压板6卡接于安装槽18内，以限制其移动范围；导向轴4的端部设有螺纹孔，压板6上设有螺柱，压板6螺接于螺纹孔内，并在导向轴4的带动下在安装槽18内滑动。
55.导向轴4固定连接于插座块11，当插头从插头座拔出时，插座块11受拉力向插头拔出的方向运动，压板6受到导向轴4的拉力同向运动，第一弹簧5受到压缩，随着插头持续远离插头座，插座块11与顶板1的距离逐渐增大，第一弹簧5的压缩量逐渐增加，并对插座块11提供弹性拉力，直至随插针16与插孔的斜面脱开分离而恢复未压缩状态。
56.在插头拔出脱离的过程中，第一弹簧5的弹力呈线性增长，避免拔出过程急促脱开，避免插针16与插孔划伤，有效减小插头插座组件受到的冲击，延长使用寿命。
57.顶板1上设有至少一对第一安装孔，插接缓冲组件设于第一安装孔内，当插针16插接于插孔时，插接缓冲组件向插头座提供缓冲力。
58.插接缓冲组件包括弹簧柱塞3，弹簧柱塞3设于第一安装孔内，且弹簧柱塞3的顶头朝向插头座。弹簧柱塞为现有产品，具体结构不再赘述。
59.当插头插接于插头座时，插针16向插座块11运动，插头导向轴15先插入定位孔内，插针16再插入插孔内，当插针16与插孔的斜面相接触后，插座块11随插头的插接压力而朝向顶板1运动，接触并压缩弹簧柱塞3，由于靠板7位置固定，弹簧柱塞3受压时向插座块11提供与插接压力反向的缓冲力，从而使插针16与插孔的斜面压紧，且该压紧力随弹簧柱塞3受到的压力呈线性增长，使其保护插头与插头座插接能够良好接触。
60.缓冲结构还包括压力传感器10、第二弹簧9和压块8，顶板1上设有第二安装孔，压力传感器10设于第二安装孔内，第二弹簧9设于压力传感器10和压块8之间，压块8朝向插头座，当插头插接于插头座时，压块8受压并将压力传递至压力传感器10。
61.可选地，压块8朝向插头座的一端伸出至顶板1外侧，弹簧柱塞3的顶头伸出至顶板1外侧，且压块8的伸出长度与弹簧柱塞3的伸出长度相同。
62.压力传感器10用于检测插头插接于插头座时、插头座所受到的压力，其中，插头座受压向顶板1移动，接触并压于压块8和弹簧柱塞3的顶头，第二弹簧9受压向插头座提供与插接压力反向的缓冲力，压力传感器10受到压块8传递的压力，设定压力传感器10的压力报警值略小于第二弹簧9的最大压缩量时的缓冲弹力，当插头歪斜、错位或变形等原因，造成插头导向轴15或插针16未正常进入插座块11的定位孔和插孔中时，压力传感器10检测到的压力值持续升高，将导致系统报警，随即停止运动以保护插头和插头座，避免零件损坏。
63.使用本实用新型涉及的用于半导体工艺设备的缓冲式电极插拔结构的过程如下：
64.插接时，插头在半导体工艺设备带动下向插头座移动，当插头移动到位时，如图3和图4所示，插头导向轴15插入定位孔内，插针16开始插入插座块11上的插孔中，压力传感器10检测插座块11受压的压力值，当检测值大于预设值时，压力传感器10提示报警，插头停止插入；
65.在插头运动过程中，如图5所示，当插头与插头座之间的距离为a1时，插针16与插孔的斜面呈接触状态c1，此时顶板1与插座块11之间的距离为b1，弹簧柱塞3和第二弹簧9未收到压缩，未提供缓冲力；
66.插头继续运动，如图6所示，插座块11受插头的推动而随之运动，插座块11与顶板1之间的距离变小，并压缩弹簧柱塞3和第二弹簧9，从而受到弹簧柱塞3和第二弹簧9提供的与插接压力反向的缓冲力，使插针16与插孔的斜面呈压紧状态c2，此时插座块11运动至与顶板1之间的距离为b2，插头停止运动，射频工作正常进行工艺；
67.当工艺完成，射频停止，插针1需要与插孔的斜面脱开，插头向远离插头座的方向运动，在运动过程中，弹簧柱塞3与插座块11不再接触，插座块11受拉力向插头拔出的方向运动，压板6受到导向轴4的拉力与插座块11同向运动，第一弹簧5受到压缩，随着插头持续远离插头座，插座块11与顶板1的距离逐渐增大，第一弹簧5的压缩量逐渐增加，并对插座块11提供弹性拉力，直至随插头的插针16与插座块11的插孔的斜面呈脱开分离状态c3，如图7所示，此时插座块11运动至与顶板之间的距离为b3。在插头插接与拔出插头座的过程中，缓冲结构分别提供了插接缓冲弹力和拔出缓冲弹力，有效减小插头与插头座的冲击，通过压力传感器10实现插拔过程的压力监测。
68.作为一个优选实施例，插头与插头座之间的距离a1为1mm，顶板1与插座块11之间的距离b1为6mm；顶板1与插座块11之间的距离b2为3mm；顶板1与插座块11之间的距离b3为9mm。
69.本实用新型还提供一种半导体工艺设备，包括上述的缓冲式电极插拔结构、第一电极座、第二电极座和滑动组件，插头连接于第一电极座，插头座通过缓冲结构连接于第二电极座，第一电极座通过滑动组件向第二电极座运动，以使插针16插接于插孔。插头座通过缓冲结构的靠板连接于第二电极座，插头通过连接板连接于第一电极座，第一电极座和第二电极座分别用于支撑固定插头和插头座，具体结构和形状可以根据实际使用需求而定。可选地，半导体工艺设备中，滑动组件可以为推舟系统。本实用新型涉及的半导体工艺设备的其余结构并非本技术的重点，在此不再赘述。
70.以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。