用於製造工具和其他設備的可調支撐件的製作方法
2023-05-04 00:27:26
專利名稱：用於製造工具和其他設備的可調支撐件的製作方法
技術領域：
本發明總的來說涉及設備支撐件，特別涉及用於製造工具和其他設備的可調支撐件。
背景技術：
半導體器件通常用在多種類型的電子產品和消費品的電路構造中。集成電路和半導體器件在使用高專用化和所有權的設備和加工過程的專門結構的工廠被製造。單獨的半導體元件的小本質包括高集成電路，高可靠性以及它們對汙染的敏感度的要求需要使用除塵室和專用的製造工具。
用於半導體製造的工具和設備通常放在兩個種類之一產生振動的工具和接收振動的工具。振動產生工具的例子包括化學機械拋光機(CMP)和其他轉動或擺動機器。對振動敏感的工具的例子包括光學器件，例如燃燒工具和蝕刻器、掃描電子顯微鏡和檢查工具。
半導體除塵室通常設計具有升高的地板，該地板構造具有許多矩形板，這些矩形板懸置在混凝土基層、分級厚板或者其他堅實的基底之上。升高的地板設有電路、布線、管道、通風、管道支架和排水系統的通道，上述的電路、布線等沿基底並圍繞基底延伸。在除塵室中的半導體製造工具和其他設備必須安裝到工作檯、底板、支架或者其他組件上，以穩定和牢固的方式在活地板之上支撐工具的質量，並使設備之間的任何振動的傳遞最小化。如果源於轉動機器的任何振動被傳遞到振動敏感設備，由這種振動敏感設備進行的製造過程可能被損壞。例如，許多光學燃燒器或蝕刻器是納米級的高精度工具。設備中的任何振動可以引起跳動或模糊光學焦點並產生集成電路中的缺陷。
製造工具經常安裝到由剛性支座或「象腿」支撐的工作檯或底板，所述支座或「象腿」是位於工具工作檯的每個角或支撐面積下的短支架。升起的地板安置在設備支撐件周圍。現有技術的支座的一個例子如圖1所示。製造工具10，如半導體除塵室中的CMP，由調平器支腿12支撐，每個支腿12具有腳14。調整螺母16轉動以伸長和縮短支腿12，平衡製造工具10並為其提供支撐。
另一個已知的工具支撐件使用了一個剛性的焊接框架組件來支撐重型設備，例如，在數百到數千磅的範圍。工具支撐件使用一個相互連接的槽鋼形成的框架結構，它們是被焊接或用螺栓固定到基底上。每個框架組件通常定製而建造，以便裝配在基底上的現有結構中和其周圍，例如管道、水渠和排水管。框架組件很重，而且修建和維修都很費時並昂貴，並且易於增加除塵室環境的汙染。框架組件的剛性構造使得在設備和除塵室布置中的移動或改變變得困難和不靈活。如果需要行動裝置，經常需要對於框架組件重要的計劃和重新工作，以滿足基底坡度和排水系統的要求，並避開在新區域內的已有結構和障礙。很多時候，框架組件必須完全重建。即使有仔細的測量和設計，由於許多商人進入和接觸除塵室地板通道空間，也可以引起不可預見的複雜性。
發明內容
在一個實施例中，本發明是一個用於支撐基底上方的設備的支撐件，該支撐件包括具有一個螺紋套管的主體；軸，該軸具有一個支撐該設備的支撐端和一個擰入主體的螺紋套管來調節支撐架高度的螺紋端；以及結合到主體的第一、第二和第三腿，其中每條腿包括一個垂直的槽式元件和一個對角斜撐件，該槽式元件與基底接觸，該對角斜撐件將垂直槽式元件結合到主體。
在另一個實施例中，本發明是一個可調高度的設備支撐架，包括一個主體和結合到該主體的第一、第二和第三腿，該主體具有一個螺旋擰入主體中的可伸長的軸，其中每條腿具有一個垂直的槽式元件和一個將垂直槽式元件結合到主體的對角斜撐件。
在又一個實施例中，本發明是用於支撐基底上方的設備的方法，包括提供一個用於支撐該設備的軸，轉動穿過主體的軸的螺紋端以便升高和降低該設備，以及用第一、第二和第三腿支撐該主體，其中每條腿具有一個與基底相接觸的垂直槽件和一個將垂直槽件結合到主體的對角斜撐件。
圖1示出了現有技術的製造工具的支撐件；圖2示出了帶有活地板和工具支座組件的半導體除塵室；圖3a-3c示出了支撐半導體製造工具的四腿組件；圖4a和圖4b示出了四腿組件的特徵；圖5a和圖5b示出了帶有更短的腿的四腿組件；圖6a和圖6b示出了帶有振動隔離支承組件和繫緊杆的四腿組件；圖7a和圖7b示出了具有腿延長件的四腿組件；圖8a和8b示出了四腿組件頭部件；圖9a和9b示出了帶有垂直管狀件和對角斜撐件的腿部件；圖10a-10c示出了帶有不同kick angle結構的對角斜撐件；圖11a和11b示出了用於將管螺絲鎖定在位的鎖緊螺母；圖12示出了用於減少四腿組件頭部件的輪緣直徑的接頭圓盤；圖13示出了用於四腿組件頭部件的旋轉頭組件；
圖14示出了電纜繫緊組件；圖15示出了鉤環和鏈繫緊組件；以及圖16a和圖16b示出了用於手動轉動管螺絲的活動扳手。
具體實施例方式
半導體製造除塵室區域如圖2所示。活地板20包括多個矩形板22，矩形板由支架24所支撐，支架24被擱在混凝土基層、分級厚板或者其他堅實的基底25上。板22可以是24平方英寸，由鋁製造。活地板20圍繞工具支座組件26。工具支座組件26包括一個底板或工作檯28，在底板或工作檯28上安裝半導體製造工具或設備。底板28由四個支撐組件30(下文稱為四腿組件)支撐，這些支撐組件30與基底25接觸。底板28高出鄰近的活地板面板22，或者與鄰近的活地板面板22齊平。對角支杆32、直拉杆34和對角地板斜撐杆36通過將四腿組件30作為一個剛性的支柱結構的支撐框架系統保持在一起，為工具支座組件26提供了剛性。
四腿組件30是負載的工具架或支撐件，適於在半導體設備上的除塵室安裝，該半導體設施用於安裝製造工具和其他設備。四腿組件30構造有除塵室相容材料和保護塗層。半導體製造工具包括已知的用於產生振動的設備如化學機械拋光機(CMP)和其他轉動和擺動機器，以及對振動敏感的設備如光學燃燒工具和蝕刻器、掃描電子顯微鏡和檢查工具。
製造工具可以安裝在剛性底板28上，底板28由一個或多個四腿組件30支撐。作為另一種選擇，製造工具40可以直接安裝到一個或多個四腿組件30上，如圖3a所示。四腿組件30位於製造工具40的每個角或其他加載面下方，以保持工具在基底25上方的理想高度。圖3b進一步表示支撐製造工具40的一個角的四腿組件30的細節。四腿組件30的高度可被調整為，製造工具40的底面位於活地板20之下、與其平齊或在其之上。活地板20可以容易地放置在製造工具40的所有側，以便方便的接近該設備。圖3c示出了位於活地板20上面的、帶有四腿組件30的製造工具40，四腿組件30穿過一個活地板面板20中的切口延伸，以便支撐製造工具的一個角。
圖4a示出了四腿組件30的進一步的細節。四腿組件30包括四條腿46，每個都具有調平器螺絲和旋轉角組件48。在其他實施例中，四腿組件30可能具有三條腿46或五條或更多的腿46。調平器螺絲的螺絲杆被旋入螺母50，該螺母50被焊接在每條腿46的底部上。地震夾或帶52由螺母50鎖定，在地震的情況下，或假如工具支座組件26震動或碰撞，它將四腿組件30穩固地錨固到基底25。旋轉腳適合於基底上用於排水的坡度。腿46是焊接的鋼管和管部件，具有一個垂直管或者槽式元件80和一個對角斜撐件90。腿46的對角斜撐件用銷或插孔安裝到頭部或主體56。頭部56具有一個螺紋套管58。管螺絲60是外螺紋插孔螺絲軸，用於支撐、提升和使製造工具40和/或底板28水平。管螺絲60擰入具有內螺紋的套管58中。為了在重載下升高容易，車縲紋為方形輪廓、小螺距並有特富龍(teflon)塗層。管螺絲60使四腿組件30在高度上可以調整，以適合基底25和製造工具40之間的任何距離或間隙。腿46也可以使用調平器螺絲和旋轉腳組件48獨立的被調整，以解決基底25中和其周圍的不平、高度的變化、溝槽、結構和障礙物。
為了減少腿46的根部的彎矩，環62被用來將腿46保持在一起。腿46用螺栓、焊接或銷釘固定到環62上。環62包括附加的孔64來容納斜撐件、系梁和撐杆。腿46垂直管部件的頂部也具有焊接螺母66來容納斜撐件、系梁和撐杆。管螺絲60由焊接的圓形頭部68形成頂部，該頭部68支撐振動隔離支承組件70。隔離支承組件70提供對從基底25接收的振動的隔離，用于振動敏感的製造工具和其他設備。隔離支承組件70還具有旋轉頭72，以在工作中，也就是當進行提升操作時容納底座或工具水準測量。控制杆臂74有助於升高，可以利用它用手擰動管螺絲60。在不使用時或水平空間有限時，控制杆臂74從頭部78擰下。頭部78還具有工具套筒扳手孔，以容納活動扳手或其他專用工具來用手轉動管螺絲60。與夾52相似的地震夾76連接到頭部72用於錨固底板28或製造工具40。四腿組件30的側視圖如圖4b所示。
四腿組件30被放置在底板28和/或製造工具40的每個角或需要載荷支撐的其他位置。腿46與用于堅固基礎的基底25接觸。腿46接近基底25的部分，也就是垂直管部件80和調平器螺絲和旋轉腳組件48，機械地彼此隔離。基底25附近在垂直管部件80或組件48上或其周圍的腿46之間，沒有獨立的支撐。因此，使用分離和獨立的垂直槽式元件80，四腿組件30可以被轉動和定向從而腿46跨過或避開基底上和周圍任何結構和障礙物。換句話說，腿46可以越過側邊現有結構和障礙物、在其下方、圍繞或沿著側邊現有結構和障礙物放置，這些現有結構和障礙物如管道系統、水管、管道支架和排水系統。調平器螺絲和旋轉腳組件48可以被調整，當保持四腿組件30的中心線在垂直公差內，解決基底的任何變形和坡度。控制杆臂74轉動管螺絲60以升高或降低四腿組件30的整體高度並使隔離支承組件70和旋轉頭72與底板28和/或製造工具40接觸並支撐底板28和/或製造工具40。通過轉動管螺絲60可以在高度上調整四腿組件30，以便在基底25之上的任何所需高度上支撐製造工具40。組件48和管螺絲60的螺紋特性使四腿組件30升高、降低、拉平和對準幾乎任何製造工具。在一個實施例中，重約120磅的四腿組件30可以支撐高達8000磅的負載。四腿組件30提供了六個自由度x方向、y方向和z方向的位移，以及每個位移相應的轉動。
四腿組件30被設計並建造為適合活地板高度和坡度的變化、腿位置、混凝土地板中用於排水、溝槽線的傾斜，而且跨過並避開了(水、電、氣)管線、箱室、管道和其他固定結構。四腿組件30可以在工廠或現場被組裝，包括套筒杆、斜撐件、撐杆、電纜和錨地。四腿組件30是剛性的、堅固的，而且重量輕，可以由容易運輸的元件在現場被快速安裝。附件、固定設備和錨固螺栓以及其他硬體都是一個尺寸裝配並可以相互替換的。
圖5a示出了具有用於腿46的較短垂直管部件的四腿組件30的另一個變形，適合淺的活地板20。圖中具有相同或相似功能的元件用相同的附圖標記表示。在這個實施例中，當沒有接收任何結構附件時，由於腿46較短，用於腿46的垂直管部件80的頂部蓋有塑料塞82。對角斜撐件90在頭部56和環62之間通過槽86可轉動的固定，用於腿46的自由轉動，以避開基底25上或其周圍的障礙物例如管道、箱室、管件和其他機械結構。頭部56使用固定螺絲釘84以將套管58鎖定在位，使用固定螺絲釘88將對角斜撐件90鎖定在位。固定螺絲釘94將頭部68鎖定在位。頭部68承受一個淺的、高載荷、短行程的振動隔離支承組件96，該組件96具有承受基座板的球形頂部(圓頭)件。隔離支承組件96被設計為減少從振動產生工具和設備傳遞到基底25的振動，振動產生工具和設備由四腿組件30支撐。四腿組件30的較短變形的側視圖如圖5b所示。
圖6a示出了帶有隔離支承組件98的短四腿組件30組件，該隔離支承組件98具有旋轉頭100以支撐底板28和/或製造工具40。隔離支承組件98為四腿組件30提供了堅固的、長行程振動隔離特性。頭部100的頂部獨立於隔離支承組件98而旋轉，以便在升高和調平製造工具40時提供轉動自由度和安裝、操作的簡單性。圖6a還示出了包括螺紋杆108的拉杆組件106。杆108擰入垂直管部件80。螺母110固定拉杆組件106到底板28，提供地震連續特性，將底板28壓下到四腿組件30，四腿組件30又如圖4a所示用夾子52錨固到基底25。圖6b表示了帶有隔離支承組件98和旋轉頭100的短四腿組件30。
圖7a示出了帶有振動隔離支承組件98和旋轉頭100的四腿組件30組件。腿延長組件116提供了延伸四腿組件30垂直長度和增加其載荷承受能力、同時減少了腿46上的應力的機構。帶有腿延長組件116的四腿組件30組件可以在高於基底25的更大的高度上支撐重載，而不需扣住。腿延長組件116包括垂直管或者槽式元件118，被插入斜撐或撐杆一拉杆件122的套管120。垂直管80也滑入套管120中並由固定螺絲釘124固定。腿延長組件116是一個調節器，它使多個腿延長組件被添加以進一步地增加四腿組件30高度。使用一個或多個腿延長組件116，四腿組件30的高度可以在0.5到7.5英尺或更大的範圍內。圖7b表示了帶有腿延長組件116的四腿組件30組件的側視圖。
圖8示出了帶有管螺 60和頭部68的四腿組件頭部件。控制杆臂74被螺栓或擰入頭部68中，轉動管螺絲60。頭部68還具有固定螺絲釘孔132來固定匹配的隔離支承組件70或98、旋轉頭72、底板28或製造工具40。內螺紋孔(tapped hole)134設有錨固地震夾或工具腿下壓件。圖8b表示四腿組件頭部件的側視圖。
圖9a示出了帶有套管式垂直管延長件140的腿46。對角斜撐件90被焊接到管延長件140上。延長件140具有一個被插入垂直管部件80的長度。延長件140可以被調節以增加腿46的整個長度。鎖緊螺母144將延長件140所要的長度保持在適當的位置上。腿延長件140提供了腿46長度的單獨調整，解決了基底25中和其周圍的不平坦和結構。圖9b表示了帶有套管式垂直管延長件140的腿46的側視圖。圖10a-10c示出了帶有不同的kick angle構造的對角斜撐件90。
圖11a示出了用於將管螺絲60鎖定在適當位置的鎖緊螺母150。鎖緊螺母150包括扳手孔152，用於用手的簡單操作，鎖定工具入口和手指邊緣154。鎖緊螺母150將管螺絲60緊固地保持在位並防止任何鬆動、移動或振動。圖11b表示了鎖緊螺母150的俯視圖。
圖12表示了用於減小頭部68輪緣直徑的接頭圓盤158。在四腿組件30的一些較低載荷支承的應用情況下，理想的是使用較小直徑的隔離支承組件和旋轉軸承。接頭圓盤158安裝到如圖8a所示的標準尺寸的頭部68上。每個接頭圓盤158可以改變尺寸以承受不同的隔離支承組件和旋轉軸承。
圖13示出了旋轉頭組件160，其安裝在頭部68與底板28和/或製造工具40之間以適合於承載表面的任何不平放置或水平測量。旋轉頭組件160具有球形蓋162，球形蓋162坐在相匹配的蓋座164內，蓋座164具有特富龍塗層用於平滑旋轉。蓋162相對蓋座164有角度地並定向地自由轉動，使四腿組件30保持垂直，同時為承載表面提供堅固和均勻的支撐。當基底25不水平或不平時，旋轉頭組件160也是有用的。當底板28保持水平時，四腿組件30的中心線可以偏離垂直的。
圖14表示一個在腿46和製造工具40之間的電纜繫緊組件170。電纜繫緊組件170在一端具有一個吊環172，在另一端具有線圈174，還具有互連電纜176和電纜夾178。吊環172保持製造工具40，同時線圈174包圍腿46，以便在地震時或者假如工具基座組件26震動或碰撞的情況下，錨固製造工具或被支撐的設備。底板28具有電纜176的穿過孔。
圖15表示了製造工具繫緊組件的替換實施例，具有連接在腿46和製造工具40之間的聯鎖的鉤環和鏈組件180。鉤環和鏈組件180提供了一個錨，用於從製造工具40通過底板28到四腿組件30、最終藉助夾52到基底25的地震連續。
圖16示出了帶有手柄192和焊接夾具194的活動扳手190。活動扳手與孔130配合，用以手動轉動管螺絲60並調整四腿組件頭部件的高度。在一個替換實施例中，可以使用電動機來轉動管螺絲60並調整四腿組件頭部件的高度。
如前述圖中所示的，四腿組件30由可互換的元件組合而構成。這些特點使四腿組件30易於適應基底25的承載要求、空間、結構、障礙物和表面定向。四腿組件30可以放置在許多現有結構和障礙物內或其周圍，同時解決了基底表面的平坦性和水平的變化。四腿組件30可以被調整到很大的高度範圍，以配合基底25上面製造工具40的間隙要求。四腿組件30支撐製造工具40是隨環境和條件而變化的。四腿組件30很容易被取下並是可移動的，以便布置和支撐其他設備。
四腿組件30有很多其他的應用。四腿組件30能夠用在建造、改造和其他需要支撐物體的區域。四腿組件30為固定框架組件提供了方便並節省成本的可供選擇的辦法，並可適於安裝在現有環境內和周圍。
本發明結合優選實施例進行了描述。本領域技術人員將認識到，在不背離本發明的精神和範圍的情況下，可以作形式上和細節上的改變，等同物可以替代本發明的元素。在不背離本發明的實質範圍內，根據本發明的教導，可以作許多修改以適合特殊狀態或材料。因此，本發明意在不限於實施本發明所披露的具體實施例，而是本發明將包括落入權利要求範圍內的所有實施例。
權利要求
1.一種用於支撐基底上的設備的支撐件，包括一個具有螺紋套管的主體；一根軸，該軸具有一個支撐該設備的支撐端和一個擰入主體的螺紋套管來調節支撐件高度的螺紋端；以及結合到主體的第一、第二和第三腿，其中每條腿包括一個垂直的槽式元件和一個對角斜撐件，該槽式元件與基底接觸，該對角斜撐件將垂直槽式元件結合到主體。
2.如權利要求1所述的支撐件，還包括一條第四腿，該腿具有一個垂直的槽式元件和一個對角斜撐件，該槽式元件與基底接觸，該對角斜撐件將垂直槽式元件結合到主體。
3.如權利要求1所述的支撐件，其中所述腿的垂直槽式元件在基底附近的部分被機械地隔離以避開構造物。
4.如權利要求1所述的支撐件，還包括放置在所述軸的支撐端的隔離支承組件，用於提供對設備的隔離。
5.如權利要求4所述的支撐件，其中所述隔離支承組件包括旋轉頭用來以自由轉動的方式支撐該設備。
6.如權利要求1所述的支撐件，其中所述腿在長度上是可延長的。
7.如權利要求1所述的支撐件，還包括結合到腿的腿延長組件，用於延長支撐件的高度。
8.如權利要求1所述的支撐件，還包括可調整的旋轉腳，它結合到與基底接觸的垂直槽式元件。
9.如權利要求1所述的支撐件，還包括用於將所述腿穩固到基底的夾具。
10.如權利要求1所述的支撐件，還包括結合到軸的控制杆臂，用於轉動軸的螺紋端。
11.如權利要求1所述的支撐件，其中所述對角斜撐件以象用銷釘一樣的方式被固定到主體上，用於所述腿的自由轉動。
12.一種四腿支撐架，包括一根具有一個支撐端和一個螺紋端的軸；一個被結合的用來容納該軸的螺紋端的主體；以及結合到主體的至少四條腿，其中每條腿都包括一個垂直的槽式元件和一個將垂直槽式元件結合到主體的對角斜撐件。
13.如權利要求12所述的四腿支撐架，其中所述主體包括一個被結合的用於容納該軸的螺紋端的螺紋套管。
14.如權利要求12所述的四腿支撐架，還包括一個放置在該軸的支撐端的隔離支承組件。
15.如權利要求12所述的四腿支撐架，其中所述腿在長度上是可延長的。
16.如權利要求12所述的四腿支撐架，還包括結合到腿的腿延長組件，用於延長四腿支撐架的高度。
17.如權利要求12所述的四腿支撐架，其中所述對角斜撐件以象用銷釘一樣的方式被固定到主體上，用於所述腿的自由轉動。
18.一種高度可調的設備支撐架，包括一個包括可延長軸的主體，該可延長軸擰入該主體；以及結合到該主體的第一、第二和第三腿，其中每條腿包括一個垂直的槽式元件和一個對角斜撐件，該對角斜撐件將垂直槽式元件結合到主體。
19.如權利要求18所述的高度可調的設備支撐架，還包括一條第四腿，該腿具有一個垂直的槽式元件和一個對角斜撐件，該對角斜撐件將垂直槽式元件結合到主體。
20.如權利要求18所述的高度可調的設備支撐架，還包括放置在所述可延長軸的一端的隔離支承組件。
21.如權利要求20所述的高度可調的設備支撐架，其中所述隔離支承組件包括一個可自由轉動的旋轉頭。
22.如權利要求18所述的高度可調的設備支撐架，其中所述腿在長度上是可延長的。
23.如權利要求18所述的高度可調的設備支撐架，還包括結合到腿的腿延長組件，用於延長高度可調的設備支撐架的高度。
24.一種支撐在基底上的設備的方法，包括提供一根支撐該設備的軸；轉動該軸的螺紋端穿過主體，以便升高和降低該設備；以及用第一、第二和第三腿支撐該主體，其中每條腿包括一個垂直的槽式元件和一個對角斜撐件，該槽式元件與基底接觸，該對角斜撐件將垂直槽式元件結合到主體。
25.如權利要求24所述的方法，還包括步驟提供一條第四腿，該腿具有一個垂直的槽式元件和一個對角斜撐件，該槽式元件與基底接觸，該對角斜撐件將垂直槽式元件結合到主體。
26.如權利要求24所述的方法，還包括步驟提供一放置在所述軸的支撐端的隔離支承組件。
27.如權利要求24所述的方法，還包括步驟延長所述腿的長度。
28.如權利要求24所述的方法，還包括步驟提供一結合到腿的腿延長組件，用於延長該設備的高度。
全文摘要
一個可調支撐架(30)支撐基底上方的設備。主體(56)具有一個螺紋套管(58)。軸(60)具有一個支撐該設備的支撐端和一個擰入主體的螺紋套管來調節支撐件高度的螺紋端。隔離支承組件(70)安置在軸的支撐端，提供該設備的隔離。四條腿(46)連接到主體上。每條腿具有一個垂直的槽式元件(80)和一個對角斜撐件(90)，該槽式元件(80)與基底接觸，該對角斜撐件(90)將垂直槽式元件結合到主體。這些腿的長度是可以獨立延伸的。腿伸長組件(116)可以用於伸長支撐架的高度。
文檔編號F16M7/00GK1666058SQ03815841
公開日2005年9月7日 申請日期2003年6月13日 優先權日2002年6月13日
發明者佐爾塔·A·凱梅尼 申請人:曲格萊維蒂事業有限公司