硅片推頂機構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硅片推頂機構，包括：基座、驅動機構、導向機構、連接板以及推頂銷，所述驅動機構固定于所述基座上，所述推頂銷和導向機構固定在所述連接板上，并且，所述硅推頂機構還包括柔性吸盤，所述柔性吸盤設置于所述推頂銷的頂部并與所述推頂銷相連，所述柔性吸盤的內側連接高度低于所述推頂銷的頂面高度。本發(fā)明在推頂銷的頂部增設了柔性吸盤，柔性吸盤相對于現有技術中采用的非金屬材料剛性較為柔軟，能夠緊密貼合翹曲片和超薄片，使真空不泄露，保證了硅片的有效吸附。
【專利說明】硅片推頂機構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光刻設備制造領域，特別涉及一種硅片推頂機構。
【背景技術】
[0002]隨著半導體行業(yè)的發(fā)展，越來越多的先進技術已被應用到這一行業(yè)當中?，F有的光刻裝置大體上分為兩類，一類是步進光刻裝置，掩模圖案一次曝光成像在鏡片的一個曝光區(qū)域；另一類是步進掃描光刻裝置，掩模圖案不是一次曝光成像，而是通過投影光場的掃描移動成像。在步進掃描光刻裝置中，工件臺主要包括粗動臺，微動臺及推頂機構。其中，推頂機構配合硅片傳輸系統(tǒng)完成硅片的交接功能。推頂機構具有單自由度的垂向運動功能，并具有真空吸附功能，實現硅片的承載固定以及交接。
[0003]在現有技術中，推頂機構的若干推頂銷均和驅動裝置連接。在進行硅片的交接時，推頂機構真空吸附住硅片，然后再進行硅片的推頂，上片時，由推頂機構的行程最高位運動到吸盤面，使硅片平穩(wěn)放置于吸盤上；下片時，推頂機構通過若干推頂銷吸附硅片，并將硅片由吸盤面推頂至傳輸機械手位置，實現下片功能。現有技術中已經公開了一種硅片機械手裝置，包括:基座板、驅動機構、傳動機構和用以承接硅片的承接板，驅動機構和傳動機構固定于基座板上，驅動機構通過傳動機構驅動承接板實現硅片的垂向運動。該方案解決了以往傳輸機械手損耗了部分驅動力，降低了傳動效率的問題，但是該傳輸機械手在吸附翹曲片及超薄片時，往往出現真空不能完全吸附，或者吸附力不足的問題，導致在進行垂向推頂運動中發(fā)生硅片滑落等嚴重問題。翹曲片、在重力作用下變形嚴重的超薄片平面度較差，在由推頂機構的若干推頂銷支撐后，在推頂銷范圍內，硅片與推頂銷上表面之間的縫隙較大，真空泄露嚴重，使推頂銷不能很好的吸附硅片。同時該機構的承接板與外部真空管路直接連接，吸附硅片的真空由該通道提供。該結構的弊端是在推頂機構的控制中必然會有線纜的拖拽力，導致有一定的寄生剛度和寄生阻尼，影響控制精度。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供一種硅片推頂機構，以克服現有技術中翹曲片、超薄片因不能完全被吸附而導致的硅片滑落問題。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種硅片推頂機構，包括:基座、驅動機構、導向機構、連接板以及推頂銷，所述驅動機構固定于所述基座上，所述推頂銷和導向機構固定在所述連接板上，較佳的，還包括柔性吸盤，所述柔性吸盤設置于所述推頂銷的頂部并與所述推頂銷相連。
[0006]作為優(yōu)選，所述柔性吸盤采用硅橡膠材料制成。
[0007]作為優(yōu)選，所述柔性吸盤的形狀為碗形或者波紋管形。
[0008]作為優(yōu)選，所述柔性吸盤通過粘接的方式與所述推頂銷連接。
[0009]作為優(yōu)選，所述柔性吸盤的內側連接高度低于所述推頂銷的頂面高度。
[0010]作為優(yōu)選，所述導向機構為氣浮導軌。[0011]作為優(yōu)選，所述導向機構包括導向軸、滑塊和限制旋轉機構，其中，所述導向軸和限制旋轉機構均固定在所述基座上，所述導向軸穿過所述連接板的中心位置，所述滑塊設置在所述導向軸的周圍且與所述連接板相連。
[0012]作為優(yōu)選，所述硅片推頂機構中還設有正壓通孔，所述正壓通孔穿過所述基座和導向軸到達所述導向軸與滑塊的交接面。
[0013]作為優(yōu)選，所述基座的一端設有與所述正壓通孔對應的正壓轉接頭。
[0014]作為優(yōu)選，所述驅動機構為音圈電機。
[0015]作為優(yōu)選，所述驅動機構包括動子和定子，其中，所述定子與所述基座連接，所述動子與所述連接板連接。
[0016]作為優(yōu)選，所述推頂銷的數目至少為3個。
[0017]作為優(yōu)選，所述硅片推頂機構中設有真空通孔，所述真空通孔依次穿過所述基座、導向機構、連接板以及推頂銷直至所述柔性吸盤的底部。
[0018]作為優(yōu)選，所述基座的一端設有與所述真空通孔對應的真空轉接頭。
[0019]與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:本發(fā)明在推頂銷的頂部增設了柔性吸盤，柔性吸盤相對于現有技術中采用的非金屬材料剛性較為柔軟，能夠緊密貼合翹曲片和超薄片，使真空不泄露，保證了硅片的有效吸附。同時真空通道通過內部管路設計來實現，進一步可以避免運動過程中存在外部管路連接而引入的寄生力，從而避免外部擾動對控制伺服的影響，提高推頂機構運動控制精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明一【具體實施方式】中硅片推頂機構的結構示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明一【具體實施方式】中碗形柔性吸盤的結構示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明一【具體實施方式】中柔性吸盤吸附硅片時的結構示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明一【具體實施方式】中波紋管形柔性吸盤的結構示意圖。
[0024]圖中:10_基座、20-驅動機構、201-動子、202-定子、30-導向機構、301-導向軸、302-滑塊、303-限制旋轉機構、40-連接板、50-推頂銷、60-柔性吸盤、70-正壓通孔、70a-正壓轉接頭、80-真空通孔、80a-真空轉接頭、90-硅片。
【具體實施方式】
[0025]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。需說明的是，本發(fā)明附圖均采用簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0026]請參照圖1，并結合圖2?4，本發(fā)明提供一種硅片推頂機構，包括:基座10、驅動機構20、導向機構30、連接板40以及推頂銷50，所述驅動機構20固定于所述基座10上，所述推頂銷50和導向機構30固定在所述連接板40上。較佳的，所述硅片推頂機構還包括一柔性吸盤60，所述柔性吸盤60設置于所述推頂銷50的頂部并與所述推頂銷50相連。具體地，由于所述柔性吸盤60的剛性較低，與現有技術中采用的剛性較大的非金屬材料相t匕，柔性吸盤60能夠更好的吸附硅片90，即使所述硅片90為翹曲片或超薄片，柔性吸盤60依然能夠緊密貼合硅片90，保證真空不泄露，避免硅片90在吸附過程中發(fā)生脫落。[0027]請參照圖2?4，并結合圖1，所述柔性吸盤60采用硅橡膠材料制成，所述硅橡膠材料制成的柔性吸盤60，具有抗老化、無毒、耐高低溫以及高彈性的特點，能夠保證柔性吸盤60緊密地貼合翹曲片和超薄片，保證真空不泄露。
[0028]請參照圖2和圖4，所述柔性吸盤60的形狀為碗形或者波紋管形，確保所述柔性吸盤60的吸附性，較佳的，所述柔性吸盤60通過粘接的方式與所述推頂銷50連接，方法簡單、便于實現。由于柔性吸盤60在吸附硅片90后，會發(fā)生如圖3所示的變形現象，因此，本實施例中柔性吸盤60的內側連接高度低于所述推頂銷50的頂面高度，確保柔性吸盤60在吸附硅片90后的平面度不會受到影響。
[0029]請繼續(xù)參照圖1，所述導向機構30為氣浮導軌，因此，所示導向機構30中不需要潤滑油脂進行潤滑，從而避免了潤滑油脂顆粒揮發(fā)污染硅片90，從而確保了所述硅片推頂機構的可靠性。較佳的，所述導向機構30包括導向軸301、滑塊302和限制旋轉機構303，其中，所述導向軸301和限制旋轉機構303均固定在所述基座10上，所述導向軸301穿過所述連接板40的中心位置，所述滑塊302設置在所述導向軸301的周圍且與所述連接板40相連。具體地，滑塊302在所述驅動機構20的帶動下，沿著所述導向軸301上下移動，從而帶動所述推頂銷50完成硅片90的吸附和交接動作，所述限制旋轉機構303用于限制所述滑塊302，避免滑塊302和導向軸301之間產生沿周向的相對旋轉運動。
[0030]作為優(yōu)選，所述硅片推頂機構中還設有正壓通孔70，所述正壓通孔70穿過所述基座10和導向軸301到達所述導向軸301與滑塊302的交接面。較佳的，所述基座10的一端設有與所述正壓通孔70對應的正壓轉接頭70a。具體地，正壓氣體通過所述正壓轉接頭70a進入到所述硅片推頂機構中，并通過正壓通孔70到達導向軸301與滑塊302的交接面處，并在此處形成正壓氣膜，實現滑塊302與所述導向軸301之間無摩擦運動。
[0031 ] 請繼續(xù)參照圖1,所述驅動機構20為音圈電機,較佳的,所述驅動機構20包括動子201和定子202，其中，所述定子202與所述基座10連接，所述動子201與所述連接板40連接。具體地，動子201帶動連接板40以及推頂銷50上下移動，從而使柔性吸盤60吸附和移動娃片90。本實施例中米用音圈電機作為驅動機構20,米用氣浮導軌作為導向機構30,使得所述硅片推頂機構達到了很高的控制精度，進一步完善了硅片推頂機構性能。
[0032]作為優(yōu)選，本實施例中，所述推頂銷50的數目至少為3個，當然，所述柔性吸盤60的個數與所述推頂銷50的個數相同，3個以上推頂銷50能夠很好的吸住所述硅片90，確保硅片90不會發(fā)生脫落現象。
[0033]請繼續(xù)參照圖1，所述硅片推頂機構中設有真空通孔80，所述真空通孔80依次穿過所述基座10、導向機構30、連接板40以及推頂銷50直至所述柔性吸盤60的底部。較佳的，所述基座10的一端設有與所述真空通孔80對應的真空轉接頭80a。具體地，所述硅片推頂機構工作時，真空通過真空轉接頭80a進入到真空通孔80中，通過推頂銷50中最終到達所述柔性吸盤60，柔性吸盤60開始吸附硅片90。本實施例通過在硅片推頂機構內部設計管路即真空通孔80來實現硅片90的吸附，無需使用線纜，避免了運動過程中因外部管路連接而引入的寄生力，從而避免外部擾動對控制伺服的影響，提高了硅片推頂機構的控制精度。
[0034]較佳的，本實施例中，所述導向軸301被所述正壓通孔70和真空通孔80分為正壓區(qū)、真空區(qū)和密封區(qū)3個區(qū)域，其中，真空區(qū)和正壓區(qū)由密封區(qū)隔離開來，避免正壓氣體和真空氣體之間發(fā)生串擾。需要說明的是，由于所述推頂銷50的數目為多個，而真空通孔80的輸出端口數目與所述推頂銷50的數目對應，因此，本發(fā)明的說明書附圖1中的真空通孔80的結構僅為示意，真空通孔80的結構和布局并不僅限于附圖1所示。
[0035]綜上所述，本發(fā)明的硅片推頂機構，包括:基座10、驅動機構20、導向機構30、連接板40以及推頂銷50，所述驅動機構20固定于所述基座10上，所述推頂銷50和導向機構30固定在所述連接板40上。較佳的，所述硅片推頂機構還包括一柔性吸盤60，所述柔性吸盤60設置于所述推頂銷50的頂部并與所述推頂銷50相連。本發(fā)明新增的柔性吸盤60能夠更好的吸附硅片90，即使所述硅片90為翹曲片或超薄片，柔性吸盤60依然能夠緊密貼合硅片90，保證真空不泄露，避免硅片90在吸附過程發(fā)生脫落；同時可以避免運動過程中存在外部管路連接而引入的寄生力，從而避免外部擾動對控制伺服的影響，提高推頂機構運動控制精度。
[0036]顯然，本領域的技術人員可以對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種硅片推頂機構，包括:基座、驅動機構、導向機構、連接板以及推頂銷，所述驅動機構固定于所述基座上，所述推頂銷和導向機構固定在所述連接板上，其特征在于，還包括柔性吸盤，所述柔性吸盤設置于所述推頂銷的頂部并與所述推頂銷相連，所述柔性吸盤的內側連接高度低于所述推頂銷的頂面高度。
2.如權利要求1所述的硅片推頂機構，其特征在于，所述柔性吸盤采用硅橡膠材料制成。
3.如權利要求1所述的硅片推頂機構，其特征在于，所述柔性吸盤的形狀為碗形或者波紋管形。
4.如權利要求1所述的硅片推頂機構，其特征在于，所述柔性吸盤通過粘接的方式與所述推頂銷連接。
5.如權利要求1所述的硅片推頂機構，其特征在于，所述導向機構為氣浮導軌。
6.如權利要求5所述的硅片推頂機構，其特征在于，所述導向機構包括導向軸、滑塊和限制旋轉機構，其中，所述導向軸和限制旋轉機構均固定在所述基座上，所述導向軸穿過所述連接板的中心位置，所述滑塊設置在所述導向軸的周圍沿導向軸運動且與所述連接板相連。
7.如權利要求6所述的硅片推頂機構，其特征在于，所述硅片推頂機構中還設有正壓通孔，所述正壓通孔穿過所述基座和導向軸到達所述導向軸與滑塊的交接面。
8.如權利要求7所述的硅片推頂機構，其特征在于，所述基座的一端設有與所述正壓通孔對應的正壓轉接頭。
9.如權利要求1所述的硅片推頂機構，其特征在于，所述驅動機構為音圈電機。
10.如權利要求9所述的硅片推頂機構，其特征在于，所述驅動機構包括動子和定子，其中，所述定子與所述基座連接，所述動子與所述連接板連接。
11.如權利要求1所述的硅片推頂機構，其特征在于，所述推頂銷的數目至少為3個。
12.如權利要求1所述的硅片推頂機構，其特征在于，所述硅片推頂機構中設有真空通孔，所述真空通孔依次穿過所述基座、導向機構、連接板以及推頂銷直至所述柔性吸盤的底部。
13.如權利要求12所述的硅片推頂機構，其特征在于，所述基座的一端設有與所述真空通孔對應的真空轉接頭。
【文檔編號】G03F7/20GK103901735SQ201210587477
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權日:2012年12月28日
【發(fā)明者】夏海, 王鑫鑫 申請人:上海微電子裝備有限公司, 上海微高精密機械工程有限公司