一種工件臺接片手裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光刻設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種工件臺接片手裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 工件臺接片手裝置（Lift-Pin)屬于光刻機(jī)工件臺分系統(tǒng)，用于完成工件臺上下工 件(玻璃基板或者硅片）的工作。常見的接片手裝置有氣動或電動驅(qū)動，該機(jī)構(gòu)所能達(dá)到的 運(yùn)動加速度及運(yùn)動精度將直接影響到光刻機(jī)的產(chǎn)率。隨著光刻技術(shù)的發(fā)展，對產(chǎn)率以及整 機(jī)集成度提出了越來越高的要求，為了提高產(chǎn)率就需要提升工件傳輸?shù)乃俾剩@就對工件 臺中直接參與工件流轉(zhuǎn)的接片手裝置（Lift-Pin)的運(yùn)動速度和加速度提出了更高要求，在 一定程度上導(dǎo)致其動力執(zhí)行機(jī)構(gòu)體積增大，則可能影響整機(jī)集成的要求。為提升接片手裝 置的運(yùn)動效率，目前有以下幾種不同的解決方案 ：
[0003] 第一種方案：提出一個由氣缸及連桿機(jī)構(gòu)組成的接片手裝置，該裝置采用氣缸與 連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)工件的定點(diǎn)傳輸。這個方法的缺點(diǎn)是工件運(yùn)動速率不均勻，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較 高，并且無法適應(yīng)變重力的工況；
[0004] 第二種方案：提出了一個由伺服電機(jī)為驅(qū)動元件的接片手裝置，該裝置采用鉸鏈 等機(jī)械結(jié)構(gòu)支撐負(fù)載重力，采用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方式用于垂向定位。雖然鉸鏈等機(jī)械支撐方式設(shè) 計(jì)簡單，但是其傳動過程存在摩擦和間隙等非線性因素，直接影響定位精度，而且加工和裝 配難度高，工藝性不佳；
[0005] 第三種方案：使用直線電機(jī)直接驅(qū)動，因負(fù)載質(zhì)量變化造成的電機(jī)產(chǎn)生靜態(tài)推力， 會導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱，同時造成電機(jī)尺寸加大。電機(jī)的發(fā)熱造成的工件變形，并由于溫度場變化 影響測量精度，最終影響接片手裝置的精度。更大型號的垂向電機(jī)將增大機(jī)構(gòu)質(zhì)量，最終影 響運(yùn)動精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種工件臺接片手裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中接片手裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成 本高，加工、裝配難度高以及精度差的問題。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種工件臺接片手裝置，包括安裝基座、支撐組 件、驅(qū)動組件、測量單元、氣控單元以及輔助支撐組件，其中，
[0008] 所述支撐組件安裝于所述安裝基座上，用于承載并吸附工件；
[0009]所述驅(qū)動組件安裝在所述安裝基座上，驅(qū)動所述支撐組件垂向運(yùn)動；
[0010] 所述測量單元固定于所述安裝基座與所述支撐組件之間，測量所述支撐組件垂向 運(yùn)動的位移；
[0011] 所述氣控單元固定于所述安裝基座上為所述工件提供輔助支撐以及掉電保護(hù)；
[0012] 所述輔助支撐組件固定于所述安裝基座上，并與所述支撐組件連接，二者同步運(yùn) 動為所述工件提供支撐。
[0013] 較佳地，所述安裝基座包括X向頂板、安裝基座板以及支架，所述安裝基座板與所 述支架均固定設(shè)置于所述X向頂板的中心位置，構(gòu)建起支撐所述支撐組件的運(yùn)動平臺；所 述輔助支撐組件固定于所述X向頂板的外圍。
[0014] 較佳地，所述安裝基座還包括預(yù)緊彈簧，所述預(yù)緊彈簧的兩端分別連接至所述X 向頂板與所述支撐組件。
[0015] 較佳地，所述支撐組件包括支撐板、若干中空立柱以及接片手指，所述若干中空立 柱分布于所述支撐板上，所述中空立柱的頂端分別固定連接有接片手指，所述驅(qū)動組件與 所述支撐板固定連接。
[0016] 較佳地，所述接片手指上還設(shè)有承載面與吸盤，所述吸盤通過所述中空立柱連接 至負(fù)壓源。
[0017] 較佳地，所述驅(qū)動組件包括直線電機(jī)、直線導(dǎo)軌、導(dǎo)軌連接板，所述導(dǎo)軌連接板在 所述直線電機(jī)的帶動下沿所述直線導(dǎo)軌滑動，所述導(dǎo)軌連接板通過第一托舉板與所述支撐 板連接，并帶動所述支撐板同步運(yùn)動。
[0018] 較佳地，所述測量單元包括玻璃光柵尺、光柵尺安裝板、編碼器讀數(shù)頭以及讀數(shù)頭 支架，所述玻璃光柵尺通過所述光柵尺安裝板固定于所述支架上，所述編碼器讀數(shù)頭通過 所述讀數(shù)頭支架固定于所述支撐板上。
[0019] 較佳地，所述氣控單元包括無桿氣缸以及第二托舉板，所述無桿氣缸固定于所述 安裝基座板上，所述第二托舉板與所述無桿氣缸固定連接，且所述第二托舉板安裝于所述 支撐板的下方。
[0020] 較佳地，所述氣控單元中還包括節(jié)流閥，所述節(jié)流閥安裝于所述無桿氣缸中。
[0021] 較佳地，所述輔助支撐組件包括支撐架、柔性索、導(dǎo)向滑軌、連動塊、輔助頂針以及 三個滑輪機(jī)構(gòu)，所述導(dǎo)向滑軌垂向固定于所述支撐架上，所述連動塊通過所述導(dǎo)向滑軌沿 垂向滑動，所述輔助頂針固定于所述連動塊的頂端，所述柔性索的兩端分別連接至所述支 撐板和所述連動塊，所述柔性索通過所述三個滑輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向。
[0022] 較佳地，所述輔助支撐組件還包括一彈簧，所述彈簧的兩端分別連接至所述支撐 架和所述連動塊。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0024]1.采用測量單元對支撐組件的垂向位移進(jìn)行測量，將該位移信息反饋至驅(qū)動組 件，可實(shí)現(xiàn)快速精確定位；
[0025] 2.采用氣控單元為工件提供輔助支撐，減小驅(qū)動組件的出力，保證本裝置高速高 精度運(yùn)動能力，如遇突發(fā)情況驅(qū)動組件掉電，所述氣控單元可繼續(xù)支撐工件，防止因支撐組 件失力滑落對工件可能造成的損傷；
[0026] 3.支撐組件與輔助支撐組件采用單一電機(jī)驅(qū)動，節(jié)約成本，且同步率高。
【附圖說明】
[0027] 圖1本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】的一種工件臺接片手裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖2本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】的一種工件臺接片手裝置中支撐組件和驅(qū)動組件的 結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】的工件臺接片手裝置中氣控單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖4為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】的工件臺接片手裝置中測量單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖5為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】的工件臺接片手裝置中輔助支撐組件與支撐組件 連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖6為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】的工件臺接片手裝置中輔助支撐組件的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0033] 圖7為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】的工件臺接片手裝置中主動減震系統(tǒng)的控制框圖。
[0034] 圖1-6中：100_安裝基座、110-X向頂板、120-安裝基座板、130-支架、140-預(yù)緊彈 簧、200-支撐組件、210-支撐板、220-中空立柱、230-接片手指、300-驅(qū)動組件、310-直線 電機(jī)、320-直線導(dǎo)軌、330-導(dǎo)軌連接板、340-第一托舉板、400-測量單元、410-玻璃光柵尺、 420-光柵尺安裝板、430-編碼器讀數(shù)頭、440-讀數(shù)頭支架、500-氣控單元、510-無桿氣缸、 520-第二托舉板、600-輔助支撐組件、610-支撐架、620-柔性索、630-導(dǎo)向滑軌、640-連動 塊、650-輔助頂針、660-滑輪機(jī)構(gòu)、670-彈簧。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)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(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0036] 本發(fā)明提供的工件臺接片手裝置，如圖1所示，并結(jié)合圖2至圖6,包括安裝基座 100、支撐組件200、驅(qū)動組件300、測量單元400、氣控單元500以及輔助支撐組件600,其 中，
[0037] 所述支撐組件200安裝于所述安裝基座100上，用于承載并吸附工件（圖中未示 出）；
[0038] 所述驅(qū)動組件300安裝于所述安裝基座100上，驅(qū)動所述支撐組件200垂向（即圖 中Z向）運(yùn)動；
[0039] 所述測量單元400固定于所述安裝基座100與所述支撐組件200之間，測量所述 支撐組件200垂向運(yùn)動的位移；
[0040] 所述氣控單元500固定于所述安裝基座100上為所述工件提供輔助支撐以及掉電 保護(hù)；
[0041] 所述輔助支撐組件600固定于所述安裝基座100上，并與所述支撐組件200連接， 二者同步運(yùn)動為所述工件提供支撐。
[0042] 本發(fā)明利用氣控單元500解決因負(fù)載變化而造成的電機(jī)靜態(tài)推力，使本裝置更快 速精準(zhǔn)的運(yùn)動，且支撐組件200與輔助支撐組件600采用單一電機(jī)驅(qū)動，提高了同步性。
[0043] 較佳地，請參考圖1至圖4,所述安裝基座100包括X向頂板110、安裝基座板120 以及支架130,所述安裝基座板120與所述支架130均固定設(shè)置于所述X向頂板110的中心 位置，所述輔助支撐組件600固定于所述X向頂板110的外圍，具體地，所述安裝基座100 為整個裝置的支撐，所述X向頂板110為整個裝置的托架，所述安裝基座板120和支架130， 共同構(gòu)建起所述支撐組件200的運(yùn)動平臺。
[0044] 較佳地，請參考圖2至圖4,所述安裝基座100還包括預(yù)緊彈簧140,所述預(yù)緊彈簧 140的兩端分別連接至所述X向頂板110與所述支撐組件200,以增加裝置的剛性。
[0045] 較佳地，請繼續(xù)參考圖2至圖4,所述支撐組件200包括支撐板210、若干中空立柱 220以及接片手指230,所述若干中空立柱220分布于所述支撐板210上，所述中空立柱220 的頂端分別固定連接有接片手指230,本實(shí)施例中，所述支撐板210為矩形，所述中空立柱 220為四個，分布于矩形支撐板210的四個頂角處，所述接片手指230的數(shù)量與所述中空立 柱220的數(shù)量相對應(yīng)，也為四個，四個接片手指230分別固定于所述中空立柱220頂端，并 向外展開，具體地，所述接片手指230上還設(shè)有承載面與吸盤（圖中未示出），所述吸盤通過 所述中空立柱220連接至負(fù)壓源，所述承載面用于與所述工件接觸，并提供支撐力，負(fù)壓源 開啟時，所述吸盤通過中空立柱220抽至真空狀態(tài)，對工件進(jìn)行吸附。
[0046] 較佳地，如圖1和圖2所示，所述驅(qū)動組件300包括直線電機(jī)310、直線導(dǎo)軌320、 導(dǎo)軌連接板330,所述導(dǎo)軌連接板330在所述直線電機(jī)310的帶動下沿所述直線導(dǎo)軌320滑 動，所述導(dǎo)軌連接板330與通過第一托舉板340與所述支撐板210連接，并帶動所述支撐板 210同步運(yùn)動。具體地，所述直線電機(jī)310為裝置中唯一的驅(qū)動元件，負(fù)責(zé)提供所述支撐組 件200沿Z向運(yùn)動的動力，所述直線導(dǎo)軌320與直線電機(jī)310在導(dǎo)軌連接板330的聯(lián)動下 同步運(yùn)動，驅(qū)動力由第一托舉板340傳遞給支撐組件200 ;所述第一托舉板340 -端與所述 支撐板210連接，另一端與所述導(dǎo)軌連