硅片推頂機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硅片推頂機構(gòu)，包括：基座、驅(qū)動機構(gòu)、導(dǎo)向機構(gòu)、連接板以及推頂銷，所述驅(qū)動機構(gòu)固定于所述基座上，所述推頂銷和導(dǎo)向機構(gòu)固定在所述連接板上，并且，所述硅推頂機構(gòu)還包括柔性吸盤，所述柔性吸盤設(shè)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(nèi)側(cè)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(shè)了柔性吸盤，柔性吸盤相對于現(xiàn)有技術(shù)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(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光刻設(shè)備制造領(lǐng)域，特別涉及一種硅片推頂機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，越來越多的先進技術(shù)已被應(yīng)用到這一行業(yè)當中。現(xiàn)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(gòu)。其中，推頂機構(gòu)配合硅片傳輸系統(tǒng)完成硅片的交接功能。推頂機構(gòu)具有單自由度的垂向運動功能，并具有真空吸附功能，實現(xiàn)硅片的承載固定以及交接。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，推頂機構(gòu)的若干推頂銷均和驅(qū)動裝置連接。在進行硅片的交接時，推頂機構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(xiàn)下片功能。現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公開了一種硅片機械手裝置，包括:基座板、驅(qū)動機構(gòu)、傳動機構(gòu)和用以承接硅片的承接板，驅(qū)動機構(gòu)和傳動機構(gòu)固定于基座板上，驅(qū)動機構(gòu)通過傳動機構(gòu)驅(qū)動承接板實現(xiàn)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(qū)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(xiàn)真空不能完全吸附，或者吸附力不足的問題，導(dǎo)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(gòu)的若干推頂銷支撐后，在推頂銷范圍內(nèi)，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(gòu)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(jié)構(gòu)的弊端是在推頂機構(gòu)的控制中必然會有線纜的拖拽力，導(dǎo)致有一定的寄生剛度和寄生阻尼，影響控制精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種硅片推頂機構(gòu)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中翹曲片、超薄片因不能完全被吸附而導(dǎo)致的硅片滑落問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種硅片推頂機構(gòu)，包括:基座、驅(qū)動機構(gòu)、導(dǎo)向機構(gòu)、連接板以及推頂銷，所述驅(qū)動機構(gòu)固定于所述基座上，所述推頂銷和導(dǎo)向機構(gòu)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(shè)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(nèi)側(cè)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(dǎo)向機構(gòu)為氣浮導(dǎo)軌。[0011]作為優(yōu)選，所述導(dǎo)向機構(gòu)包括導(dǎo)向軸、滑塊和限制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，其中，所述導(dǎo)向軸和限制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)均固定在所述基座上，所述導(dǎo)向軸穿過所述連接板的中心位置，所述滑塊設(shè)置在所述導(dǎo)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(gòu)中還設(shè)有正壓通孔，所述正壓通孔穿過所述基座和導(dǎo)向軸到達所述導(dǎo)向軸與滑塊的交接面。
[0013]作為優(yōu)選，所述基座的一端設(shè)有與所述正壓通孔對應(yīng)的正壓轉(zhuǎn)接頭。
[0014]作為優(yōu)選，所述驅(qū)動機構(gòu)為音圈電機。
[0015]作為優(yōu)選，所述驅(qū)動機構(gòu)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(shù)目至少為3個。
[0017]作為優(yōu)選，所述硅片推頂機構(gòu)中設(shè)有真空通孔，所述真空通孔依次穿過所述基座、導(dǎo)向機構(gòu)、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(shè)有與所述真空通孔對應(yīng)的真空轉(zhuǎn)接頭。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)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(shè)了柔性吸盤，柔性吸盤相對于現(xiàn)有技術(shù)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(nèi)部管路設(shè)計來實現(xiàn)，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(gòu)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(gòu)的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中:10_基座、20-驅(qū)動機構(gòu)、201-動子、202-定子、30-導(dǎo)向機構(gòu)、301-導(dǎo)向軸、302-滑塊、303-限制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、40-連接板、50-推頂銷、60-柔性吸盤、70-正壓通孔、70a-正壓轉(zhuǎn)接頭、80-真空通孔、80a-真空轉(zhuǎn)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(jié)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(jié)合圖2?4，本發(fā)明提供一種硅片推頂機構(gòu)，包括:基座10、驅(qū)動機構(gòu)20、導(dǎo)向機構(gòu)30、連接板40以及推頂銷50，所述驅(qū)動機構(gòu)20固定于所述基座10上，所述推頂銷50和導(dǎo)向機構(gòu)30固定在所述連接板40上。較佳的，所述硅片推頂機構(gòu)還包括一柔性吸盤60，所述柔性吸盤60設(shè)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(xiàn)有技術(shù)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(jié)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(xiàn)。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(xiàn)象，因此，本實施例中柔性吸盤60的內(nèi)側(cè)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(dǎo)向機構(gòu)30為氣浮導(dǎo)軌，因此，所示導(dǎo)向機構(gòu)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(gòu)的可靠性。較佳的，所述導(dǎo)向機構(gòu)30包括導(dǎo)向軸301、滑塊302和限制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)303，其中，所述導(dǎo)向軸301和限制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)303均固定在所述基座10上，所述導(dǎo)向軸301穿過所述連接板40的中心位置，所述滑塊302設(shè)置在所述導(dǎo)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(qū)動機構(gòu)20的帶動下，沿著所述導(dǎo)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(zhuǎn)機構(gòu)303用于限制所述滑塊302，避免滑塊302和導(dǎo)向軸301之間產(chǎn)生沿周向的相對旋轉(zhuǎn)運動。
[0030]作為優(yōu)選，所述硅片推頂機構(gòu)中還設(shè)有正壓通孔70，所述正壓通孔70穿過所述基座10和導(dǎo)向軸301到達所述導(dǎo)向軸301與滑塊302的交接面。較佳的，所述基座10的一端設(shè)有與所述正壓通孔70對應(yīng)的正壓轉(zhuǎn)接頭70a。具體地，正壓氣體通過所述正壓轉(zhuǎn)接頭70a進入到所述硅片推頂機構(gòu)中，并通過正壓通孔70到達導(dǎo)向軸301與滑塊302的交接面處，并在此處形成正壓氣膜，實現(xiàn)滑塊302與所述導(dǎo)向軸301之間無摩擦運動。
[0031 ] 請繼續(xù)參照圖1,所述驅(qū)動機構(gòu)20為音圈電機,較佳的,所述驅(qū)動機構(gòu)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(qū)動機構(gòu)20,米用氣浮導(dǎo)軌作為導(dǎo)向機構(gòu)30,使得所述硅片推頂機構(gòu)達到了很高的控制精度，進一步完善了硅片推頂機構(gòu)性能。
[0032]作為優(yōu)選，本實施例中，所述推頂銷50的數(shù)目至少為3個，當然，所述柔性吸盤60的個數(shù)與所述推頂銷50的個數(shù)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(xiàn)象。
[0033]請繼續(xù)參照圖1，所述硅片推頂機構(gòu)中設(shè)有真空通孔80，所述真空通孔80依次穿過所述基座10、導(dǎo)向機構(gòu)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(shè)有與所述真空通孔80對應(yīng)的真空轉(zhuǎn)接頭80a。具體地，所述硅片推頂機構(gòu)工作時，真空通過真空轉(zhuǎn)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(gòu)內(nèi)部設(shè)計管路即真空通孔80來實現(xiàn)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(gòu)的控制精度。
[0034]較佳的，本實施例中，所述導(dǎo)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(shù)目為多個，而真空通孔80的輸出端口數(shù)目與所述推頂銷50的數(shù)目對應(yīng)，因此，本發(fā)明的說明書附圖1中的真空通孔80的結(jié)構(gòu)僅為示意，真空通孔80的結(jié)構(gòu)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(gòu)，包括:基座10、驅(qū)動機構(gòu)20、導(dǎo)向機構(gòu)30、連接板40以及推頂銷50，所述驅(qū)動機構(gòu)20固定于所述基座10上，所述推頂銷50和導(dǎo)向機構(gòu)30固定在所述連接板40上。較佳的，所述硅片推頂機構(gòu)還包括一柔性吸盤60，所述柔性吸盤60設(shè)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(gòu)運動控制精度。
[0036]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)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(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種硅片推頂機構(gòu)，包括:基座、驅(qū)動機構(gòu)、導(dǎo)向機構(gòu)、連接板以及推頂銷，所述驅(qū)動機構(gòu)固定于所述基座上，所述推頂銷和導(dǎo)向機構(gòu)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(shè)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(nèi)側(cè)連接高度低于所述推頂銷的頂面高度。
2.如權(quán)利要求1所述的硅片推頂機構(gòu)，其特征在于，所述柔性吸盤采用硅橡膠材料制成。
3.如權(quán)利要求1所述的硅片推頂機構(gòu)，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(quán)利要求1所述的硅片推頂機構(gòu)，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(quán)利要求1所述的硅片推頂機構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)向機構(gòu)為氣浮導(dǎo)軌。
6.如權(quán)利要求5所述的硅片推頂機構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)向機構(gòu)包括導(dǎo)向軸、滑塊和限制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，其中，所述導(dǎo)向軸和限制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)均固定在所述基座上，所述導(dǎo)向軸穿過所述連接板的中心位置，所述滑塊設(shè)置在所述導(dǎo)向軸的周圍沿導(dǎo)向軸運動且與所述連接板相連。
7.如權(quán)利要求6所述的硅片推頂機構(gòu)，其特征在于，所述硅片推頂機構(gòu)中還設(shè)有正壓通孔，所述正壓通孔穿過所述基座和導(dǎo)向軸到達所述導(dǎo)向軸與滑塊的交接面。
8.如權(quán)利要求7所述的硅片推頂機構(gòu)，其特征在于，所述基座的一端設(shè)有與所述正壓通孔對應(yīng)的正壓轉(zhuǎn)接頭。
9.如權(quán)利要求1所述的硅片推頂機構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)為音圈電機。
10.如權(quán)利要求9所述的硅片推頂機構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)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(quán)利要求1所述的硅片推頂機構(gòu)，其特征在于，所述推頂銷的數(shù)目至少為3個。
12.如權(quán)利要求1所述的硅片推頂機構(gòu)，其特征在于，所述硅片推頂機構(gòu)中設(shè)有真空通孔，所述真空通孔依次穿過所述基座、導(dǎo)向機構(gòu)、連接板以及推頂銷直至所述柔性吸盤的底部。
13.如權(quán)利要求12所述的硅片推頂機構(gòu)，其特征在于，所述基座的一端設(shè)有與所述真空通孔對應(yīng)的真空轉(zhuǎn)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(quán)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