基于撥桿機構的雙工件臺換臺自轉裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于半導體制造裝備的技術領域。
【背景技術】
[0002]集成電路發展至今，每片芯片上已經可以實現集成十億余個器件的規模。在這種時代背景下，集成電路的制造就成了一個國家的重中之重。因此，作為生產制造集成電路的重要設備，光刻機的水平對于一個國家的發展就有了決定性的作用。一臺高端的光刻機，不但要有高精度，還需要有高產率。工件臺系統的工作主要由:將要處理的硅片上片、對準和曝光、將此硅片下片這幾項工序組成。傳統的單工件臺系統，這幾項工序是依次完成的，而新發展產生的雙工件臺系統則是將整個工序分開成對準和曝光、上下片和硅片表面特征測量兩個部分，分別在兩個工件臺上、兩個區域內完成。這就需要中間的換臺步驟，其換臺效率直接影響光刻機的產能。
[0003]經查驗相關文獻，中國專利申請號:201110069546.9，專利名稱:步進掃描光刻機雙臺交換系統。該專利設計了一種將X向導軌拆分為兩截，通過左右兩部分的導軌的Y向運動配合工件臺的X向運動來實現換臺中的自轉，保證了工件臺坐標系與基礎框架坐標系之間的無旋轉。但該方法機械結構復雜，并且在曝光和測量的過程中，整段的導軌也需要跟隨工件臺一同運動，需要大功率電機進行實現，存在發熱量大引起系統溫升等問題。
[0004]中國專利申請號:201110377824.7，專利名稱:一種基于測量位自轉調向的雙工件臺回轉交換方法與裝置。該專利設計了在工件臺中安裝自轉機構，通過旋轉電機實現工件臺的自轉運動。該方法轉動慣量小，機械結構相對簡單，但對控制方法要求極高，并且需要額外的圓光柵等角度測量元件，提高了成本。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種基于撥桿機構的雙工件臺換臺自轉裝置，是為了解決專利申請號:201110069546.9，專利的技術方案存在機械結構復雜，并且在曝光和測量的過程中，整段的導軌也需要跟隨工件臺一同運動，需要大功率電機進行實現，存在發熱量大引起系統溫升的問題，及專利申請號:201110377824.7，專利的技術方案存在對控制方法要求極高，并且需要額外的圓光柵等角度測量元件，提高了成本的問題。
[0006]所述的目的是通過以下方案實現的:所述的一種基于撥桿機構的雙工件臺換臺自轉裝置，它包括框架1、公轉電機2、第一工作臺總成3、第二工作臺總成4、第一直線滑動軸承5、第二直線滑動軸承6、第一直線導桿7、第二直線導桿8、第一隨動導桿驅動器9、第二隨動導桿驅動器10 ；
第一工作臺總成3由第一上平臺3-1和第一環形座3-2組成；第一環形座3-2通過氣浮軸承轉動套接在第一上平臺3-1的下端轉軸上；第二工作臺總成4由第二上平臺4-1和第二環形座4-2組成；第二環形座4-2通過氣浮軸承轉動套接在第二上平臺4-1的下端轉軸上；公轉電機2設置在框架I的中心位置上，公轉電機2的第一抓卡機構2-1抓卡在第一工作臺總成3的第一環形座3-2上，公轉電機2的第二抓卡機構2-2抓卡在第二工作臺總成4的第二環形座4-2上，第一直線滑動軸承5安裝在第一上平臺3-1下端面上，第二直線滑動軸承6安裝在第二上平臺4-1下端面上，第一隨動導桿驅動器9滑動設置在框架I上，第二隨動導桿驅動器10滑動設置在框架I上；第一直線導桿7的一端垂直安裝在第一隨動導桿驅動器9上，第二直線導桿8的一端垂直安裝在第二隨動導桿驅動器10上；第一直線導桿7的另一端滑動鑲嵌在第一直線滑動軸承5內，第二直線導桿8的另一端滑動鑲嵌在第二直線滑動軸承6內，當公轉電機2在逆時針旋轉180度后再順時針旋轉180度的循環過程中時，第一直線導桿7能在第一直線滑動軸承5內做直線滑動，能限制第一工作臺總成3的第一上平臺3-1的轉動角度為零，第一隨動導桿驅動器9能跟隨第一直線導桿7的往復直線滑動動作在框架I上做往復直線滑動；第二直線導桿8能在第二直線滑動軸承6內做直線滑動，能限制第二工作臺總成4的第二上平臺4-1的轉動角度為零，第二隨動導桿驅動器10能跟隨第二直線導桿8的往復直線滑動動作在框架I上做往復直線滑動。
[0007]本發明具有以下優點:
1、解決了以往旋轉換臺方案硅片臺相位反轉與光學系統配套難的問題。
[0008]2、將工件臺自轉的旋轉運動轉化為撥桿驅動器的直線運動，可以減小控制系統的設計難度。
[0009]3、使隨動導桿驅動器與其他直線電機(如Y向電機)共用Y向導軌上的測量裝置(如光柵尺)，避免了旋轉驅動實現自轉的測量機構的使用(如圓光柵)，降低了成本。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011 ] 【具體實施方式】一:結合圖1所示，它包括框架1、公轉電機2、第一工作臺總成3、第二工作臺總成4、第一直線滑動軸承5、第二直線滑動軸承6、第一直線導桿7、第二直線導桿
8、第一隨動導桿驅動器9、第二隨動導桿驅動器10 ;
第一工作臺總成3由第一上平臺3-1和第一環形座3-2組成；第一環形座3-2通過氣浮軸承轉動套接在第一上平臺3-1的下端轉軸上；第二工作臺總成4由第二上平臺4-1和第二環形座4-2組成；第二環形座4-2通過氣浮軸承轉動套接在第二上平臺4-1的下端轉軸上；公轉電機2設置在框架I的中心位置上，公轉電機2的第一抓卡機構2-1抓卡在第一工作臺總成3的第一環形座3-2上，公轉電機2的第二抓卡機構2-2抓卡在第二工作臺總成4的第二環形座4-2上，第一直線滑動軸承5安裝在第一上平臺3-1下端面上，第二直線滑動軸承6安裝在第二上平臺4-1下端面上，第一隨動導桿驅動器9滑動設置在框架I上，第二隨動導桿驅動器10滑動設置在框架I上；第一直線導桿7的一端垂直安裝在第一隨動導桿驅動器9上，第二直線導桿8的一端垂直安裝在第二隨動導桿驅動器10上；第一直線導桿7的另一端滑動鑲嵌在第一直線滑動軸承5內，第二直線導桿8的另一端滑動鑲嵌在第二直線滑動軸承6內，當公轉電機2在逆時針旋轉180度后再順時針旋轉180度的循環過程中時，第一直線導桿7能在第一直線滑動軸承5內做直線滑動，能限制第一工作臺總成3的第一上平臺3-1的轉動角度為零，第一隨動導桿驅動器9能跟隨第一直線導桿7的往復直線滑動動作在框架I上做往復直線滑動；第二直線導桿8能在第二直線滑動軸承6內做直線滑動，能限制第二工作臺總成4的第二上平臺4-1的轉動角度為零，第二隨動導桿驅動器10能跟隨第二直線導桿8的往復直線滑動動作在框架I上做往復直線滑動。
[0012]所述第一直線滑動軸承5和第二直線滑動軸承6可用氣浮式直線滑動軸承替換，而能將摩擦阻力減到最小；第一隨動導桿驅動器9和第二隨動導桿驅動器10器由直線電機、氣足裝置搭建組成。
[0013]工作原理:工作時，公轉電機2的第一抓卡機構2-1抓卡在第一工作臺總成3的第一環形座3-2上，公轉電機2的第二抓卡機構2-2抓卡在第二工作臺總成4的第二環形座4-2上；當公轉電機2逆時針旋轉180度時，第一直線導桿7能在第一直線滑動軸承5內做直線滑動，能限制第一工作臺總成3的第一上平臺3-1的轉動角度為零，第一隨動導桿驅動器9能在其直線電機的驅動下跟隨第一直線導桿7的直線滑動動作在框架I上做直線滑動；第二直線導桿8能在第二直線滑動軸承6內做直線滑動，能限制第二工作臺總成4的第二上平臺4-1的轉動角度為零，第二隨動導桿驅動器10能在其直線電機的驅動下跟隨第二直線導桿8的直線滑動動作在框架I上做直線滑動；當公轉電機2再順時針旋轉180度時，第一直線導桿7能在第一直線滑動軸承5內做直線滑動，能限制第一工作臺總成3的第一上平臺3-1的轉動角度為零，第一隨動導桿驅動器9能在其直線電機的驅動下跟隨第一直線導桿7的直線滑動動作在框架I上做直線滑動；第二直線導桿8能在第二直線滑動軸承6內做直線滑動，能限制第二工作臺總成4的第二上平臺4-1的轉動角度為零，第二隨動導桿驅動器10能在其直線電機的驅動下跟隨第二直線導桿8的直線滑動動作在框架I上做直線滑動。完成一個工作周期。
【主權項】
1.基于撥桿機構的雙工件臺換臺自轉裝置，其特征在于它包括框架(I)、公轉電機(2)、第一工作臺總成(3)、第二工作臺總成(4)、第一直線滑動軸承(5)、第二直線滑動軸承(6)、第一直線導桿(7)、第二直線導桿(8)、第一隨動導桿驅動器(9)、第二隨動導桿驅動器(10)； 第一工作臺總成(3)由第一上平臺(3-1)和第一環形座(3-2)組成；第一環形座(3-2)通過氣浮軸承轉動套接在第一上平臺(3-1)的下端轉軸上；第二工作臺總成(4)由第二上平臺(4-1)和第二環形座(4-2 )組成；第二環形座(4-2 )通過氣浮軸承轉動套接在第二上平臺(4-1)的下端轉軸上；公轉電機(2 )設置在框架(I)的中心位置上，公轉電機(2 )的第一抓卡機構(2-1)抓卡在第一工作臺總成(3)的第一環形座(3-2)上，公轉電機(2)的第二抓卡機構(2-2)抓卡在第二工作臺總成(4)的第二環形座(4-2)上，第一直線滑動軸承(5)安裝在第一上平臺(3-1)下端面上，第二直線滑動軸承(6)安裝在第二上平臺(4-1)下端面上，第一隨動導桿驅動器(9)滑動設置在框架(I)上，第二隨動導桿驅動器(10)滑動設置在框架(I)上；第一直線導桿(7)的一端垂直安裝在第一隨動導桿驅動器(9)上，第二直線導桿(8)的一端垂直安裝在第二隨動導桿驅動器(10)上；第一直線導桿(7)的另一端滑動鑲嵌在第一直線滑動軸承(5 )內，第二直線導桿(8 )的另一端滑動鑲嵌在第二直線滑動軸承(6 )內，當公轉電機(2)在逆時針旋轉180度后再順時針旋轉180度的循環過程中時，第一直線導桿(7)能在第一直線滑動軸承(5)內做直線滑動，能限制第一工作臺總成(3)的第一上平臺(3-1)的轉動角度為零，第一隨動導桿驅動器(9)能跟隨第一直線導桿(7)的往復直線滑動動作在框架(I)上做往復直線滑動；第二直線導桿(8 )能在第二直線滑動軸承(6 )內做直線滑動，能限制第二工作臺總成(4)的第二上平臺(4-1)的轉動角度為零，第二隨動導桿驅動器(10)能跟隨第二直線導桿(8)的往復直線滑動動作在框架(I)上做往復直線滑動。
【專利摘要】基于撥桿機構的雙工件臺換臺自轉裝置，本發明屬于半導體制造裝備的技術領域。它的第一抓卡機構抓卡在第一環形座上，第二抓卡機構抓卡在第二環形座上，第一直線滑動軸承安裝在第一上平臺下端面上，第二直線滑動軸承安裝在第二上平臺下端面上；第一直線導桿的一端垂直安裝在第一隨動導桿驅動器上，第二直線導桿的一端垂直安裝在第二隨動導桿驅動器上；第一直線導桿的另一端滑動鑲嵌在第一直線滑動軸承內，第二直線導桿的另一端滑動鑲嵌在第二直線滑動軸承內。本發明將工件臺自轉的旋轉運動轉化為撥桿驅動器的直線運動，可以減小控制系統的設計難度；解決了以往旋轉換臺方案硅片臺相位反轉與光學系統配套難的問題。
【IPC分類】G03F7/20, H01L21/67
【公開號】CN105005180
【申請號】CN201510475149
【發明人】陳興林, 陳震宇, 劉楊, 付雪微
【申請人】哈爾濱工業大學
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年8月6日