[發(fā)明專(zhuān)利]一種工件臺(tái)安全防護(hù)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310245119.0
• 申請(qǐng)日: 2013-06-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104238273A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳軍;張志鋼;袁志揚(yáng);江旭初;夏海
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G03F7/20
• 分類(lèi)號(hào): G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時(shí)云

技術(shù)領(lǐng)域

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(tái)安全防護(hù)裝置。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體光刻設(shè)備中，硅片臺(tái)和掩模臺(tái)等精密工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是極其重要的關(guān)鍵部件，其典型的結(jié)構(gòu)形式如下：工件臺(tái)通常由粗、微動(dòng)臺(tái)組成，二者共同實(shí)現(xiàn)工件臺(tái)在空間六自由度方向的精密運(yùn)動(dòng)定位。隨著超大規(guī)模集成電路器件集成度的不斷提高，對(duì)光刻機(jī)的產(chǎn)率指標(biāo)要求也在不斷提升，這就對(duì)工件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度、加速度以及精度提出了更高的要求。

平面電機(jī)由于具有出力密度高，高速度、高可靠性等特點(diǎn)，并且易于將其集成到被控對(duì)象中，具有響應(yīng)速度快、控制靈敏度高、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)被應(yīng)用于高端半導(dǎo)體光刻設(shè)備中。

采用平面電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)行程粗動(dòng)的精密工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)工件臺(tái)相比，無(wú)X、Y向粗動(dòng)導(dǎo)軌，六自由度微動(dòng)機(jī)構(gòu)以及硅片承版臺(tái)設(shè)置在平面電機(jī)上方，工件臺(tái)在工作面內(nèi)做步進(jìn)掃描運(yùn)動(dòng)時(shí)完全自由而無(wú)機(jī)械導(dǎo)軌及機(jī)械限位的約束，當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者控制軟件出錯(cuò)等導(dǎo)致粗動(dòng)平面電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制失效時(shí)，工件臺(tái)就極易與外圍裝置發(fā)生碰撞甚至運(yùn)動(dòng)出工作平面，引起工件臺(tái)上昂貴部件裝置的損壞。

目前，有一種工件臺(tái)防撞裝置，如圖1a和圖1b所示，該防撞裝置主要由碰撞緩沖器CB構(gòu)成，該碰撞緩沖器CB設(shè)有一個(gè)碰撞框架CF以及一個(gè)連接部CC，當(dāng)兩個(gè)基底臺(tái)W2T、W3T之間，或基底臺(tái)W2T、W3T中的一個(gè)與環(huán)繞工作面周?chē)臋C(jī)架MF之間發(fā)生碰撞時(shí)，通過(guò)采用鎳鈦合金制作的碰撞緩沖器CB來(lái)吸收碰撞產(chǎn)生的大量能量。但該方案存在的問(wèn)題是：當(dāng)兩基底臺(tái)W2T、W3T在偏離中心的位置發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞產(chǎn)生的沖擊不能均勻分布在碰撞框架CF的碰撞側(cè)，且偏離中心沖擊的緩沖行程將會(huì)大于中心沖擊的緩沖行程，此外，該碰撞緩沖器CB為一結(jié)構(gòu)件，其緩沖行程為該結(jié)構(gòu)件的變形量，即使采用鎳鈦合金制作的機(jī)械結(jié)構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生的緩沖行程仍然很有限，這會(huì)導(dǎo)致經(jīng)過(guò)碰撞緩沖器CB后傳遞到基底臺(tái)W2T、W3T的沖擊力過(guò)大，引起基底臺(tái)W2T、W3T上精密部件的損壞。

另外一種工件臺(tái)防撞裝置，該防撞裝置的一個(gè)實(shí)施方式如圖2a所示，包括防撞邊框102，兩阻尼器104以及由導(dǎo)向桿108和直線(xiàn)軸承106組成的導(dǎo)向裝置，該方案看似解決了偏心沖擊會(huì)導(dǎo)致作用在兩側(cè)阻尼器104上的沖擊力分布不均的問(wèn)題，但實(shí)際存在的問(wèn)題是，當(dāng)偏心沖擊過(guò)大時(shí)，兩阻尼器104的沖擊行程并不一致，靠近沖擊的一側(cè)沖擊行程大，遠(yuǎn)離沖擊的一側(cè)沖擊行程小，這會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)向桿108繞Rz軸扭轉(zhuǎn)一定的角度，并使直線(xiàn)軸承106的滑臺(tái)和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生一個(gè)較大扭矩，從而降低防撞裝置的使用壽命及可靠性；該防撞裝置另一個(gè)實(shí)施方式如圖2b所示，其與前一個(gè)實(shí)施方式的不同之處在于：利用兩根預(yù)拉緊彈簧112組成平行四邊形鉸鏈機(jī)構(gòu)代替直線(xiàn)軸承導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，在兩阻尼器104間傳遞偏離中心沖擊的力，該方案存在的問(wèn)題是，僅解決了在平面內(nèi)一個(gè)方向（X向）上的防撞問(wèn)題，而當(dāng)兩基底臺(tái)WT’沿另一方向（Y向）高速運(yùn)動(dòng)發(fā)生碰撞時(shí)，并不能起到很好的安全防護(hù)效果，此外，該方案也未能很好解決防撞邊框102在工件臺(tái)正常工作時(shí)的垂向支撐定位問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種工件臺(tái)安全防護(hù)裝置，以避免各工件臺(tái)高速運(yùn)動(dòng)發(fā)生碰撞而導(dǎo)致的部件損壞，同時(shí)，有效解決發(fā)生偏心碰撞時(shí)，碰撞沖擊在工件臺(tái)防撞裝置上分布不均引起承版臺(tái)產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)角的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種工件臺(tái)安全防護(hù)裝置，包括設(shè)置于工作平面上方的硅片臺(tái)和粗動(dòng)臺(tái)，還包括設(shè)于所述工作平面四周的運(yùn)動(dòng)限位機(jī)構(gòu)以及固定于所述粗動(dòng)臺(tái)上的防撞緩沖機(jī)構(gòu)，其中，

所述運(yùn)動(dòng)限位機(jī)構(gòu)包括X向限位機(jī)構(gòu)和Y向限位機(jī)構(gòu)，所述X向限位機(jī)構(gòu)和Y向限位機(jī)構(gòu)分別包括限位邊條、支撐導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及緩沖器，所述限位邊條固定于所述支撐導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上，并沿X向或Y向運(yùn)動(dòng)，所述緩沖器固定于所述限位邊條上；

所述防撞緩沖機(jī)構(gòu)包括碰撞邊框以及彈性構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件的兩端分別鉸接至所述碰撞邊框和所述粗動(dòng)臺(tái)。

較佳地，所述支撐導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè)直線(xiàn)導(dǎo)軌以及固定于所述直線(xiàn)導(dǎo)軌的滑塊上的柔性簧片，所述限位邊條通過(guò)所述柔性簧片固定于所述直線(xiàn)導(dǎo)軌的滑塊上。

較佳地，所述柔性簧片的垂向?yàn)楦邉傂裕较驗(yàn)榈蛣傂浴?/p>

較佳地，所述限位邊條的垂向高度與所述硅片臺(tái)重心的垂向高度相對(duì)應(yīng)。

較佳地，所述緩沖器為油壓式緩沖器、彈簧緩沖器或空氣緩沖器中的一種。

較佳地，所述碰撞邊框在X、Y向均伸出所述硅片臺(tái)的邊緣，且所述碰撞邊框的內(nèi)側(cè)與相對(duì)應(yīng)的粗動(dòng)臺(tái)的外側(cè)之間的距離大于等于硅片臺(tái)的最大碰撞緩沖行程。