[發明專利]帶精密測量的可控升降裝置以及包含其的光刻設備

在審

• 申請號: 202011040473.6
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112051715A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 成榮;朱煜;張鳴;楊開明;劉相波
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 董永輝;曹素云

本發明公開一種帶精密測量的可控升降裝置及光刻設備，裝置包括固定基座、導向座、移動組件、驅動組件，固定基座與導向座固定連接，固定基座上有軸線豎向的導向套，移動組件包括升降頭、導向桿、磁鋼，導向桿上端有安裝孔，導向桿穿過導向套，導向桿與導向套以及固定基座、導向座之間形成氣浮接觸面；磁鋼、升降頭依次裝入導向桿的安裝孔，使升降頭伸出導向套的上端部，驅動組件包括電機線圈和鐵芯，鐵芯設置在導向桿與導向套之間的環形空間內，電機線圈纏繞在鐵芯上，移動組件中心有氣孔，固定基座通過導向桿的氣道向氣孔提供正壓或負壓氣體。本發明采用氣浮接觸面導向減少零部件之間的摩擦，避免顆粒產生，并提高運動精度，減少電機驅動力要求。

技術領域

本發明涉及光刻技術領域，具體地說，涉及一種帶精密測量的可控升降裝置以及包含其的光刻設備。

背景技術

光刻設備的硅片交接裝置配合傳輸機械手，可實現硅片的交接功能。光刻設備中用來對硅片進行可控升降的裝置通常稱為E-pin。E-pin被安裝在承片臺上，光刻設備在工作時需要對硅片進行上片和下片操作。上片時，硅片被機械手傳輸至設定的位置，E-pin的pin桿伸出從機械手上取下硅片，然后pin桿縮回，將硅片放置在承片臺上。下片時，pin桿伸出將硅片從承片臺上抬起至設定高度，然后被機械手取走。因此，E-pin既需要可伸縮功能，用于舉升和下降硅片；又需要有位置測量的功能，防止硅片升降不到位造成硅片及零部件的損壞。

發明人發現，在將硅片取放到吸盤上，采用目前的滑動和滾動傳動結構會引入顆粒污染，采用滑動導向，導向桿與導向套采用硬度較高且耐磨材料，雖然可降低顆粒的數量，但是還是會引入顆粒污染；采用滾動導向，是導向桿與導向套或者固定座、導向基座之間采用滾輪導向，這樣會引入油脂，造成顆粒污染，破壞光刻環境。

為此應采用可導向而又不污染光刻環境的結構，而截至目前，暫未有較好的解決方案。

發明內容

為解決以上問題，本發明提供一種帶精密測量的可控升降裝置，包括固定基座、導向座、移動組件、驅動組件，

其中，固定基座與導向座固定連接，在固定基座上安裝有軸線豎向的導向套，

其中，移動組件包括：

升降頭，

導向桿，上端具有與導向套同軸的安裝孔，導向桿同軸穿過導向套，并且，導向桿上部與導向套，導向桿下部與固定基座、導向座之間都形成氣浮接觸面；

磁鋼，磁鋼、升降頭依次裝入導向桿的安裝孔，使得升降頭伸出導向套的上端部，

其中，驅動組件包括：

電機線圈和鐵芯，鐵芯同軸設置在導向桿與導向套之間的環形空間內，電機線圈纏繞在鐵芯上，

其中，在移動組件中心同軸開設有穿透至升降頭上端的氣孔，在導向桿上設置有進氣孔以及連通所述進氣孔與所述氣孔的氣道，在固定基座上開設有氣源孔和出氣孔，所述氣源孔與氣源連通，所述出氣孔通過軟管與導向桿上的所述進氣孔連通，通過氣源孔向所述氣孔提供正壓或負壓氣體。

優選地，移動組件還包括第一橡膠圈、支撐桿和固定套，所述固定套、支撐桿、第一橡膠圈、升降頭依次連接裝入到導向桿的安裝孔中。

優選地，在固定基座上開設有用于冷卻所述電機線圈的冷卻水槽，冷卻水固定套圍繞在固定基座的外圍密封所述冷卻水槽，在所述固定基座上設置有與冷卻水槽連通的進水口和出水口。

優選地，固定基座上設置有穿透固定基座至導向桿的光柵尺讀數頭安裝孔，光柵尺讀數頭通過所述光柵尺讀數頭安裝孔安裝在固定基座上，在所述導向桿上設置有光柵尺。