[實用新型]微動臺及包括微動臺的運動裝置

有效

• 申請號: 202020876271.4
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN211605113U
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 吳火亮;陳嘯虎;瞿曉晨;陳椿元;楊日升
• 申請（專利權）人: 上海隱冠半導體技術有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/677
• 代理公司: 上海上谷知識產權代理有限公司 31342
• 代理人: 蔡繼清

本實用新型提供一種運動裝置，包括：載臺；旋轉底座，位于載臺下方，其上表面設有環形上部凹腔，下表面設有下部凹腔，上部凹腔與下部凹腔在垂直于旋轉臺的上表面方向上的投影相互錯開；旋轉電機，容納在環形上部凹腔內，并包括旋轉電機動子和旋轉電機定子，旋轉電機定子相對于旋轉底座固定，旋轉電機動子相對于載臺固定；垂向驅動裝置，位于下部凹腔內并構造成能夠驅動旋轉臺垂直移動；浮動重力補償裝置，位于下部凹腔內并能夠對旋轉臺進行重力補償；以及微動底座具有面向上的凹腔，旋轉底座位于凹腔內并通過交叉滾子導軌垂向可滑動地連接至微動底座。本實用新型的運動裝置垂向尺寸顯著減小，顯著增加運動裝置的垂向運動精度和垂向導向精度。

技術領域

本實用新型涉及集成電路裝備制造領域，更具體的涉及一種微動臺及包括該微動臺的運動裝置，該微動臺能夠提供高精度的垂向運動和旋轉功能。包括該微動臺的運動裝置課提供高精度、大行程的水平向運動功能。

背景技術

在半導體硅片膜厚的檢測領域，要求工件臺可以和硅片傳輸系統完成硅片的交接，同時需要承載著12英寸或者8英寸硅片完成360°旋轉和垂向運動，完成硅片膜厚的檢測。所以對于應用在膜厚檢測的工件臺裝置中，微動臺一般提供旋轉和豎直兩個方向的運動，是工件臺裝置中的核心部件。隨著對產率要求的不斷提高，膜厚檢測精度的不斷提升，工件臺的運行速度、加速度和性能也隨之提高。這就要求工件臺具有更加的輕量化，更加的扁平化，更高的運動精度的設計。在美國專利US2004246012A1中，提出一種該領域的微動臺方案。該發明的垂向移動臺固定在垂向裝置上，卡盤單元固定在垂向移動臺上。且垂向裝置是通過直線電機驅動絲杠和楔形塊，同時依靠兩個0.5mm厚的簧片提供往復力從而實現垂向運動。該發明結構較為簡單，但高度尺寸較大，很難實現扁平化設計，且垂向運動精度較差。

在美國專利US6779278B1中，提出另外一種該領域的微動臺方案。該發明的垂向移動臺(Z平臺)固定在垂向裝置上，卡盤固定在垂向移動臺上。且垂向裝置是通過音圈電機實現直驅，并通過彈簧實現音圈電機的重力補償，降低音圈電機負載。該發明結構較為簡單，垂向尺寸較小，基本實現了扁平化設計。但由于音圈電機采用了彈簧進行重力補償，垂向精度很難實現高精度。

因此，在集成電路的裝備制造領域，需要一種能夠實現扁平化設計，同時解決垂向的運動精度偏低的精密運動裝置。

實用新型內容

本實用新型通過提供一種具有扁平結構的精密運動裝置來解決現有技術中運動裝置中微動臺高度尺寸偏大的問題，實現微動臺結構的扁平化設計，并解決垂向運動導向剛度偏低以及微動臺的垂向運動精度偏低的問題。

具體來說，本實用新型通過提供一種運動裝置來解決上述問題，該裝置包括：運動裝置，包括：

載臺；

旋轉底座，所述旋轉底座位于所述載臺下方，所述旋轉底座的上表面設有環形上部凹腔，所述旋轉底座的下表面設有下部凹腔，其中所述上部凹腔與所述下部凹腔在垂直于所述旋轉底座的上表面的投影方向上的投影相互錯開；

旋轉電機，所述旋轉電機容納在所述環形上部凹腔內，所述旋轉電機包括旋轉電機動子和旋轉電機定子，所述旋轉電機定子相對于所述旋轉底座固定，所述旋轉電機動子相對于所述載臺固定；

垂向驅動裝置，所述垂向驅動裝置位于所述下部凹腔內并構造成能夠驅動所述旋轉底座垂直移動；

浮動重力補償裝置，所述浮動重力補償裝置位于所述下部凹腔內并構造成能夠對所述旋轉底座進行重力補償；以及

微動底座，所述旋轉底座通過交叉滾子導軌相對于所述微動底座垂向可滑動地連接至所述微動底座。

在一實施例中，所述微動底座具有面向上的凹腔，所述旋轉底座位于所述凹腔內并通過所述交叉滾子導軌垂向可滑動地連接至所述凹腔的內周。

在一實施例中，所述垂向驅動裝置和所述浮動重力補償裝置彼此集成并位于所述下部凹腔內。