CN103019045A - 一种具有防撞功能的硅片台 - Google Patents

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张鸣
刘召
杨开明
徐登峰
田丽
张利
秦慧超
王平安
尹文生
胡金春
穆海华
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Abstract

一种具有防撞功能的硅片台，该硅片台含有硅片台台体和线缆台，线缆台安装在硅片台的一个侧面，硅片台含有三个气囊、四个阻尼缓冲元件和气源，三个气囊串联布置，并分别通过气囊支架固定在硅片台的另外三个侧面上；相邻两个气囊之间通过一个阻尼缓冲元件和气体管路相连通，气体管路固定在线缆台上与气源相连通。当两个硅片台发生碰撞时，两个硅片台的气囊首先撞上，内部气体受到挤压，部分通过两侧阻尼缓冲原件的调节排出气囊，既缓冲了冲击力，又使得了硅片台不被反弹出去。由于该防撞结构具有可伸缩性，与机械式防撞相比刚度低，且结构简单紧凑，可应用于光刻机双台交换系统。

Description

一种具有防撞功能的硅片台
技术领域
本发明涉及一种光刻机硅片台双台交换系统，该系统应用于半导体光刻机中，属于半导体制造设备技术领域。
背景技术
在光刻机磁浮硅片台双台交换系统中，由于两个硅片台没有推杆或是其它限位，完全依靠传感器的位置测量来控制硅片台在平衡块上的位置和姿态；此外，由于硅片台结构精密，所以，若在交换时或者控制系统失灵时，两个硅片台发生碰撞，损失将无法估量，因此，硅片台的防撞结构非常重要。另外，在两个硅片台发生碰撞时，除了会损坏零部件之外，还有可能发生反弹，如果发生这种情况时，测量系统将无法正常工作，必须重新寻向和归零，严重影响生产效率，因此，防撞系统需要安装有稳定的缓冲结构，可使发生碰撞的硅片台可以迅速停止运动。
现有技术的防撞结构采用在双侧加装悬臂杆，在悬臂杆上加装位置传感器，如果两个硅片台距离过近，传感器发生报警，可以快速反应使运动的硅片台迅速停止，但如果控制系统失控，则会先撞坏悬臂杆，再撞到硅片台，无法实现双重保护。在结构设计上，如果在硅片台外围加装防撞杆、距离传感器和缓冲器等，就会使硅片台的尺寸变得很大，并且增加了大量的零部件和传感器，对于集成度要求极高的设备来说，结构变更会变得非常复杂，无疑是大大增加了设计难度。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有防撞功能的硅片台，即采用气囊和缓冲元件作为防撞结构，从而当两个硅片台在交换时或者控制系统失灵时，一方面不使硅片台相关部件受到损坏，使测量系统正常工作，进一步提高工作效率，另一方面具有结构简单，便于维护的优点。
一种具有防撞功能的硅片台，该硅片台含有硅片台台体和线缆台，所述的线缆台安装在硅片台的一个侧面，其特征在于：所述硅片台还含有三个气囊、四个阻尼缓冲元件和气源，所述的三个气囊串联布置，并分别通过气囊支架固定在硅片台的另外三个侧面上；相邻两个气囊之间通过一个阻尼缓冲元件和气体管路相连通，所述的气体管路与气源相连通，气体管路固定在线缆台上。
本发明的技术特征还在于：所述的阻尼缓冲元件上至少有一个细长阻尼孔。
本发明所述的气囊采用橡胶材质制成。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：橡胶材质的气囊具有良好的弹性，当发生碰撞时，气体被挤压后，通过阻尼缓冲元件——阻尼孔流至相邻两个气囊，再进入气体循环系统，阻尼孔可以局部改变流体的流通面积产生压力损失，达到节流、调压、缓冲、防振等目的。本发明采用的是细长孔结构，其结构形式简单，当其处于稳定的层流状态时，元件两端压差与孔内流量具有良好的比例关系，有效增加了阻尼并最大限度的缓解发生碰撞后的反弹，可使两个硅片台在碰撞后迅速停止运动，通过对气囊气压和阻尼孔参数的设计，可使两个硅片台的定位精度满足控制系统要求，从而不必重新归零，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明提供的具有防撞功能的硅片台的实施例的结构原理示意图。
图2为本发明提供的具有防撞功能的两个硅片台发生碰撞时的工作状态示意图。
图3为本发明提供的具有防撞功能的两个硅片台发生碰撞时的另一种工作状态示意图。
图中：1—硅片台台体；2—线缆台；3—气囊；4—阻尼缓冲元件；5—气囊支架；6—气源；7—基座；8a—第一硅片台；8b—第二硅片台。
具体实施方式
图1为本发明提供的一种具有防撞功能的硅片台的实施例的结构原理示意图。该硅片台含有硅片台台体1和线缆台2，线缆台安装在硅片台的一个侧面，硅片台还含有三个气囊3、四个阻尼缓冲元件4和气源6，气囊采用橡胶材质制成，三个气囊串联布置，并分别通过气囊支架5固定在硅片台的另外三个侧面上；相邻两个气囊之间通过一个阻尼缓冲元件和气体管路相连通，气体管路固定在线缆台上，并与气源6相连通。阻尼缓冲元件优选采用多个细长阻尼孔进行节流，它可以局部改变流体的流通面积产生压力损失，达到节流、调压、缓冲、防振等目的，特别是长径比超过10的细长阻尼孔具有良好的缓冲性能。细长阻尼孔结构形式简单，当其处于稳定的层流状态时，元件两端压差与孔内流量具有良好的比例关系。
图2为本发明提供的具有防撞功能的两个硅片台发生碰撞时的工作状态示意图。当第一硅片台8a和第二硅片台8b沿X方向运动并发生碰撞时，沿X轴方向运动的第一硅片台8a向正常工作的第二硅片台8b运动，首先接触的是两个硅片台防撞气囊结构的沿Y方向布置的两个气囊，当橡胶材质的气囊受到挤压，具有柔性的气囊发生变形，缓冲了碰撞产生的冲击力；同时，由于撞击的冲击力使得两个气囊内部气体受到挤压，则分别与其相连的气囊产生了气压差，此时，气囊内的气体就会通过两侧的细长阻尼孔分别向与其相连的气囊流动，泄压流量和泄压速度缓慢，使得气囊具有一定的刚度，多余的气体则通过气体管路流出气囊结构回收。
细长阻尼孔的减压速度可通过碰撞冲击力的大小、气囊材质的相关参数，以及撞击速度等计算获得最佳取值，恰好既使两个硅片台在发生碰撞后由于气囊的柔性可在短时间内停止运动而又由于一定的刚度不会发生反弹。通过上述过程，可以实现两个硅片台发生碰撞时的双重保护。
图3为本发明提供的具有防撞功能的两个硅片台发生碰撞时的另一种工作状态示意图。当第一硅片台8a和第二硅片台8b沿Y方向运动并发生碰撞时，沿Y轴方向运动的第一硅片台8a向正常工作的第二硅片台8b运动，首先接触的是防撞气囊结构的沿X方向布置的两个气囊，当橡胶材质的气囊受到挤压，具有柔性的气囊发生变形，缓冲了碰撞产生的冲击力；同时，由于撞击的冲击力使得两个气囊内部气体受到挤压，则分别与其相连的气囊产生了气压差，此时，气囊内的气体就会通过两侧的细长阻尼孔分别向与其相连的气囊流动，泄压流量和泄压速度缓慢，使得气囊具有一定的刚度，多余的气体则通过气体管路流出气囊结构回收。

Claims (3)

1.一种具有防撞功能的硅片台，该硅片台含有硅片台台体（1）和线缆台（2），所述的线缆台安装在硅片台的一个侧面，其特征在于：所述硅片台还含有三个气囊（3）、四个阻尼缓冲元件（4）和气源（6），所述的三个气囊串联布置，并分别通过气囊支架（5）固定在硅片台的另外三个侧面上；相邻两个气囊之间通过一个阻尼缓冲元件（4）和气体管路相连通，所述的气体管路与气源（6）相连通，气体管路固定在线缆台上。
2.按照权利要求1所述的一种具有防撞功能的硅片台，其特征在于：所述的阻尼缓冲元件上至少有一个细长阻尼孔。
3.按照权利要求1或2所述的一种具有防撞功能的硅片台，其特征在于：所述的气囊采用橡胶材质制成。
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