CN201732777U - 一种复合气浮装置及使用复合气浮装置的硅片台移动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合气浮装置，该复合气浮装置包括气缸缸体及在所述气缸缸体内移动的气浮柱塞杆，所述气浮柱塞杆的顶面均匀设置了多个气浮孔，所述气缸缸体外接气缸气源，所述气浮柱塞杆外接气浮柱塞杆气源，使得所述气浮柱塞杆在所述气缸缸体内移动的同时，所述气浮柱塞杆的顶面形成气浮面，从而减小了摩擦，提高了稳定性和定位精度。同时本实用新型还公开了一种使用复合气浮装置的硅片台移动装置，该硅片台移动装置包括承重平台、硅片台以及多个复合气浮装置，接通气源时，所述气浮柱塞杆的顶面与承重平台的表面形成气浮面，支撑所述硅片台在所述承重平台上移动，从而减小了摩擦，提高了稳定性和定位精度。

Description

一种复合气浮装置及使用复合气浮装置的硅片台移动装置

技术领域

本实用新型涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种复合气浮装置及使用复合气浮装置的硅片台移动装置。

背景技术

微电子技术的发展促进了计算机技术、通信技术和其它电子信息技术的更新换代，在信息产业革命中起着重要的先导和基础作用。生产设备在整个微电子行业中扮演着举足轻重的角色，而在微电子器件的制造设备中，投资最大、作用最关键的是光刻设备。

在光刻机整机系统集成过程中或者由于硅片台的故障维修或定期维修维护工作，按照装配流程的要求，需要频繁地将硅片台移至光刻机主体以外或恢复原来的位置。整个硅片台在与整机重新装配时，需要保证一定的重复定位精度，从而保证其在整机中的相对位置精度。整个硅片台的移动结构大多采用非导向性的滚轮结构，这种滚轮结构定位精度差、调整烦琐，并且伴随着抖动。

因此，提供一种低摩擦力、高稳定性及高位移定位精度的硅片台移动装置已成为业界亟需解决的一个问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种复合气浮装置，以解决目前非导向性的滚轮结构定位精度差、调整烦琐、伴随着抖动的问题。

本实用新型的另一目的在于提供一种使用复合气浮装置的硅片台移动装置，以解决目前硅片台的移动结构采用非导向性的滚轮结构，定位精度差、调整烦琐、伴随着抖动的问题。

为解决上述问题，本实用新型提出一种复合气浮装置，所述复合气浮装置包括：

气缸缸体，所述气缸缸体的缸径端开有一缸体型腔，所述缸体型腔的底部开有透空环槽，所述气缸缸体外接气缸气源；

气浮柱塞杆，所述气浮柱塞杆位于所述气缸缸体内，并在所述气缸缸体内移动，所述气浮柱塞杆为一包括底部圆柱体及顶部圆柱体的截面呈“凸”形的圆台体结构，所述气浮柱塞杆底部圆柱体的外部开有第一环槽及第二环槽，所述顶部圆柱体的外部沿直径方向开有多个第一通孔，所述多个第一通孔在所述顶部圆柱体的中心位置处相通，所述第一通孔外接气浮柱塞杆气源，所述顶部圆柱体的顶部圆面的外围开有多个气浮孔，所述气浮孔与所述第一通孔相连；

密封圈，所述密封圈套在所述气浮柱塞杆的第一环槽上；

导向环，所述导向环套在所述气浮柱塞杆的第二环槽上；以及

多个螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的第一端与所述气浮柱塞杆相连，第二端与所述气缸缸体相连。

可选的，所述气缸缸体外部的竖直方向开有两个对称的第二扁势面，所述两个对称的第二扁势面上分别开有一第二通孔，所述第二通孔连接所述第二扁势面与所述透空环槽，所述气缸气源接在所述第二通孔处。

可选的，所述气缸气源通过双向速度控制阀接在所述第二通孔处。

可选的，所述气缸缸体的顶部开有一缺口。

可选的，所述多个第一通孔中的一个第一通孔与所述气缸缸体顶部的缺口相对。

可选的，还包括一压环，所述压环为一片状的圆环柱体结构，所述压环上开有一开口，所述压环固定到所述气缸缸体，使得所述压环上的开口与所述气缸缸体顶部的缺口在同一竖直方向上。

可选的，所述螺旋弹簧的第二端通过所述压环与所述气缸缸体相连。

可选的，所述气浮柱塞杆顶部圆柱体的外部开有多个均匀分布的第一扁势面，所述第一通孔开在所述第一扁势面上。

可选的，所述每个第一通孔连接两个气浮孔，所述第一通孔的深度小于所述顶部圆柱体的直径。

可选的，所述第一扁势面的数量为三个，所述第一通孔的数量为三个，所述气浮孔的数量为六个。

可选的，所述第一通孔通过不锈钢快换接头外接所述气浮柱塞杆气源。

可选的，所述气浮柱塞杆的底部设有一减轻孔。

可选的，所述导向环为一薄壁圆环。

可选的，所述密封圈为一圆环结构，其内圈的横截面为多半圆面，外圈的横截面为矩形面，圆环的上端面和下端面由圆弧凹槽面组成。

为解决上述问题，本实用新型还提出一种使用复合气浮装置的硅片台移动装置，所述使用复合气浮装置的硅片台移动装置包括：

承重平台，所述承重平台上设有三个等高柱、两条导轨以及一连杆副推力结构；

硅片台，所述硅片台的底部设有滚轮副，所述滚轮副在所述导轨上滚动；以及

多个复合气浮装置，所述复合气浮装置固定在所述硅片台的底部，所述复合气浮装置的气浮孔与所述承重平台相对。

可选的，所述等高柱块的高度比所述复合气浮装置的厚度大1.5mm。

与现有技术相比，本实用新型所提供的复合气浮装置包括气缸缸体及在所述气缸缸体内移动的气浮柱塞杆，所述气浮柱塞杆的顶面均匀设置了多个气浮孔，所述气缸缸体外接气缸气源，所述气浮柱塞杆外接气浮柱塞杆气源，使得所述气浮柱塞杆在所述气缸缸体内移动的同时，所述气浮柱塞杆的顶面形成气浮面，从而减小了摩擦，提高了稳定性和定位精度。

与现有技术相比，本实用新型所提供的使用复合气浮装置的硅片台移动装置包括承重平台、硅片台以及多个复合气浮装置，接通气源时，所述气浮柱塞杆的顶面与承重平台的表面形成气浮面，支撑所述硅片台在所述承重平台上移动，从而减小了摩擦，提高了稳定性和定位精度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的复合气浮装置的三维示意图；

图2为本实用新型实施例提供的复合气浮装置中的气缸缸体的三维示意图；

图3为本实用新型实施例提供的复合气浮装置中的气浮柱塞杆的三维示意图；

图4为本实用新型实施例提供的复合气浮装置中的气浮柱塞杆的剖面图；

图5为本实用新型实施例提供的复合气浮装置中嵌装了导向环和密封圈的气浮柱塞杆的三维示意图；

图6为本实用新型实施例提供的使用复合气浮装置的硅片台移动装置的三维示意图；

图7为本实用新型实施例提供的使用复合气浮装置的硅片台移动装置中的承重平台的三维示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的复合气浮装置以及使用复合气浮装置的硅片台移动装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型的核心思想在于，提供一种复合气浮装置，该复合气浮装置包括气缸缸体及在所述气缸缸体内移动的气浮柱塞杆，所述气浮柱塞杆的顶面均匀设置了多个气浮孔，所述气缸缸体外接气缸气源，所述气浮柱塞杆外接气浮柱塞杆气源，使得所述气浮柱塞杆在所述气缸缸体内移动的同时，所述气浮柱塞杆的顶面形成气浮面，从而减小了摩擦，提高了稳定性和定位精度。同时还提供一种使用复合气浮装置的硅片台移动装置，该使用复合气浮装置的硅片台移动装置包括承重平台、硅片台以及多个复合气浮装置，接通气源时，所述气浮柱塞杆的顶面与承重平台的表面形成气浮面，支撑所述硅片台在所述承重平台上移动，从而减小了摩擦，提高了稳定性和定位精度。

请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的复合气浮装置的三维示意图，如图1所示，所述复合气浮装置10包括气缸缸体100、气浮柱塞杆200、密封圈、导向环以及螺旋弹簧，所述密封圈及所述导向环套在所述气浮柱塞杆200上，所述螺旋弹簧的第一端与所述气浮柱塞杆200相连，第二端与所述气缸缸体100相连，所述气浮柱塞杆200在所述气缸缸体100内移动，所述气缸缸体100外接接气缸气源，所述气浮柱塞杆200外接气浮柱塞杆气源。

请继续参考图2，图2为本实用新型实施例提供的复合气浮装置中的气缸缸体的三维示意图，如图2所示，所述气缸缸体100的缸径端开有一缸体型腔，所述缸体型腔的底部开有透空环槽105，所述气缸缸体100外部的竖直方向开有两个对称的第二扁势面101，所述两个对称的第二扁势面101上分别开有一第二通孔104，所述第二通孔104连接所述第二扁势面101与所述透空环槽105，所述气缸气源通过双向速度控制阀103接在所述第二通孔104处，所述双向速度控制阀103请参考图1。所述透空环槽105的作用为：一方面，使所述气浮柱塞杆200在不工作时更好的收到所述气缸缸体100的底部；另一方面，当所述气缸缸体100接通气源时，所述气源的气体首先进入所述透空环槽105，随后再分布到所述气浮柱塞杆200的底部，从而使所述气浮柱塞杆200的受力更均匀，防止其在所述气缸缸体200内晃动。

并且，所述气缸缸体100的顶部开有一缺口102。

请继续参考图3至图4，其中，图3为本实用新型实施例提供的复合气浮装置中的气浮柱塞杆的三维示意图，图4为本实用新型实施例提供的复合气浮装置中的气浮柱塞杆的剖面图，如图3至图4所示，所述气浮柱塞杆200为一包括底部圆柱体及顶部圆柱体的截面呈“凸”形的圆台体结构，所述气浮柱塞杆200底部圆柱体的外部开有第一环槽206及第二环槽205，所述气浮柱塞杆200顶部圆柱体的外部开有3个均匀分布的第一扁势面202，并且所述每个第一扁势面202沿直径方向开有1个第一通孔203，所述3个第一通孔203在所述顶部圆柱体的中心位置处相通，所述第一通孔203通过不锈钢快换接头201外接所述气浮柱塞杆气源，所述不锈钢快换接头201请参考图1；所述顶部圆柱体的顶部圆面的外围开有多个气浮孔204，所述气浮孔204与所述第一通孔203相连，使得所述气浮柱塞杆气源进入所述第一通孔203后可从所述气浮孔204出去，从而在所述气浮柱塞杆200的顶部形成气浮面。

其中，所述第一通孔203为超长螺纹孔，所述每个第一通孔203连接两个气浮孔204，并且所述第一通孔203的深度小于所述顶部圆柱体的直径。

并且，所述气浮柱塞杆200的底部设有一减轻孔210，所述减轻孔一方面能减轻所述气浮柱塞杆200的重量，使其更好的移动，另一方面，当所述复合气浮装置10处于工作状态时，所述减轻孔210内注入气体，从而保持所述气浮柱塞杆200运行的稳定性。

所述气浮柱塞杆200在所述气缸缸体100内移动的有效行程为2mm。

本实用新型所提供的复合气浮装置10的安装使用方法为：

(1)将所述密封圈209套在所述气浮柱塞杆200的第一环槽206上，所述导向环208套在所述气浮柱塞杆200的第二环槽205上；

(2)将装了所述密封圈209及导向环208的气浮柱塞杆200装入所述气缸缸体100内，使所述气浮柱塞杆200的一个第一通孔203对准所述气缸缸体100顶部的缺口102；

(3)将所述螺旋弹簧的第一端嵌装到所述气浮柱塞杆200的弹簧定位孔207内，第二端嵌装到压环300内，并施压利用开槽沉头螺钉将所述压环300固定到所述气缸缸体100的顶部，同时使所述压环300上的开口301与所述气缸缸体100顶部的缺口102在同一竖直方向上；

(4)将所述双向速度控制阀103安装到所述气缸缸体100上，将所述不锈钢快换接头201透过压环300的开口301安装到气浮柱塞杆200上，所述双向速度控制阀103与气缸气源相连，所述气缸气源通过第二通孔104进入到所述气缸缸体内，所述不锈钢快换接头201与气浮柱塞杆气源相连，所述气浮柱塞杆气源通过第一通孔203进入到所述气浮柱塞杆200内；

(5)接通气缸气源，所述气缸气源进入到所述透空环槽105，随后在气体的作用下，所述气浮柱塞缸200缓缓推出，接着接通气浮柱塞杆气源，使气浮柱塞杆200的顶面形成气浮面；

(6)使用结束时，先切断所述气浮柱塞杆气源，再切断所述气缸气源，所述气浮柱塞杆200在所述螺旋弹簧的作用下缓缓回缩。

请继续参考图5，图5为本实用新型实施例提供的复合气浮装置中嵌装了导向环和密封圈的气浮柱塞杆的三维示意图，如图5所示，所述密封圈209套在所述气浮柱塞杆200的第一环槽206上，所述导向环208套在所述气浮柱塞杆200的第二环槽205上。所述导向环208为一薄壁圆环。所述密封圈209为一圆环结构，其内圈的横截面为多半圆面，外圈的横截面为矩形面，圆环的上端面和下端面由圆弧凹槽面组成。

并且，所述复合气浮装置10还包括一压环300，如图1所示。所述压环300为一片状的圆环柱体结构，所述压环300上开有一开口301，所述压环300固定到所述气缸缸体100的顶部，使得所述压环300上的开口301与所述气缸缸体100顶部的缺口102在同一竖直方向上。同时，所述气浮柱塞杆200上的一个第一通孔203与所述气缸缸体200顶部的缺口201相对，以使所述第一通孔203能方便地连接所述不锈钢快换接头201。

并且，所述气浮柱塞杆200上开有6个弹簧定位孔207，如图3所示。所述螺旋弹簧的第一端通过所述弹簧定位孔207与所述气浮柱塞杆200相连，所述螺旋弹簧的第二端嵌装到所述压环300内。所述螺旋弹簧的数量为6个。

请继续参考图6至图7，其中，图6为本实用新型实施例提供的使用复合气浮装置的硅片台移动装置的三维示意图，图7为本实用新型实施例提供的使用复合气浮装置的硅片台移动装置中的承重平台的三维示意图，如图6至图7所示，所述使用复合气浮装置的硅片台移动装置包括承重平台20、硅片台30以及多个复合气浮装置10，所述多个复合气浮装置10均匀地分布在所述硅片台30的底面，所述复合气浮装置10的气浮孔204与所述承重平台20相对，所述硅片台30的底部还设有滚轮副31。所述承重平台20上设有三个等高柱23、两条导轨21以及一连杆副推力结构22，所述滚轮副31在所述导轨21上滚动。

并且，所述等高柱块23的高度比所述复合气浮装置10的厚度大1.5mm。

本实用新型所提供的使用复合气浮装置的硅片台移动装置的使用原理为：

当所述硅片台30处于工作状态时，所述复合气浮装置10处于收缩状态，由于所述等高柱块23的高度比所述复合气浮装置10的厚度大1.5mm，因此，所述硅片台搁置于所述三个等高驻块23上；

当光刻机整机系统处于集成过程中或硅片台的故障维修或定期维修维护工作时，打开气缸气源使所述复合气浮装置10的气浮柱塞杆200顶出(有效行程2mm)，接着打开气浮柱塞杆气源，在所述气浮柱塞杆的顶部形成气浮面，使所述硅片台30处于气浮状态，滚轮副31嵌于导轨21上起导向作用，由连杆副推力结构22的进给推力将硅片台向外推出250mm。完成系统集成、硅片台的故障维修或定期维修维护工作后，再通过连杆副推力结构22的收缩将硅片台30拉回至原位。

综上所述，本实用新型提供了一种复合气浮装置，该复合气浮装置包括气缸缸体及在所述气缸缸体内移动的气浮柱塞杆，所述气浮柱塞杆的顶面均匀设置了多个气浮孔，所述气缸缸体外接气缸气源，所述气浮柱塞杆外接气浮柱塞杆气源，使得所述气浮柱塞杆在所述气缸缸体内移动的同时，所述气浮柱塞杆的顶面形成气浮面，从而减小了摩擦，提高了稳定性和定位精度。

同时本实用新型还提供了一种使用复合气浮装置的硅片台移动装置，该硅片台移动装置包括承重平台、硅片台以及多个复合气浮装置，接通气源时，所述气浮柱塞杆的顶面与承重平台的表面形成气浮面，支撑所述硅片台在所述承重平台上移动，从而减小了摩擦，提高了稳定性和定位精度。

显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种复合气浮装置，其特征在于，包括：

气缸缸体，所述气缸缸体的缸径端开有一缸体型腔，所述缸体型腔的底部开有透空环槽，所述气缸缸体外接气缸气源；

气浮柱塞杆，所述气浮柱塞杆位于所述气缸缸体内，并在所述气缸缸体内移动，所述气浮柱塞杆为一包括底部圆柱体及顶部圆柱体的截面呈“凸”形的圆台体结构，所述气浮柱塞杆底部圆柱体的外部开有第一环槽及第二环槽，所述顶部圆柱体的外部沿直径方向开有多个第一通孔，所述多个第一通孔在所述顶部圆柱体的中心位置处相通，所述第一通孔外接气浮柱塞杆气源，所述顶部圆柱体的顶部圆面的外围开有多个气浮孔，所述气浮孔与所述第一通孔相连；

密封圈，所述密封圈套在所述气浮柱塞杆的第一环槽上；

导向环，所述导向环套在所述气浮柱塞杆的第二环槽上；以及

多个螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的第一端与所述气浮柱塞杆相连，第二端与所述气缸缸体相连。

2.如权利要求1所述的复合气浮装置，其特征在于，所述气缸缸体外部的竖直方向开有两个对称的第二扁势面，所述两个对称的第二扁势面上分别开有一第二通孔，所述第二通孔连接所述第二扁势面与所述透空环槽，所述气缸气源接在所述第二通孔处。

3.如权利要求2所述的复合气浮装置，其特征在于，所述气缸气源通过双向速度控制阀接在所述第二通孔处。

4.如权利要求1所述的复合气浮装置，其特征在于，所述气缸缸体的顶部开有一缺口。

5.如权利要求4所述的复合气浮装置，其特征在于，所述多个第一通孔中的一个第一通孔与所述气缸缸体顶部的缺口相对。

6.如权利要求5所述的复合气浮装置，其特征在于，还包括一压环，所述压环为一片状的圆环柱体结构，所述压环上开有一开口，所述压环固定到所述气缸缸体，使得所述压环上的开口与所述气缸缸体顶部的缺口在同一竖直方向上。

7.如权利要求6所述的复合气浮装置，其特征在于，所述螺旋弹簧的第二端通过所述压环与所述气缸缸体相连。

8.如权利要求1所述的复合气浮装置，其特征在于，所述气浮柱塞杆顶部圆柱体的外部开有多个均匀分布的第一扁势面，所述第一通孔开在所述第一扁势面上。

9.如权利要求8所述的复合气浮装置，其特征在于，所述每个第一通孔连接两个气浮孔，所述第一通孔的深度小于所述顶部圆柱体的直径。

10.如权利要求9所述的复合气浮装置，其特征在于，所述第一扁势面的数量为三个，所述第一通孔的数量为三个，所述气浮孔的数量为六个。

11.如权利要求1所述的复合气浮装置，其特征在于，所述第一通孔通过不锈钢快换接头外接所述气浮柱塞杆气源。

12.如权利要求1所述的复合气浮装置，其特征在于，所述气浮柱塞杆的底部设有一减轻孔。

13.如权利要求1所述的复合气浮装置，其特征在于，所述导向环为一薄壁圆环。

14.如权利要求1所述的复合气浮装置，其特征在于，所述密封圈为一圆环结构，其内圈的横截面为多半圆面，外圈的横截面为矩形面，圆环的上端面和下端面由圆弧凹槽面组成。

15.一种利用权利要求1至14中任一项所述的复合气浮装置的硅片台移动装置，其特征在于，包括：

承重平台，所述承重平台上设有三个等高柱、两条导轨以及一连杆副推力结构；

硅片台，所述硅片台的底部设有滚轮副，所述滚轮副在所述导轨上滚动；以及

多个复合气浮装置，所述复合气浮装置固定在所述硅片台的底部，所述复合气浮装置的气浮孔与所述承重平台相对。

16.如权利要求15所述的硅片台移动装置，其特征在于，所述等高柱块的高度比所述复合气浮装置的厚度大1.5mm。

Images