CN205176483U - 一种硅片推顶机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种硅片推顶机构，包括硅片承载单元、升降驱动单元及旋转驱动单元，所述硅片承载单元包括硅片承载板、推顶销、导向限位块、导向限位轴承及拉簧，导向限位块与硅片承载板固定连接，推顶销垂向活动穿设于硅片承载板和导向限位块之间，导向限位轴承固定于推顶销上，拉簧的一端固定于导向限位轴承上，另一端与导向限位块固定连接；升降驱动单元设置于推顶销下方，用于推动推顶销升降；旋转驱动单元与硅片承载板固定连接以驱动硅片承载单元旋转。本实用新型中，升降驱动单元可正常推动推顶销作垂向运动，当升降过程完成，升降驱动单元收缩时，与硅片承载单元脱离接触，使得硅片承载单元旋转时无摩擦，实现硅片的大角度旋转。

Description

一种硅片推顶机构

技术领域

本实用新型涉及半导体光刻设备领域，尤其涉及一种硅片推顶机构。

背景技术

半导体测量技术是推动半导体产业不断向前发展的关键技术之一，半导体测量技术主要是光刻测量技术，光刻测量技术通过测量关键尺寸(CD)和层对准度(Overlay)等关键数据来优化光刻工艺参数，如光照剂量(Dose)、成像焦距(Focus)等，标定掩模误差指数(MEF)，应用光学临近校正(OPC)和分辨力增强技术(RET)等，这些测量技术的运用，经常需要被检测对象大角度的旋转，这就给硅片交接机械手机构带来了难度，现有测量技术中硅片交接装置大体上分为两类，一类是在硅片承载件上开凹槽，另一类是推顶销(PIN)完成硅片交接后，脱离硅片承载件。

其中，第一类，在硅片承载件上开凹槽，虽不存在旋转问题，但硅片传输机械手交接过程中的垂直升降行程受限，如果增加硅片承载件上凹槽的深度，则硅片承载件在垂向上会产生冗余厚度；第二类，硅片交接完毕，推顶销(PIN)与硅片承载件脱离，虽可解决旋转问题，但推顶销(PIN)的行程需要包含硅片承载件的厚度尺寸，而厚度尺寸属冗余行程，另一方面，推顶销(PIN)伸出时存在与硅片承载件撞击的风险，风险的规避需依赖于软件及其操作的可靠性。

因此，如何提供一种既能够解决硅片大角度旋转的问题，同时确保硅片交接精度的硅片推顶机构是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种硅片推顶机构，以解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种硅片推顶机构，包括硅片承载单元、升降驱动单元以及旋转驱动单元，其中，

所述硅片承载单元包括硅片承载板、推顶销、导向限位块、导向限位轴承以及拉簧，

所述导向限位块与所述硅片承载板固定连接，所述推顶销垂向活动穿设于所述硅片承载板和所述导向限位块之间，所述导向限位轴承固定于所述推顶销上，所述拉簧的一端固定于所述导向限位轴承上，另一端与所述导向限位块固定连接；

所述升降驱动单元设置于所述推顶销下方，用于推动所述推顶销升降；

所述旋转驱动单元与所述硅片承载板固定连接以驱动所述硅片承载单元旋转。

较佳地，所述导向限位块包括一垂向定位面和一水平向定位面，所述升降驱动单元收缩时，所述导向限位轴承与垂向定位面以及水平向定位面分别接触；当所述升降驱动单元伸展时，所述导向限位轴承与所述垂向定位面接触。

较佳地，所述推顶销的数量为三个，三个推顶销均匀分布于所述硅片承载板上。

较佳地，所述硅片承载板上与所述推顶销对应的位置处，固定安装有直线轴承，所述推顶销在所述直线轴承内部沿垂向运动。

较佳地，所述升降驱动单元包括基座、导杆气缸以及升降板，所述导杆气缸的固定端固定于所述基座上，所述导杆气缸的活动端与所述升降板固定连接。

较佳地，所述导杆气缸收缩时，所述升降板的上表面与所述推顶销的下表面不接触；所述导杆气缸伸展时，所述升降板推动所述推顶销向上运动。

较佳地，所述旋转驱动单元包括Rz旋转台和连接板，所述Rz旋转台的固定端固定于所述基座上，所述Rz旋转台的活动端固定于所述连接板的下端面；所述连接板的上端面与所述硅片承载板固定连接。

较佳地，所述旋转驱动单元还包括旋转接头动子和旋转接头定子，所述旋转接头定子固定在所述基座上，所述旋转接头动子固定于所述硅片承载板上。

较佳地，所述Rz旋转台的中部设有用于容置所述旋转接头动子和旋转接头定子的通孔。

较佳地，所述导杆气缸与所述基座之间垫有橡胶垫。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种硅片推顶机构具有如下优点：

1、升降驱动单元可正常推动推顶销作垂向运动，当升降过程完成，升降驱动单元收缩时，与硅片承载单元脱离接触，使得硅片承载单元旋转时无摩擦，实现硅片的大角度旋转；

2、升降驱动单元采用导杆气缸进行驱动，相对于现有技术中的电机驱动，成本更低；

3、升降驱动单元与硅片承载单元采用离合方式，硅片承载单元采用选配精密配合，升降驱动单元影响硅片承载单元的不良因素被隔离，保证硅片的交接精度。

附图说明

图1为本实用新型一具体实施方式的硅片推顶机构的结构示意图(收缩状态)；

图2为本实用新型一具体实施方式的硅片推顶机构的结构示意图(伸展状态)；

图3为本实用新型一具体实施方式的硅片推顶机构的俯视图。

图中：110-硅片承载板、120-推顶销、130-导向限位块、140-导向限位轴承、150-拉簧、160-直线轴承；

210-基座、220-导杆气缸、230-升降板；

310-Rz旋转台、320-连接板、330-旋转接头动子、340-旋转接头定子。

具体实施方式

为了更详尽的表述上述实用新型的技术方案，以下列举出具体的实施例来证明技术效果；需要强调的是，这些实施例用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。

本实用新型提供的一种硅片推顶机构，如图1和图2所示，包括硅片承载单元、升降驱动单元以及旋转驱动单元，其中，

所述硅片承载单元包括硅片承载板110、推顶销120、导向限位块130、导向限位轴承140以及拉簧150，

所述导向限位块130与所述硅片承载板110固定连接，所述推顶销120垂向活动穿设于所述硅片承载板110和所述导向限位块130之间，所述导向限位轴承140固定于所述推顶销120上，所述拉簧150的一端固定于所述导向限位轴承140上，另一端与所述导向限位块130固定连接；

所述升降驱动单元设置于所述推顶销120下方，用于推动所述推顶销升降，具体地，在升降驱动单元的初始状态(收缩状态)，所述升降驱动单元与推顶销120不接触；

所述旋转驱动单元与所述硅片承载板110固定连接以驱动所述硅片承载单元旋转。

本实用新型中，升降驱动单元可正常推动推顶销120作垂向运动，当升降过程完成，升降驱动单元收缩时，与硅片承载单元脱离接触，使得硅片承载单元旋转时无摩擦，实现硅片的大角度旋转；另外，本实用新型不会在硅片承载单元上产生冗余厚度，也不存在撞击风险，可靠度更高。

较佳地，请继续参考图1和图2，所述导向限位块130包括一垂向定位面和一水平向定位面，换句话说，所述导向限位块130大体上为L形，能够对所述推顶销120进行两个方向上的导向限位，具体地，当所述升降驱动单元伸展时，也就是推顶销120的升降过程中，所述导向限位轴承140通过所述拉簧150的拉力作用始终与所述垂向定位面接触，确保推顶销120在Rz方向的精度；当所述升降驱动单元收缩时，由于所述推顶销120的重力作用，推顶销120回复至初始位置，即所述导向限位轴承140与垂向定位面以及水平向定位面分别接触，此时，推顶销120的底部与升降板230之间有一定的距离，二者不接触，确保推顶销120随硅片承载板110旋转时，不会与升降板230产生摩擦。

较佳地，请继续参考图1和图2，所述硅片承载板110上与所述推顶销120对应的位置处，固定安装有直线轴承160，所述推顶销120在所述直线轴承160内部沿垂向运动。较佳地，请重点参考图3，所述推顶销120的数量为三个，三个推顶销120均匀分布于所述硅片承载板110上，当然，相对应的，所述导向限位块130、导向限位轴承140、拉簧150以及直线轴承160的数量也均为三个，与所述推顶销120配合使用，具体地，所述推顶销120通过选配，使推顶销120与直线轴承160的配合间隙最小，确保推顶销120的导向精度，且使三个推顶销120的差异最小。

较佳地，请继续参考图1和图2，所述升降驱动单元包括基座210、导杆气缸220以及升降板230，所述导杆气缸220的固定端固定于所述基座210上，所述导杆气缸220的活动端与所述升降板230固定连接，较佳地，所述导杆气缸220收缩时，所述升降板230的上表面与所述推顶销120的下表面不接触；所述导杆气缸220伸展时，所述升降板230推动所述推顶销120向上运动，实现推顶销120正常垂向运动的同时，实现升降驱动单元与硅片承载单元的离合，较佳地，可通过调节导杆气缸220的速度与行程，使导杆气缸220的速度与推顶销120的速度匹配。

较佳地，请继续参考图1和图2，所述旋转驱动单元包括Rz旋转台310和连接板320，所述Rz旋转台310的固定端固定于所述基座210上，所述Rz旋转台310的活动端固定于所述连接板320的下端面；所述连接板320的上端面与所述硅片承载板110固定连接，以驱动硅片承载板110的旋转。较佳地，所述旋转驱动单元还包括旋转接头动子330和旋转接头定子340，所述旋转接头定子340固定在所述基座210上，所述旋转接头动子330固定于所述硅片承载板110上，当旋转驱动单元带动硅片承载板110旋转时，确保升降驱动单元和硅片承载板110的相对位置不变。

较佳地，所述Rz旋转台310的中部设有用于容置所述旋转接头动子330和旋转接头定子340的通孔(未图示)，所述通孔的直径为75mm。

较佳地，所述导杆气缸220与所述基座210之间垫有橡胶垫(未图示)，起到减震效果。

综上所述，本实用新型提供的一种硅片推顶机构，包括硅片承载单元、升降驱动单元以及旋转驱动单元，其中，所述硅片承载单元包括硅片承载板110、推顶销120、导向限位块130、导向限位轴承140以及拉簧150，所述导向限位块130与所述硅片承载板110固定连接，所述推顶销120垂向活动穿设于所述硅片承载板110和所述导向限位块130之间，所述导向限位轴承140固定于所述推顶销120上，所述拉簧150的一端固定于所述导向限位轴承140上，另一端与所述导向限位块130固定连接；所述升降驱动单元设置于所述推顶销120下方，用于推动所述推顶销升降；所述旋转驱动单元与所述硅片承载板110固定连接以驱动所述硅片承载单元旋转。本实用新型中，升降驱动单元可正常推动推顶销120作垂向运动，当升降过程完成，升降驱动单元收缩时，与硅片承载单元脱离接触，使得硅片承载单元旋转时无摩擦，实现硅片的大角度旋转。

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括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种硅片推顶机构，其特征在于，包括硅片承载单元、升降驱动单元以及旋转驱动单元，其中，

所述硅片承载单元包括硅片承载板、推顶销、导向限位块、导向限位轴承以及拉簧，

所述导向限位块与所述硅片承载板固定连接，所述推顶销垂向活动穿设于所述硅片承载板和所述导向限位块之间，所述导向限位轴承固定于所述推顶销上，所述拉簧的一端固定于所述导向限位轴承上，另一端与所述导向限位块固定连接；

所述升降驱动单元设置于所述推顶销下方，用于推动所述推顶销升降；

所述旋转驱动单元与所述硅片承载板固定连接以驱动所述硅片承载单元旋转。

2.如权利要求1所述的硅片推顶机构，其特征在于，所述导向限位块包括一垂向定位面和一水平向定位面，所述升降驱动单元收缩时，所述导向限位轴承与垂向定位面以及水平向定位面分别接触；当所述升降驱动单元伸展时，所述导向限位轴承与所述垂向定位面接触。

3.如权利要求1所述的硅片推顶机构，其特征在于，所述推顶销的数量为三个，三个推顶销均匀分布于所述硅片承载板上。

4.如权利要求3所述的硅片推顶机构，其特征在于，所述硅片承载板上与所述推顶销对应的位置处，固定安装有直线轴承，所述推顶销在所述直线轴承内部沿垂向运动。

5.如权利要求1所述的硅片推顶机构，其特征在于，所述升降驱动单元包括基座、导杆气缸以及升降板，所述导杆气缸的固定端固定于所述基座上，所述导杆气缸的活动端与所述升降板固定连接。

6.如权利要求5所述的硅片推顶机构，其特征在于，所述导杆气缸收缩时，所述升降板的上表面与所述推顶销的下表面不接触；所述导杆气缸伸展时，所述升降板推动所述推顶销向上运动。

7.如权利要求5所述的硅片推顶机构，其特征在于，所述旋转驱动单元包括Rz旋转台和连接板，所述Rz旋转台的固定端固定于所述基座上，所述Rz旋转台的活动端固定于所述连接板的下端面；所述连接板的上端面与所述硅片承载板固定连接。

8.如权利要求7所述的硅片推顶机构，其特征在于，所述旋转驱动单元还包括旋转接头动子和旋转接头定子，所述旋转接头定子固定在所述基座上，所述旋转接头动子固定于所述硅片承载板上。

9.如权利要求8所述的硅片推顶机构，其特征在于，所述Rz旋转台的中部设有用于容置所述旋转接头动子和旋转接头定子的通孔。

10.如权利要求5所述的硅片推顶机构，其特征在于，所述导杆气缸与所述基座之间垫有橡胶垫。