[发明专利]一种硅片直线交换装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻设备领域，尤其涉及一种硅片直线交换装置及方法。

背景技术

硅片传输系统应用于光刻设备等众多半导体设备中，作为这些设备对外的物料接口，进行物料的预处理，它必须是可靠并且高效的，并能够提供一定的物料传输精度，就是指硅片传输系统可以将物料以指定的姿态保持一定的精度传送给工作台，这样可以大大减少工作台在对准系统下寻找硅片参考标记的时间，更甚的是在传输完成上片后，对准系统不用通过工作台运动扫描标记，直接就可以捕获标记，大大提高了此类设备的工作效率，提高了产率，节约成本。

一般而言传输系统设计时会内置预对准设备，对硅片的偏心和偏向进行纠正，但是这个重复精度很难在物料被传送给工作台后保持，有两个重要因素，其一是工作台处于机器的减震框架内，而传输系统通常处于减震框架外，减震器的漂移使得工作台和传输系统以一定的频率相对运动，其二是预对准后的硅片通常是由机械臂负责向工作台传送的，一般的机械臂都是使用商用的机器人，但是精度很低，一般只能达到100um，这样就使得预对准后的硅片在被机器人传输给工作台后引入一个较大的定位偏差。

对于前者一般通过设置二次预对准装置由工作台在交接时动态补偿，但是对于后者设计单自由度可以双向同时运动的机械臂（即硅片直线交换装置）来解决。

目前，硅片直线交换装置多采用单机械臂分步骤先后完成放片和取片的动作，或采用双机械臂交错完成放片和取片的动作，不能达到同时动作，工作效率较低，还有一部分采用十字导轨的光刻机硅片交换装置能够达到两个机械臂同时动作，但占用空间过大，需要的驱动装置也较大，装置的精度也较低。

因此，如何提供一种能够提高硅片直线交换的工作效率且精度高的硅片直线交换装置及方法是本领域工作人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅片直线交换装置及方法，以解决现有硅片直线交换装置工作效率低、精度低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种硅片直线交换装置，用于在工作台和外部装置之间传输物料，其特征在于，包括导轨；设置于所述导轨之上的第一滑块、第二滑块，所述第一、第二滑块能够沿所述导轨作交错往复运动；第一机械臂，所述第一机械臂通过机械臂转接件连接所述第一滑块；以及第二机械臂，所述第二机械臂连接所述第二滑块，所述第一机械臂、第二机械臂处于两个不同的相互平行的运动平面。

较佳地，所述第一、第二滑块上分别设有驱动机构，所述驱动机构为直线电机。

较佳地，所述硅片直线交换装置还包括一用于防止所述第一、第二机械臂在运动过程中产生的颗粒物质向外扩散的密封单元。

较佳地，所述密封单元包括密封单元基架，所述密封单元基架上沿所述第一、第二机械臂运动方向设有两条形槽，所述第一、第二机械臂穿设于所述条形槽中沿条形槽运动；磁性密封吸条，安装于所述密封单元基架面向所述导轨一侧；两块密封导块，分别连接所述第一机械臂、第二机械臂，且紧贴所述磁性密封吸条，所述密封导块设有凹槽，所述第一机械臂、第二机械臂设有与所述凹槽相配合的通孔；密封片，从所述密封导块的凹槽与对应机械臂上的通孔中穿过并吸附于所述磁性密封吸条上；所述第一机械臂、第二机械臂带动所述密封导块在所述磁性密封吸条和所述密封片之间移动，并保持所述密封导块两侧的密封片始终吸附于所述磁性密封吸条。

较佳地，所述密封片为厚度0.1mm~0.3mm的金属片。

较佳地，所述密封片和所述密封导块之间还设有聚氨酯密封垫。

较佳地，所述密封单元还包括下密封板，所述下密封板连接于所述密封单元基架，位于所述导轨之下。

较佳地，所述硅片直线交换装置还包括RZ向调节单元，所述RZ向调节单元包括定位销、基座、两组推移螺钉，所述定位销将所述直线交换装置的主体定位于所述基座上，所述推移螺钉设于所述基座，一端抵持所述直线交换装置的主体使其绕所述定位销的中心轴转动。

较佳地，所述硅片直线交换装置还包括RX、RY、Z向调整结构，所述RX、RY、Z向调整结构由三组螺纹调整结构组成。

较佳地，所述第一、第二机械臂采用片叉设计，且分别设有一对具有真空吸附腔的陶瓷吸盘。

较佳地，所述硅片直线交换装置的内部走线采用拖链结构。

本发明还提供了一种硅片直线交换方法，采用如上所述的硅片直线交换装置，工作流程如下：

第一步第一机械臂、第二机械臂都在卸片工位；

第二步第一机械臂运动到取片工位，从外部装置取片；