CN118938612B - 高精度滑台组件及光刻机工作台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高精度滑台组件及光刻机工作台，高精度滑台组件包括基座、滑台、滑台驱动部以及调节部；所述滑台用于承载晶圆载台；基座设有直线导轨，滑台安装于直线导轨，滑台驱动部连接于滑台以驱动滑台沿直线导轨运动。调节部的第一端连接于滑台驱动部，调节部的第二端转动连接于滑台的一端，调节部能够在滑台驱动部的驱动下绕滑台的一端朝靠近基座或者远离基座的方向转动。能够避免滑台在运动过程中发生轻微抖动和摩擦，提高了滑台静态性能和滑台组件的使用寿命。

Description

高精度滑台组件及光刻机工作台

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，尤其是涉及一种高精度滑台组件及光刻机工作台。

背景技术

在目前的半导体设备中，有诸多需要调节的零部件，同时，零部件在调整好后要求具有静态稳定的性能，现有技术中，可以将需要调整的部件直接安装在滚珠丝杆直线模组的滑台上，通常滑台会采用刚性连接的固定方式，例如丝杆螺母刚性连接，滑台与直线电机驱动滚珠丝杆带动滑台在直线导轨的约束下进行直线运动。然而，由于滚珠丝杆与直线导轨两者存在平行度公差，直线导轨、滚珠丝杆、滑台三者就会产生与运动方向不平行的相互作用分力，影响滑台的静态稳定性能，同时，会加剧导轨和滚珠丝杆的机械磨损，影响设备使用寿命。

可见，现有技术存在滑台静态性能不佳且设备机械磨损严重的问题。

发明内容

本发明提供了一种高精度滑台组件及光刻机工作台，解决了现有技术中存在的滑台静态性能不佳且设备机械磨损严重的问题。

本发明提供了一种高精度滑台组件，包括基座、滑台、滑台驱动部以及调节部；滑台用于承载晶圆载台；基座设有直线导轨，滑台安装于直线导轨，滑台驱动部连接于滑台以驱动滑台沿直线导轨运动；

调节部的第一端连接于滑台驱动部，调节部的第二端转动连接于滑台的一端，调节部能够在滑台驱动部的驱动下绕滑台的一端朝靠近基座或者远离基座的方向转动。

本发明中，设置于滑台驱动部和滑台之间的调节部，能够在滑台被滑台驱动部驱动时，绕滑台一端转动，通过该转动将滑台驱动部因平行度公差（例如安装误差）产生的不平行于滑台运动方向的分力吸收掉，进而只将平行于滑台运动方向的力传递给滑台，从而保证滑台受到的驱动力始终平行于运动运动方向（或可理解为与运动方向一致），避免了滑台在运动过程中发生轻微抖动和摩擦，提高了滑台静态性能和滑台组件的使用寿命。

可选的，调节部绕滑台的一端转动的转动轴与滑台的运动方向垂直且位于同一平面。

可选的，滑台驱动部包括滚珠丝杆和丝杆螺母，调节部包括本体、转轴和轴承；本体的一端连接于丝杆螺母，轴承安装于滑台，本体远离丝杆螺母的一端的通过转轴转动连接于轴承。

本发明实施例的高精度滑台组件采用转轴和轴承的方式实现调节部的转动，具有结构简单，且成本低廉的优点。

可选的，滑台上设有第一安装孔和第二安装孔，第一安装孔和第二安装孔关于滚珠丝杆对称设置；转轴包括第一转轴和第二转轴，轴承包括第一轴承和第二轴承；第一轴承安装于第一安装孔，第二轴承安装于第二安装孔；第一转轴和第二转轴对称设于本体的两侧且分别安装于第一轴承和第二轴承。

本发明实施例的高精度滑台组件通过对称设置的第一转轴、第二转轴、第一轴承以及第二轴承，相较于单侧设置或者居中设置的方案，力的传递更加平衡，且能够一定程度避免安装位置不佳所造成的误差，能够进一步提高滑台的静态性能。

可选的，直线导轨包括平行设置的第一导轨和第二导轨，第一安装孔位于第一导轨和滚珠丝杆之间，第二安装孔位于第二导轨和滚珠丝杆之间。

本发明实施例的高精度滑台组件将第一安装孔和第二安装孔设于导轨和滚珠丝杆之间，或可理解为第一安装孔和第二安装孔位于两个导轨的内侧，能够使得整个滑台组件结构更加紧凑，避免调节部与其他设备产生干涉进而影响滑台的静态性能。

可选的，第一转轴和第二转轴均为塞打螺丝。

可选的，滑台的底部设有滑块，滑块安装于直线导轨且滑块的尺寸匹配于直线导轨，以使得滑台沿直线导轨运时，滑块贴合于直线导轨的侧壁。

本发明实施例通过尺寸匹配的直线导轨和滑块，能够使得滑台在沿直线导轨运动时与直线导轨的侧壁贴合，从而避免在运动过程中发生水平方向上的非直线偏移，进一步提高了滑台的静态稳定性。

可选的，调节部的本体朝向所述滑台驱动部的一侧设有安装槽，滑台驱动部的所述丝杆螺母安装于安装槽内。

本发明还提供了一种光刻机工作台，包括上述各实施例及可能的实施方式中所涉及的高精度滑台组件。

附图说明

图1为本发明实施例高精度滑台组件的立体结构示意图；

图2为本发明实施例高精度滑台组件的侧视结构示意图；

图3为本发明实施例精度滑台组件的局部剖视结构示意图。

附图标记说明：

1：高精度滑台组件；

11：基座；110：直线导轨；1101：第一导轨；1102：第二导轨；

12：滑台；120：滑块；121：第一安装孔；122：第二安装孔；

131：滚珠丝杆；132：丝杆螺母；

14：调节部；141：本体；1410：安装槽；1421：第一转轴；1422：第二转轴；1431：第一轴承；1432：第二轴承。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

光刻是通过化学反应，将光刻板上的图形转移到光刻胶上，再经蚀刻将光刻胶上的图形转移到硅表面的薄膜上。光刻要求硅片表面上存在的图案与掩膜版上的图形准确对准，精确度要求极高，误差在微米甚至纳米级，因此对于承载硅片、晶圆基材的设备要求具有极高的静态稳定性。

请参见图1~图3，本发明提供了一种高精度滑台组件1，包括基座11、滑台12、滑台驱动部（例如滚珠丝杆131和丝杆螺母132）以及调节部14。滑台12用于承载晶圆载台（具体的，滑台12用于改变楔形块高度，以此来调节晶圆载台高度）。基座11设有直线导轨110，滑台12安装于直线导轨110，滑台驱动部（例如滚珠丝杆131和丝杆螺母132）连接于滑台12以驱动滑台12沿直线导轨运动。

调节部14的第一端连接于滑台驱动部，具体的，可例如连接于丝杆螺母132，调节部14的第二端转动连接于滑台12的一端，调节部14能够在滑台驱动部的驱动下绕滑台12的一端朝靠近基座11或者远离基座11的方向转动。

采用上述方案，本发明的调节部14能够在滑台12被滑台驱动部驱动时，绕滑台12一端转动，通过该转动将滑台驱动部因平行度公差（例如安装误差）产生的不平行于滑台12运动方向的分力吸收掉，或可理解为将该不平行于滑台12运动方向的分力转移至调节部14，进而只将平行于滑台12运动方向的力传递给滑台12，从而保证滑台12受到的驱动力始终平行于运动运动方向（或可理解为始终与运动方向一致），避免了滑台12在运动过程中发生轻微抖动和摩擦，提高了滑台12静态性能和滑台组件的使用寿命。

进一步的，相较于现有技术为避免安装误差须采用高精材料，耗时耗力多次检验校准却仍难以避免误差存在的技术方案，本发明通过增加一个简单的可旋转中间结构作为调节部将安装误差造成的分力吸收（或可理解为转移），具有设计简易精巧，成本低廉，便于安装的优点。

其中，滑台驱动部可以是上述举例中的滚珠丝杆131和丝杆螺母132，其他可替代的实施方式中，也可以是齿轮齿条等等能够将电机驱动转化为直线运动的机构，进而，上述安装误差可理解为，滚珠丝杆131或者齿条的安装误差，具体例如滚珠丝杆131与直线导轨110在竖直方向上出现夹角，形成平行度公差。

具体的，请参见图2，图2中的M表示滑台12的运动方向，N表示调节部14对滑台的作用力，P表示滑台驱动部（例如滚珠丝杆131和丝杆螺母132）对调节部14的作用力，其中滚珠丝杆131安装存在误差，与滑台12的运动方向M有一定的夹角。本申请实施例可通过调节部14作为一个力传递的中间件，在滑台12运动过程中绕滑台12的一端转动，将不平行于滑台12运动方向的力吸收掉，使得滑台12只受到一个和滑台12运动方向M相同方向的力。

一个实施方式中，调节部14绕滑台12一端转动的转动轴与滑台12的运动方向垂直且位于同一平面，一个实施方式中，滑台12的运动方向与其长度方向一致，滑台12的宽度方向垂直于其长度方向，调节部14的转动轴可以是平行于滑台12的宽度方向的，或者，沿滑台12的宽度方向设置。其他可替代的实施方式中，转动轴的方向也可以是其他方向，只要调节部14的一端连接于滑台12，且能够在滑台驱动部的驱动下，绕滑台12朝靠近或者远离基座运动（或可理解为朝向滑台12的上表面运动或者朝向滑台12的下表面运动），就能够将滑台驱动部施加给滑台12的驱动力中与运动方向不平行的力吸收，就不脱离本发明实施例的范围。

一个实施方式中，如图1所示，滑台12的底部设有滑块120，滑块120安装于直线导轨110且滑块120的尺寸匹配于直线导轨110，以使得滑台12沿直线导轨110运时，滑块120贴合于直线导轨110的侧壁。一个实施方式中，直线导轨110呈条形结构，滑块120呈U形结构，其卡接于直线导轨110的外壁，其他可替代的实施方式中，直线导轨110呈U形结构，滑块120呈条形结构，其卡接于直线导轨110的内壁。

采用上述结构，本发明实施例通过尺寸匹配的直线导轨110和滑块120，能够使得滑台12在沿直线导轨110运动时与直线导轨110的侧壁贴合，从而避免在运动过程中发生水平方向上的非直线偏移，进一步提高了滑台的静态稳定性。

进一步的，一个实施方式中，请参见图1和图3，调节部14包括本体141、转轴（例如第一转轴1421和第二转轴1422）和轴承（例如第一轴承1431和第二轴承1432）。本体141的一端连接于丝杆螺母132，轴承（例如第一轴承1431和第二轴承1432）安装于滑台12，本体远141离丝杆螺母132的一端的通过转轴（例如第一轴承1431和第二轴承1432）转动连接于轴承（例如第一轴承1431和第二轴承1432）。

本发明实施例的高精度滑台组件1采用转轴和轴承的方式实现调节部14的转动，具结构简单，且成本低廉的优点。

进一步的，请参见图3，滑台12上设有第一安装孔121和第二安装孔122，第一安装孔121和第二安装孔122关于滚珠丝杆131对称设置。第一轴承1431安装于第一安装孔121，第二轴承1432安装于第二安装孔122。第一转轴1421和第二转轴1422对称设于本体141的两侧且分别安装于第一轴承1431和第二轴承1432。

一个实施方式中，第一转轴1421和第二转轴1422均为塞打螺丝，起到安装固定作用的同时复用为转轴，其他可替代的实施方式中，也可以是采用其他连接件。

本领域技术人员可以理解的是，转轴和轴承的数量也可以是一个，其安装位置可以是位于本体141或滑台12的中间位置处的。

上述实施例中，采用对称设置的第一转轴1421、第二转轴1422、第一轴承1431以及第二轴承1432，相较于单侧设置或者居中设置的方案，力的传递更加平衡，且能够一定程度避免安装位置不佳所造成的误差，能够进一步提高滑台的静态性能。

一个实施方式中，如图1所示，调节部的本体141朝向所述滑台驱动部的一侧，或可理解为背离滑台12的一侧设有安装槽1410，滑台驱动部的所述丝杆螺母132安装于安装槽1410内。该安装槽1410的形状不限，例如可以是圆形槽，也可以是多边形槽，只要能够容纳且安装丝杆螺母132，就不脱离本发明实施例的范围。

进一步的，一个实施方式中，直线导轨110包括平行设置于基座11表面的第一导轨1101和第二导轨1102，滑台12上的第一安装孔121位于第一导轨1101和滚珠丝杆131之间，第二安装孔122位于第二导轨1102和滚珠丝杆131之间。或可理解为：第一安装孔121和第二安装孔122位于第一导轨1101和第二导轨1102的内侧，这样的结构能够使得整个滑台组件结构更加紧凑，避免调节部14与其他设备产生干涉进而影响滑台的静态性能。

一个实施方式中，上述第一导轨1101和第二导轨1102可以是通过螺丝安装固定于基座11表面的，其他可替代的实施方式中，第一导轨1101和第二导轨1102也可以是一体成型于基座11表面的。

本发明还提供了一种光刻机工作平台，包括上述各实施例及可能的实施方式中所涉及的高精度滑台组件1。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高精度滑台组件，其特征在于，包括基座、滑台、滑台驱动部以及调节部；所述滑台用于承载晶圆载台；所述基座设有直线导轨，所述滑台安装于所述直线导轨，所述滑台驱动部连接于所述滑台以驱动所述滑台沿所述直线导轨运动；

所述调节部的第一端连接于所述滑台驱动部，所述调节部的第二端转动连接于所述滑台的一端，所述调节部能够在所述滑台驱动部的驱动下绕所述滑台的一端朝靠近所述基座或者远离所述基座的方向转动；

所述调节部绕所述滑台的一端转动的转动轴与所述滑台的运动方向垂直且位于同一平面；

所述滑台驱动部包括滚珠丝杆和丝杆螺母，所述调节部包括本体、转轴和轴承；

所述本体的一端连接于所述丝杆螺母，所述轴承安装于所述滑台，所述本体远离所述丝杆螺母的一端的通过所述转轴转动连接于所述轴承。

2.根据权利要求1所述的高精度滑台组件，其特征在于，所述滑台上设有第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔和所述第二安装孔关于所述滚珠丝杆对称设置；所述转轴包括第一转轴和第二转轴，所述轴承包括第一轴承和第二轴承；所述第一轴承安装于所述第一安装孔，所述第二轴承安装于所述第二安装孔；所述第一转轴和所述第二转轴对称设于所述本体的两侧且分别安装于所述第一轴承和所述第二轴承。

3.根据权利要求2所述的高精度滑台组件，其特征在于，所述直线导轨包括平行设置的第一导轨和第二导轨，所述第一安装孔位于所述第一导轨和所述滚珠丝杆之间，所述第二安装孔位于所述第二导轨和所述滚珠丝杆之间。

4.根据权利要求2所述的高精度滑台组件，其特征在于，所述第一转轴和所述第二转轴均为塞打螺丝。

5.根据权利要求1所述的高精度滑台组件，其特征在于，所述滑台的底部设有滑块，所述滑块安装于所述直线导轨且所述滑块的尺寸匹配于所述直线导轨，以使得所述滑台沿所述直线导轨运时，所述滑块贴合于所述直线导轨的侧壁。

6.根据权利要求1所述的高精度滑台组件，其特征在于，所述调节部的所述本体朝向所述滑台驱动部的一侧设有安装槽，所述滑台驱动部的所述丝杆螺母安装于所述安装槽内。

7.一种光刻机工作台，其特征在于，包括权利要求1~6任一项所述的高精度滑台组件。