[发明专利]一种抓手自锁的硅片边缘保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造装备技术领域，特别地，涉及一种用于光刻机的抓手自锁的硅片边缘保护装置。 

背景技术

硅片边缘保护装置是集成电路制造技术领域中，为提高硅片生产效率，对负胶工艺硅片曝光加工制造的同时对硅片边缘进行保护的一种装置，是实现硅片曝光及边缘保护同步进行的必备装置，装于曝光设备（光刻机）内部。需具有快速、准确地抓取边缘保护环的功能，并完成放置边缘保护环于硅片上部、抓取边缘保护环离开硅片的一系列自动化工作。 

因边缘保护环较薄，与硅片的各向间隙很小,放置、抓取硅片边缘保护环的位置的准确性、抓爪运动的同步性、定心性是实现边缘保护的关键，其运动精度、工作效率及其可靠性直接影响着硅片制造的质量、生产率及硅片的报废率。还间接影响着光刻机整机的性能及安全。因此，如何提高效率、提高可靠性成为边缘保护装置亟待解决的问题。 

中国专利200910055394.X公开的一种硅片边缘保护方法与装置及中国专利201010102423.6公开的硅片边缘保护装置及其应用方法，所提及的边缘保护装置，存在下列缺点： 

1. 两专利中提及的三偏心联动凸轮机构，是实现保护环抓取功能机构，其结构复杂，特别是不连续的偏心圆弧的槽工艺性差，制造误差大，装调繁琐，使得抓爪的自定心性差。易造成保护环与硅片不同心，进而造成硅片报废。

2. 三偏心联动凸轮机构的凸轮端面定位于滚子上，摩擦小，如遇突然断气，由于结构自身重力的偏置，凸轮有产生自转的可能，造成抓爪松开保护环脱落，有损坏硅片和光刻机工件台的潜在风险。 

3. 抓爪只能抓取一种规格的保护环，适应性差，且抓爪为刚性夹紧，容易造成保护环变形，降低硅片质量。 

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提出一种抓手自锁的硅片边缘保护装置，包括伺服电机、减速机构、垂向运动机构以及抓手装置，其特征在于：所述抓手装置包括一向下的锥面凸轮以及紧贴锥面凸轮的推杆，所述抓手装置在垂向运动的过程中，所述锥面凸轮的锥面通过推杆推动杠杆带动抓爪打开、合拢。 

优选地，所述推杆还包括连接并作用于所述推杆的压簧及拉簧，通过调节所述压簧和拉簧的压力来调节抓手装置的夹紧力。 

优选地，所述推杆为均布在圆周上的三个推杆。 

优选地，所述抓手装置还包括与锥面凸轮联为一体的活塞杆，当压缩空气驱动活塞杆向上运动，带动锥面凸轮向上运动，推杆随着锥面向内运动，推动杠杆带动抓爪外旋；当压缩空气驱动活塞杆向下运动，带动锥面凸轮向下运动，推杆随着锥面向外运动，推动杠杆带动抓爪内旋。 

优选地，当所述抓手装置处于夹持边缘保护环的状态时，如遇突然断气，锥面凸轮在推杆推力及重力的作用下处于平衡，保持原位不动，使杠杆仍然处于当前位置保持不动。 

本发明提出的抓手自锁的硅片边缘保护装置，与现有技术相比具有如下优点： 

1. 采用锥面凸轮传动抓爪动作，结构简单，工艺性好，加工制造容易，自定心性好。

2. 抓手装置结构为重力自封闭型，具有自锁功能，克服了由于突然断气有可能抓爪松开，造成损坏硅片的潜在危险因素。 

3.  抓爪可替换，适应性强。同时抓爪采用弹性阻尼夹紧保护环，消除了保护环夹紧变形。 

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1为本发明硅片边缘保护装置保护环交接结构示意图； 

图2为本发明硅片边缘保护装置中抓手装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。 

如图1所示，本发明抓手自锁的硅片边缘保护装置，由伺服电机1、减速机构2、垂向运动机构3及抓手装置4组成。伺服电机1由控制系统控制，通过减速机构2，带动垂向运动机构3，将电机的旋转运动变为直线运动，从而携带抓手装置4运动到预定的交接位置，进行放置边缘保护环于硅片上部、抓取边缘保护环离开硅片的一系列自动化工作。 

本发明抓手自锁的硅片边缘保护装置的抓手装置4如图2所示，主要由缸体401、活塞杆402、缸盖403、锥面凸轮404、推杆405、压簧406、拉簧407、体壳408、杠杆409、抓爪410、销轴411及压盖412等组成。