[发明专利]一种硅片边缘保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种硅片边缘保护装置。

背景技术

光刻装置主要用于集成电路IC或其他微型器件的制造。通过光刻装置，可将掩膜图形成像于涂覆有光刻胶的硅片。光刻装置通过投影物镜曝光，将设计的掩模图形转移到光刻胶上，而作为光刻装置的核心元件，硅片边缘保护对实现负胶工艺曝光过程硅片边缘保护功能有重要的影响。

光刻胶，也称光致抗蚀剂(简称抗蚀剂)或光敏胶，也有地区称光阻或光阻剂，可分为正光刻胶(简称正胶)和负光刻胶(简称负胶)两类。将光刻胶涂覆于硅片上，曝光后，曝光部分被显影剂溶解的光刻胶称为正光刻胶，非曝光部分被显影液溶解的光刻胶称为负光刻胶。硅片边缘保护装置就是为负胶光刻工艺而产生的一种装置。

现有技术中的硅片边缘保护装置是利用保护环遮挡硅片边缘，保护硅片边缘在曝光过程中不会被曝光，所述保护环是一种中央部分镂空，边缘为实体的遮光屏蔽物件。这种硅片边缘保护装置包括保护环机械传送机构和控制模块，当光刻设备的工件台携带硅片运动至硅片边缘保护装置正下方交接保护环位置时，控制模块控制保护环机械传送机构将保护环传送到工件台上或者从工件台上取回保护环。请参考图3b和4b，现有技术中这种硅片边缘保护装置不设置调速装置，控制装置直接输出开关信号至气源的开关阀，通过开关阀调控气体压力，然后控制保护环机械传送机构垂直方向气缸运动，保护环机械传送机构向下运动过程中，先加速运动至V1，加速运动至一定程度后一直速度保持V1匀速运动，当保护环机械传送机构与光刻设备中携带硅片的工作台碰撞时，硅片边缘保护装置的运动速度较大，二者之间的冲击力较大，会破坏工作台和硅片。

因此，为了防止破坏工作台和硅片，在光刻装置狭窄空间中，硅片边缘保护装置的安全性和可靠性要求很高，特别是在调试过程中时，如果工件台和硅片边缘保护装置的相对位置不正确，硅片边缘保护装置与工件台相撞，硅片边缘保护装置瞬间强烈冲击工件台，请参考图6b，碰撞产生强烈的振动信号，瞬间强烈的冲击会对工件台的结构和性能造成永久性破坏；并振动或者直接压碎硅片。通过减小硅片边缘保护装置垂直方向的速度可以减小硅片边缘保护装置对工件台和硅片的冲击，但是会导致生产效率下降。

现有技术中还提供一种硅片边缘保护装置，通过一个动力源来完成多个径向同步力，使一种直线位移转化为多个等分径向位移，从而实现保护环的交换，需要动力源少，同步性高。但是这种硅片边缘保护装置在工作过程中，发生碰撞时，无法对工件台保护，存在安全隐患。

发明内容

为了提高安全性能，保护工作台和硅片，本发明提供一种硅片边缘保护装置。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种硅片边缘保护装置，包括：水平运动机构；垂直运动机构；调速装置，用于调节所述垂直运动机构的运行速度；柔性防撞机构，用于连接所述水平运动机构和所述垂直运动机构；控制装置，所述控制装置与所述调速装置信号连接，发出控制信号至调速装置，控制所述垂直运动机构的运动。

作为优选，还包括碰撞信号检测及保护机构，用于检测所述水平运动机构相对于所述垂直运动机构的振动信号，并根据振动信号发出报警信号和保护信号；所述碰撞信号检测及保护机构与所述控制装置信号连接，所述控制装置接收报警信号和保护信号，根据报警信号和保护信号，发出控制信号至调速装置，控制所述垂直运动机构的运动。

作为优选，所述水平运动机构包括：固定盘；三偏心凸轮盘，所述三偏心凸轮盘通过轴承固定在所述固定盘上方，所述三偏心凸轮盘上均匀设置若干个偏心槽；水平方向气缸，所述水平方向气缸一端与所述固定盘连接，另一端与所述三偏心凸轮连接；凸轮随动器，所述凸轮随动器设置在所述三偏心凸轮盘的偏心槽内；保护爪，所述保护爪嵌在所述固定盘中，所述保护爪一端与所述凸轮随动器固定连接，另一端用于抓取或释放保护环。

作为优选，所述水平方向气缸通过第一铰轴与所述固定盘连接，通过第二铰轴与所述三偏心凸轮连接。

作为优选，所述垂直运动机构上端固定连接有垂直方向固定组件，所述垂直运动机构下端通过转接板组件与所述柔性防撞机构连接。

作为优选，所述垂直运动机构是垂直方向气缸。

作为优选，所述调速装置是设置在气源上的伺服阀。

作为优选，所述柔性防撞机构包括柔性片和用于对所述柔性片限位的限位机构，所述柔性片与所述垂直运动机构连接，所述柔性片与所述水平运动机构固定连接。

作为优选，所述柔性片通过转接板组件与所述垂直运动机构连接。