一种运动模组及方法技术

本发明专利技术提出了一种垂向运动模组及方法，可实现载动工件沿垂直方向运动。使用音圈电机带动支撑组件运动，同时结合至少一个气浮轴套组件引导其沿垂直方向运动，提高了整个垂向运动模组洁净度，避免定期维护，降低了维护成本。本发明专利技术中的音圈电机、至少一个气浮轴套组件以及制动组件均固定在固定组件上，使整个模组结构简单，体积较小。控制组件限制支撑组件的运动行程，并对工件的位置及运动速度进行控制，增加模组运动精度，保证工作效率。当工件到达其预定工位时、音圈电机无法制动时或者出现断电情况时，本发明专利技术使用制动组件控制支撑组件沿垂直方向的位移，解决了垂向运动模组位置无法保持的问题。

A Kind of Motion Module and Method

The invention provides a vertical motion module and a method, which can realize the movement of the loaded workpiece along the vertical direction. The voice coil motor is used to drive the support component to move, and at least one air bearing sleeve component is used to guide it to move along the vertical direction, which improves the cleanliness of the whole vertical motion module, avoids regular maintenance and reduces the maintenance cost. The voice coil motor, at least one air bearing sleeve assembly and brake assembly in the invention are fixed on the fixed assembly, so that the whole module has simple structure and small volume. The control component restricts the movement distance of the support component, and controls the position and speed of the workpiece, so as to increase the accuracy of the module movement and ensure the work efficiency. When the workpiece reaches its predetermined position, when the voice coil motor cannot be braked or when power failure occurs, the brake component is used to control the displacement of the support component along the vertical direction, thus solving the problem that the position of the vertical motion module cannot be maintained.

【技术实现步骤摘要】
一种运动模组及方法
本专利技术涉及一种垂向运动模组及方法，尤其是一种低成本，高洁净度，免维护的垂向运动模组及载动工件沿垂直方向运动的方法。
技术介绍
目前，较多的垂向运动模组由旋转电机作为驱动动力，丝杠作为传动部分，导轨作为运动导向，带动下楔形块水平运动；水平运动的下楔形块会带动上楔形块垂直运动，最终带动工件垂向运动。上述结构较为复杂，包含零件较多。而且由于光刻机整机空间约束，垂向运动模组的体积要求较小，该复杂的机构必然会导致空间要求较大，与光刻机设备要求相悖。且使用了旋转电机、丝杠、丝杠配合的导轨、轴承座、上下楔形块相对运动于导轨，这些相对运动会产生相对摩擦，必将产生颗粒；再加上丝杠、导轨、轴承处润滑脂的挥发，最终会影响模组的洁净度，因此，需要定期维护，定期更换润滑脂，在实际使用中，垂向运动模组会安装在一些工件的下面，模组的维护所需空间被安装在模组上面的模组遮挡，因此较难维护。行业内另一种专用于垂向运动的模组方案是采用音圈电机+交叉滚柱导轨或滚珠导轨的方式，缺少运动制动和断电工况下垂向运动模组的位置保持功能，最终可能会损坏工件，例如硅片或掩模版等物料。基于上述问题，本专利技术提出一种低成本，高洁净度，免维护，并且具有在运动制动和断电工况下工件位置保持功能的垂向运动模组，以及一种载动工件沿垂直方向运动的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种垂向运动模组及载动工件沿垂直方向运动的方法。为了达到上述目的，本专利技术一方面提供了一种垂向运动模组，用于载动一工件沿第一方向运动，所述第一方向垂直于所述工件所在的平面；所述垂向运动模组包括支撑组件、固定组件、驱动组件、至少一个导向组件以及制动组件；所述驱动组件连接于所述固定组件与所述支撑组件之间，以驱动所述支撑组件相对于所述固定组件运动；每个导向组件均与所述固定组件及支撑组件连接，用以确保所述支撑组件相对于所述固定组件沿第一方向运动；所述制动组件分别连接于所述固定组件和支撑组件，用于固定所述支撑组件相对于所述固定组件沿第一方向的位置。可选的，在上述垂向运动模组中，所述支撑组件至少包括一支撑顶板及一支撑侧板；所述固定组件至少包括一固定底板及一固定侧板，所述支撑侧板所在的平面与所述固定侧板所在的平面平行。可选的，在上述垂向运动模组中，所述制动组件包括：导轨、轨道钳制器以及连接件，所述导轨与所述支撑侧板连接，所述轨道钳制器通过所述连接件固定于所述固定底板上，并用于对所述导轨进行抱死操作，以固定所述支撑顶板相对于所述固定底板沿第一方向的位置。可选的，在上述垂向运动模组中，所述轨道钳制器包括一导向槽，所述导轨设置于所述导向槽内，并与所述导向槽的所有内侧面均存在间隙。可选的，在上述垂向运动模组中，所述轨道钳制器的驱动方式包括气体驱动及电驱动。可选的，在上述垂向运动模组中，所述至少一个导向组件均为气浮轴套组件。可选的，在上述垂向运动模组中，每个气浮轴套组件均包括第一支撑座、第二支撑座、至少一个导向轴以及安装座；所述第一支撑座均与所述固定侧板连接，所述第二支撑座均固定于所述固定底板上；所述导向轴的方向均与所述第一方向一致；所述安装座均与所述支撑侧板连；当所述驱动组件驱动所述支撑侧板相对于所述固定组件沿第一方向进行运动时，所述安装座沿所述导向轴运动。可选的，在上述垂向运动模组中，所述垂向运动模组包括两个气浮轴套组件，每个气浮轴套组件的第一支撑座均与所述固定侧板连接，所述第二支撑座均固定于所述固定底板上；每个气浮轴套组件的安装座均与所述支撑侧板连接；每个气浮轴套组件均包括一个导向轴，每个导向轴的方向均与所述第一方向一致。可选的，在上述垂向运动模组中，所述垂向运动模组包括一个气浮轴套组件和一个气浮导轨结构，所述气浮轴套组件的导向轴与气浮导轨结构的向轴的方向均与所述第一方向一致。可选的，在上述垂向运动模组中，所述垂向运动模组还包括一控制组件，所述控制组件包括光栅尺、光栅尺读头以及至少一个限位传感器；所述光栅尺及光栅尺读头用于对所述支撑组件相对于所述固定组件沿第一方向的位置及运动速度进行控制；所述至少一个限位传感器用于限制所述支撑组件相对于所述固定组件的运动行程。为了达到上述目的，本专利技术有一方面提出了一种上述任一垂向运动模组载动工件沿第一方向运动的方法，包括：驱动组件驱动支撑组件运动；至少一个导向组件工作，确保所述支撑组件相对于固定组件沿第一方向运动，所述工件位于所述支撑组件或固定组件上；制动组件工作，固定所述支撑组件相对于所述固定组件沿第一方向的位置。可选的，在上述方法中，所述至少一个导向组件包括气浮轴套组件，每个气浮轴套组件工作，确保所述支撑组件相对于所述固定组件沿第一方向运动的步骤包括：每个气浮轴套组件均固定在所述固定组件上，使每个气浮轴套组件的导向轴的方向均与第一方向一致；每个气浮轴套组件工作，使每个气浮轴套组件上的安装座沿所述导向轴运动，从而为与所述安装座连接的支撑组件导向，确保所述支撑组件相对于所述固定组件沿第一方向运动。可选的，在上述方法中，所述制动组件工作，固定所述支撑组件相对于第一所述固定组件沿第一方向的位置的步骤包括：所述支撑组件相对于所述固定组件沿第一方向运动时，与所述支撑组件连接的导轨和所述制动组件的轨道钳制器分离；当所述工件到达其预定工位时，所述轨道钳制器抱死所述导轨；当所述驱动组件无法制动时，所述轨道钳制器抱死所述导轨；当出现断电情况时，所述轨道钳制器抱死所述导轨。可选的，在上述方法中，还包括：一控制组件限制所述支撑组件相对于所述固定组件的运动行程，并控制所述工件沿第一方向的位置及运动速度。可选的，在上述方法中，所述第一方向垂直于所述工件所在的平面。综上所述，本专利技术提出的垂向运动模组及方法可实现载动工件沿第一方向运动，结构简单，体积小巧，成本低廉。具体的，使用驱动组件带动支撑组件运动，同时结合至少一个导向组件引导其沿第一方向运动，提高了工件运动方向的可靠性；进一步，本专利技术中的驱动组件以及至少一个导向组件均固定在固定组件上，使整个模组结构简单，体积较小；进一步，使用制动组件固定所述支撑组件相对于所述固定组件沿第一方向的位置，可根据突发情况或实际操作要求对工件的位置进行固定，从而增加了模组运动的精度，保证了工作效率。附图说明图1及图2均为本专利技术一优选实施例中的垂向运动模组结构示意图；图3为本专利技术一优选实施例中的垂向运动模组中的制动组件结构示意图；图4为本专利技术一优选实施例中的气浮轴套组件结构示意图；图5为本专利技术另一优选实施例中的气浮轴套组件结构示意图。其中，1-支撑组件；11-支撑顶板；12-支撑侧板；2-固定组件；21-固定底板；22-固定侧板；3-驱动组件；4-导向组件；41-第一支撑座；42-第二支撑座；43-导向轴；44-安装座；5-制动组件；51-导轨；52-轨道钳制器；521-导向槽；53-连接件；6-控制组件；61-光栅尺；62-光栅尺读头；63-限位传感器；7-气浮导轨结构；71-气浮导轨结构上的安装机构。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术提出一种垂向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂向运动模组，用于载动一工件沿第一方向运动，其特征在于，所述第一方向垂直于所述工件所在的平面；所述垂向运动模组包括支撑组件、固定组件、驱动组件、至少一个导向组件以及制动组件；所述驱动组件连接于所述固定组件与所述支撑组件之间，以驱动所述支撑组件相对于所述固定组件运动；每个导向组件均与所述固定组件及支撑组件连接，用以确保所述支撑组件相对于所述固定组件沿第一方向运动；所述制动组件分别连接于所述固定组件和支撑组件，用于固定所述支撑组件相对于所述固定组件沿第一方向的位置。

【技术特征摘要】
1.一种垂向运动模组，用于载动一工件沿第一方向运动，其特征在于，所述第一方向垂直于所述工件所在的平面；所述垂向运动模组包括支撑组件、固定组件、驱动组件、至少一个导向组件以及制动组件；所述驱动组件连接于所述固定组件与所述支撑组件之间，以驱动所述支撑组件相对于所述固定组件运动；每个导向组件均与所述固定组件及支撑组件连接，用以确保所述支撑组件相对于所述固定组件沿第一方向运动；所述制动组件分别连接于所述固定组件和支撑组件，用于固定所述支撑组件相对于所述固定组件沿第一方向的位置。2.如权利要求1所述的垂向运动模组，其特征在于，所述支撑组件至少包括一支撑顶板及一支撑侧板；所述固定组件至少包括一固定底板及一固定侧板，所述支撑侧板所在的平面与所述固定侧板所在的平面平行。3.如权利要求2所述的垂向运动模组，其特征在于，所述制动组件包括：导轨、轨道钳制器以及连接件，所述导轨与所述支撑侧板连接，所述轨道钳制器通过所述连接件固定于所述固定底板上，并用于对所述导轨进行抱死操作，以固定所述支撑顶板相对于所述固定底板沿第一方向的位置。4.如权利要求3所述的垂向运动模组，其特征在于，所述轨道钳制器包括一导向槽，所述导轨设置于所述导向槽内，并与所述导向槽的所有内侧面均存在间隙。5.如权利要求3所述的垂向运动模组，其特征在于，所述轨道钳制器的驱动方式包括气体驱动及电驱动。6.如权利要求2所述的垂向运动模组，其特征在于，所述至少一个导向组件均为气浮轴套组件。7.如权利要求6所述的垂向运动模组，其特征在于，每个气浮轴套组件均包括第一支撑座、第二支撑座、至少一个导向轴以及安装座；所述第一支撑座均与所述固定侧板连接，所述第二支撑座均固定于所述固定底板上；所述导向轴的方向均与所述第一方向一致；所述安装座均与所述支撑侧板连；当所述驱动组件驱动所述支撑侧板相对于所述固定组件沿第一方向进行运动时，所述安装座沿所述导向轴运动。8.如权利要求7所述的垂向运动模组，其特征在于，所述垂向运动模组包括两个气浮轴套组件，每个气浮轴套组件的第一支撑座均与所述固定侧板连接，所述第二支撑座均固定于所述固定底板上；每个气浮轴套组件的安装座均与所述支撑侧板连接；每个气浮轴套组件均包括一个导向轴，每个导向轴的方向均与所述第一方向一致。9.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，施益超，黄栋梁，宋海军，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31