运动装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种运动装置，包括：托盘；旋转台，位于所述托盘下方，且其上表面设有环形上部凹腔，下表面设有下部凹腔，其中上部凹腔与下部凹腔在垂直于旋转台的上表面的投影方向上的投影相互错开；旋转电机，容纳在环形上部凹腔内，并包括旋转电机动子和旋转电机定子，旋转电机定子相对于旋转台固定，旋转电机动子相对于托盘固定；垂直移动装置，位于下部凹腔内并构造成能够驱动旋转台垂直移动；浮动重力补偿装置，位于下部凹腔内并构造成能够对旋转台进行重力补偿。与现有技术相比，本发明专利技术的运动装置垂向尺寸显著减小，且通过浮动重力补偿装置的应用，显著增加运动装置的垂向运动精度。

Motion device

【技术实现步骤摘要】
运动装置
本专利技术涉及集成电路装备制造领域，更具体的涉及一种运动装置，所述运动装置可提供高精度的垂向运动和旋转功能。
技术介绍
在半导体硅片膜厚的检测领域，要求工件台可以和硅片传输系统完成硅片的交接，同时需要承载着12英寸或者8英寸硅片完成360°旋转和垂向运动，完成硅片膜厚的检测。所以对于应用在膜厚检测的工件台装置中，旋转/垂直移动台是其核心部件。随着对产率要求的不断提高，膜厚检测精度的不断提升，工件台的运行速度、加速度和性能也随之提高。这就要求工件台具有更加的轻量化，更加的扁平化，更高的运动精度的设计。在美国专利US2004246012A1中，提出一种该领域的工件台方案。如图1所示，该专利技术的垂向移动台(支承平台112)固定在垂向装置上，卡盘单元固定在垂向移动台上。且垂向装置是通过直线电机驱动楔形块，同时依靠两个0.5mm厚的簧片提供往复力从而实现垂向运动。该专利技术结构较为简单，但高度尺寸较大，很难实现扁平化设计。在美国专利US6779278B1中，提出另外一种该领域的工件台方案。如图2所示，该专利技术的垂向移动台(Z平台)固定在垂向装置上，卡盘固定在垂向移动台上。且垂向装置是通过音圈电机实现直驱，并通过弹簧实现音圈电机的重力补偿，降低音圈电机负载。该专利技术结构较为简单，垂向尺寸较小，基本实现了扁平化设计。但由于音圈电机采用了弹簧进行重力补偿，垂向精度很难实现高精度。因此，在集成电路的装备制造领域，需要一种能够实现扁平化设计，同时解决垂向的运动精度偏低的精密运动装置。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种具有扁平结构的精密运动装置来解决现有技术中运动装置高度尺寸偏大的问题，实现扁平化设计，并解决垂向的运动精度偏低的问题。具体来说，本专利技术通过提供一种运动装置来解决上述问题，该装置包括：运动装置，包括：托盘；旋转台，所述旋转台位于所述托盘下方，所述旋转台的上表面设有环形上部凹腔，所述旋转台的下表面设有下部凹腔，其中所述上部凹腔与所述下部凹腔在垂直于所述旋转台的上表面的投影方向上的投影相互错开；旋转电机，所述旋转电机容纳在所述环形上部凹腔内，所述旋转电机包括旋转电机动子和旋转电机定子，所述旋转电机定子相对于所述旋转台固定，所述旋转电机动子相对于所述托盘固定；垂直移动装置，所述垂直移动装置位于所述下部凹腔内并构造成能够驱动所述旋转台垂直移动；浮动重力补偿装置，所述浮动重力补偿装置位于所述下部凹腔内并构造成能够对所述旋转台进行重力补偿。在一实施例中，所述垂直移动装置和所述浮动重力补偿装置彼此集成并位于所述下部凹腔内。在一实施例中，所述下部凹腔包括多个下部凹腔，所述垂直移动装置和所述浮动重力补偿装置分别位于不同的下部凹腔内。在一实施例中，所述浮动重力补偿装置为磁浮重力补偿装置。在一实施例中，所述浮动重力补偿装置为气浮重力补偿装置。在一实施例中，所述多个下部凹腔包括中心凹腔和周部凹腔，所述中心凹腔的平面位置由所述环形上部凹腔所围绕，并用于容纳所述垂直移动装置；所述周部凹腔位于所述环形上部凹腔的外周，并用于容纳所述浮动重力补偿装置。在一实施例中，所述运动装置还包括上下片装置，所述上下片装置构造成将工件放置到所述托盘或从所述托盘移走工件。在一实施例中，所述垂直移动装置包括音圈电机，所述音圈电机为中空式结构，以及所述托盘为真空卡盘装置。在一实施例中，所述下部凹腔包括四个周部凹腔，每个所述周部凹腔容纳一个浮动重力补偿装置。在一实施例中，所述垂直移动装置和所述浮动重力补偿装置彼此集成的结构包括：音圈电机定子，所述音圈电机定子外表面套设有内磁环；以及音圈电机动子，所述音圈电机动子外表面套设有外磁环。现有技术中能够实现多维度运动的运动装置中用于实现旋转运动和垂向运动的部分通常彼此叠置，使得运动装置垂向尺寸偏大。与现有技术相比，本专利技术的运动装置垂向尺寸显著减小，且通过浮动重力补偿装置的应用，显著增加运动装置的垂向运动精度。附图说明图1是根据本专利技术的精密运动装置的立体图。图2是根据本专利技术的精密运动装置剖视图。图3是根据本专利技术的精密运动装置俯视图，其中托盘被移除。图4是根据本专利技术的磁浮重力补偿装置的立体图。图5是根据本专利技术的磁浮重力补偿装置的剖视图。图6是根据本专利技术的旋转台底座的俯视立体图。图7是根据本专利技术的旋转台底座的仰视立体图。图8是根据本专利技术的精密运动装置的音圈电机的剖视图。图9是根据本专利技术的一种磁浮重力补偿装置的布局的另一实施例。图10是根据本专利技术的一种磁浮重力补偿装置的又一实施例。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本专利技术的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本专利技术范围的限制，而只是为了说明本专利技术技术方案的实质精神。在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。在以下描述中，为了清楚展示本专利技术的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。现参照附图来描述根据本专利技术的扁平精密运动装置100。如图1所示，扁平精密运动装置100包括上下片装置、托盘102、旋转移动台103、垂向运动装置104、浮动重力补偿装置105、水平向运动装置106和支架108。上下片装置固定在运动装置外壳108上。该上下片装置用于和外部机械手(未示出)、托盘102共同完成硅片的交接。如图1所示，该上下片装置包括四个接片手101a、101b、101c和101d。该上下片装置通过四个接片手101a、101b、101c和101d将待测量的硅片从外部机械手接收并转移至托盘102上，以及将测量完成的硅片从托盘102转移至外部机械手。在图2所示实施例中，托盘102由吸盘1021和吸盘底座1022组成，用于硅片的固定。在该实施例中，托盘102是真空式吸盘，通过在圆盘形吸盘1021上设有通气孔并在其下方形成真空来通过真空吸附而将硅片固定在吸盘1021上。但应理解，托盘102也可通过其他方式将硅片固定在吸盘1021上，例如通过卡爪卡压住硅片的周边而将硅片固定。如图2所示，旋转台103设置在托盘102下方，能够带动托盘102绕中心轴线旋转运动。旋转台103本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运动装置，包括：托盘；旋转台，所述旋转台位于所述托盘下方，所述旋转台的上表面设有环形上部凹腔，所述旋转台的下表面设有下部凹腔，其中所述上部凹腔与所述下部凹腔在垂直于所述旋转台的上表面的投影方向上的投影相互错开；旋转电机，所述旋转电机容纳在所述环形上部凹腔内，所述旋转电机包括旋转电机动子和旋转电机定子，所述旋转电机定子相对于所述旋转台固定，所述旋转电机动子相对于所述托盘固定；垂直移动装置，所述垂直移动装置位于所述下部凹腔内并构造成能够驱动所述旋转台垂直移动；以及浮动重力补偿装置，所述浮动重力补偿装置位于所述下部凹腔内并构造成能够对所述旋转台进行重力补偿。

【技术特征摘要】
2019.04.30 CN 20191036323831.一种运动装置，包括：托盘；旋转台，所述旋转台位于所述托盘下方，所述旋转台的上表面设有环形上部凹腔，所述旋转台的下表面设有下部凹腔，其中所述上部凹腔与所述下部凹腔在垂直于所述旋转台的上表面的投影方向上的投影相互错开；旋转电机，所述旋转电机容纳在所述环形上部凹腔内，所述旋转电机包括旋转电机动子和旋转电机定子，所述旋转电机定子相对于所述旋转台固定，所述旋转电机动子相对于所述托盘固定；垂直移动装置，所述垂直移动装置位于所述下部凹腔内并构造成能够驱动所述旋转台垂直移动；以及浮动重力补偿装置，所述浮动重力补偿装置位于所述下部凹腔内并构造成能够对所述旋转台进行重力补偿。2.如权利要求1所述的运动装置，其特征在于，所述垂直移动装置和所述浮动重力补偿装置彼此集成并位于所述下部凹腔内。3.如权利要求1所述的运动装置，其特征在于，所述下部凹腔包括多个下部凹腔，所述垂直移动装置和所述浮动重力补偿装置分别位于不同的下部凹腔内。4.如权利要求1或3所述的运动装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴火亮，
申请(专利权)人：上海隐冠半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31