本发明涉及半导体检测,涉及一种晶圆放置台,尤其是涉及一种多自由度运动装置及晶圆承载装置。
背景技术:
1、随着晶圆检测技术的发展,缺陷的识别和定位精度越来越高,因此要求工件台不仅具备足够高的运动精度,同时具备实时补偿功能如追焦。对于无图案晶圆缺陷检测技术,由于旋转轴的转速很高,现有技术中,能同时实现高速旋转以及z向高频动作、补偿的技术尚不成熟。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种多自由度运动装置及晶圆承载装置,能够实现晶圆检测过程中运动状态变化与运动稳定性。
2、第一方面,提供一种多自由度运动装置,包括:运动轴,穿设放置座并基于外部动力源可沿轴向或/和周向进行运动;辅助机构,包括套接于所述运动轴的第一限位件,所述第一限位件为所述运动轴提供轴向运动导向;所述第一限位件与所述运动轴之间为非接触,且在间隙中填充有流体,对所述运动轴产生周向支撑力和轴向导向。
3、在一些具体实施方式中,所述装置还包括设置于放置座且与所述第一限位件连接的支撑部,所述支撑部用于向第一限位件提供周向支撑力,使所述第一限位件与所述运动轴的位置关系保持稳定。
4、在一些具体实施方式中,所述第一限位件为气浮套,所述流体为压缩气体,在所述气浮套与所述运动轴之间的间隙内通入压缩空气形成气膜,使所述第一限位件与所述运动轴非接触。
5、在一些具体实施方式中,所述支撑部包括设置于放置座的至少两个限位柱,至少两个所述限位柱环绕所述运动轴均匀布置;至少两个所述限位柱通过连接件与第一限位件连接。
6、在一些具体实施方式中,所述限位柱的数量为三个。
7、在一些具体实施方式中,所述外部动力源包括:第一动力源,设置于所述运动轴尾端的旋转电机,为所述运动轴提供周向运动动力;第二动力源,可沿轴向输出动力,为运动轴提供轴向运动动力。
8、在一些具体实施方式中,所述第二动力源包括设置于放置座的轴向位移电机,且通过固定件与旋转电机侧面连接,带动旋转电机沿轴向运动,从而带动运动轴沿轴向运动。
9、在一些具体实施方式中,所述轴向位移电机数量至少为两个,且环绕运动轴均匀布置。
10、在一些具体实施方式中,所述轴向位移电机与所述限位柱均匀交错分布。
11、在一些具体实施方式中,所述限位柱包括轴体以及轴套,且轴套可沿所述轴体进行轴向移动,所述轴体与所述运动轴平行设置,且所述轴套与旋转电机连接。
12、在一些具体实施方式中,限位柱包括气浮轴和套设于所述气浮轴的气浮轴套,所述气浮轴一端与放置座固定连接,另一端与所述连接件连接;气浮轴套和所述气浮轴之间存在间隙,间隙内通入压缩空气形成气膜,使所述气浮轴套和所述气浮轴不接触;所述气浮轴套与旋转电机连接。
13、在一些具体实施方式中,所述连接件为套设于所述第一限位件外侧的环状结构,设置有多个连接位,多个连接位分别与至少两个所述气浮轴顶端连接。
14、在一些具体实施方式中,所述气浮轴套通过解耦件与所述旋转电机连接,所述解耦件一端设置于旋转电机外侧相对所述限位柱位置处,另一端与所述限位柱连接。
15、在一些具体实施方式中,所述解耦件包括设置于所述旋转电机外侧的底座,以及沿底座向气浮轴套延伸的连接片,所述连接片与所述气浮轴套连接。
16、在一些具体实施方式中,所述连接片在水平方向x、y和rz的刚性大于在rx、ry和z方向上的刚性。
17、在一些具体实施方式中,所述旋转电机包括壳体,以及设置在壳体中的动力件;所述连接片与所述壳体连接。
18、在一些具体实施方式中,还包括穿设固定件并与所述放置座连接的平衡件,所述平衡件被设计与降低轴向负载。
19、在一些具体实施方式中,所述平衡件为弹簧。
20、在一些具体实施方式中,在所述平衡件不与所述放置座连接的一端设置有调节部件,用于调节弹簧的压缩量。
21、第二方面,提供一种晶圆承载装置,包括上述任一项所述的多自由度运动装置,并且在运动轴上端设置有承载台,所述承载台基于所述运动轴可同步沿轴向及周向运动。
22、本发明实施例带来了以下有益效果:
23、本发明实施例提供了一种多自由度运动装置及晶圆承载装置,通过在运动轴上设置有气浮结构,实现运动轴轴向导向和周向支撑,气浮结构能够实现运动轴过程中不产生摩擦,并且实现高精度高频率高响应的竖直方向、旋转方向的控制。
24、本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,或者,部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定,或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
25、为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
1.一种多自由度运动装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的多自由度运动装置,其特征在于,所述装置还包括设置于放置座且与所述第一限位件连接的支撑部,所述支撑部用于向第一限位件提供周向支撑力,使所述第一限位件与所述运动轴的位置关系保持稳定。
3.根据权利要求1所述的多自由度运动装置,其特征在于,所述第一限位件为气浮套,所述流体为压缩气体,在所述气浮套与所述运动轴之间的间隙内通入压缩空气形成气膜,使所述第一限位件与所述运动轴非接触。
4.根据权利要求2所述的多自由度运动装置,其特征在于,所述支撑部包括设置于放置座的至少两个限位柱,至少两个所述限位柱环绕所述运动轴均匀布置;至少两个所述限位柱通过连接件与第一限位件连接。
5.根据权利要求4所述的多自由度运动装置,其特征在于,所述限位柱的数量为三个。
6.根据权利要求4所述多自由度运动装置,其特征在于,所述外部动力源包括:
7.根据权利要求6所述的多自由度运动装置,其特征在于,所述第二动力源包括设置于放置座的轴向位移电机,且通过固定件与旋转电机侧面连接,带动旋转电机沿轴向运动,从而带动运动轴沿轴向运动。
8.根据权利要求7所述多自由度运动装置,其特征在于,所述轴向位移电机数量至少为两个,且环绕运动轴均匀布置。
9.根据权利要求8所述的多自由度运动装置,其特征在于,所述轴向位移电机与所述限位柱均匀交错分布。
10.根据权利要求6所述的多自由度运动装置,其特征在于,所述限位柱包括轴体以及轴套,且轴套可沿所述轴体进行轴向移动,所述轴体与所述运动轴平行设置,且所述轴套与旋转电机连接。
11.根据权利要求10所述的所述多自由度运动装置,其特征在于,限位柱包括气浮轴和套设于所述气浮轴的气浮轴套,所述气浮轴一端与放置座固定连接,另一端与所述连接件连接;气浮轴套和所述气浮轴之间存在间隙,间隙内通入压缩空气形成气膜,使所述气浮轴套和所述气浮轴不接触;所述气浮轴套与旋转电机连接。
12.根据权利要求11所述的多自由度运动装置,其特征在于,所述连接件为套设于所述第一限位件外侧的环状结构,设置有多个连接位,多个连接位分别与至少两个所述气浮轴顶端连接。
13.根据权利要求11所述的多自由度运动装置,其特征在于,所述气浮轴套通过解耦件与所述旋转电机连接,所述解耦件一端设置于旋转电机外侧相对所述限位柱位置处,另一端与所述限位柱连接。
14.根据权利要求13所述的多自由度运动装置,其特征在于,所述解耦件包括设置于所述旋转电机外侧的底座,以及沿底座向气浮轴套延伸的连接片,所述连接片与所述气浮轴套连接。
15.根据权利要求14所述的多自由度运动装置,其特征在于,所述连接片在水平方向x、y和rz的刚性大于在rx、ry和z方向上的刚性。
16.根据权利要求14所述的多自由度运动装置,其特征在于,所述旋转电机包括壳体,以及设置在壳体中的动力件;所述连接片与所述壳体连接。
17.根据权利要求10所述的多自由度运动装置,其特征在于,还包括穿设固定件并与所述放置座连接的平衡件,所述平衡件被设计与降低轴向负载。
18.根据权利要求17所述的多自由度运动装置,其特征在于,所述平衡件为弹簧。
19.根据权利要求18所述的多自由度运动装置,其特征在于,在所述平衡件不与所述放置座连接的一端设置有调节部件,用于调节弹簧的压缩量。
20.一种晶圆承载装置,其特征在于,包括权利要求1-19任一项所述的多自由度运动装置,并且在运动轴上端设置有承载台,所述承载台基于所述运动轴可同步沿轴向及周向运动。