一种用于晶圆检测的气浮运动装置的制作方法

本发明涉及半导体检测设备，具体而言，涉及一种用于晶圆检测的气浮运动装置。

背景技术：

1、随着芯片制程的不断升级，不仅对芯片制造设备，同时也对芯片检测设备提出了更高的精度要求。晶圆一般装载在载台装置上，载台装置搭载在精密运动平台上使用，由运动平台实现xy轴扫描运动。

2、现有运动平台主要可以分为机械运动平台和气浮运动平台，传统机械运动平台受机械传动限制，传动级数越多精度越差，且运动加速度低，响应速度慢。而气浮运动平台采用气浮轴承或者气浮导轨传动，具有阻力低、动态响应快的优点。但现有的气浮运动平台仍然存在一些不足，如发明申请cn114878864a公开一种晶圆检测高精度气浮运动平台，其仅在z轴上使用了气浮传动方式，稳定性差，承载能力低，刚度不足；且该技术在xy轴运动上未使用气浮，装置在运动过程中仍存在机械传动部分，这会影响到装置的整体精度。又如发明申请cn115773445a公开一种多自由度龙门气浮运动系统，装置整体结构的刚性差；其y轴和z轴采用双直线电机驱动，不仅会提高控制的难度，同时会带来严重的同步运动误差；且y轴气浮导轨是以气套包围导轨的形式实现的，这种结构十分依赖导轨的加工精度和安装精度，同时运动过程对导轨和气浮轴承的磨损大。因此现有的运动平台存在运动稳定性差，刚度低，承载能力不足的问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的问题是如何提高运动平台的运动稳定性、刚度和承载能力，实现高精度检测要求。

2、为解决上述问题，本发明提供一种用于晶圆检测的气浮运动装置，包括

3、机架；

4、基台，所述基台设置在所述机架上，所述基台的材质为大理石；

5、气浮承载座，所述气浮承载座的气浮面朝向所述基台，所述气浮承载座上设有载物台；

6、y轴运动模块，包括两组对称的设置的y轴直线电机和滑动梁，所述y轴直线电机沿y轴方向布置，各所述y轴直线电机与对应所述滑动梁驱动连接，所述滑动梁上设有至少一个气浮端面朝向所述基台的气浮轴承；

7、x轴运动模块，包括x轴直线电机、滑动架、第一横梁和第二横梁，所述x轴直线电机、所述第一横梁和所述第二横梁沿x轴方向设置，所述第一横梁和所述第二横梁的两端架设在两侧所述滑动梁上，所述载物台位于所述第一横梁和所述第二横梁之间，所述x轴直线电机设置在所述第二横梁上，所述x轴直线电机与所述滑动架驱动连接，所述滑动架与所述气浮承载座固定连接，所述滑动架上设有至少一个气浮端面朝向所述第二横梁的气浮轴承，所述载物台上设有至少一个气浮面朝向所述第一横梁的气浮轴承。

8、相对于现有技术，本发明用于晶圆检测的气浮运动装置具有以下有益效果：采用独立的气浮承载座支撑载物台移动，减少对运动组件的负载和摩擦，避免零件受力变形，提高响应速度和精度，降低功耗；y轴运动模块直接以基台作为气浮工作面，加工安装简单，减少系统误差，且y轴运动模块采用对称式设计，提高双驱同步性；x轴运动模块整体堆叠设置在y轴运动模块上，提高运动装置刚度，第一横梁和第二横梁设置在载物台两侧，使载物台运动时拥有更好的平面度，保证运动稳定；y轴运动模块和x轴运动模块均采用气浮轴承实现气浮式移动，不需要采用封闭式导轨，本发明的气浮实现方式结构简单，对气浮轴承磨损小，装置整体刚度高，承载能力强，运动稳定性好，可以满足晶圆高精度检测要求。

9、在优选或可选方案中，所述基台包括水平设置的底板和两个侧板，两侧所述侧板平行设置，所述侧板与所述底板垂直设置，两个所述y轴直线电机分别设置在一侧所述侧板上，所述滑动梁包括相互垂直的第一滑板和第二滑板，所述第一滑板与所述侧板平行设置，所述第二滑板与所述底板平行设置。基台设置两侧侧板，便于y轴运动模块固定安装，滑动梁的截面为l形，结构强度提高，运动稳定性更好。

10、在优选或可选方案中，所述第一滑板在y轴方向靠近两端位置分别设置一个气浮端面朝向所述侧板的气浮轴承，所述第二滑板在y轴方向靠近两端位置分别设置一个气浮端面朝向所述底板的气浮轴承。y轴运动模块的气浮轴承在空间布置上形成两个长方形，与基座的底板和侧板形成气浮接触，支撑面广，承载能力强，刚度好。

11、在优选或可选方案中，所述第一滑板和所述第二滑板的一侧表面具有多个三角形的凹槽。设置三角形凹槽可以减轻滑动梁质量，提高刚度，降低运行负载，减小电机功耗，减少发热，进而提高运动精度。

12、在优选或可选方案中，所述基台上设有两组y轴运动反馈机构，每个所述y轴运动反馈机构用于检测对应所述滑动梁的移动行程，从而精确控制滑动梁在y轴方向的位移。

13、在优选或可选方案中，在所述基台上与每个所述滑动梁的行程起点和终点对应位置均安装一个y轴行程接近开关，所述滑动梁沿y轴方向的两端分别设有y轴防撞块，在所述基台上与所述滑动梁的行程起点和终点对应位置均安装一个y轴防撞阻尼器。设置y轴行程接近开关，当滑动梁运动到极限位时会发出反馈，限定滑动梁的最大行程； y轴防撞块和y轴防撞阻尼器配合，能使滑动梁接近行程终点时移动速度快速降低，提高运动精度。

14、在优选或可选方案中，所述x轴运动模块包括第三横梁，所述第三横梁设置在所述第二横梁的上方，所述x轴直线电机设置在所述第二横梁和所述第三横梁之间。这种结构设计的目的是为了质心驱动，消除偏置和扭转，并提高x轴运动模块整体的刚度。

15、在优选或可选方案中，所述滑动架包括第一立板、第二立板和连接板，所述第一立板和所述第二立板平行设置在所述第二横梁和所述第三横梁的两侧，所述第一立板和第二立板的上端与所述连接板固定连接，所述第一立板和所述第二立板的下端与所述气浮承载座固定连接。

16、在优选或可选方案中，所述第一立板靠近四角位置分别设置一个气浮端面朝向所述第二横梁或所述第三横梁的气浮轴承，所述第二立板靠近四角位置分别设置一个气浮端面朝向所述第二横梁或所述第三横梁的气浮轴承，所述载物台沿x轴方向的两侧分别设有一个气浮面朝向所述第一横梁的气浮轴承。第一横梁与两个气浮轴承对应，第二横梁和第三横梁的两侧分别与两个气浮轴承对应，形成立体布局的气浮支撑空间，使x轴运动模块整体刚度好，运动稳定性高。

17、在优选或可选方案中，所述第一横梁、所述第二横梁和所述第三横梁的一侧表面具有多个三角形的凹槽。设置三角形凹槽可以减轻横梁质量，提高刚度和承载能力。

18、在优选或可选方案中，所述滑动架上设有x轴运动反馈机构，用于检测所述滑动架的移动行程，从而精确控制滑动架在x轴方向的位移。

19、在优选或可选方案中，两侧所述滑动梁上分别安装一个x轴行程接近开关，两侧所述滑动梁上分别安装一个x轴防撞块，所述载物台沿x轴方向的两侧分别设有一个x轴防撞阻尼器。设置x轴行程接近开关，当载物台运动到极限位时会发出反馈，限定载物台沿x轴方向移动的最大行程；x轴防撞块和x轴防撞阻尼器配合，能使载物台接近行程终点时移动速度快速降低，提高运动精度。

20、在优选或可选方案中，所述气浮承载座的底部均匀分布多个出气孔和对应的均压槽。气浮承载座底部形成压力稳定的气浮支撑面，保证运动稳定性。

21、在优选或可选方案中，所述机架与所述基台通过主动减震器连接。基台使用主动减震器，有效过滤地面振动，提高运动精度。