雙工件臺(tái)宏微快速交接系統(tǒng)研究.pdf

1、為了提高光刻機(jī)的產(chǎn)率，ASML率先推出了Twinscan系列光刻機(jī)，Twinscan方案中兩個(gè)工件臺(tái)并行工作在測(cè)量位和曝光位，提高了生產(chǎn)效率，但是引入了換臺(tái)問(wèn)題。雙工件臺(tái)宏微快速交接系統(tǒng)用于換臺(tái)前宏動(dòng)系統(tǒng)和微動(dòng)臺(tái)的分離與換臺(tái)后宏動(dòng)系統(tǒng)和微動(dòng)臺(tái)的連接。宏動(dòng)系統(tǒng)和微動(dòng)臺(tái)連接狀態(tài)下，微動(dòng)臺(tái)在宏動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)大行程運(yùn)動(dòng)；由于運(yùn)動(dòng)速度和加速度很大，必須保證連接的安全性；為了提高換臺(tái)效率，必須保證宏動(dòng)系統(tǒng)和微動(dòng)臺(tái)交接的快速性。
　　本文在

2、對(duì)雙工件臺(tái)宏微快速交接系統(tǒng)做了綜合分析的基礎(chǔ)上，首先對(duì)其核心部件——抓卡機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和優(yōu)化，然后設(shè)計(jì)氣路和控制電路，并分析宏動(dòng)狀態(tài)下交接系統(tǒng)特性，最后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本文的具體內(nèi)容包括：
　　(1)根據(jù)工件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和抓卡機(jī)構(gòu)的原理計(jì)算抓卡機(jī)構(gòu)的夾緊力，對(duì)抓卡機(jī)構(gòu)下夾板運(yùn)動(dòng)行程、活塞運(yùn)動(dòng)行程和夾緊力進(jìn)行分析和優(yōu)化；利用ANSYS對(duì)抓卡機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)仿真；
　　(2)設(shè)計(jì)充放氣回路，氣缸放氣時(shí)能

3、夠?qū)崿F(xiàn)抓卡機(jī)構(gòu)的緩沖夾緊，減小夾緊過(guò)程的機(jī)械沖擊；對(duì)氣路結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，計(jì)算氣路參數(shù)；設(shè)計(jì)控制電路，能夠與上位機(jī)通信，并且能夠控制與檢測(cè)抓卡機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)；
　　(3)在宏動(dòng)系統(tǒng)和微動(dòng)臺(tái)連接狀態(tài)下，分析宏動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)力與微動(dòng)臺(tái)質(zhì)心偏移對(duì)微動(dòng)臺(tái)的影響；利用ANSYS分析宏微連接處的Rz、Y、Z向剛度是否能滿足系統(tǒng)要求；
　　(4)設(shè)計(jì)抓卡機(jī)構(gòu)下夾板運(yùn)動(dòng)測(cè)量方案和夾緊力測(cè)量方案；搭建下夾板運(yùn)動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量下夾板的運(yùn)動(dòng)行程并研究控制

4、單元的性能；搭建夾緊力實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，測(cè)量抓卡機(jī)構(gòu)能提供的最大X向驅(qū)動(dòng)力；
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：抓卡機(jī)構(gòu)下夾板的運(yùn)動(dòng)行程大于2mm，可以滿足宏動(dòng)系統(tǒng)和微動(dòng)臺(tái)安全交接的要求；抓卡機(jī)構(gòu)的開(kāi)啟時(shí)間為350ms，快速緩沖夾緊時(shí)間為850ms；設(shè)計(jì)的放氣回路能夠?qū)崿F(xiàn)抓卡機(jī)構(gòu)的快速緩沖夾緊，可以減小夾緊過(guò)程中的機(jī)械沖擊；兩個(gè)抓卡機(jī)構(gòu)能提供的X向驅(qū)動(dòng)力大于1400N，可以保證微動(dòng)臺(tái)大行程運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的安全性；雙工件臺(tái)宏微快速交接系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以滿足工程要求