一种密封对接装置

摘要

本发明公开一种密封对接装置，用于第一装置和第二装置的密封对接，其特征在于，包括设在安装支架上的旋转把手、两组曲柄滑块串联组件、钢丝绳、密封腔围板和弹性部件，每组曲柄滑块串联组件包括第一曲柄滑块机构，两组曲柄滑块串联组件通过旋转把手相连，旋转把手和两组曲柄滑块串联组件位于安装支架一侧，密封腔围板位于安装支架内部，钢丝绳一端固定在第一曲柄滑块机构上，另一端与弹性部件连接，通过旋转所述旋转把手使得第一曲柄滑块机构运动从而改变钢丝绳对弹性部件的拉力，从而控制密封腔围板从安装支架另一侧伸出或收回，使得密封腔围板两侧的第一装置和第二装置通过密封腔围板密封对接。

权利要求

1.一种密封对接装置，用于第一装置和第二装置的密封对接，其特征在于，包括设在安装支架上的旋转把手、两组曲柄滑块串联组件、钢丝绳、密封腔围板和弹性部件，每组曲柄滑块串联组件包括第一曲柄滑块机构，两组曲柄滑块串联组件通过旋转把手相连，旋转把手和两组曲柄滑块串联组件位于安装支架一侧，密封腔围板位于安装支架内部，钢丝绳一端固定在第一曲柄滑块机构上，另一端与弹性部件连接，通过旋转所述旋转把手使得第一曲柄滑块机构运动从而改变钢丝绳对弹性部件的拉力，从而控制密封腔围板从安装支架另一侧伸出或收回，使得密封腔围板两侧的第一装置和第二装置通过密封腔围板密封对接；

第一曲柄滑块机构包括曲柄、连杆、第一滑块和滑槽，第一滑块位于滑槽内，曲柄通过连杆与滑槽连接，通过旋转把手旋转带动曲柄上下运动，曲柄通过连杆带动滑槽相对第一滑块上下运动，从而改变钢丝绳对弹性部件的拉力。

2.如权利要求1所述的密封对接装置，其特征在于，密封腔围板上还安装一气囊，气囊围绕密封腔围板的端部设置。

3.如权利要求1所述的密封对接装置，其特征在于，钢丝绳一端穿过第一滑块并通过钢丝绳端部固定件固定在滑槽下端。

4.如权利要求1所述的密封对接装置，其特征在于，安装支架还设有密封门和交接片窗口，每组曲柄滑块串联组件由所述第一曲柄滑块机构和第二曲柄滑块机构串联而成，密封门与第二曲柄滑块机构连接，所述旋转把手继续旋转使得第一曲柄滑块机构带动第二曲柄滑块机构运动，从而带动密封门相对交接片窗口上下运动，使得第一装置和第二装置通过交接片窗口进行物料的交接。

5.如权利要求4所述的密封对接装置，其特征在于，第二曲柄滑块机构包括滑轨、第二滑块和密封门连接件，第二滑块位于滑轨内，密封门通过密封门连接件与第二滑块连接，所述第二滑块与滑槽连接，旋转所述旋转把手使得滑槽可带动第二滑块在滑轨内运动，从而带动所述密封门相对交接片窗口上下运动。

6.如权利要求4所述的密封对接装置，其特征在于，交接片窗口数量为两个，分别用于上片和下片。

7.如权利要求6所述的密封对接装置，其特征在于，对接装置还包括上片台和下片台。

8.如权利要求1所述的密封对接装置，其特征在于，所述钢丝绳为两条，所述弹性部件为分别位于所述密封腔围板四角的四个弹片，每条钢丝绳控制两个弹片。

9.如权利要求1-8任一项所述的密封对接装置，其特征在于，第一装置与第二装置分别为光刻设备和涂胶显影设备。

10.一种采用权利要求4所述的密封对接装置的密封对接方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将密封对接装置通过接口与第一装置或者第二装置固定；

步骤二：通过旋转旋转把手，带动第一曲柄滑块机构向上运动，减小钢丝绳对弹性部件的拉力，从而使得密封腔围板从安装支架另一侧伸出，第一装置与第二装置通过密封腔围板密封对接；

步骤三；继续旋转旋转把手，通过第一曲柄滑块机构带动第二曲柄滑块机构向上运动，第二曲柄滑块机构带动密封门向上运动，直至密封门完全不覆盖交接片窗口；

步骤四：第一装置和第二装置通过交接片窗口进行物料的交接；

步骤五：反向旋转旋转把手，通过第一曲柄滑块机构带动第二曲柄滑块机构向下运动，第二曲柄滑块机构带动密封门向下运动直至密封门完全覆盖交接片窗口；

步骤六：继续反向旋转旋转把手，带动第一曲柄滑块机构向下运动，增大钢丝绳对弹性部件的拉力，从而使得密封腔围板从安装支架另一侧收回。

11.如权利要求10所述的密封对接方法，其特征在于，第一装置与第二装置分别为光刻设备和涂胶显影设备。

12.如权利要求11所述的密封对接方法，其特征在于，交接片窗口数量为两个并分别用于上片和下片，密封对接装置还包括上片台和下片台，步骤四具体为光刻设备的机械手伸入交接窗口将上片台上的已涂胶显影的基底取走，再将待涂胶显影的基底放在下片台上。

说明书

一种密封对接装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种密封对接装置。

背景技术

[0002] 在半导体制造过程中，芯片的形成往往需要几十道工序才能最终完成。一般情况下，不同的工序需要不同的设备来进行加工，因此，一块芯片的形成需要很多不同的设备来
完成。在硅片上进行多道工艺最终形成需要的芯片，而硅片对外部环境要求非常高，特别是
硅片在不同的设备之间进行交换的时候，硅片往往暴露在设备环境之外，因此，要求不同设
备之间的交换空间的环境必须保持良好，其中环境参数包括有温度、压力，空气洁净度等。

[0003] 在芯片的加工过程中，芯片表面图案的形成是加工的核心，也是对环境要求最高的。芯片表面图案的形成通过光刻机进行刻蚀。硅片在刻蚀之前需要用涂胶显影机进行涂
胶，当硅片涂胶完成之后，需要把涂好胶的硅片传输到光刻机内进行图案的刻蚀，当图案刻
蚀完成之后还需要把硅片从光刻机传送到涂胶显影机内进行显影处理。硅片在涂胶显影机
和光刻机之间进行传送的过程中需要防止环境对硅片的污染。

[0004] 当光刻机和涂胶显影设备的体积都很庞大时，例如193nm Scanner光刻机和90nm工艺节点涂胶显影设备（TRACK）。针对不同的工艺要求，两个设备的要求也是不一样的，因
此，这两个设备是分离开的，如图1 为大型涂胶显影设备2、大型扫描光刻机1和密封对接装
置3的位置示意图，其中S为两个大型设备之间的距离。在相互分离的设备之间进行硅片传
送，同时需要防止环境对硅片的污染。因此，如何完成两个大型设备的密封对接以保证硅片
与外界环境隔离成为关键的问题。此外，由于两大型设备在安装的过程中可能出现安装误
差，因此，在两大型设备实现对接的过程中，如何补偿安装误差成为亟待解决的问题。

发明内容

[0005] 为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供满足密封对接的装置，在相互分离的设备之间进行密封对接和物料传送。

[0006] 为了实现上述发明目的，本发明公开一种密封对接装置，用于第一装置和第二装置的密封对接，其特征在于，包括设在安装支架上的旋转把手、两组曲柄滑块串联组件、钢
丝绳、密封腔围板和弹性部件，每组曲柄滑块串联组件包括第一曲柄滑块机构，两组曲柄滑
块串联组件通过旋转把手相连，旋转把手和两组曲柄滑块串联组件位于安装支架一侧，密
封腔围板位于安装支架内部，钢丝绳一端固定在第一曲柄滑块机构上，另一端与弹性部件
连接，通过旋转所述旋转把手使得第一曲柄滑块机构运动从而改变钢丝绳对弹性部件的拉
力，从而控制密封腔围板从安装支架另一侧伸出或收回，使得密封腔围板两侧的第一装置
和第二装置通过密封腔围板密封对接。

[0007] 更进一步地，第一曲柄滑块机构包括曲柄、连杆、第一滑块和滑槽，第一滑块位于滑槽内，曲柄通过连杆与滑槽连接，通过旋转把手旋转带动曲柄上下运动，曲柄通过连杆带
动滑槽相对第一滑块上下运动，从而改变钢丝绳对弹性部件的拉力。

[0008] 更进一步地，密封腔围板上还安装一气囊，气囊围绕密封腔围板的端部设置。

[0009] 更进一步地，钢丝绳一端穿过第一滑块并通过钢丝绳端部固定件固定在滑槽下端。

[0010] 更进一步地，安装支架还设有密封门和交接片窗口，每组曲柄滑块串联组件由所述第一曲柄滑块机构和第二曲柄滑块机构串联而成，密封门与第二曲柄滑块机构连接，所
述旋转把手继续旋转使得第一曲柄滑块机构带动第二曲柄滑块机构运动，从而带动密封门
相对交接片窗口上下运动，使得第一装置和第二装置通过交接片窗口进行物料的交接。

[0011] 更进一步地，第二曲柄滑块机构包括滑轨、第二滑块和密封门连接件，第二滑块位于滑轨内，密封门通过密封门连接件与第二滑块连接，所述第二滑块与滑槽连接，旋转所述
旋转把手使得滑槽可带动第二滑块在滑轨内运动，从而带动所述密封门相对交接片窗口上
下运动。

[0012] 更进一步地，交接片窗口数量为两个，分别用于上片和下片。

[0013] 更进一步地，对接装置还包括上片台和下片台。

[0014] 更进一步地，所述钢丝绳为两条，所述弹性部件为分别位于所述密封腔围板四角的四个弹片，每条钢丝绳控制两个弹片。

[0015] 更进一步地，第一装置与第二装置分别为光刻设备和涂胶显影设备。

[0016] 本发明还公开了一种采用上述的密封对接装置的密封对接方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0017] 步骤一：将密封对接装置通过接口与第一装置或者第二装置固定；

[0018] 步骤二：通过旋转旋转把手，带动第一曲柄滑块机构向上运动，减小钢丝绳对弹性部件的拉力，从而使得密封腔围板从安装支架另一侧伸出，第一装置与第二装置通过密封
腔围板密封对接；

[0019] 步骤三；继续旋转旋转把手，通过第一曲柄滑块机构带动第二曲柄滑块机构向上运动，第二曲柄滑块机构带动密封门向上运动，直至密封门完全不覆盖交接片窗口；

[0020] 步骤四：第一装置和第二装置通过交接片窗口进行物料的交接；

[0021] 步骤五：反向旋转旋转把手，通过第一曲柄滑块机构带动第二曲柄滑块机构向下运动，第二曲柄滑块机构带动密封门向下运动直至密封门完全覆盖交接片窗口；

[0022] 步骤六：继续反向旋转旋转把手，带动第一曲柄滑块机构向下运动，增大钢丝绳对弹性部件的拉力，从而使得密封腔围板从安装支架另一侧收回。

[0023] 更进一步地，第一装置与第二装置分别为光刻设备和涂胶显影设备。

[0024] 更进一步地，交接片窗口数量为两个并分别用于上片和下片，密封对接装置还包括上片台和下片台，步骤四具体为光刻设备的机械手伸入交接窗口将上片台上的已涂胶显
影的基底取走，再将待涂胶显影的基底放在下片台上。

[0025] 与现有技术相比较，本发明所提供的对接装置在离线状态和对接过程中，能够在实现光刻机自身密封的同时，采用机械方式实现光刻机和涂胶显影设备密封对接，而且光
刻机自身密封和密封对接的两种机械传动机构实现串联，既结构简单又简化流程，避免了
设备大型化带来的对接不便的问题，同时通过密封腔围板和密封门实现密封条件下对接，
能极大地减少杂质等污染的引入，确保了各项精度指标。

附图说明

[0026] 关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

[0027] 图1是本发明所涉及的对接装置的位置示意图；

[0028] 图2是本发明所涉及的对接装置的结构示意图；

[0029] 图3是本发明所涉及的对接装置的密封对接前机构状态示意图；

[0030] 图4是图3的局部放大图；

[0031] 图5是本发明所涉及的对接装置的密封对接前密封腔处于收缩状态示意图；

[0032] 图6是本发明所涉及的对接装置的密封对接时密封腔处于伸开状态示意图；

[0033] 图7是本发明所涉及的对接装置的密封对接后密封门处于最低位的示意图；

[0034] 图8是本发明所涉及的对接装置的密封对接后密封门处于上升过程示意图；

[0035] 图9是本发明所涉及的对接装置的密封对接后密封门处于最高位的示意图。

具体实施方式

[0036] 下面结合附图详细说明本发明的一种具体实施例的光刻机和涂胶显影设备的对接装置。然而，应当将本发明理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本发明的技
术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。

[0037] 在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，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。此外，在以下描述中所使用的“X向”一词
主要指与水平向平行的方向；“Y向”一词主要指与水平向平行，且与X向垂直的方向；“Z向”一词主要指与水平向垂直，且与X、Y向均垂直的方向。

[0038] 如图1至图9所示，本发明保护一种密封对接装置3，用于第一装置1和第二装置2的密封对接，包括设在安装支架47上的旋转把手11、两组曲柄滑块串联组件、钢丝绳15、密封
腔围板44和弹性部件45，每组曲柄滑块串联组件包括第一曲柄滑块机构，两组曲柄滑块串
联组件通过旋转把手相连，旋转把手和两组曲柄滑块串联组件位于安装支架一侧，密封腔
围板位于安装支架内部，钢丝绳一端固定在第一曲柄滑块机构上，另一端与弹性部件连接，
通过旋转所述旋转把手使得第一曲柄滑块机构运动从而改变钢丝绳对弹性部件的拉力，从
而控制密封腔围板从安装支架另一侧的伸出或收回，使得密封腔围板两侧的第一装置和第
二装置通过密封腔围板密封对接。

[0039] 可选地，第一曲柄滑块机构包括曲柄12、连杆13、第一滑块16和滑槽18，第一滑块位于滑槽内，曲柄通过连杆与滑槽连接，通过旋转把手旋转带动曲柄上下运动，曲柄通过连
杆带动滑槽相对第一滑块上下运动，从而改变钢丝绳对弹性部件的拉力。

[0040] 可选地，钢丝绳一端穿过第一滑块并通过钢丝绳端部固定件固定在滑槽下端。

[0041] 可选地，密封腔围板上还安装一气囊41，气囊围绕密封腔围板的端部设置。

[0042] 可选地，安装支架还设有密封门14和交接片窗口50，每组曲柄滑块串联组件由所述第一曲柄滑块机构和第二曲柄滑块机构串联而成，密封门与第二曲柄滑块机构连接，所
述旋转把手继续旋转使得第一曲柄滑块机构带动第二曲柄滑块机构运动，从而带动密封门
相对交接片窗口上下运动，使得第一装置和第二装置通过交接片窗口进行物料的交接。

[0043] 可选地，第二曲柄滑块机构包括滑轨17、第二滑块（图未示出）和密封门连接件（图未示出），第二滑块位于滑轨内，密封门通过密封门连接件与第二滑块连接，所述第二滑块
与滑槽连接，旋转所述旋转把手使得滑槽可带动第二滑块在滑轨内运动，从而带动所述密
封门相对交接片窗口上下运动。

[0044] 可选地，交接片窗口数量为两个，分别用于上片和下片。

[0045] 可选地，密封对接装置还包括上片台21和下片台22，分别与两个交接片窗口对应。

[0046] 可选地，所述钢丝绳为两条，所述弹性部件为分别位于所述密封腔围板四角的四个弹片，每条钢丝绳控制两个弹片。

[0047] 可选地，第一装置与第二装置分别为光刻设备和涂胶显影设备。

[0048] 可选地，该物料为基底、基板、硅片或掩模等。

[0049] 具体地，本发明所提供的密封对接装置如图2至图9中所示，该密封对接装置主要包括旋转把手11、曲柄12、连杆13、密封门14、钢丝绳15、第一滑块16、第二滑块、密封门连接件46、滑轨17、滑槽18、密封腔围板44、安装支架47、弹簧片45、交接片窗口50。

[0050] 可选地，上片台21以及下片台22还设有调平装置31。

[0051] 可选地，还包括钢丝绳端部固定件19，用于固定钢丝绳15。

[0052] 可选地，还包括安装门，安装门位于安装支架47上。

[0053] 可选地，安装门分为左侧门42和右侧门43，两个交接片窗口分别位于左侧门42和右侧门43上。

[0054] 可选地，密封对接装置可以与光刻机独立开来，在对接时通过接口与光刻机或者涂胶显影机固定。

[0055] 本发明还保护一种密封对接方法，包括以下步骤：

[0056] 步骤一：将密封对接装置通过接口与第一装置或者第二装置固定；

[0057] 步骤二：通过旋转旋转把手，带动第一曲柄滑块机构向上运动，减小钢丝绳对弹性部件的拉力，从而使得密封腔围板从安装支架另一侧伸出，第一装置与第二装置通过密封
腔围板密封对接；

[0058] 步骤三；继续旋转旋转把手，通过第一曲柄滑块机构带动第二曲柄滑块机构向上运动，第二曲柄滑块机构带动密封门向上运动，直至密封门完全不覆盖交接片窗口；

[0059] 步骤四：第一装置和第二装置通过交接片窗口进行物料的交接；

[0060] 步骤五：反向旋转旋转把手，通过第一曲柄滑块机构带动第二曲柄滑块机构向下运动，第二曲柄滑块机构带动密封门向下运动直至密封门完全覆盖交接片窗口；

[0061] 步骤六：继续反向旋转旋转把手，带动第一曲柄滑块机构向下运动，增大钢丝绳对弹性部件的拉力，从而使得密封腔围板从安装支架另一侧收回。

[0062] 进一步地，第一装置与第二装置分别为光刻设备和涂胶显影设备。

[0063] 进一步地，交接片窗口数量为两个并分别用于上片和下片，密封对接装置还包括上片台和下片台，步骤四具体为光刻设备的机械手伸入交接窗口将上片台上的已涂胶显影
的基底取走，再将待涂胶显影的基底放在下片台上。

[0064] 以下将结合图3至图9说明本发明所提供的密封对接装置如何工作。

[0065] 本发明中由第一曲柄滑块机构促使密封腔围板44前推从而实现光刻机和涂胶显影设备密封对接的过程是：初始状态，密封腔围板44处于收缩状态，密封腔围板44和安装支
架47Y向距离为e1（负值），如图5。此时，双曲柄滑块机构的状态图如4所示，滑块与钢丝绳固定件19的距离为f1，同时钢丝绳15拉紧弹簧片45。旋转把手按照图4中所示的旋转方向旋
转，使曲柄12带动连杆13斜向上运动，连杆13带动滑槽18运动，致使滑槽18相对第一滑块16
做相对运动，则f1逐渐减小，钢丝绳15对弹簧片的拉力减小，弹簧片推动密封腔围板44前
推。当f1较小至0时，如图3所示，钢丝绳15对弹簧片的拉力最小，弹簧片45推动密封腔围板
44前推的距离最大，此时密封腔围板44和安装支架47的Y向距离为e2（正值），如图6所示，其
中e2>e1。密封腔围板44前部环绕安装柔性密封气囊41，用来补偿光刻机和涂胶显影设备在
对接安装的过程中可能出现安装误差，实现密封对接。

[0066] 可选地，该密封对接装置也可以应用在其它有密封对接需求的场合，不局限于光刻机和涂胶显影机的密封对接。

[0067] 本发明中由第一曲柄滑块机构和第二曲柄滑块机构联动促使密封门14上升从而打开交接片窗口50的过程是：初始状态下，密封门14和交接片窗口50的最低端的距离为d1
（负值），如图7所示。在实现密封对接步骤后，旋转把手11继续按照图示旋转方向旋转，使曲柄12继续带动连杆13往Z正向移动，连杆13Z向移动时带动滑槽18继续往Z向移动，由于第二
滑块位于滑轨内，密封门通过密封门连接件46与第二滑块连接，第二滑块与滑槽连接，使得
此时滑槽可带动第二滑块在滑轨内运动，从而带动密封门相对交接片窗口上下运动滑槽带
动第二滑块在滑轨内运动，从而带动所述密封门相对交接片窗口Z向运动。旋转把手11继续
旋转，双曲柄滑块机构中的滑槽18继续Z向移动，密封门继续Z向移动，如图8所示为密封门
14处于上升过程状态图。此时，密封门14和交接片窗口50的最低端的距离为d2（正值），其中
d2>d1。旋转把手继续旋转，双曲柄滑块机构中滑槽18继续Z向移动，密封门14继续Z向移动，
直至最高位。图9所示为密封对接后密封门14处于最高位状态图，此时，密封门14和交接片
窗口50的最低端的距离为d3（正值），密封门14最下端Z向已经高于交接窗口50的最上端，交
接窗口50完全打开，其中d3>d2>d1。

[0068] 接着，光刻机机械手伸入交接窗口50将上片台21的已涂胶显影的物料取走，并将待涂胶显影的物料放在下片台22上。

[0069] 本发明中，实现光刻机和涂胶显影设备密封对接的双曲柄滑块机构和实现密封门开启的双曲柄滑块结构采用同一个曲柄12和连杆13，两个功能按先后顺序实现并具有串联
性。

[0070] 可选地，该密封对接装置也可以应用在其它有物料交接需求的场合，不局限于光刻机和涂胶显影机的密封对接。

[0071] 本发明中，按照相反的旋转方向旋转把手，可以实现密封门的闭合和密封腔围板的收缩，这两个功能依次实现，方便地实现光刻机和涂胶显影设备两个设备的分离。

[0072] 本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理
或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。