用于硅片台的气动真空控制系统.pdf

本发明提供了一种用于硅片台的气动真空控制系统，所述气动真空控制系统包括气控装置和底板气路结构两部分。气控装置使用电磁阀，包括两路进气，四路出气，进气为系统真空、环境大气和先导清洁气体，出气则根据需要选择输出；底板气路结构，把气控装置的电磁阀安装其上，构成阀岛结构，留下两个进气口，四个出气口；底板内部集成了所有气路，使用时气控装置的进气、出气与底板的进气口、出气口相对应连接。本发明的气控装置结构精简，效率高，可靠性强，且气控选气使用灵活；底板气路的模块化阀岛结构将原属于外部的分离式管路集成于底板内部，安装维护方便快捷。

权利要求书
1、  一种用于硅片台的气动真空控制系统，其特征在于所述气动真空控制系统包括：
气控装置，使用电磁阀控制，包括两路进气，四路出气，进气为系统真空、环境大气和先导清洁气体，出气根据需要选择输出；
底板气路结构，气控装置的电磁阀安装其上，构成阀岛，内部集成所有气路管道，留下两个进气口和四个出气口。

2、  如权利要求1所述的用于硅片台的气动真空控制系统，其特征在于所述的气控装置包括：两个调压阀，一个单电控二位三通阀，四个双电控二位五通阀。

3、  如权利要求1和2所述的用于硅片台的气动真空控制系统，其特征在于所述先导清洁气体和系统真空经过各自调压阀获得所需压力，分别接入四个双电控二位五通阀的一个进气口进行选择待用。

4、  如权利要求1和2所述的用于硅片台的气动真空控制系统，其特征在于所述环境大气与调压后的先导清洁气体经过一个单电控二位三通阀进行选择，然后接入双电控二位五通阀的一个进气口待用。

5、  如权利要求1和2所述的用于硅片台的气动真空控制系统，其特征还在于四个双电控二位五通阀的出气口都接有压力传感器。

6、  如权利要求1和2所述的用于硅片台的气动真空控制系统，其特征在于所述气路结构双电控二位五通阀的两个出口相连通，对外部仅设一个出口，出口气体性质由双电控二位五通阀自身进行选择。

7、  如权利要求1所述的用于硅片台的气动真空控制系统，其特征在于所述气控装置的进气、出气与底板气路结构的进气口、出气口相对应连接。

说明书用于硅片台的气动真空控制系统
技术领域
本发明涉及一种气路控制系统领域，尤其关于一种使用在硅片台上的气动真空控制系统。
背景技术
由于具有摩擦小，精度高，速度快，温升低，寿命长，清洁安全等优点，气浮结构在半导体设备中应用非常广泛，作为半导体装备的核心，光刻机的主流硅片台系统都采用了气浮结构。
2004年3月31日公开的“步进投影光刻机双台轮换曝光超精密定位硅片台系统”(CN1485694)和2006年11月8日公开的“一种调节气膜双向刚度的气浮支座”(CN1858653A)都提出气控系统对硅片台超精密运动的重大作用。就气路控制功能而言，其主要是实现硅片，吸盘或气足等气浮构件的吸附、释放和清洁功能。当前实际应用中，硅片台的气动真空控制系统大都采用分离式结构，或者有些采用气控阀式控制结构，这样一方面气管很多，连接麻烦，随应用插拔次数增多，有时会产生气体泄露影响气路真空度，而且气管数量多，也会带给硅片台外部振动，严重者会影响硅片台性能指标；另一方面复杂的气路控制系统成本很高，且对于硅片台的可靠性和可维护性都有较高的要求。
发明内容
为解决现有技术中气控结构复杂，气路管道冗繁所带来的问题，本发明提供了一种用于硅片台的真空启动控制系统，包括气控装置和底板气路结构两部分。
气控装置使用电磁阀，包括两路进气，四路出气，进气为系统真空、环境大气和先导清洁气体，出气则根据需要选择输出；先导清洁气体和系统真空经过各自调压阀获得所需压力，分别接入四个双电控二位五通阀的一个进气口进行选择待用；环境大气则与调压后的先导清洁气体经过一个单电控二位三通阀选择，然后接入双电控二位五通阀的另一个进气口待用；四个双电控二位五通阀连接压力传感器作为气控装置出气口。
底板气路结构，把气控装置的电磁阀安装其上，构成阀岛结构，留下两个进气口，四个出气口；底板内部集成了所有气路，使用时气控装置的进气、出气与底板的进气口、出气口相对应连接。双电控二位五通阀一般有两个出口，出口气体由外部选择，在本发明中底板气路结构内将其两个出口相连通，对外部仅设一个出口，出口气体性质直接由双电控二位五通阀自身进行选择。
本发明的气控装置结构精简，采用双电控电磁阀方式，又可以保证工件台气路控制系统的高效率与高可靠性，且气控选气使用灵活；而底板气路的模块化阀岛结构将原属于外部的分离式管路，集成于底板内部，使得整个系统安装维护方便快捷。
附图说明
图1为气控装置的控制原理图；
图2为气控装置的装置图；
图3为底板气路结构的外形图；
图4为二位五通阀的气路结构图；
图5为二位三通阀的气路结构图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，详细介绍本发明的气动真空控制系统。
硅片台气控装置的控制原理图如附图1所示，包括两路进气，四路出气。进气为系统真空和先导清洁气体，出气根据需要进行选择输出。先导清洁气体经过一精密调压阀进行调压处理后(设计为3bar，实际可以根据需要调节)，和环境大气经过一个单电控二位三通阀进行选择，进入后面的双电控二位五通阀一个进气口待用，系统真空经过一个真空调压阀调压处理(设计为-0.7bar，实际可以根据需要调节)，进入后面的双电控二位五通阀进行选择。
硅片台正常工作状态下使用真空对硅片等部件进行吸附，需要破坏真空时，可以灵活采用环境气体或压缩气体，一般对硅片台硅片采用压缩气体破坏真空时，须把压力调到3bar以下进行。出口气体最终由双电控的二位五通阀进行选择输出，双电控阀能够保证系统的可靠性及安全，而真空破坏气体可以根据需要灵活选用，这也是本控制系统的一大优势。为保证压力值绝对可靠，气路中设置正压真空两用压力传感器进行监测控制。
由于硅片上可能会引人一些粉尘或其它污染物，比如硅片胶屑等，设计中采用压缩空气吹浮方式对其进行清洁。这样就实现了硅片台的吸附，释放，清洁功能。
根据附图1所述的气控原理，设计出的硅片台气控装置，如附图2所示。主要包括底板1，堵头2，单电控二位三通阀3，先导清洁压缩空气进气口4，双电控二位五通阀5，系统真空进气口6，压力检测口7，出气口8。压缩气体经进气口4和环境大气在单电控二位三通阀3中进行第一次选择，如果实际应用中使用了环境大气破坏真空，把环境大气先接入单电控二位三通阀3的常通端，需要压缩气体时只要将单电控二位三通阀3通电选气。对双电控二位五通阀5，采用外部先导气体形式，根据需要选择出气端，由底板出气口8进入硅片台真空进气口。相比较于其他控制方式，三通阀放在五通阀前面，使其切换次数大大减少，延长了二位三通电磁阀3的使用寿命；而且采用单电控三通阀，降低结构成本，节约能量；五通阀采用双电控，保证控制对象的绝对可靠安全，这种结构整体减少管线数量，节省安装空间。
以上介绍了本发明所述硅片台气动真空控制系统的气控装置，下面对气控装置的装置图中底板1的结构特点进行说明：
底板气路结构的外形如附图3所示。该底板将一个单电控二位三通阀3和四个双电控二位五通阀5集成，构成阀岛结构，设计中采用了五个电磁阀连接方式，具体电磁阀数目可以根据工作需要进行灵活扩充或减少。其外形图序号含义如下：29、30、33、34、35——五通阀底板接口，31、32——三通阀底板接口，36、37——外部先导口，38——公共排气口，39——真空口，40、41——压缩空气口，42——外部出口。其中五通阀气路结构图如附图4所示，三通阀气路结构图如附图5所示。
单电控二位三通阀3的出口32连通于双电控二位五通阀5的一个公共进口38，在附图1上体现的是压缩气体和环境气体的切换选择，现在是在底板1内部实现。双电控二位五通阀5一般分别接两个出口，出口气体在外部进行选择，而该底板1在内部把双电控二位五通阀5的两个出口相连通，对外部仅有一个出口42，出口气体性质由双电控二位五通阀5进行选择控制。为节省空间，清洁压缩空气由接头4接入该气体控制系统中，先导压力气体接入口、压力检测口、真空连接口全部与输出口42端保持在同一端面，而侧面采用堵头，这些连接口的功能实际使用时可以根据需要灵活选用。
以上介绍的仅仅是基于本发明的一个较佳实施例，并不能以此来限定本发明的范围。本发明在掩模台，传输系统等需要对气浮零部件吸附定位的场合都可以应用，且不仅仅是用于光刻机等半导体设备，同样在机械制造装配生产线，机器人等众多领域中都会得到应用。任何对本发明的机制作本技术领域内熟知的部件的替换、组合、分立，以及对本发明实施步骤作本技术领域内熟知的等同改变或替换均不超出本发明的保护范围。