專利名稱：一種工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于光刻機(jī)中的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，特別是具有 糾偏和防漂裝置的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光刻是指將一 系列掩模版上的芯片圖形通過曝光系統(tǒng)依次轉(zhuǎn)印到硅片相應(yīng)
層上的復(fù)雜的工藝過程。整個(gè)光刻過程大約消耗芯片前道制造時(shí)間的60%，占 有整個(gè)芯片制造的近40%的成本。而這一系列復(fù)雜、昂貴、耗時(shí)的光刻工藝過 程集中在芯片前道生產(chǎn)線對(duì)應(yīng)的 一組光刻機(jī)上完成，因此光刻機(jī)的光刻精度和 產(chǎn)率高低直接影響著芯片的集成度和制造成本。而產(chǎn)率和光刻精度是一對(duì)矛盾 體，客戶既要系統(tǒng)提高產(chǎn)率，又要改善和提高系統(tǒng)的曝光質(zhì)量和曝光精度。
當(dāng)硅片直徑不大于200mm,線寬不低于100nm時(shí)，為了提高產(chǎn)率，工件臺(tái) 一般采用反力外引方式。而上述加減速階段的運(yùn)動(dòng)反力是導(dǎo)致系統(tǒng)振動(dòng)的一個(gè) 重要原因，必須加以處理，以減小和避免其對(duì)光刻系統(tǒng)曝光質(zhì)量的影響。目前 的做法是將長行程電機(jī)的運(yùn)動(dòng)反力引出到基礎(chǔ)框架上，并借助一套主動(dòng)減振系 統(tǒng)對(duì)曝光單元進(jìn)行減振隔振，以保證系統(tǒng)的精度需求。
目前光刻直徑為300mm的硅片已經(jīng)成為前道光刻領(lǐng)域的主流技術(shù)。在光刻 機(jī)系統(tǒng)中，尤其對(duì)承載該直徑硅片的大質(zhì)量工件臺(tái)系統(tǒng)，工件臺(tái)長行程模塊的 負(fù)載質(zhì)量、速度、加速度都相應(yīng)有較大幅度地增加，反力外引方式已經(jīng)不能再 滿足光刻機(jī)系統(tǒng)對(duì)減振的需求。而當(dāng)光刻線寬小于100nm時(shí)，整機(jī)系統(tǒng)中任何 微小振動(dòng)干擾都會(huì)對(duì)系統(tǒng)光刻質(zhì)量帶來致命的影響。
平衡質(zhì)量技術(shù)正是在這種條件下出現(xiàn)的。通過平衡質(zhì)量技術(shù)，工件臺(tái)傳遞 給基礎(chǔ)框架的作用力會(huì)大幅降低，這在很大程度上減少了光刻機(jī)系統(tǒng)的減振難 度，避免了運(yùn)動(dòng)反力對(duì)系統(tǒng)曝光的干擾。
當(dāng)前的工件臺(tái)平衡質(zhì)量系統(tǒng)主要有單層和雙層兩種。 一種傳統(tǒng)的采用單層
平衡質(zhì)量系統(tǒng)的光刻機(jī)的工件臺(tái)，是利用一層平衡質(zhì)量框架來平衡長行程電機(jī)
在X， Y， Rz三個(gè)方向上因運(yùn)動(dòng)加減速所產(chǎn)生的反作用力，并采用兩組五連桿 裝置實(shí)現(xiàn)工件臺(tái)平衡質(zhì)量系統(tǒng)與基礎(chǔ)框架間的物理連接。兩組五連桿裝置可以 完成工件臺(tái)平衡質(zhì)量系統(tǒng)的初始化回零，以及運(yùn)動(dòng)模式下對(duì)工件臺(tái)平衡質(zhì)量系 統(tǒng)跟蹤補(bǔ)償作用。然而，兩組五連桿機(jī)構(gòu)擁有四個(gè)控制電機(jī)，四個(gè)電機(jī)聯(lián)合一 體跟蹤控制X, Y， Rz三個(gè)自由度，系統(tǒng)需解耦，控制策略復(fù)雜。如果發(fā)生控 制故障，五連桿裝置很容易受到平衡質(zhì)量系統(tǒng)的沖擊而損壞。
另一種傳統(tǒng)的釆用雙層平銜二質(zhì)量系統(tǒng)的光刻機(jī)的工件臺(tái)，它采用兩層平衡 質(zhì)量分別平衡長行程電機(jī)在X, Y, Rz三個(gè)方向上加減速運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng) 反力；頂層平衡質(zhì)量用來平衡一個(gè)線性運(yùn)動(dòng)方向(X或Y)和Rz向上所產(chǎn)生的 運(yùn)動(dòng)反力，頂層平衡質(zhì)量體與底層平衡質(zhì)量體間通過補(bǔ)償電機(jī)連接，用以實(shí)現(xiàn) 頂層兩個(gè)平衡質(zhì)量體的同步運(yùn)動(dòng)以及糾偏和補(bǔ)償作用，該補(bǔ)償電機(jī)為一直線電 機(jī)。底層平衡質(zhì)量體則用來平衡另外一個(gè)線性運(yùn)動(dòng)方向上(Y或X)所產(chǎn)生的 運(yùn)動(dòng)反力。上述雙層平衡質(zhì)量系統(tǒng)采用三個(gè)獨(dú)立的直線電機(jī)用來實(shí)現(xiàn)工件臺(tái)平 衡質(zhì)量系統(tǒng)與基礎(chǔ)框架間的連接作用，直線電機(jī)的定子安裝在基礎(chǔ)框架上，動(dòng) 子安裝在工件臺(tái)底層平衡質(zhì)量系統(tǒng)上。三個(gè)直線電機(jī)聯(lián)合起來可以完成工件臺(tái) 平衡質(zhì)量系統(tǒng)的初始化回零，以及運(yùn)動(dòng)模式下對(duì)工件臺(tái)平衡質(zhì)量系統(tǒng)的跟蹤補(bǔ) 償作用。三個(gè)直線電機(jī)可以對(duì)X, Y， Rz三個(gè)自由度的獨(dú)立控制，不存在運(yùn)動(dòng) 耦合問題，系統(tǒng)無需解耦，控制策略簡單。然而，該直線電機(jī)所具有的側(cè)向間 隙和位移特性，普通直線電機(jī)并不具備，并且售價(jià)昂貴。
因此，如何克服上述先前技術(shù)的缺失，進(jìn)而使平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡 單，使其運(yùn)動(dòng)完全解耦，并且易于制定跟蹤控制策略，是目前亟待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述習(xí)知技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的是提供一種平衡質(zhì)量定位系 統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，使其運(yùn)動(dòng)完全解耦，并且易于制定跟蹤控制策略。
本發(fā)明的另一目的是提供該平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，提高其作大行程運(yùn)動(dòng)的加 速度和減速度。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明即提供一種工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，應(yīng)用于光刻
機(jī)中對(duì)系統(tǒng)工件臺(tái)的減振，其包括系統(tǒng)框架、基礎(chǔ)框架、硅片承載臺(tái)、氣浮系 統(tǒng)、及運(yùn)動(dòng)限位裝置，該系統(tǒng)框架通過該氣浮系統(tǒng)相對(duì)該基礎(chǔ)框架運(yùn)動(dòng)，該運(yùn) 動(dòng)限位裝置位于該系統(tǒng)框架的四個(gè)角點(diǎn)位置用以圈定該定位系統(tǒng)在該基礎(chǔ)框架
上作平面運(yùn)動(dòng)的極限位置，其中進(jìn)一步包括X向和Y向長行程模塊，以實(shí)現(xiàn) 上述硅片承載臺(tái)相對(duì)于上述系統(tǒng)框架在X、 Y兩個(gè)方向上的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，及糾偏 和防漂裝置，以完成對(duì)工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)的跟蹤補(bǔ)償控制和回零控制。
上述的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括該X向和Y向長行程模 塊包括Y向長刊_程電才幾和X向長行程電機(jī)。
上述的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括該Y向長行程電機(jī)和該 X向長行程電機(jī)進(jìn)一步包括Yl向長行程驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子、Yl向長行程驅(qū)動(dòng)電機(jī) 動(dòng)子、X向長行程驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子、Y2向長行程驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)子、Y2向長行程驅(qū)動(dòng) 電機(jī)定子，該X向長行程電機(jī)的該等定子與該Y向兩組長行程電機(jī)的該等動(dòng)子 安裝在一起。
上述的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括該Y向長行程電機(jī)的個(gè) 數(shù)為2個(gè)，該X向長4亍程電才幾的個(gè)數(shù)為1個(gè)。
上述的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括該糾偏和防漂裝置包括 與該系統(tǒng)框架剛性固聯(lián)的滑道，與基礎(chǔ)框架剛性固聯(lián)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，與該驅(qū)動(dòng)電 機(jī)轉(zhuǎn)軸剛性連接的曲柄，及直接與該曲柄鉸接的滑塊。
上述的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括該糾偏和防漂裝置進(jìn)一 步包括X向和Y向的力矩補(bǔ)償裝置，用以補(bǔ)償和抵消因該硅片承栽臺(tái)的偏心運(yùn) 動(dòng)帶來的附加轉(zhuǎn)矩作用，為上述糾偏和防漂裝置分擔(dān)附加轉(zhuǎn)矩作用，從而可以 使該硅片承載臺(tái)作大行程運(yùn)動(dòng)的加速度得到進(jìn)一 步的提高。
上述的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括該X向和Y向的力矩補(bǔ) 償裝置包括分別安裝在該系統(tǒng)框架X、 Y側(cè)的X、 Y向偏轉(zhuǎn)力矩抵消負(fù)載支撐框 架、及分別安裝在該X、 Y向偏轉(zhuǎn)力矩抵消負(fù)載支撐框架上的X、 Y向偏轉(zhuǎn)力矩 抵消負(fù)載。
上述的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括該X向和Y向的力矩補(bǔ) 償裝置的個(gè)數(shù)為3個(gè)。
綜上所述，本發(fā)明的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，具有糾偏和防漂裝置，用
以實(shí)現(xiàn)工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和初始化回零。相較于習(xí)知技術(shù)， 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動(dòng)不耦合，跟蹤控制策略'容易制定。另外，在本發(fā)明中引 入運(yùn)動(dòng)負(fù)載，用以補(bǔ)償和抵消因該硅片承載臺(tái)的偏心運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的附加轉(zhuǎn)矩作用， 為該組糾偏和防漂裝置分擔(dān)附加轉(zhuǎn)矩作用，從而使上述硅片承載臺(tái)作大行程運(yùn) 動(dòng)的加速度得到進(jìn)一步的提高。


圖1為本發(fā)明的一種工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)的主4見圖。
圖2為本發(fā)明的一種工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)的糾偏和防漂裝置的原理圖。
圖3為本發(fā)明的第一4交佳實(shí)施例的一種工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)的糾偏和 防漂裝置的側(cè)3見圖。
圖4為本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的一種工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)的糾偏和 防漂裝置的側(cè)4見圖。
圖5為本發(fā)明的第一、二較佳實(shí)施例的一種工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)的主 視圖。
具體實(shí)施例方式
以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，該領(lǐng)域技術(shù)人員可由本 說明書所揭示的內(nèi)容輕易了解本發(fā)明其它優(yōu)點(diǎn)及功效。
為了大幅度降低工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)施加給曝光系統(tǒng)的反作用力，可以采用平衡 質(zhì)量的方式來降低和抵消運(yùn)動(dòng)反力。本發(fā)明的工件臺(tái)平衡質(zhì)量系統(tǒng)屬于單層平 衡質(zhì)量精密定位系統(tǒng)。以下將對(duì)照?qǐng)D1對(duì)本發(fā)明的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)的 各組成部分進(jìn)行詳細(xì)的說明。
如圖1所示，該工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)包括平衡質(zhì)量系統(tǒng)框架1、基礎(chǔ)框 架4、 X向和Y向長行程模塊(圖中未標(biāo)注圖號(hào))、硅片承載臺(tái)7、四個(gè)氣浮系 統(tǒng)2、 9、 13、 20、四個(gè)運(yùn)動(dòng)限位裝置3、 8、 14、 19、三組糾偏與防漂裝置11、 15、 18。上述X向和Y向長形成模塊主要包括2個(gè)Y向長行程電機(jī)和1個(gè)X向 長行程電機(jī)，具體為Yl向長行程驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子5、 Yl向長行程驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)子 6、 X向長行程驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子12、 Y2向長行程驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)子16、 Y2向長行程驅(qū)
動(dòng)電4幾定子17。
上述系統(tǒng)框架1,以用來平衡該X、 Y向長行程電機(jī)施加給該定子5 、 12 、 17的反作用力。
上述基礎(chǔ)框架4具有調(diào)平能力，為上述系統(tǒng)框架1提供了一個(gè)牢固可靠的 工作平臺(tái)。該基礎(chǔ)框架4的上方具有一鋪面10 (可為大理石原料)用以設(shè)置上 述支撐氣浮系統(tǒng)2、 9、 13、 20。該系統(tǒng)框架1通過該支撐氣浮系統(tǒng)2、 9、 13、 20支撐在該鋪面10上。該系統(tǒng)框架1相對(duì)該^5出框架4做平面運(yùn)動(dòng)。
上述長行程模塊用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在X、 Y向的大行程運(yùn)動(dòng)。上述2個(gè)Y向電 機(jī)運(yùn)動(dòng)需要同步等速運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)Y向運(yùn)動(dòng)。上述X向長行程電機(jī)的該等定子12 與上述Y向兩組長行程電機(jī)的該等動(dòng)子6、 16安裝在一起，該滑塊與其運(yùn)行導(dǎo) 軌之間用氣浮軸承連接。
上述Y向兩組長行程電機(jī)的該等定子5、 17固設(shè)在上述系統(tǒng)框架1上。
上述X向長行程電機(jī)的該等定子12固設(shè)在上述Yl、 Y2直線電機(jī)的該等動(dòng) 子6、 16上并實(shí)現(xiàn)剛性連接，這樣，上述長行程模塊只可以實(shí)現(xiàn)上述硅片承載 臺(tái)7相對(duì)于上述系統(tǒng)框架1在X、 Y兩個(gè)方向上的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。
上述四組運(yùn)動(dòng)限位裝置3、 8、 14、 19固設(shè)在上述基礎(chǔ)框架4上，位于上述 系統(tǒng)框架1初始化的四個(gè)角點(diǎn)位置，用以圈定該平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)在上述基礎(chǔ) 框架4上作平面運(yùn)動(dòng)的極限位置，不允許其超出其圈定的運(yùn)動(dòng)范圍。
平衡質(zhì)量系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)漂移必須進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償控制，否則平衡塊會(huì)超出規(guī) 定的行程以及激光干涉儀的監(jiān)測(cè)范圍，導(dǎo)致系統(tǒng)不能連續(xù)正常工作。如圖l及2 所示，該等糾偏和防漂裝置ll、 15、 18具有相同的結(jié)構(gòu)形式，其基本機(jī)構(gòu)形式 類似一曲柄滑塊積j構(gòu)，其具有與該系統(tǒng)框架1剛性固聯(lián)的滑道lll、 151、 181， 與基礎(chǔ)框架4剛性固聯(lián)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)112、 152、 182,與該驅(qū)動(dòng)電才幾112、 152、 182轉(zhuǎn)軸剛性連接的曲柄113、 153、 183，及直接與該曲柄113、 153、 183鉸接 的滑塊114、 154、 184。該滑塊114、 154、 184可在該滑道111、 151、 181內(nèi)自 由滑動(dòng)，上述三組驅(qū)動(dòng)電機(jī)112、 152、 182以不同的角速度(co112、 w152、 w182) 協(xié)同工作，以完成對(duì)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)的跟蹤補(bǔ)償控制和回零控制。因運(yùn)動(dòng)偏 心造成該平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)完全要靠該三組糾偏和防漂裝置11、 15、 18聯(lián)合作用，才能將其控制在激光干涉儀能夠正常工作能夠捕捉的偏轉(zhuǎn)范圍內(nèi)。
對(duì)于大質(zhì)量的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，該硅片承載臺(tái)7作大行程運(yùn)動(dòng)的加速 度和減速度將受到限制。
如圖3及圖5所示，本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例中，該糾偏和防漂裝置ll或 15或18具有X向和Y向的力矩補(bǔ)償裝置，電機(jī)支撐框架25、與基礎(chǔ)框架4剛 性固聯(lián)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)26、電才幾軸端支撐罩殼27、內(nèi)滾道28、滾道支撐框架29、 軸端擋圖30、外滾道31、軸承外滾圏32、與該驅(qū)動(dòng)電機(jī)26轉(zhuǎn)軸剛性連接的旋 轉(zhuǎn)曲軸33、曲軸支撐軸承34、電機(jī)軸35、曲軸曲拐旋轉(zhuǎn)支撐軸承36及其固定 組件連接組成。其中該電機(jī)支撐架25與該基礎(chǔ)框架4固連，該滾道支撐框架29 與該系統(tǒng)框架1固連。該電才幾26驅(qū)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)曲軸33并4吏之旋轉(zhuǎn)，引起該軸承 外圏32上的滾套在該滾道支撐架29的該內(nèi)外圏28、 31中旋轉(zhuǎn)，從而推動(dòng)上述 系統(tǒng)框架1及其上安裝的設(shè)備一體相對(duì)于上述基礎(chǔ)框架4作X向、Y向運(yùn)動(dòng)。 該等糾偏和防漂裝置系統(tǒng)11、 15、 18分別用于補(bǔ)償該系統(tǒng)框架1在X向、Y向 和Rz向的位置漂移，使其不超出規(guī)定的形成及激光干涉儀的監(jiān)測(cè)范圍，使本發(fā) 明連續(xù)正常工作。上述三組糾偏和防漂裝置系統(tǒng)11或15或18各自的電機(jī)26 控制3個(gè)自由度，相對(duì)運(yùn)動(dòng)不耦合，控制方便。該等三組糾偏和防漂裝置11、 15、 18聯(lián)合作用，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)作小范圍的平面 (dx、 dy、 dRz)運(yùn)動(dòng)。圖3的第一較佳實(shí)施例可以單獨(dú)使用，也可以結(jié)合圖5 使用。圖5中，該X向和Y向的力矩補(bǔ)償裝置具有Y向偏轉(zhuǎn)力矩抵消負(fù)載21、 Y向偏轉(zhuǎn)力矩抵消負(fù)載支撐框架22、 X向偏轉(zhuǎn)力矩抵消負(fù)載23、 X向偏轉(zhuǎn)力矩 抵消負(fù)載支撐框架24。該支撐框架22、 24分別安裝在該系統(tǒng)框架1的X、 Y的 一側(cè)，該負(fù)載21、 23分別安裝在該Y向偏轉(zhuǎn)力矩抵消負(fù)栽支撐框架22及該X 向偏轉(zhuǎn)力矩抵消負(fù)載支撐框架24上，用以補(bǔ)償和抵消因該硅片承載臺(tái)的偏心運(yùn) 動(dòng)帶來的附加轉(zhuǎn)矩作用，為該等三組糾偏和防漂裝置分擔(dān)附加轉(zhuǎn)矩作用，從而 可以使該硅片承載臺(tái)作大行程運(yùn)動(dòng)的加速度得到進(jìn)一步的提高。
如圖4及圖5所示，本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例中，該工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位 系統(tǒng)的糾偏和防漂裝置11或15或18的電初J且成與前述的較佳實(shí)施例基本相同， 也是由該X向和Y向的力矩補(bǔ)償裝置，該糾偏和防漂電機(jī)支撐框架25、該電機(jī) 26、該電機(jī)軸端支撐罩殼27、該旋轉(zhuǎn)曲軸33、該曲軸支撐軸承34及該電機(jī)軸 35連接組成。區(qū)別在于其進(jìn)一步包括直線導(dǎo)軌支撐框架37、直線導(dǎo)軌38、軸
承支撐座39、軸承擋圏40、曲拐軸承41、滑塊42、滾珠43。該電機(jī)26驅(qū)動(dòng)該 旋轉(zhuǎn)曲軸33使之旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動(dòng)該滑塊42運(yùn)動(dòng)，該滑塊42帶動(dòng)剛性固聯(lián)在該系統(tǒng) 框架1上的該直線導(dǎo)軌38，從而推動(dòng)上述系統(tǒng)框架1及其上安裝的設(shè)備一體相 對(duì)于上述基礎(chǔ)框架4作X向、Y向運(yùn)動(dòng)。該等三組糾偏和防漂裝置11、 15、 18 聯(lián)合作用，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)作小范圍的平面(dx、 dy、 dRz)運(yùn)動(dòng)。圖4的第二較佳實(shí)施例可以單獨(dú)使用，也可以結(jié)合圖5使用。 圖5中，該X向和Y向的力矩補(bǔ)償裝置具有Y向偏轉(zhuǎn)力矩抵消負(fù)載21、 Y向偏 轉(zhuǎn)力矩抵消負(fù)載支撐框架22、 X向偏轉(zhuǎn)力矩抵消負(fù)載23、 X向偏轉(zhuǎn)力矩抵消負(fù) 載支撐框架24。該支撐框架22、 24分別安裝在該系統(tǒng)框架1的X、 Y的一側(cè)， 該負(fù)載21 、 23分別安裝在該Y向偏轉(zhuǎn)力矩抵消負(fù)載支撐框架22及該X向偏轉(zhuǎn) 力矩抵消負(fù)載支撐框架24上，用以補(bǔ)償和抵消因該硅片承載臺(tái)的偏心運(yùn)動(dòng)帶來 的附加轉(zhuǎn)矩作用，為該等三組糾偏和防漂裝置分擔(dān)附加轉(zhuǎn)矩作用，從而可以使 該硅片承載臺(tái)作大行程運(yùn)動(dòng)的加速度得到進(jìn)一步的提高。
本發(fā)明的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，具有糾偏和防漂裝置，用以實(shí)現(xiàn)工件 臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和初始化回零。相較于習(xí)知技術(shù)，本發(fā)明結(jié)構(gòu) 簡單，運(yùn)動(dòng)不耦合，跟蹤控制策略容易制定。另外，在本發(fā)明中引入運(yùn)動(dòng)負(fù)載， 用以補(bǔ)償和抵消因該硅片承載臺(tái)的偏心運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的附加轉(zhuǎn)矩作用，為該組糾偏 和防漂裝置分擔(dān)附加轉(zhuǎn)矩作用，從而使上述硅片承載臺(tái)作大行程運(yùn)動(dòng)的加速度 得到進(jìn)一步的提高。
上述實(shí)施例僅為例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明， 亦即，本發(fā)明事實(shí)上仍可作其它改變。因此，熟知本領(lǐng)域的技術(shù)人員均可在不 違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改。因此本發(fā)明的權(quán)利保護(hù) 范圍，應(yīng)如后述的申請(qǐng)專利范圍之所列。
權(quán)利要求
1.一種工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，應(yīng)用于光刻機(jī)中對(duì)系統(tǒng)工件臺(tái)的減振，其包括系統(tǒng)框架、基礎(chǔ)框架、硅片承載臺(tái)、氣浮系統(tǒng)、及運(yùn)動(dòng)限位裝置，該系統(tǒng)框架通過該氣浮系統(tǒng)相對(duì)該基礎(chǔ)框架運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)限位裝置位于該系統(tǒng)框架的四個(gè)角點(diǎn)位置用以圈定該定位系統(tǒng)在該基礎(chǔ)框架上作平面運(yùn)動(dòng)的極限位置，其特征在于進(jìn)一步包括X向和Y向長行程模塊，以實(shí)現(xiàn)上述硅片承載臺(tái)相對(duì)于上述系統(tǒng)框架在X、Y兩個(gè)方向上的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)；及糾偏和防漂裝置，以完成對(duì)工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)的跟蹤補(bǔ)償控制和回零控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，其特征在于該X向和Y 向長行程模塊包括Y向長行程電機(jī)和X向長行程電機(jī)。
3. 如權(quán)利要求2所述的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，其特征在于該Y向長行 程電機(jī)和該X向長行程電機(jī)進(jìn)一步包括Yl向長行程驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子、Yl向 長行程驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)子、X向長行程驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子、Y2向長行程驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng) 子、Y2向長行程驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子，該X向長行程電機(jī)的該等定子與該Y向兩 組長行程電機(jī)的該等動(dòng)子安裝在一起。
4. 如權(quán)利要求2所述的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，其特征在于該Y向長行 程電機(jī)的個(gè)數(shù)為2個(gè)，該X向長行程電機(jī)的個(gè)數(shù)為1個(gè)。
5. 如權(quán)利要求1所述的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，其特征在于該糾偏和防漂 裝置包括與該系統(tǒng)框架剛性固聯(lián)的滑道，與基礎(chǔ)框架剛性固聯(lián)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 與該驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸剛性連接的曲柄，及直接與該曲柄鉸接的滑塊。
6. 如權(quán)利要求5所述的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，其特征在于該糾偏和防漂 裝置進(jìn)一步包括X向和Y向的力矩補(bǔ)償裝置，用以補(bǔ)償和抵消因該硅片承 載臺(tái)的偏心運(yùn)動(dòng)帶來的附加轉(zhuǎn)矩作用，為上述糾偏和防漂裝置分擔(dān)附加轉(zhuǎn)矩 作用，從而可以使該硅片承載臺(tái)作大行程運(yùn)動(dòng)的加速度得到進(jìn)一步的提高。
7. 如權(quán)利要求6所述的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，其特征在于該X向和Y 向的力矩補(bǔ)償裝置包括分別安裝在該系統(tǒng)框架X、 Y側(cè)的X、 Y向偏轉(zhuǎn)力矩抵消負(fù)載支撐框架，以及分別安裝在該X、 Y向偏轉(zhuǎn)力矩抵消負(fù)栽支撐框架 上的X、 Y向偏轉(zhuǎn)力矩抵消負(fù)載。
8.如權(quán)利要求1所述的工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，其特征在于該X向和Y 向的力矩補(bǔ)償裝置的個(gè)數(shù)為3個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明為一種工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)，用于光刻機(jī)中工件臺(tái)的減振，其包括系統(tǒng)框架、基礎(chǔ)框架、硅片承載臺(tái)、氣浮系統(tǒng)、糾偏防漂裝置及運(yùn)動(dòng)限位裝置，該系統(tǒng)框架通過氣浮系統(tǒng)相對(duì)該基礎(chǔ)框架運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)限位裝置位于系統(tǒng)框架的四個(gè)角點(diǎn)位置用以圈定該定位系統(tǒng)在基礎(chǔ)框架上作平面運(yùn)動(dòng)的極限位置，X向和Y向長行程模塊實(shí)現(xiàn)硅片承載臺(tái)相對(duì)于系統(tǒng)框架在X、Y方向上的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，糾偏防漂裝置用以完成對(duì)工件臺(tái)平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)的跟蹤補(bǔ)償和回零控制。本發(fā)明的平衡質(zhì)量定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，采用特殊設(shè)計(jì)的糾偏防漂裝置能使其運(yùn)動(dòng)完全解耦，并且易于制定跟蹤控制策略，結(jié)合X、Y向力矩補(bǔ)償裝置，可以使硅片承載臺(tái)作大行程運(yùn)動(dòng)的加速度得到進(jìn)一步的提高。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101206409SQ20071017242
公開日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者嚴(yán)天宏, 王天明, 袁志揚(yáng), 鄒恒杉 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司;上海微高精密機(jī)械工程有限公司