專利名稱：光刻機(jī)工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光刻機(jī)工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝 置及方法。
背景技術(shù)：
目前光刻機(jī)的工件臺(tái)，開始朝著采用平衡質(zhì)量塊抵消運(yùn)動(dòng)反力或者雙硅片 的方向發(fā)展。光刻機(jī)工件臺(tái)的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，并且尺寸和質(zhì)量也越來(lái)越大。
目前設(shè)計(jì)的工件臺(tái)質(zhì)量達(dá)近4噸。工件臺(tái)在安裝和定期維修維護(hù)后重安裝時(shí)需 要將工件臺(tái)移入或移出整機(jī)框架進(jìn)行操作，由于工件臺(tái)的尺寸、重量和位置精 度等因素，所以移動(dòng)工件臺(tái)會(huì)很困難。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種光刻機(jī)工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置及方法， 以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。
本發(fā)明提供一種光刻機(jī)工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置，用以調(diào)整工件臺(tái)與框架相對(duì) 位置，包括氣浮單元，設(shè)置于工件臺(tái)底部；驅(qū)動(dòng)單元，設(shè)置于所迷工件臺(tái)底 部，以驅(qū)動(dòng)所述工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)；固定單元，用以將所述工件臺(tái)固定到所述框架內(nèi)； 以及傳感器單元，設(shè)置在所述框架上，用以感測(cè)所述工件臺(tái)的位置信息。
進(jìn)一步的，所述氣浮單元，包括氣嚢上蓋板，與所述工件臺(tái)連接；氣嚢， 承靠在所述氣嚢上蓋板下；氣嚢下蓋板，承托所述氣嚢；導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，設(shè)置于所 述氣嚢側(cè)邊，以連接所述氣嚢上蓋板與所述氣嚢下蓋板；以及氣浮墊，設(shè)置于 所述氣嚢下蓋板下。
進(jìn)一步的，所述氣嚢至少為一個(gè)。
進(jìn)一步的，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為直線軸承導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)，包括導(dǎo)桿固定座，固設(shè)
4在所述氣嚢上蓋板上；導(dǎo)桿，通過(guò)所述導(dǎo)桿固定座固定在所述氣嚢上蓋板上；以及直線軸承座，固設(shè)在氣嚢下蓋板上；其中，所述導(dǎo)桿沿著所述直線軸承座滑動(dòng)。
進(jìn)一步的，所述直線軸承導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)至少為兩個(gè)，對(duì)稱分布在所述氣嚢兩側(cè)。進(jìn)一步的，所述氣浮單元還包括進(jìn)氣管，用以給所述氣嚢供氣。進(jìn)一步的，所述氣浮單元至少為三個(gè)。進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)單元為旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
進(jìn)一步的，所述固定單元包括設(shè)置于所述工件臺(tái)側(cè)面的支撐銷柱與設(shè)置于所述工件臺(tái)側(cè)面和所述框架側(cè)面的銷孔。
進(jìn)一步的，所述傳感器單元包括垂向檢測(cè)器和距離傳感器。本發(fā)明還提供一種光刻機(jī)工件臺(tái)移入安裝的調(diào)整方法，包括以下步驟
(1) 開啟氣浮單元，給所述氣浮單元的氣浮墊充氣，支撐起工件臺(tái)；
(2) 驅(qū)動(dòng)單元帶動(dòng)所述工件臺(tái)向框架里移動(dòng)，同時(shí)通過(guò)傳感器單元感測(cè)所述工件臺(tái)的位置信息，并控制所述驅(qū)動(dòng)單元運(yùn)動(dòng)；
(3) 利用所述傳感器確定所述工件臺(tái)水平方向定位；
(4) 將所述氣浮單元的氣嚢充氣膨脹，抬升所述工件臺(tái)垂直方向運(yùn)動(dòng)；
(5) 利用所述傳感器確定所述工件臺(tái)垂直方向定位；
(6) 當(dāng)所述工件臺(tái)到達(dá)預(yù)定高度，將所述工件臺(tái)與所述框架固定；
(7) 將所述氣嚢泄氣，氣浮單元脫離地面。
本發(fā)明還提供一種光刻機(jī)工件臺(tái)移出的調(diào)整方法，包括以下步驟
a. 開啟氣浮單元，給氣嚢充氣，氣浮單元接觸地面；
b. 將工件臺(tái)與框架分離，利用所述氣浮單元支撐所述工件臺(tái)；
c. 將所述氣嚢泄氣， -使所述氣浮單元回復(fù)到原始位置；
d. 利用驅(qū)動(dòng)單元帶動(dòng)工件臺(tái)向框架外移動(dòng)，同時(shí)通過(guò)傳感器單元感測(cè)所述工件臺(tái)的位置信息，并控制直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元運(yùn)動(dòng)；以及
e. 工件臺(tái)完全移出框架。
本發(fā)明提供的一種工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置及方法能方便的將大質(zhì)量大尺寸的光刻機(jī)工件臺(tái)移入或移出光刻機(jī)框架，并在工件臺(tái)與框架固定前能對(duì)工件臺(tái)進(jìn)行X向、Y向、Z向以及Rx、 Ry、 Rz等6個(gè)自由度的調(diào)整。且該工件臺(tái)移動(dòng)
5調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間小，承受載荷大，控制簡(jiǎn)單。


圖1所示為本發(fā)明一實(shí)施例中光刻機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖2所示為本發(fā)明一實(shí)施例中工件臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖3所示為本發(fā)明一實(shí)施例中工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)示意圖4所示為工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置中的氣浮單元結(jié)構(gòu)示意圖5所示為本發(fā)明一實(shí)施例中單個(gè)氣浮單元垂向運(yùn)動(dòng)示意圖6a至圖6d所示為本發(fā)明一實(shí)施例中將工件臺(tái)移入安裝框架的示意圖7所示為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種光刻機(jī)工件臺(tái)移出的調(diào)整方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提出的光刻方法及系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1光刻機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖所示，本發(fā)明中的工件臺(tái)移入移出和調(diào)整的裝置及方法用于維修或維護(hù)工件臺(tái)101，將工件臺(tái)101移入或者移出光刻機(jī)框架102，并能在工件臺(tái)101與框架102固定前進(jìn)行工件臺(tái)101的X向、Y向、Z向以及Rx、 Ry、 Rz等6個(gè)自由度的調(diào)整。
圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中的所述的工件臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖，工件臺(tái)的長(zhǎng)度和寬度接近2米，并且重量將近4噸。維修或維護(hù)時(shí)，工件臺(tái)沿著X正方向移出光刻機(jī)框架，完成維修或維護(hù)時(shí)，沿著X負(fù)方向移入光刻機(jī)框架，并進(jìn)行水平向和垂向位置調(diào)整后通過(guò)4個(gè)支撐銷柱205將工件臺(tái)固定到框架上。
本發(fā)明一實(shí)施例中工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置主要由氣浮單元301 、驅(qū)動(dòng)單元302、定位塊303-306、工件臺(tái)固定單元和傳感器單元等組成。請(qǐng)參見圖3，其為從光刻機(jī)底部仰視的工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置示意圖。其中氣浮單元301和驅(qū)動(dòng)單元302安裝在工件臺(tái)底部?？蚣?09和工件臺(tái)310側(cè)面分別安裝有X向定位塊303、304和Y向定位塊305、 306。工件臺(tái)是通過(guò)側(cè)面4個(gè)支撐銷柱205固定到框架內(nèi)側(cè)兩邊的銷孔307上的。同時(shí)框架兩側(cè)安裝有傳感器單元包括垂向檢測(cè)器308和距離傳感器(圖中未畫出)等。在本實(shí)施中，采用了直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元為工
件臺(tái)運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。工件臺(tái)底部安裝有2個(gè)驅(qū)動(dòng)單元302，其位置如圖3所示，2個(gè)直流電機(jī)分別控制，可驅(qū)動(dòng)工件臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明一實(shí)施例中的工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置的關(guān)鍵組成部分是氣浮單元。3個(gè)及3個(gè)以上的氣浮單元固定在工件臺(tái)底部(本實(shí)施例以4個(gè)氣浮單元為例)，可實(shí)現(xiàn)工件臺(tái)的移動(dòng)和工件臺(tái)X向、Y向、Z向以及Rx、 Ry、 Rz等6個(gè)自由度的調(diào)整。
氣浮單元的結(jié)構(gòu)如圖4所示。該氣浮單元分為三層，最底層為氣浮墊401和氣嚢下蓋板405，中間層部分為氣嚢403和導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，最上層是氣嚢上蓋板406，與工件臺(tái)固定連^"。
氣浮墊401充氣后可懸浮在干凈地面上，才艮據(jù)工件臺(tái)的重量和尺寸選擇合適大小和個(gè)數(shù)的氣浮墊。氣浮墊的氣浮力可支撐位于其上的工件臺(tái)，并且因?yàn)闅飧|與地面是氣浮接觸，摩擦力很小，于是能以很小的推力推動(dòng)大質(zhì)量工件臺(tái)移動(dòng)。
中間層的氣嚢單元部分由l個(gè)、2個(gè)或更多個(gè)氣嚢組成(本實(shí)施例以2個(gè)氣嚢為例)。通過(guò)改變氣嚢403的充氣量，可推動(dòng)氣嚢上蓋板406和固定在其上的工件臺(tái)的垂向運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)整工件臺(tái)的高度。如果同一個(gè)氣浮單元有多個(gè)氣嚢，則多個(gè)氣嚢是連通的，通過(guò)帶多個(gè)分支的進(jìn)氣管404實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)氣嚢的同時(shí)供氣。導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為直線軸承導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)402,包括導(dǎo)桿固定座402-1;導(dǎo)桿402-3;直線軸承座402-2。 4個(gè)直線軸承導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)對(duì)稱分布在氣嚢兩側(cè)。導(dǎo)桿402-3通過(guò)導(dǎo)桿固定座402-1固定在氣嚢上蓋板406上，沿著固定在氣嚢下蓋板405上的直線軸承座402-2滑動(dòng)。直線軸承導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)在氣囊充氣可防止氣嚢上蓋板上升運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生水平滑動(dòng)，保證工件臺(tái)垂向運(yùn)動(dòng)時(shí)水平方向的穩(wěn)定性。
圖5a和5b顯示了氣嚢未充氣和充氣時(shí)氣嚢上下蓋板的位置關(guān)系。氣嚢403未充氣時(shí)，氣嚢上下蓋板405， 406接觸，氣嚢403不起支撐作用，稱該位置為氣浮單元原始位置。氣嚢403充氣，氣嚢上蓋板406沿著直線軸承導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)402垂向運(yùn)動(dòng)，氣嚢403起支撐工件臺(tái)的作用，氣嚢上下蓋板405， 406分離，上下蓋板之間位置的改變量也即工件臺(tái)垂向上升和下降的運(yùn)動(dòng)量。通過(guò)控制氣嚢的充氣量即可實(shí)現(xiàn)工件臺(tái)Z向位置的調(diào)整。氣浮單元結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間小，載荷能力強(qiáng)。工件臺(tái)的在工件臺(tái)底部安裝3個(gè)或以上這種氣浮單元，可調(diào)節(jié)重物的水平傾斜度，即可調(diào)節(jié)工件臺(tái)繞X向和Y向的轉(zhuǎn)動(dòng)。
請(qǐng)結(jié)合參見圖6a至圖6d，其所示為光刻機(jī)工件臺(tái)移入安裝框架的示意圖，其方法流程如下
1) 開啟氣浮單元301,給所述氣浮單元的氣浮墊充氣，支撐起工件臺(tái)310。由于工件臺(tái)與地面之間的摩擦力很小，所以可輕松推動(dòng)工件臺(tái)移動(dòng)。
2) 利用驅(qū)動(dòng)單元帶動(dòng)所述工件臺(tái)310向框架里移動(dòng)，同時(shí)通過(guò)傳感器單元感測(cè)所述工件臺(tái)310的位置信息，并控制所述直流電才幾驅(qū)動(dòng)單元運(yùn)動(dòng)。框架兩側(cè)和工件臺(tái)之間安裝有傳感器，測(cè)量工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)側(cè)面與框架的距離和夾角，避免工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)與框架的干涉和碰撞，框架側(cè)邊安裝有傳感器，當(dāng)工件臺(tái)定位面距離框架定位面到設(shè)定值時(shí)，傳感器信號(hào)可用來(lái)控制直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元降低速度運(yùn)動(dòng)。
3) 對(duì)所述工件臺(tái)310進(jìn)行水平方向定位。通過(guò)傳感器確定工件臺(tái)310水平各向是否完全定位。
4) 水平定位完成后，使所述氣浮單元301的氣嚢充氣膨脹，抬升所述工件臺(tái)310垂直方向運(yùn)動(dòng)，框架上安裝有3個(gè)以上垂向檢測(cè)器308,可工件臺(tái)310垂向是否到達(dá)預(yù)定高度。
5) 利用所述傳感器308確定所述工件臺(tái)垂直方向定位。
6) 若已到達(dá)預(yù)定高度，控制支撐銷柱205運(yùn)動(dòng)到框架的支撐銷孔307里，將工件臺(tái)與框架固定。
7) 氣嚢泄氣，氣浮單元301脫離地面，此時(shí)便將光刻機(jī)工件臺(tái)310移入安裝在框架309中。
請(qǐng)參見圖7,其所示為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種光刻機(jī)工件臺(tái)移出的調(diào)整
方法流程圖，包括以下步驟
S701:開啟氣浮單元，給氣嚢充氣，氣浮單元接觸地面；
S702:將工件臺(tái)與框架分離，利用所述氣浮單元支撐所述工件臺(tái)；
S703:將所述氣嚢泄氣，使所述氣浮單元回復(fù)到原始位置；
S704:利用驅(qū)動(dòng)單元帶動(dòng)工件臺(tái)向框架外移動(dòng)，同時(shí)通過(guò)傳感器單元感測(cè)
所述工件臺(tái)的位置信息，并控制直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元運(yùn)動(dòng)?？蚣軆蓚?cè)和工件臺(tái)之間的距離傳感器會(huì)測(cè)量工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)側(cè)面與框罙的距離和夾角，避免工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)與框架的干涉和vf並撞。
S705:工件臺(tái)完全移出框架。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置及方法能方便的將大質(zhì)量大尺寸的光刻機(jī)工件臺(tái)移入或移出光刻機(jī)框架，并在工件臺(tái)與框架固定前能對(duì)工件臺(tái)進(jìn)行X向、Y向、Z向以及Rx、 Ry、 Rz等6個(gè)自由度的調(diào)整。且該工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間小，承受載荷大，控制簡(jiǎn)單。
明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范風(fēng)之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
9
權(quán)利要求
1、一種光刻機(jī)工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置，用以調(diào)整工件臺(tái)與框架相對(duì)位置，其特征在于，包括氣浮單元，設(shè)置于工件臺(tái)底部；驅(qū)動(dòng)單元，設(shè)置于所述工件臺(tái)底部，以驅(qū)動(dòng)所述工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)；固定單元，用以將所述工件臺(tái)固定到所述框架內(nèi)；以及傳感器單元，設(shè)置在所述框架上，用以感測(cè)所述工件臺(tái)的位置信息。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置，其特征在于，所述 氣浮單元，包括氣嚢上蓋板，與所述工件臺(tái)連接； 氣嚢，承靠在所述氣嚢上蓋板下； 氣嚢下蓋板，7K托所述氣嚢；導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，設(shè)置于所述氣嚢側(cè)邊，以連接所述氣嚢上蓋板與所述氣嚢下蓋 板；以及氣浮墊，設(shè)置于所述氣嚢下蓋板下。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻機(jī)工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置，其特征在于，所述 氣嚢至少為一個(gè)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻機(jī)工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置，其特征在于，所述 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為直線軸承導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)，包括導(dǎo)桿固定座，固"i殳在所述氣嚢上蓋板上；導(dǎo)桿，通過(guò)所述導(dǎo)桿固定座固定在所述氣嚢上蓋板上；以及直線軸承座，固設(shè)在氣嚢下蓋板上；其中，所述導(dǎo)桿沿著所述直線軸承座滑動(dòng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光刻機(jī)工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置，其特征在于，所述 直線軸承導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)至少為兩個(gè)，對(duì)稱分布在所述氣囊兩側(cè)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻機(jī)工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置，其特征在于，所 述氣浮單元還包括進(jìn)氣管，用以給所述氣嚢供氣。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光刻機(jī)工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置，其特征在于，所述 氣浮單元至少為三個(gè)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光刻機(jī)工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置，其特征在于，所述 驅(qū)動(dòng)單元為旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置，其特征在于，所述 固定單元包括設(shè)置于所述工件臺(tái)側(cè)面的支撐銷柱與設(shè)置于所述工件臺(tái)側(cè)面和所 述框架側(cè)面的銷孔。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置，其特征在于，所 述傳感器單元包括垂向檢測(cè)器和距離傳感器。
11、 一種光刻機(jī)工件臺(tái)移入安裝的調(diào)整方法，其特征在于，包括以下步驟(1) 開啟氣浮單元，給所述氣浮單元的氣浮墊充氣，支撐起工件臺(tái)；(2) 驅(qū)動(dòng)單元帶動(dòng)所述工件臺(tái)向框架里移動(dòng)，同時(shí)通過(guò)傳感器單元感測(cè)所 述工件臺(tái)的位置信息，并控制所述驅(qū)動(dòng)單元運(yùn)動(dòng)；(3) 利用所述傳感器確定所述工件臺(tái)水平方向定位；(4) 將所述氣浮單元的氣嚢充氣膨脹，抬升所述工件臺(tái)垂直方向運(yùn)動(dòng)；(5) 利用所述傳感器確定所述工件臺(tái)垂直方向定位；(6) 當(dāng)所述工件臺(tái)到達(dá)預(yù)定高度，將所述工件臺(tái)與所述框架固定；(7) 將所述氣嚢泄氣，氣浮單元脫離地面。
12、 一種光刻機(jī)工件臺(tái)移出的調(diào)整方法，其特征在于，包括以下步驟a. 開啟氣浮單元，給氣嚢充氣，氣浮單元接觸地面；b. 將工件臺(tái)與框架分離，利用所述氣浮單元支撐所述工件臺(tái)；c. 將所述氣嚢泄氣，使所述氣浮單元回復(fù)到原始位置；d. 利用驅(qū)動(dòng)單元帶動(dòng)工件臺(tái)向框架外移動(dòng)，同時(shí)通過(guò)傳感器單元感測(cè)所述 工件臺(tái)的位置信息，并控制直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元運(yùn)動(dòng)；以及e. 工件臺(tái)完全移出框架。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光刻機(jī)工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置，其中工件臺(tái)固定于框架上，包括氣浮單元，設(shè)置于工件臺(tái)底部；驅(qū)動(dòng)單元，設(shè)置于所述工件臺(tái)底部，以驅(qū)動(dòng)所述工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)；固定單元，用以將所述工件臺(tái)固定到所述框架內(nèi)；以及傳感器單元，設(shè)置在所述框架上，用以感測(cè)所述工件臺(tái)的位置信息。該工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置及方法能方便的將大質(zhì)量大尺寸的光刻機(jī)工件臺(tái)移入或移出光刻機(jī)框架，并在工件臺(tái)與框架固定前能對(duì)工件臺(tái)進(jìn)行6個(gè)自由度的調(diào)整。且該工件臺(tái)移動(dòng)調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間小，承受載荷大，控制簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101510056SQ200910047579
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者鄭椰琴, 齊芊楓 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