[實用新型]垂向微調(diào)及重力補償機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720076163.3
• 申請日: 2007-11-14
• 公開（公告）號: CN201097107Y
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王天明;袁志揚;蔡良斌;嚴天宏;李志龍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F9/00;H01L21/68
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技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及垂向微調(diào)及重力補償機構(gòu)，特別涉及光刻機中使用該機構(gòu)進行平衡質(zhì)量和微調(diào)整定位。

背景技術(shù)

在半導體制造過程中，光刻是其中非常重要的一道制程，它是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)層上的復雜的工藝過程。整個光刻過程大約消耗芯片前道制造時間的60％，且占有整個芯片制造的近40％的成本。而這一系列復雜、昂貴、耗時的光刻工藝過程集中在芯片前道生產(chǎn)線對應(yīng)的一組光刻機上完成，因此光刻機的光刻精度和產(chǎn)率高低直接影響著芯片的集成度和制造成本。

與直徑200mm的硅片相比，直徑300mm硅片表面的有效光刻面積一般提高1.2---1.7倍，這將使芯片的制造成本下降30％左右，且直徑300mm硅片的制造工藝已趨于成熟，基于這些因素，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)。新建的芯片前道生產(chǎn)線均以能夠光刻300mm直徑硅片(并向下兼容)的光刻機為主要裝備。相比以往的光刻系統(tǒng)，新系統(tǒng)中承載直徑300mm硅片的工件臺無論在大小和質(zhì)量上均有大幅的增加，如何在不影響硅片曝光質(zhì)量的前提下，提高硅片的產(chǎn)率已經(jīng)成為擺在各主要光刻機制造商面前的一個難題。

在直徑200mm硅片的主流光刻技術(shù)中，如美國專利US5953105揭示了一種光刻技術(shù)，它將工件臺掩模臺系統(tǒng)加減速運動時產(chǎn)生的運動反力引出至外部框架中，以緩解和消除運動反力對系統(tǒng)對準定位和曝光精度的影響。美國專利US6271640揭示了另一種光刻技術(shù)，它是將工件臺的運動反力外引到一個獨立的反力框架上，并在反力框架與基礎(chǔ)框架間進行被動阻尼消振，避免將振動再次傳入光刻系統(tǒng)中。美國專利US6396566揭示了又一種光刻技術(shù)，它將掩模臺的運動反力引出至外部框架中，工件臺產(chǎn)生的運動反力通過大理石底部和側(cè)向的阻尼減振系統(tǒng)作用于外部框架，以緩解運動反力引起的振動對光刻系統(tǒng)的影響。

從以上三篇美國專利揭示的針對直徑200mm硅片采用的技術(shù)來看，盡管形式不同，但均是采用運動反力引出至外部框架的這一技術(shù)思想，來避免光刻時產(chǎn)生的運動反力對硅片曝光質(zhì)量的影響。但是，隨著直徑300mm硅片業(yè)已成為光刻領(lǐng)域的主流技術(shù)，傳統(tǒng)的光刻直徑200mm硅片的框架系統(tǒng)及局部減振布局已經(jīng)不能滿足提高系統(tǒng)產(chǎn)率和曝光質(zhì)量的要求，其主要原因在于：第一，工件臺和掩模臺高加速度起停時產(chǎn)生的運動反力即使引出至外部框架，如不加以處理，對光刻系統(tǒng)的影響非常大；第二，工件臺和掩模臺在高速運動時引起系統(tǒng)重心的頻繁變化帶來光刻系統(tǒng)的無序振動。針對光刻大直徑硅片的工件臺，為了提高硅片的產(chǎn)率，要求光刻機掃描速度不斷提升，這勢必要不斷提高掃描運動的加速度，所產(chǎn)生的運動反力和工件臺系統(tǒng)重心的頻繁變化，所引起的無序振動問題如不加以解決，必定惡化曝光質(zhì)量，取得適得其反的結(jié)果。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種垂向微調(diào)及重力補償機構(gòu)，上述機構(gòu)以微調(diào)整定位方式能達到精確的位置控制，同時采用平衡質(zhì)量方式以減小和消除運動反力以及系統(tǒng)重心的頻繁變換給光刻系統(tǒng)造成的不利影響。

為了達到所述的目的，本實用新型提供了一種垂向微調(diào)及重力補償機構(gòu)，其中，包括：用于支撐物體的靜態(tài)重量的重力補償器，位于重力補償器上的驅(qū)動裝置，對被支撐物體進行垂向微調(diào)及重力補償。

在上述的垂向微調(diào)及重力補償機構(gòu)中，所述的重力補償器上具有一支撐圓盤支撐驅(qū)動裝置。

在上述的垂向微調(diào)及重力補償機構(gòu)中，所述的重力補償器還包括外壁，外壁內(nèi)的推桿，與被支撐物體連接的推桿中間柔性鉸鏈部分和頂部氣浮擋頭，位于推桿與外壁、頂部氣浮擋頭之間的氣浮，以及推桿底部的恒壓室。

在上述的垂向微調(diào)及重力補償機構(gòu)中，所述的氣浮消除推桿上下運動的摩擦力。

在上述的垂向微調(diào)及重力補償機構(gòu)中，所述的氣浮間隙為10～16μm。

在上述的垂向微調(diào)及重力補償機構(gòu)中，所述的恒壓室通過恒壓補償氣口與供氣氣源的氣路接通。

在上述的垂向微調(diào)及重力補償機構(gòu)中，所述的供氣氣源的氣路與氣浮的進氣口接通。

在上述的垂向微調(diào)及重力補償機構(gòu)中，所述的供氣氣源與恒壓補償氣口之間還包括調(diào)節(jié)閥、氣體容器室、節(jié)流器順序連接。

在上述的垂向微調(diào)及重力補償機構(gòu)中，所述的調(diào)節(jié)閥為可自動控制和調(diào)節(jié)的閥體。

在上述的垂向微調(diào)及重力補償機構(gòu)中，所述的驅(qū)動裝置為音圈電機。

在上述的垂向微調(diào)及重力補償機構(gòu)中，所述的音圈電機由定子部分、動子部分、柔性支撐組成。