[發明專利]光刻機工件臺平衡定位系統

有效

• 申請號: 200910052810.0
• 申請日: 2009-06-09
• 公開（公告）號: CN101571675A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 江旭初;齊芊楓;鄭椰琴
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;F16F15/02;F16F15/28
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所
• 代理人: 屈 蘅;李時云

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，且特別涉及一種光刻機工件臺平衡定位系統。

背景技術

現有技術中的光刻裝置，主要用于集成電路IC或其它微型器件的制造。通過光刻裝置，具有不同掩模圖案的多層掩模在精確對準下依次成像在涂覆有光刻膠的晶片上，例如半導體晶片或LCD板。光刻裝置大體上分為兩類：一類是步進光刻裝置，掩模圖案一次曝光成像在晶片的一個曝光區域，隨后晶片相對于掩模移動，將下一個曝光區域移動到掩模圖案和投影物鏡下方，再一次將掩模圖案曝光在晶片的另一曝光區域，重復這一過程直到晶片上所有曝光區域都擁有掩模圖案的像；另一類是步進掃描光刻裝置，在上述過程中，掩模圖案不是一次曝光成像，而是通過投影光場的掃描移動成像。在掩模圖案成像過程中，掩模與晶片同時相對于投影系統和投影光束移動。

在光刻裝置中起非常重要作用的是工件臺系統，隨著雙臺技術和浸沒式技術的出現和發展，工件臺系統一般都引入平衡定位技術來解決整機的減振問題。這里所謂的平衡技術就是將電機的動子固定在驅動元件上，定子固定在平衡塊上，驅動元件、平衡塊和框架之間分別用氣浮軸承連接；在動子與定子的相互作用下，驅動元件和平衡塊分別向相反的方向運動，并滿足動量守恒。目前，光刻機工件臺大多采用的平衡定位系統，是將X、Y向驅動機構和曝光臺都建立在單層平衡塊上，通過允許平衡塊因系統沿X、Y向加速時產生的偏心力發生旋轉來達到減振的效果。

其中一種典型的現有技術“光刻機工件臺平衡定位系統”(CN?101075096A)，其技術方案是將長行程模塊建立在平衡質量系統上，帶動曝光臺沿X、Y向運動，平衡質量系統建立在底座上，并包括主平衡質量和輔平衡質量，分別用于平衡曝光臺在加速時產生的反作用力和反作用力矩，并通過平衡質量防漂系統來補償平衡質量系統沿X、Y和Rz向的漂移。這種現有技術的缺點是為了平衡反作用力矩，增加了輔平衡質量系統，而為了補償衡質量系統沿X、Y和Rz向的漂移，平衡定位系統增加了兩機械臂，這增加了工件臺平衡定位系統的復雜性，給平衡系統的控制帶來了難度。

發明內容

為了克服已有技術中存在的缺點，本發明提供一種光刻機工件臺平衡定位系統，可以降低系統的減振難度，提高系統的定位精度。

為了實現上述目的，本發明提出一種光刻機工件臺平衡定位系統，包括：光刻機框架；第一平衡質量塊，通過氣浮軸承和所述光刻機框架相連；所述平衡定位系統還包括至少一個力矩消除器，所述力矩消除器都位于所述底座的側邊上，所述力矩消除器包括：力矩消除器底座，和所述第一平衡質量塊剛性相連；力矩消除器電機動子，和所述力矩消除器底座剛性連接；力矩消除器平衡質量塊，通過垂向氣浮軸承和側向氣浮軸承和所述力矩消除器底座相連。

可選的，所述力矩消除器的數量為兩個，且分別位于所述底座的兩個對角。

可選的，所述光刻機工件臺平衡定位系統還包括：底座，固定于所述光刻機框架上，所述底座為矩形；第一補償模塊，放置于所述底座的第一側邊上；兩個第二補償模塊，分別放置于所述底座的第二側邊和第四側邊上，所述第二側邊和所述第四側邊平行，所述第二側邊和所述第一側邊垂直；第二平衡質量塊，和所述第二側邊上的第二補償模塊相連；兩個第二電機定子，分別位于所述底座的第二側邊和第四側邊上，且和兩側邊上相對應的第二補償模塊相連；兩個第二電機動子，分別位于所述底座的第二側邊和第四側邊上，且緊挨兩側邊上相對應的兩個所述第二電機定子；第一電機定子，位于所述第一平衡質量塊之上，且所述第一電機定子兩端和兩個所述第二電機動子相連；第一導軌，位于所述第一電機定子上；第二導軌，和所述第一平衡質量塊通過螺釘剛性相連；第一滑塊，位于所述第一導軌上，且通過氣浮軸承和所述第一導軌相連；曝光臺，放置于所述第一滑塊上；長條鏡，位于所述第一滑塊上，放置于所述曝光臺的一側。

可選的，所述第一平衡質量塊通過垂向氣浮軸承和側向氣浮軸承和所述光刻機框架相連。

可選的，所述滑塊通過垂向氣浮軸承和側向氣浮軸承和所述導軌相連。

可選的，所述第二平衡質量塊通過螺釘和所述第一平衡質量塊剛性相連。

可選的，所述第一補償模塊包括：第一補償電機支架；第一補償電機定子，位于所述第一補償電機支架上；第一補償電機動子，位于所述第一補償電機定子之上。

可選的，所述第一補償電機動子和所述第一平衡質量塊剛性相連。

可選的，所述第一補償電機支架通過螺釘和所述光刻機框架相連。

可選的，所述第二補償模塊包括：第二補償電機支架；第二補償電機定子，位于所述第二補償電機支架上；第二補償電機動子，位于所述第二補償電機定子之上。