[發(fā)明專利]平衡質(zhì)量系統(tǒng)及其工件臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910199196.0
• 申請日: 2009-11-20
• 公開（公告）號: CN102073219A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭樂平;吳立偉;龐璐;方敏
• 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
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時(shí)云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光刻裝置的工件臺，且特別涉及一種具平衡質(zhì)量系統(tǒng)的光刻裝置工件臺。

背景技術(shù)

在光刻機(jī)H型雙邊驅(qū)動工件臺系統(tǒng)中，工件臺一般包括微動臺和粗動臺，粗動臺在作長距高加速移動時(shí)，會沿移動的相反方向產(chǎn)生反作用力，從而造成工件臺的震動等負(fù)面效應(yīng)。而工件臺上承載被光刻的硅片等工件，由于光刻過程中對于精度要求很高，消除工件臺的震動對于光刻精度的控制起著重要作用。由于早期微動臺對粗動臺平面運(yùn)動速度要求不高，粗動所產(chǎn)生的反作用力被引到整機(jī)框架上，由此所導(dǎo)致的負(fù)面效應(yīng)由主動隔振系統(tǒng)加以補(bǔ)償，以此消減工件臺的震動對自身的影響。

隨著技術(shù)的發(fā)展，硅片直徑從200mm增加到300mm，產(chǎn)率要求提高的同時(shí)，對線寬和套刻精度的要求也越來越高，直接帶來的影響是工件臺運(yùn)動行程增加，運(yùn)動速度和精度要求也同時(shí)增加。這樣，對減震系統(tǒng)的要求也越來越高。但要提高減震系統(tǒng)的能力成本較高，難度也較大。通過將作用力外引的技術(shù)手段已無法滿足系統(tǒng)減震要求。

目前技術(shù)利用動量守恒原理，引入平衡質(zhì)量塊用以實(shí)時(shí)消減工件臺平面粗動所產(chǎn)生的反作用力成為一種可行的技術(shù)方案。通過上述平衡塊技術(shù)，工件臺傳遞給機(jī)器基座的作用力會大幅降低，很大程度上減少了光刻機(jī)系統(tǒng)的震動。

但是，上述的技術(shù)中，由于粗動臺反作用力不經(jīng)過平衡塊的質(zhì)心，平衡塊產(chǎn)生附加偏轉(zhuǎn)，即Rz方向上的轉(zhuǎn)動趨勢。如果平衡塊的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動不加以控制，將導(dǎo)致上層運(yùn)動部件包括微動臺跟隨平衡塊發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并因此超出微動臺旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)范圍，會影響工件臺的定位精度。

美國專利US7034920公開了一種平衡塊定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案，運(yùn)用多個電機(jī)校正平衡塊在X軸，Y軸和Rz方向上的漂移，特別是通過幾個平衡電機(jī)的組合運(yùn)動，消除平衡塊Rz方向的扭矩。該專利的技術(shù)方案使用電機(jī)較多，控制算法復(fù)雜，不利于簡化控制工藝和成本控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種平衡質(zhì)量系統(tǒng)及其工件臺，能夠消減光刻工藝中工件臺的微動臺Rz方向的轉(zhuǎn)矩。

為了達(dá)到目的，本發(fā)明提出一種平衡質(zhì)量系統(tǒng)，適用于消減光刻工藝中的工件臺Rz方向的轉(zhuǎn)矩，工件臺包括基座、用以承載硅片的微動臺和用以驅(qū)動微動臺的粗動臺，粗動臺包括兩個Y向長行程電機(jī)和分別連接至兩個Y向長行程電機(jī)的動子并由兩個Y向長行程電機(jī)驅(qū)動的兩個Y向長行程滑塊，平衡質(zhì)量系統(tǒng)包括：

下層平衡塊，下層平衡塊下部在X向與基座彈性連接，并在Y向垂直氣浮于基座，下層平衡塊具有兩個Y向氣浮導(dǎo)軌和兩個Y向?qū)к墸瑑蓚€Y向?qū)к壣戏謩e可滑動地設(shè)置有粗動臺的兩個Y向長行程滑塊；以及

四個上層平衡塊，其端部利用多個柔性鉸鏈將其首尾相連，形成口字形狀，設(shè)置在下層平衡塊的兩個Y向氣浮導(dǎo)軌上，這些上層平衡塊具有兩個Y向電機(jī)定子導(dǎo)軌，粗動臺兩個Y向長行程電機(jī)的動子分別可滑動地設(shè)置在兩個Y向電機(jī)定子導(dǎo)軌上。

更進(jìn)一步的，平衡質(zhì)量系統(tǒng)還包括分別固定在相互平行的兩個上層平衡塊上的支撐軸，以及分別可滑動的設(shè)置于這些支撐軸上的兩個運(yùn)動負(fù)載。

更進(jìn)一步的，粗動臺還包括X向橫梁，其兩端固定在兩個Y向長行程滑塊上；X向長行程電機(jī)設(shè)置在X向橫梁上，微動臺設(shè)置于X向橫梁上，由X向長行程電機(jī)驅(qū)動其沿X方向移動。

本發(fā)明還提出一種具平衡質(zhì)量系統(tǒng)的工件臺，其包括：

基座；

下層平衡塊，下層平衡塊下部在X向與基座彈性連接，并在Y向垂直氣浮于基座，下層平衡塊具有兩個Y向氣浮導(dǎo)軌和兩個Y向?qū)к墸瑑蓚€Y向?qū)к壣戏謩e可滑動地設(shè)置有粗動臺的兩個Y向長行程滑塊；

四個上層平衡塊，其頂端利用多個柔性鉸鏈將其首尾相連，形成口字形狀，設(shè)置在下層平衡塊的兩個Y向氣浮導(dǎo)軌上，這些上層平衡塊具有兩個Y向電機(jī)定子導(dǎo)軌，粗動臺兩個Y向長行程電機(jī)的動子分別可滑動地設(shè)置在兩個Y向電機(jī)定子導(dǎo)軌上；

粗動臺，包括：

Y向長行程電機(jī)，Y向長行程電機(jī)的動子可滑動地設(shè)置在兩個Y向電機(jī)定子導(dǎo)軌之一上；以及

X向長行程電機(jī)，X向長行程電機(jī)的定子安裝在Y向長行程電機(jī)的動子上，被Y向長行程電機(jī)的動子帶動沿Y向移動，X向長行程電機(jī)的動子被定子驅(qū)動，沿X向移動；

微動臺，用以承載硅片，由X向長行程電機(jī)驅(qū)動其沿X方向移動。

更進(jìn)一步的，其中粗動臺中Y向長行程電機(jī)的個數(shù)為2個，X向長行程電機(jī)的個數(shù)為1個。

更進(jìn)一步的，其中粗動臺還包括：

X向橫梁，其兩端固定在兩個Y向長行程滑塊上，X向長行程電機(jī)的動子和微動臺設(shè)置在X向橫梁上。

更進(jìn)一步的，工件臺還包括：