[發(fā)明專利]光刻機硅片臺雙臺交換系統(tǒng)及其交換方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910241909.5
• 申請日: 2009-12-15
• 公開（公告）號: CN101727019A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱煜;張鳴;徐登峰;汪勁松;董立立;胡金春;尹文生;楊開明;段廣洪;馬競;張利
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

1.一種光刻機硅片臺雙臺交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有運行于曝光工位的第一硅片臺(3)、運行于預(yù)處理工位的第二硅片臺(8)、基臺(5)、第一X方向直線導(dǎo)軌(2)、第二X方向直線導(dǎo)軌(6)、第一單自由度輔助驅(qū)動單元(1)、第二單自由度輔助驅(qū)動單元(7)、第三單自由度輔助驅(qū)動單元(15)、第四單自由度輔助驅(qū)動單元(16)、第一Y方向?qū)к?4)、第二Y方向?qū)к?9)、第一硅片臺輔助驅(qū)動單元(11)和第二硅片臺輔助驅(qū)動單元(12)，第一Y方向?qū)к?4)穿過第一硅片臺(3)，第二Y方向?qū)к?9)穿過第二硅片臺(8)；其特征在于：所述系統(tǒng)還含有設(shè)置在第一X方向直線導(dǎo)軌(2)上的第一主驅(qū)動單元(10)和設(shè)置在第二X方向直線導(dǎo)軌(6)上的第二主驅(qū)動單元(13)；所述的第一主驅(qū)動單元(10)具有沿X方向的移動自由度和垂直于基臺平面的轉(zhuǎn)動自由度，所述的第一主驅(qū)動單元(10)與第一Y方向?qū)к?4)的一端相聯(lián)，第一Y方向?qū)к?4)的另一端與第三單自由度輔助驅(qū)動單元(15)或第四單自由度輔助驅(qū)動單元(16)對接；所述的第二主驅(qū)動單元(13)具有沿X方向的移動自由度，第二主驅(qū)動單元(13)與第二Y方向?qū)к?9)的一端相聯(lián)，導(dǎo)軌的另一端與第一單自由度輔助驅(qū)動單元(1)或第二單自由度輔助驅(qū)動單元(7)對接；所述的Y方向?qū)к壟c單自由度輔助驅(qū)動單元采用分離式結(jié)構(gòu)，在兩硅片臺位置交換時斷開。

2.按照權(quán)利要求1所述的一種光刻機硅片臺雙臺交換系統(tǒng)，其特征在于：所述的第一主驅(qū)動單元(10)由主驅(qū)動單元直線電機動子(18)、力矩電機(14)和真空預(yù)載氣浮軸承(20)組成，或由步進(jìn)電機代替所述的直線電機，由永磁預(yù)載氣浮軸承代替所述的真空預(yù)載氣浮軸承；所述的第二主驅(qū)動單元(13)由主驅(qū)動單元直線電機動子(18)和真空預(yù)載氣浮軸承(20)組成，或采用步進(jìn)電機代替其中的直線電機，采用永磁預(yù)載氣浮軸承代替其中的真空預(yù)載氣浮軸承。

3.按照權(quán)利要求1所述的一種光刻機硅片臺雙臺交換系統(tǒng)，其特征在于：所述的第一主驅(qū)動單元(10)與第一X方向?qū)к?2)之間、第二主驅(qū)動單元(13)與第二X方向?qū)к?6)之間分別安裝有滾珠導(dǎo)軌或氣浮軸承作為導(dǎo)向支撐；所述的第一主驅(qū)動單元(10)和第二主驅(qū)動單元(13)與基臺(5)接觸的底面均裝有永磁預(yù)載氣浮軸承。

4.按照權(quán)利要求1所述的一種光刻機硅片臺雙臺交換系統(tǒng)，其特征在于：在所述的第一主驅(qū)動單元(10)、第二主驅(qū)動單元(13)、第一單自由度輔助驅(qū)動單元(1)、第二單自由度輔助驅(qū)動單元(7)、第三單自由度輔助驅(qū)動單元(15)、第四單自由度輔助驅(qū)動單元(16)、第一硅片臺輔助驅(qū)動單元(11)以及第二硅片臺輔助驅(qū)動單元(12)的直線電機上分別安裝有用于位置反饋的線性光柵。

5.按照權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種光刻機硅片臺雙臺交換系統(tǒng)，其特征在于：所述的第一單自由度輔助驅(qū)動單元(1)、第二單自由度輔助驅(qū)動單元(7)、第三單自由度輔助驅(qū)動單元(15)和第四單自由度輔助驅(qū)動單元(16)的底部均安裝有直線電機動子(17)，?與基臺(5)接觸的側(cè)面均裝有真空預(yù)載氣浮軸承(19)，與基臺(5)接觸的底面均裝有永磁預(yù)載氣浮軸承(20)。

6.按照權(quán)利要求5所述的一種光刻機硅片臺雙臺交換系統(tǒng)，其特征在于：所述的光刻機硅片臺雙臺交換系統(tǒng)還包含用于硅片臺運動位置反饋的雙頻激光干涉儀。

7.一種采用如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的光刻機硅片臺雙臺交換方法，其特征在于該交換方法按如下步驟進(jìn)行：

a)兩硅片臺交換位置時，首先，第一主驅(qū)動單元(10)驅(qū)動第一Y方向?qū)к?4)及第一硅片臺(3)在基臺(5)平面內(nèi)做順時針方向旋轉(zhuǎn)運動，同時，第一硅片臺輔助驅(qū)動單元(11)驅(qū)動第一硅片臺(3)沿第一Y方向?qū)к?4)朝向第一主驅(qū)動單元(10)方向運動，且第三單自由度輔助驅(qū)動單元(15)沿X正方向運動；

b)當(dāng)?shù)谝籝方向?qū)к?4)與第一X方向?qū)к?2)平行時，第二主驅(qū)動單元(13)驅(qū)動第二Y方向?qū)к?9)并帶動第二硅片臺(8)沿X正方向運動，同時，第二硅片臺(8)沿第二Y方向?qū)к?9)朝向第二主驅(qū)動單元(13)運動，第一Y方向?qū)к?4)和第一硅片臺(3)在第一主驅(qū)動單元(10)的驅(qū)動下沿X負(fù)方向運動，第一單自由度輔助驅(qū)動單元(1)也沿X負(fù)方向運動；

c)當(dāng)?shù)诙方向?qū)к?9)和第二硅片臺(8)從第一Y方向?qū)к?4)和第一硅片臺(3)的一側(cè)移動到另一側(cè)時，第一主驅(qū)動單元(10)驅(qū)動第一Y方向?qū)к?4)及第一硅片臺(3)在基臺平面內(nèi)做逆時針旋轉(zhuǎn)運動，同時，第四單自由度輔助驅(qū)動單元(16)運動至第一Y方向?qū)к?4)的對應(yīng)位置并與之對接，第二單自由度輔助驅(qū)動單元(7)運動至第二Y方向?qū)к?9)的對應(yīng)位置并與之對接，這樣就完成了第一硅片臺(3)和第二硅片臺(8)的位置交換，并進(jìn)入下一循環(huán)。?