[發(fā)明專利]一種光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210024607.4
• 申請日: 2012-02-03
• 公開（公告）號: CN103246168A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳軍;袁志揚(yáng);魏巍;郭琳
• 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;李時云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光刻設(shè)備領(lǐng)域，且特別涉及一種光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體光刻設(shè)備中，硅片臺和掩模臺等精密工件臺運(yùn)動系統(tǒng)是極其重要的關(guān)鍵部件，其定位精度直接影響光刻設(shè)備的性能，其運(yùn)行速度直接影響光刻設(shè)備的生產(chǎn)效率。隨著超大規(guī)模集成電路器件集成度的不斷提高，光刻分辨率的不斷增強(qiáng)，對光刻機(jī)的特征線寬指標(biāo)要求也在不斷提升，對應(yīng)的工件臺的運(yùn)行速度、加速度以及精度要求也不斷提高。

光刻機(jī)工件臺系統(tǒng)典型的結(jié)構(gòu)形式為粗、微動相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，由于平面電機(jī)具有出力密度高，高速度、高可靠性等特點(diǎn)，并且易于將其集成到被控對象中，具有響應(yīng)速度快、控制靈敏度高、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)被應(yīng)用于半導(dǎo)體光刻設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)硅片臺的長行程粗動。但由于采用平面電機(jī)來實(shí)現(xiàn)長行程粗動的硅片臺無X、Y向?qū)к墸糜诮o硅片臺配套的各種通信線纜、功率線纜以及氣管、水管等管線設(shè)施需要跟隨硅片臺在XY平面內(nèi)運(yùn)動，因此需要設(shè)置線纜支撐導(dǎo)向裝置。常見的硅片臺線纜設(shè)施是被動跟隨硅片臺在XY平面內(nèi)運(yùn)動，在硅片臺進(jìn)行高速運(yùn)動和納米級精確定位時，拖動的管線設(shè)施對硅片臺產(chǎn)生的擾動將不可忽略。

現(xiàn)有技術(shù)公布了一種采用平面電機(jī)驅(qū)動硅片臺實(shí)現(xiàn)長行程粗動的工件臺系統(tǒng)，其線纜支撐導(dǎo)向裝置包括一組通過一個轉(zhuǎn)動副連接在一起的V型連桿組件，連桿組件的一端通過轉(zhuǎn)動副安裝在X向滑臺上，另一端通過轉(zhuǎn)動副安裝在硅片臺上，硅片臺線纜設(shè)施從滑臺沿連桿組件傳送到硅片臺上，并與連桿組件一起在Y向被動跟隨硅片臺運(yùn)動。該方案管線設(shè)施在垂向有支撐，避免了下垂與工作臺面摩擦，但在Y向被動跟隨硅片臺運(yùn)動，會影響硅片臺運(yùn)動定位精度。

另一現(xiàn)有技術(shù)公布了一種采用多關(guān)節(jié)機(jī)械手的光刻機(jī)硅片臺的線纜臺，該線纜臺包含一個控制裝置和至少一個多關(guān)節(jié)機(jī)械手，硅片臺管線設(shè)施通過多關(guān)節(jié)機(jī)械手走到硅片臺上，通過控制各關(guān)節(jié)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)角來保證管線設(shè)施主動跟隨硅片臺在XY平面內(nèi)運(yùn)動，避免了管線設(shè)施對硅片臺運(yùn)動定位精度的影響，但該線纜臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械手關(guān)節(jié)數(shù)較多導(dǎo)致使用的驅(qū)動器數(shù)量較多，同時冗余自由度機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計比較復(fù)雜，開發(fā)成本相對較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，實(shí)現(xiàn)對線纜臺的主動控制和線纜臺對硅片臺在X-Y平面的跟隨運(yùn)動。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提出一種光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，包括Y向滑臺、Y向?qū)к壓徒徊嫔炜s連桿機(jī)構(gòu)，Y向滑臺通過氣浮軸承設(shè)置在Y向?qū)к壣希琘向滑臺由滑臺電機(jī)驅(qū)動在Y向與硅片臺保持同步運(yùn)動，線纜設(shè)施經(jīng)由所述Y向滑臺沿交叉伸縮連桿機(jī)構(gòu)輸送到硅片臺上，交叉伸縮連桿機(jī)構(gòu)包括交叉伸縮連桿和驅(qū)動器，交叉伸縮連桿一端連接所述Y向滑臺，另一端通過線纜設(shè)施連接于硅片臺，驅(qū)動器用于驅(qū)動交叉伸縮連桿沿X向運(yùn)動，從而帶動線纜設(shè)施沿X向運(yùn)動。

進(jìn)一步，所述交叉伸縮連桿包括八根桿件，所述八根桿件兩兩交叉形成四個交點(diǎn)與三個平行四邊形，靠近所述Y向滑臺的兩個交點(diǎn)分別固定于Y向滑臺的兩點(diǎn)，靠近所述硅片臺的交點(diǎn)懸空，且通過線纜設(shè)施連接所述硅片臺。

進(jìn)一步，Y向滑臺上設(shè)置有第一支承座和第二支承座，第一支承座和第二支承座之間設(shè)置有絲杠，絲杠螺母通過絲杠螺母副安裝在絲杠上，四個交點(diǎn)中靠近所述Y向滑臺的兩個交點(diǎn)分別固定于Y向滑臺的上述第一支承座和上述第二支承座，所述驅(qū)動器為旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)軸通過聯(lián)軸器與絲杠的一端相固聯(lián)。

進(jìn)一步，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)軸上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)編碼器或者圓光柵，用來測量和控制電機(jī)轉(zhuǎn)角。

進(jìn)一步，所述交叉伸縮連桿的八根桿件之間均通過轉(zhuǎn)動副相連接。

進(jìn)一步，所述交叉伸縮連桿各桿

件的側(cè)面設(shè)置有用于線纜設(shè)施走線的線纜卡扣。

進(jìn)一步，所述四個交點(diǎn)中靠近硅片臺的交點(diǎn)連接傳感器支架，傳感器支架上設(shè)置有兩個位移傳感器，用來測量交叉伸縮連桿機(jī)構(gòu)相對于硅片臺X向位移以及硅片臺Rz軸向的角位移。

進(jìn)一步，所述交叉伸縮連桿為懸臂結(jié)構(gòu)，每根桿件選用鋁合金、鎂合金、鈦合金、碳纖維、陶瓷或者其他無磁性材料來加工制造。

進(jìn)一步，所述交叉伸縮連桿和硅片臺之間通過所述線纜設(shè)施的線纜柔性連接。

進(jìn)一步，所述硅片臺為平面氣浮單硅片臺、平面氣浮多硅片臺、平面磁浮單硅片臺或者平面磁浮多硅片臺。

進(jìn)一步，所述線纜設(shè)施包括通信線纜、功率線纜、氣管、水管。