[發明專利]光刻機運動臺反力抵消裝置及應用其的光刻機

有效

• 申請號: 201210189442.6
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN103472681A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 秦磊;朱岳彬;曹文
• 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
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及一種反力抵消技術，尤其涉及一種光刻機運動臺反力抵消裝置及應用其的光刻機。

背景技術

光刻是半導體制造過程中一道非常重要的工序，它是將一系列掩模版上的芯片圖形通過曝光依次轉移到硅片相應層上的工藝過程，被認為是大規模集成電路制造中的核心步驟。半導體制造中一系列復雜而耗時的光刻工藝主要由相應的光刻機來完成。

光刻機中的硅片臺主要作用為承載硅片、并攜帶硅片在投影物鏡下完成與掩模臺相匹配的曝光運動。當硅片臺和掩模臺在整機內部框架之內時，兩個運動臺的運動反力將直接作用于內部框架，從而造成整個內部框架的振動加劇，如果其振動指標超過整機的性能約束將不能進行正常的曝光工作。

美國專利US5844664和US5953105將運動臺電機定子放在外部框架，運動臺曝光時所產生的反作用力將直接通過與外部框架的連接作用于外部框架，從而減少對光刻機內部框架的沖擊影響。然而該種方案對整機框架和運動臺的結構設計均提出較高的要求，在一定程度上降低了運動臺的模塊化設計程度，運動臺與整機的集成工藝將比較復雜。

專利WO2008/129762A1給出的工件臺結構方案中，將配置在兩個方向的長行程驅動電機的定子均放置在光刻機的基礎框架上，而其微動臺部分則通過一個垂向氣力可以在內部框架提供的大理石平臺上做無摩擦運動，從而將長行程運動部分和微動臺部分放置在相互隔離的兩個框架上，減少了對光刻機內部框架的沖擊。然而，此種工件臺結構較為復雜，并且其垂向高度較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光刻機運動臺反力抵消裝置及應用其的光刻機，能夠解決上述技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供的光刻機運動臺反力抵消裝置包括反力框架、配重塊、阻尼元件以及彈性元件。反力框架設置于光刻機基礎框架上。配重塊設置于光刻機運動臺電機定子的一端。阻尼元件一端連接于電機定子的一端，另一端連接于反力框架。彈性元件一端連接于電機定子，另一端連接于反力框架。彈性元件設置在電機定子的兩端。電機定子設置在滑塊上，滑塊設置在運動臺大理石之上的固定直線導軌上，滑塊帶動電機定子沿固定直線導軌做直線運動。當電機定子與滑塊、配重塊一起在電機驅動反力作用下沿固定直線導軌做直線運動時，電機定子與滑塊、配重塊的動能在配重塊與阻尼元件的作用下逐漸衰減，在電機定子停止運動后，電機定子在彈性元件的作用下回復至初始位置。

在本發明的一實施例中，阻尼元件與彈性元件通過反力框架將力傳遞至基礎框架。

在本發明的一實施例中，光刻機運動臺反力抵消裝置還包括第一位移測量元件與第二位移測量元件。第一位移測量元件位于電子定子與運動臺電機動子之間，用于測量電機定子與運動臺電機動子之間的相對位移。第二位移測量元件位于電機動子與運動臺大理石之間，用于測量電機動子與運動臺大理石之間的相對位移。

本發明還提供了一種光刻機，包括基礎框架、內部框架、曝光系統、運動臺以及前述任一實施例提供的光刻機運動臺反力抵消裝置。

在本發明的一實施例中，曝光系統和運動臺都設置在內部框架內。

在本發明的一實施例中，基礎框架與內部框架之間設置有減震器。

本發明提供的光刻機運動臺反力抵消裝置，通過在電機定子上配置配重塊，并配合與反力框架相連接的彈性元件和阻尼元件，達到衰減運動臺反力的效果，同時降低了對整機框架和運動臺的設計要求。

附圖說明

圖1是本發明一較佳實施例的光刻機的結構示意圖；

圖2是本發明一較佳實施例的光刻機運動臺反力抵消裝置的主視圖；

圖3是本發明一較佳實施例的光刻機運動臺反力抵消裝置的俯視圖。

具體實施方式

以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。

圖1是本發明一較佳實施例的光刻機的結構示意圖。請參考圖1。在本實施例中，光刻機包括基礎框架1、減震器2以及內部框架3、硅片臺4、投影物鏡5、掩模臺6、光刻機運動臺反力抵消裝置7、電機動子14（參見圖2）以及電機定子15（參見圖2）。

在本實施例中，基礎框架1可為整個系統提供安裝的基礎。減震器2設置于基礎框架1與內部框架3之間。如此，可隔離來自基礎框架1的振動，減少對內部框架3的沖擊影響。