[發(fā)明專利]光刻機工作臺及其工作方法

有效

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• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN103576463A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設計）人: 吳飛;劉劍;張志鋼;鄭樂平;袁志揚
• 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(fā)明涉及半導體光刻工藝，尤其涉及一種光刻機工作臺及其工作方法。

背景技術

在半導體行業(yè)光刻設備中，工件臺精密運動裝置是極重要的關鍵分系統，其定位精度直接影響光刻設備的性能，其運行速度直接影響光刻設備的生產效率。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，對光刻機的特征線寬指標要求也在不斷提升，對應的工件臺的運行速度、加速度以及精度要求也不斷提高。

光刻機工作臺系統典型的結構形式為粗、微動相結合的結構，由于平面電機具有出力密度高，高速度、高可靠性等特點，并且易于將其集成到被控對象中，具有響應速度快、控制靈敏度高、機械結構簡單等優(yōu)點，目前已經被應用于半導體光刻設備中，實現工件臺的長行程粗動。但由于采用平面電機來實現長行程粗動的工件臺無X、Y向導軌，而用于給工件臺配套的各種通信線纜、功率線纜以及氣管、水管等管線設施需要跟隨工件臺在XY平面內運動，因此需要設置線纜支撐導向裝置。常見的工件臺線纜設施是被動跟隨工件臺在XY平面內運動，在工件臺進行高速運動和納米級精確定位時，拖動的管線設施對工件臺產生的擾動將不可忽略。

隨工件臺粗動臺驅動技術磁浮平面電機的發(fā)展，其平面電機的技術方案由“動線圈”向“動磁鐵”轉型，以真正實現微動臺“自由的”、“無牽掛”的6自由度運動，其中對于粗動臺(平面電機)的無線控制方案在現有技術中已有應用，而對于微動臺(工件臺)的高精度、小行程無線纜方案尚未實現。

于2011年8月11日公開的專利號為US2011/0194085A1的專利中，提出了一種供水和放水式冷卻電機用于光刻機領域的方案，然而在短時間周期循環(huán)內，既無外界冷卻介質交換，又自身系統不具備制冷能力的前提下，如何解決溫升的問題在該專利中并未加以解決，并且在接口處殘余水滴的處理問題也未加以考慮。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種光刻機工作臺及其工作方法，以實現無線纜工件臺的控制和運動，并通過冷卻裝置保證工件臺長期溫度穩(wěn)定。

為達到上述技術效果，本發(fā)明提供一種光刻機工作臺，所述光刻機工作臺包括平面電機、工件臺、冷卻裝置和控制系統，所述工件臺設置于所述平面電機上，所述控制系統與所述平面電機、工作臺和冷卻裝置通過無線信號連接，所述平面電機能夠帶動所述工件臺做長行程運動，所述工件臺能夠在所述平面電機上做六自由度運動，所述冷卻裝置設置于所述工件臺內部，所述冷卻裝置用于給工件臺提供冷卻劑以保證其溫度的穩(wěn)定性。

進一步的，所述平面電機包括粗動平面電機定子、粗動平面電機動子和第一無線信號接收裝置，所述粗動平面電機動子安裝于所述工件臺的底部，所述粗動平面電機動子設置于所述粗動平面電子定子上所述第一無線信號接收裝置設置于所述粗動平面電機定子上，所述控制系統通過所述第一無線信號接收裝置控制所述粗動平面電機動子驅動所述工件臺在粗動平面電機定子上做六自由度運動。

進一步的，所述工件臺包括承片臺、支撐臺、進水口、排水口、方鏡和第二無線信號接收裝置，所述支撐臺通過平面電機動子設置于所述平面電機定子上，所述承片臺設置于所述支撐臺上，所述進水口設置于所述支撐臺的一側，所述排水口設置于所述支撐臺的另一側，所述方鏡設置于所述承片臺相對的兩側，所述第二無線信號接收裝置設置于所述承片臺上，所述控制系統通過所述第二無線信號接收裝置控制所述工件臺中的冷卻裝置進行該工件臺的冷卻控溫工作。

進一步的，所述冷卻裝置包括微型水泵、內部溫度傳感器、第一電磁閥和第二電磁閥，所述微型水泵和內部溫度傳感器串接構成回路，該回路設置于所述工件臺的內部，所述第一電磁閥與第二電磁閥均與所述回路連接，所述進水口與所述第一電磁閥連接，所述排水口與所述第二電磁閥連接。

進一步的，所述無線纜光刻機工作臺還包括充電裝置，所述工件臺中支撐臺的一側還設有充電接口，所述充電裝置能夠通過所述充電接口對工件臺進行充電。

進一步的，所述無線纜光刻機工作臺還包括換水機械臂，所述換水機械臂在工件臺需要冷卻時與所述進水口相接。

進一步的，所述無線纜光刻機工作臺還包括充電機械臂，所述充電機械臂在工件臺需要充電時與所述充電接口相接。

進一步的，所述冷卻裝置的使用方法為：

步驟一：導通第二電磁閥，從排水口處抽空回路中使用后的冷卻劑；

步驟二：關閉第二電磁閥，導通第一電磁閥，從進水口泵入冷卻劑；

步驟三：關閉第一電磁閥，并從進水口與排水口處抽出殘留的冷卻劑；

步驟四：冷卻劑通過微型水泵的驅動在回路中循環(huán)流動。