[發明專利]龍門式設備和控制方法

有效

• 申請號: 201410510061.2
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN105527796B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 韓春燕
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G01B11/00
• 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

本發明涉及一種光學裝置和控制方法，尤其是一種可垂向移動的龍門式設備和控制方法。

背景技術

隨著平板顯示技術的發展，在平板顯示光刻設備和測量設備中，置于工件臺上的基底的尺寸越來越大，對工件臺進行垂向或水平向移動的難度增大，移動距離也受到基底尺寸的限制，而與工件臺相比，龍門架具有結構簡單、工作距離長的優點，因此采用龍門架取代工件臺的優勢也越來越突出。

目前，龍門架僅有水平向控制式，還沒有垂向控制的先例。在現有技術中，光刻機垂向控制的方法是采用調焦調平傳感器進行閉環控制，將測量區域調到最佳焦面處。其控制方法為：給定調焦調平傳感器高度及傾斜的設定值，根據設定值與傳感器測量的高度及傾斜值進行伺服，最終將測量區域調到最佳焦面。圖1為現有技術中垂向控制原理圖，其中，基底放置在工件臺上，控制器首先發出控制命令，工件臺執行器(電機)根據控制命令對工件臺移位；此后，調焦調平傳感器測量基底上表面的當前位置，并將當前位置負反饋至控制器從而形成控制環路；控制器再根據所述反饋發出控制命令給電機。重復上述步驟后，可將工件臺上的基底調整至最佳焦面，即目標平面。

然而，利用調焦調平傳感器閉環的方法進行垂向控制，調焦調平傳感器需要參與閉環控制，根據反饋機制實現垂向控制，這樣實現起來比較花費時間，且調焦調平傳感器閉環機制比較復雜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種龍門式設備和控制方法，所述龍門式設備包括龍門架和龍門架導軌，既能實現水平向移動又能實現垂向移動，且無需調焦調平傳感器參與閉環控制以將基底調整到最佳焦面，降低了控制難度，節約了生產成本。

為了達到上述目的，本發明提供了一種龍門式設備，包括：

支撐裝置，用于承載基底；

龍門架本體和龍門架連接裝置，所述龍門架本體通過龍門架連接裝置設于所述支撐裝置上；

掃描振鏡，置于所述龍門架本體上；

光源，用于向所述掃描振鏡發射光束，掃描振鏡驅動所述光束按照預定軌跡掃描；

第三傳感單元，置于所述支撐裝置上，所述光束經過掃描振鏡照射至第三傳感單元上形成光斑，第三傳感單元測量所述光斑大小和光強；

第一傳感單元，置于所述龍門架本體上，用于測量基底和第三傳感單元的表面高度，根據所述光斑大小和光強以及第三傳感單元的表面高度，確定所述掃描振鏡的最佳焦點位置；

第二傳感單元，置于所述龍門架本體上，用于測量掃描振鏡的高度；

垂向執行器，位于所述掃描振鏡與龍門架本體之間，用于支撐所述掃描振鏡垂向移動，從而將掃描振鏡的最佳焦點調節到目標點。進一步地，所述龍門架連接裝置包括龍門架導軌。

進一步地，所述龍門架本體包括第一橫梁和第二橫梁，所述第一橫梁和第二橫梁相互垂直，且均位于水平方向上并承載所述掃描振鏡沿所述龍門架導軌進行水平方向移動。

進一步地，所述第三傳感單元為輪廓儀。

進一步地，所述第一傳感單元為色差傳感器、位移傳感器或調焦調平傳感器。

進一步地，所述第二傳感單元為光柵尺、線性可變差動變壓器或干涉儀。

進一步地，所述支撐裝置包括工件臺、大理石、減震器和地基，所述基底放置在工件臺上，所述工件臺置于大理石上，所述大理石通過減震器與地基連接。

進一步地，所述光源為激光器，所述龍門式設備用于玻璃基底的激光封裝，所述基底包括上玻璃基板和下玻璃基板，所述第一傳感單元測量的基底表面高度為所述上基板的下表面高度。

進一步地，所述龍門式設備用于曝光裝置，所述第一傳感單元測量的基底表面高度為基底上表面高度。

本發明還提供了一種應用于上述龍門式設備的控制方法，所述龍門式設備的控制方法為通過逐場測量逐場調焦的方法將掃描振鏡的最佳焦點調節到目標點，包括以下步驟：

1)所述光源發射的光束經過掃描振鏡照射至第三傳感單元上，所述第一傳感單元測量第三傳感單元上表面高度Z_BF；

2)所述垂向執行器調節所述掃描振鏡的垂向位置，使得所述第三傳感單元上的光斑最小光強最強，所述第二傳感單元測量所述掃描振鏡與龍門架本體的相對高度Z_galBFref，確定掃描振鏡的最佳焦點位置；

3)所述第一傳感單元測量基底表面上目標點高度Z_mes；

4)計算將掃描振鏡最佳焦點調整到目標點的第二傳感單元的高度設定值Z_s：

Z_s＝Z_galBFref+(Z_mes-Z_BF)；

5)根據所述高度設定值將掃描振鏡的最佳焦點移動到所述的目標點。