[發明專利]基于雙層水冷動磁鋼氣磁結合氣浮雙工件臺矢量圓弧換臺方法及裝置

在審

• 申請號: 201610023017.8
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105425551A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 譚久彬;楊遠源;王雷
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于半導體制造裝備技術領域，主要涉及一種基于雙層水冷動磁鋼氣磁結合氣浮雙工件臺矢量圓弧回轉換臺方法及裝置。

背景技術

光刻機是極大規模集成電路制造中重要的超精密裝備之一。作為光刻機關鍵子系統的工件臺在很大程度上決定了光刻機的分辨率、套刻精度和產率。

產率是光刻機發展的主要追求目標之一。在滿足分辨率和套刻精度的條件下，提高工件臺運行效率進而提高提高光刻機產率是工件臺技術的發展方向。提高工件臺運行效率最直接的方式就是提高工件臺的運動加速度和速度，但是為保證原有精度，速度和加速度不能無限制提高。最初的工件臺只有一個硅片承載裝置，光刻機一次只能處理一個硅片，全部工序串行處理，生產效率低。為此有人提出了雙工件臺技術，這也是目前提高光刻機生產效率的主流技術手段。雙工件臺技術在工件臺上設有曝光、預處理兩個工位和兩個工件臺，曝光和測量調整可并行處理，大大縮短了時間，提高了生產效率。目前的代表產品為荷蘭ASML公司基于Twinscan技術即雙工件臺技術的光刻機。

提高雙工件臺的運行效率是目前光刻機工件臺技術的發展目標之一。雙工件臺技術的牽扯到工件臺在兩個工位之間切換的問題，換臺效率直接影響到光刻機工件臺的運行效率即光刻機的產率。如何在盡可能縮短換臺時間的條件下減小換臺對其他系統的干擾一直是研究的重點。在傳統雙臺切換過程中，工件臺在曝光和預處理工序中一樣為直線驅動，雙臺專利US2001/0004105A1和W098/40791中，每個工件臺有兩個可交換配合的單元來實現雙臺的交換，在不提高工件臺運動速度的前提下提高了產率，但由于工件臺與導軌之間采用耦合連接方式，在換臺過程中工件臺與驅動單元會出現短暫的分離，對工件臺的定位精度產生較大影響。同時運動單元和導軌較長，運動質量較大，對于運動速度和加速度的提高都產生不利影響。中國專利CN101609265提出了一種平面電機驅動的硅片臺多臺交換系統，平面電機定子設置在基臺頂部，動子設置在硅片臺底部，相對于直線電機驅動不存在工件臺和驅動單元的分離；中國專利CN101694560中提出了一種采用氣浮支撐永磁平面電機驅動的雙臺交換系統，工件臺采用平面電機驅動并通過氣浮支撐，避免了前述換臺過程中驅動單元與工件臺分離問題，減小了工件臺運行阻力，減小了平面電機驅動電流，減小了散熱問題。

上述專利換臺時采用直線換臺方案，回轉換臺方案較直線換臺方案有獨特優勢，因此出現了采用回轉換臺的雙工件臺技術。中國專利CN101071275采用回轉整個基臺的方式實現雙工件臺的換位，簡化了系統結構，同時兩個工件臺運動無重疊區域，避免了碰撞安全隱患。但是通過回轉整個基臺實現工件臺換位存在轉動慣量大，大功率回轉電機精密定位困難和發熱量大引起系統溫升等問題，同時回轉半徑大，使光刻機主機結構顯著增大。中國專利CN102495528在基臺中心采用一種回轉轉接臺完成雙工件臺換臺，換臺分為三個節拍，提高了換臺效率，但回轉換臺機構結構復雜，回轉定位精度較低。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提出了一種基于雙層水冷動磁鋼氣磁結合氣浮雙工件臺矢量圓弧回轉換臺方法及裝置，達到實現工件臺單節拍快速弧線換臺、減少換臺環節、縮短換臺時間、有效提高了光刻機產率的目的。

本發明的目的是這樣實現的：