[發(fā)明專利]減振裝置、半導(dǎo)體加工設(shè)備和減振方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110494207.9
• 申請(qǐng)日: 2021-05-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113220047B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜文豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海御微半導(dǎo)體技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G05D19/02
• 分類號(hào): G05D19/02;H01L21/67
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 安衛(wèi)靜

本發(fā)明提供了一種減振裝置、半導(dǎo)體加工設(shè)備和減振方法，包括：反力外引控制單元接收吊框的加速度信息，進(jìn)而計(jì)算第一目標(biāo)力，獲取運(yùn)動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)確定反力外引裝置的第一目標(biāo)工作模式，并根據(jù)第一目標(biāo)工作模式和第一目標(biāo)力控制執(zhí)行器對(duì)吊框和基礎(chǔ)框架進(jìn)行出力；主動(dòng)減振器接收地基的加速度信息，并獲取吊框的位移信息和速度信息，進(jìn)而計(jì)算第二目標(biāo)力，獲取運(yùn)動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)確定主動(dòng)減振器的第二目標(biāo)工作模式，并根據(jù)第二目標(biāo)工作模式和第二目標(biāo)力對(duì)半導(dǎo)體加工設(shè)備的基礎(chǔ)框架和主基板進(jìn)行出力；被動(dòng)減振器隔離來(lái)自地基的振動(dòng)，本發(fā)明的減振裝置能到提高減振性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種減振裝置、半導(dǎo)體加工設(shè)備和減振方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路制造業(yè)的不斷發(fā)展，以半導(dǎo)體制造為代表的微米、納米級(jí)精密加工設(shè)備集成了光、電、控等多個(gè)學(xué)科的尖端技術(shù)。精密設(shè)備的套刻精度和產(chǎn)率等指標(biāo)嚴(yán)格受限于外部繞動(dòng)力對(duì)內(nèi)部世界的干擾。

如圖1所示的半導(dǎo)體加工設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)包含：光學(xué)處理單元11、主基板12、主動(dòng)減振單元13、基礎(chǔ)框架14、運(yùn)動(dòng)臺(tái)15和吊框16等組件。該半導(dǎo)體加工設(shè)備的工作過(guò)程為：將待加工物料置于運(yùn)動(dòng)臺(tái)15上，運(yùn)動(dòng)臺(tái)15在驅(qū)動(dòng)電機(jī)(在運(yùn)動(dòng)臺(tái)與吊框之間)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)待加工物料進(jìn)行前后左右的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)通過(guò)置于主基板12下方的傳感器檢測(cè)到待加工物料運(yùn)動(dòng)至加工位置后，光學(xué)處理單元11對(duì)位于加工位置處的待加工物料進(jìn)行加工處理(例如，曝光處理、掃描處理等)，完成該次的加工處理后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)繼續(xù)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)臺(tái)15帶動(dòng)待加工物料運(yùn)動(dòng)至下一加工位置，光學(xué)處理單元11再對(duì)位于下一加工位置的待加工物料進(jìn)行加工處理，如此完成對(duì)待加工物料上所有加工位置的處理。

在上述運(yùn)動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，會(huì)受到外部干擾和內(nèi)部干擾的影響，外部干擾會(huì)導(dǎo)致地基振動(dòng)，地基振動(dòng)會(huì)通過(guò)基礎(chǔ)框架、主動(dòng)減振單元帶動(dòng)主基板振動(dòng)，這樣，吊框也會(huì)隨之而動(dòng)，進(jìn)而影響運(yùn)動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。上述地基振動(dòng)主要包括：大地脈動(dòng)性地面振動(dòng)，自然外力振動(dòng)頻率較低，振幅分布在0.1-5μm，頻率分布在2-5Hz；實(shí)驗(yàn)室工作人員走動(dòng)所引起的振動(dòng)，頻率分布在1-3Hz；通風(fēng)管道、變壓器和馬達(dá)所引起的振動(dòng)，頻率分布在6-65Hz；凈化間外部車輛行駛所引起的振動(dòng)，頻率分布在15Hz左右；建筑物本身一般在10-100Hz頻率直接擺動(dòng)，即外部干擾導(dǎo)致的地基振動(dòng)頻率分布在1-100Hz，振幅小于5μm。內(nèi)部干擾主要是指驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的反作用力作用于吊框，吊框在反作用力的作用下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而影響運(yùn)動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。上述過(guò)程中，吊框在反作用力的作用下運(yùn)動(dòng)，會(huì)使吊框與主基板之間產(chǎn)生振動(dòng)，頻率為100-250Hz，同時(shí)，也會(huì)使主基板和測(cè)量框架(在主基板的下方，用于安裝對(duì)待加工物料運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行檢測(cè)的傳感器)之間產(chǎn)生振動(dòng)，頻率為50-200Hz。如果上述外部干擾和內(nèi)部干擾不加以處理，待加工物料很難快速的到達(dá)穩(wěn)定的加工位置，運(yùn)動(dòng)臺(tái)的控制精度差，影響了加工時(shí)的產(chǎn)率和加工精度。

傳統(tǒng)技術(shù)中，一般采用被動(dòng)減振器隔離地基的中高頻振動(dòng)，相關(guān)技術(shù)中，也存在采用主動(dòng)減振單元衰減中低頻振動(dòng)的現(xiàn)象，但是，由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的反作用力中，主要成分為低頻，主動(dòng)減振單元很難衰減該擾動(dòng)力，所以在實(shí)際應(yīng)用中，減振效果一般。為此，現(xiàn)有技術(shù)中提出了一種反力外引的方案，該方案能抵消水平方向上驅(qū)動(dòng)電機(jī)的反作用力，但是，來(lái)自地基的振動(dòng)若不衰減或加以處理，那么，運(yùn)動(dòng)臺(tái)的控制精度也無(wú)法有效提高。而若將反力外引裝置與主被動(dòng)減振器直接疊加共同工作，當(dāng)為低頻成分較多的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的反作用力時(shí)，由于減振器的特性，減振器參與減振可能會(huì)在低頻頻段產(chǎn)生共振，無(wú)法達(dá)到減振效果，反而會(huì)使某些頻段的減振效果急劇下滑。

綜上，現(xiàn)有的減振裝置減振效果差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)臺(tái)的高精度控制，無(wú)法滿足低穩(wěn)定時(shí)間的要求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種減振裝置、半導(dǎo)體加工設(shè)備和減振方法，以緩解現(xiàn)有的減振裝置減振效果差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)臺(tái)的高精度控制，無(wú)法滿足低穩(wěn)定時(shí)間的要求。