光刻機(jī)工件臺(tái)的一體式平衡質(zhì)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造裝備技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種光刻機(jī)工件臺(tái)系統(tǒng)的平衡質(zhì)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光刻機(jī)作為半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的重要設(shè)備，其對(duì)精度、效率的要求極為嚴(yán)格，這種要求直接反應(yīng)在光刻機(jī)的工件臺(tái)系統(tǒng)中。在光刻機(jī)工件臺(tái)系統(tǒng)中，為了提高效率，工件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度非常高，同時(shí)還要求保證極高精度。故而在光刻機(jī)工件臺(tái)系統(tǒng)中，通常采用平衡質(zhì)量系統(tǒng)來(lái)緩沖工件臺(tái)高速運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的反作用力，從而提高工件臺(tái)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度同時(shí)減小工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)基礎(chǔ)框架的沖擊及其弓I起的振動(dòng)。故而對(duì)于工件臺(tái)系統(tǒng)中的平衡質(zhì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是十分關(guān)鍵的。
[0003]經(jīng)查驗(yàn)相關(guān)文獻(xiàn)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?201410412001.7，專利名稱:一種光刻機(jī)平衡質(zhì)量系統(tǒng)。該專利設(shè)計(jì)了一種分別在兩側(cè)Y向電機(jī)處安置兩個(gè)平衡質(zhì)量塊，分別控制兩個(gè)平衡質(zhì)量塊緩沖工件臺(tái)高速運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的反作用力，這種方法要求兩個(gè)平衡質(zhì)量塊的運(yùn)動(dòng)嚴(yán)格同步，增加了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度，并且分為兩塊平衡質(zhì)量塊降低了整體質(zhì)量，從而增大了平衡質(zhì)量塊的行程，降低了 Y向電機(jī)的可能最高出力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有光刻機(jī)平衡技術(shù)采用兩個(gè)平衡質(zhì)量塊存在同步設(shè)計(jì)難度大的問(wèn)題，提供了一種光刻機(jī)工件臺(tái)的一體式平衡質(zhì)量裝置。
[0005]本發(fā)明所述光刻機(jī)工件臺(tái)的一體式平衡質(zhì)量裝置，它包括基礎(chǔ)框架、平衡質(zhì)量塊、四個(gè)垂向氣浮墊3a、3b、3c、3d、Y向直線電機(jī)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)；
[0006]平衡質(zhì)量塊為U型結(jié)構(gòu)，U型結(jié)構(gòu)的凹槽走向?yàn)閅向；平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)包括平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)動(dòng)子和平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)定子導(dǎo)軌；Y向直線電機(jī)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)包括兩條Y向電機(jī)導(dǎo)軌底座4a、4b和兩條Y向電機(jī)定子磁鋼5a、5b，X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括位于兩個(gè)Y向直線電機(jī)動(dòng)子、X向?qū)к?和X向直線電機(jī)；
[0007]基礎(chǔ)框架的上表面設(shè)置四個(gè)垂向氣浮墊3a、3b、3c、3d，所述四個(gè)垂向氣浮墊3a、3b、3c、3d用于支撐平衡質(zhì)量塊的U型底面的四個(gè)角；用于氣浮隔離平衡質(zhì)量塊與基礎(chǔ)框架；
[0008]基礎(chǔ)框架的中心位置設(shè)置有平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)定子導(dǎo)軌，該導(dǎo)軌沿X軸方向延伸，平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)動(dòng)子設(shè)置在平衡質(zhì)量塊的U型底面的下表面，且平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)動(dòng)子在平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)定子導(dǎo)軌上沿X軸方向往返滑動(dòng)；
[0009]平衡質(zhì)量塊的兩個(gè)U型側(cè)面頂端分另設(shè)置有Y向電機(jī)導(dǎo)軌底座4a、4b，在Y向電機(jī)導(dǎo)軌底座4a上設(shè)置Y向電機(jī)定子磁鋼5a，在Y向電機(jī)導(dǎo)軌底座4b上設(shè)置Y向電機(jī)定子磁鋼5b ;作為Y向直線電機(jī)的定子部分；
[0010]X向?qū)к壈惭b在Y向直線電機(jī)導(dǎo)軌上，與兩條Y向?qū)к壋蒆型；X向?qū)к壍膬啥朔謩e設(shè)置一個(gè)Y向直線電機(jī)動(dòng)子8a、8b，Y向直線電機(jī)動(dòng)子與Y向直線電機(jī)的定子部分相配合構(gòu)成Y向電機(jī)；Y向電機(jī)帶動(dòng)X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿Y向運(yùn)動(dòng)；
[0011]平衡質(zhì)量塊在X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的反作用力下會(huì)向相反方向運(yùn)動(dòng)，從而緩沖直線電機(jī)高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的反作用力，提高運(yùn)動(dòng)控制精度、減小沖擊和振動(dòng)；并且平衡質(zhì)量塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)平衡質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)由于X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)反作用力造成的平衡質(zhì)量塊的偏移進(jìn)行補(bǔ)償，使平衡質(zhì)量塊重新回到平衡位置。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、將平衡質(zhì)量塊設(shè)計(jì)成一個(gè)側(cè)視圖為凹形的整體結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了整體結(jié)構(gòu)。
[0014]2、平衡質(zhì)量塊設(shè)計(jì)成一個(gè)側(cè)視圖為凹形的整體結(jié)構(gòu)，增大了平衡質(zhì)量塊的質(zhì)量，增大了平衡質(zhì)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0015]3、將平衡質(zhì)量塊設(shè)計(jì)成一個(gè)側(cè)視圖為凹形的整體結(jié)構(gòu)，將平衡質(zhì)量塊的兩個(gè)凹形邊作為Y向直線電機(jī)的導(dǎo)軌基座，避免了兩個(gè)Y向直線電機(jī)分別使用兩套單獨(dú)的平衡質(zhì)量系統(tǒng)所造成的平衡質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)不同步，降低了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度。
[0016]4、將平衡質(zhì)量塊設(shè)計(jì)成一個(gè)側(cè)視圖為凹形的整體結(jié)構(gòu)，增大了平衡質(zhì)量塊的質(zhì)量，從從而減小了在工作中平衡質(zhì)量塊移動(dòng)的速度，降低了對(duì)Y向電機(jī)補(bǔ)償平衡質(zhì)量塊移動(dòng)速度上的要求。并且平衡質(zhì)量塊加重增大了平衡質(zhì)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明所述光刻機(jī)工件臺(tái)的一體式平衡質(zhì)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本圖為左視圖；其中，圖b是圖a的局部放大圖；
[0018]圖2為本發(fā)明所述光刻機(jī)工件臺(tái)的一體式平衡質(zhì)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本圖為俯視圖；
[0019]圖3為本發(fā)明所述光刻機(jī)工件臺(tái)的一體式平衡質(zhì)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本圖為底面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]【具體實(shí)施方式】一:下面結(jié)合圖1至圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述光刻機(jī)工件臺(tái)的一體式平衡質(zhì)量裝置，它包括基礎(chǔ)框架1、平衡質(zhì)量塊2、四個(gè)垂向氣浮墊3a、3b、3c、3d、Y向直線電機(jī)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)；
[0021]平衡質(zhì)量塊2為U型結(jié)構(gòu)，U型結(jié)構(gòu)的凹槽走向?yàn)閅向；平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)包括平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)動(dòng)子6和平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)定子導(dǎo)軌7 ;Y向直線電機(jī)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)包括兩條Y向電機(jī)導(dǎo)軌底座4a、4b和兩條Y向電機(jī)定子磁鋼5a、5b，X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括位于兩個(gè)Y向直線電機(jī)動(dòng)子、X向?qū)к?和X向直線電機(jī)；
[0022]基礎(chǔ)框架I的上表面設(shè)置四個(gè)垂向氣浮墊3a、3b、3c、3d，所述四個(gè)垂向氣浮墊3a、3b、3c、3d用于支撐平衡質(zhì)量塊2的U型底面的四個(gè)角；用于氣浮隔離平衡質(zhì)量塊2與基礎(chǔ)框架I ;
[0023]基礎(chǔ)框架I的中心位置設(shè)置有平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)定子導(dǎo)軌7，該導(dǎo)軌沿X軸方向延伸，平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)動(dòng)子6設(shè)置在平衡質(zhì)量塊2的U型底面的下表面，且平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)動(dòng)子6在平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)定子導(dǎo)軌7上沿X軸方向往返滑動(dòng)；
[0024]平衡質(zhì)量塊2的兩個(gè)U型側(cè)面頂端分另設(shè)置有Y向電機(jī)導(dǎo)軌底座4a、4b，在Y向電機(jī)導(dǎo)軌底座4a上設(shè)置Y向電機(jī)定子磁鋼5a，在Y向電機(jī)導(dǎo)軌底座4b上設(shè)置Y向電機(jī)定子磁鋼5b ;作為Y向直線電機(jī)的定子部分；
[0025]X向?qū)к?安裝在Y向直線電機(jī)導(dǎo)軌上，與兩條Y向?qū)к壋蒆型；X向?qū)к?的兩端分別設(shè)置一個(gè)Y向直線電機(jī)動(dòng)子8a、8b，Y向直線電機(jī)動(dòng)子與Y向直線電機(jī)的定子部分相配合構(gòu)成Y向電機(jī)；Y向電機(jī)帶動(dòng)X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿Y向運(yùn)動(dòng)；
[0026]平衡質(zhì)量塊2在X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的反作用力下會(huì)向相反方向運(yùn)動(dòng)，從而緩沖直線電機(jī)高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的反作用力，提高運(yùn)動(dòng)控制精度、減小沖擊和振動(dòng)；并且平衡質(zhì)量塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)平衡質(zhì)量塊2運(yùn)動(dòng)，從而使由于X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)反作用力造成的平衡質(zhì)量塊2的偏移進(jìn)行補(bǔ)償，使平衡質(zhì)量塊2重新回到平衡位置。
[0027]工作原理:本實(shí)施方式結(jié)構(gòu)包括基礎(chǔ)框架、平衡質(zhì)量塊、垂向氣浮墊、Y向直線電機(jī)導(dǎo)軌部分、X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)部分六個(gè)部分。
[0028]平衡質(zhì)量塊2作為整個(gè)平衡質(zhì)量系統(tǒng)的核心部分，其底面四個(gè)角上分別固定一個(gè)垂向氣浮墊3a?3d，用以通過(guò)氣浮隔離底部的基礎(chǔ)框架從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的隔振與低摩擦運(yùn)動(dòng)。平衡質(zhì)量塊2兩個(gè)凹形邊的上平面上安裝兩條Y向直線電機(jī)的導(dǎo)軌，作為Y向直線電機(jī)的定子部分，其中包括導(dǎo)軌底座及電機(jī)定子磁鋼。X向?qū)к壊糠职惭b在Y向直線電機(jī)導(dǎo)軌上，與兩條Y向?qū)к壋蒆型。
[0029]平衡質(zhì)量塊2底部中心處安裝平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)動(dòng)子部分6 (如圖3所示)，電機(jī)的定子導(dǎo)軌部分7固定安裝于下方的基礎(chǔ)框架I的中心線上。
[0030]平衡質(zhì)量塊在X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的反作用力下會(huì)向相反方向運(yùn)動(dòng)，從而緩沖直線電機(jī)高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的反作用力，提高運(yùn)動(dòng)控制精度、減小沖擊和振動(dòng)；并且平衡質(zhì)量塊電機(jī)部分驅(qū)動(dòng)平衡質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)由于X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)反作用力造成的平衡質(zhì)量塊2的偏移進(jìn)行補(bǔ)償，使平衡質(zhì)量塊2重新回到平衡位置。
[0031]以上對(duì)本發(fā)明提供的一種光刻機(jī)工件臺(tái)的一體式平衡質(zhì)量結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)員而言，在不背離本發(fā)明精神的前提下對(duì)他所做的任何顯而易見(jiàn)的改動(dòng)，都將構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的侵犯，將承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.光刻機(jī)工件臺(tái)的一體式平衡質(zhì)量裝置，其特征在于，它包括基礎(chǔ)框架(I)、平衡質(zhì)量塊(2)、四個(gè)垂向氣浮墊3a、3b、3c、3d、Y向直線電機(jī)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)； 平衡質(zhì)量塊(2)為U型結(jié)構(gòu)，U型結(jié)構(gòu)的凹槽走向?yàn)閅向；平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)包括平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)動(dòng)子(6)和平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)定子導(dǎo)軌(7) “向直線電機(jī)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)包括兩條Y向電機(jī)導(dǎo)軌底座4a、4b和兩條Y向電機(jī)定子磁鋼5a、5b，X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括位于兩個(gè)Y向直線電機(jī)動(dòng)子、X向?qū)к?9)和X向直線電機(jī)； 基礎(chǔ)框架(I)的上表面設(shè)置四個(gè)垂向氣浮墊3a、3b、3c、3d，所述四個(gè)垂向氣浮墊3a、3b、3c、3d用于支撐平衡質(zhì)量塊(2)的U型底面的四個(gè)角；用于氣浮隔離平衡質(zhì)量塊(2)與基礎(chǔ)框架⑴； 基礎(chǔ)框架(I)的中心位置設(shè)置有平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)定子導(dǎo)軌(7)，該導(dǎo)軌沿X軸方向延伸，平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)動(dòng)子(6)設(shè)置在平衡質(zhì)量塊(2)的U型底面的下表面，且平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)動(dòng)子(6)在平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)定子導(dǎo)軌(7)上沿X軸方向往返滑動(dòng)； 平衡質(zhì)量塊(2)的兩個(gè)U型側(cè)面頂端分另設(shè)置有Y向電機(jī)導(dǎo)軌底座4a、4b，在Y向電機(jī)導(dǎo)軌底座4a上設(shè)置Y向電機(jī)定子磁鋼5a，在Y向電機(jī)導(dǎo)軌底座4b上設(shè)置Y向電機(jī)定子磁鋼5b ;作為Y向直線電機(jī)的定子部分； X向?qū)к?9)安裝在Y向直線電機(jī)導(dǎo)軌上，與兩條Y向?qū)к壋蒆型；X向?qū)к?9)的兩端分別設(shè)置一個(gè)Y向直線電機(jī)動(dòng)子8a、8b，Y向直線電機(jī)動(dòng)子與Y向直線電機(jī)的定子部分相配合構(gòu)成Y向電機(jī)；Y向電機(jī)帶動(dòng)X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿Y向運(yùn)動(dòng)； 平衡質(zhì)量塊(2)在X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的反作用力下會(huì)向相反方向運(yùn)動(dòng)，從而緩沖直線電機(jī)高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的反作用力，提高運(yùn)動(dòng)控制精度、減小沖擊和振動(dòng)；并且平衡質(zhì)量塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)平衡質(zhì)量塊(2)運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)由于X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)反作用力造成的平衡質(zhì)量塊(2)的偏移進(jìn)行補(bǔ)償，使平衡質(zhì)量塊(2)重新回到平衡位置。
【專利摘要】光刻機(jī)工件臺(tái)的一體式平衡質(zhì)量裝置，屬于半導(dǎo)體制造裝備技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明為解決現(xiàn)有光刻機(jī)平衡技術(shù)采用兩個(gè)平衡質(zhì)量塊存在同步設(shè)計(jì)難度大的問(wèn)題。本發(fā)明包括基礎(chǔ)框架、平衡質(zhì)量塊、垂向氣浮墊、Y向直線電機(jī)導(dǎo)軌部分、X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、平衡質(zhì)量塊直線電機(jī)部分六個(gè)部分。平衡質(zhì)量塊底面四個(gè)角上分別固定一個(gè)垂向氣浮墊，用以通過(guò)氣浮隔離底部的基礎(chǔ)框架從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的隔振與低摩擦運(yùn)動(dòng)。平衡質(zhì)量塊上平面上安裝兩條Y向直線電機(jī)的導(dǎo)軌，作為Y向直線電機(jī)的定子部分，X向?qū)к壊糠职惭b在Y向直線電機(jī)導(dǎo)軌上，平衡質(zhì)量塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)平衡質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)由于X向?qū)к壏醋饔昧υ斐傻钠胶赓|(zhì)量塊的偏移進(jìn)行補(bǔ)償，使平衡質(zhì)量塊重新回到平衡位置。
【IPC分類】G03F7/20
【公開(kāi)號(hào)】CN104991425
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510465244
【發(fā)明人】陳興林, 陳震宇, 劉楊, 付雪微
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日