一种适用于可变狭缝刀片运动状态检测的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种适用于可变狭缝刀片运动状态检测的装置，包括：直线方向上可动刀片单元，包括可动刀片和直线导轨，所述可动刀片在所述直线导轨上作直线往复运动；光电测距装置，用于测量所述可动刀片相对所述直线导轨运动的位置；所述光电测距装置包括测量光波发射端、光波接收端和反射器单元；一套所述直线方向上可动刀片单元配套使用一套所述光电测距装置；所述光波发射端和所述光波接收端组成光电测距传感器单元，与所述反射器单元相对应地可互换地分别固定在所述可动刀片上和所述直线导轨上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种适用于可变狭缝刀片运动 状态检测的装置与方法。
技术介绍
可变狭缝是应用在光刻机照明系统中的一种机械装置，其具有四个可动刀片，分 别为X方向两个，Y方向两个，其中X方向的刀片可以沿X向运动，Y方向的刀片可以沿Y向 运动。通过对X向、Y向刀片的位置及其运动状态的设置，可以对光刻机照明系统的通光尺 寸和位置进行设置，以实现对曝光视场大小及位置的控制，从而对掩模上不需要曝光的区 域进行遮挡，实现高品质曝光动作，得到完美曝光图像。 可变狭缝(下文简称VS)有两种工作模式：一种是静态曝光；另一种是动态扫描曝 光。在静态曝光状态下，根据掩模上需要曝光区域的位置信息，由电机带动VS的4个可动 刀片运动到合适的位置进行曝光动作，在曝光过程中，4个可动刀片的位置保持不动。在动 态扫描曝光过程中，掩模要实现Y方向匀速扫描，在这种曝光过程下，VS的X方向的刀片在 设置到合适的位置后保持不动，而Y向可动刀片则要保持与掩模同步的运动状态(具体Y向 刀片的运动速度由Y向刀片和掩模之间的光路缩放比例决定)。由此可以看出，VS刀片运 动状态复杂多变，另外，又由于刀片运动要求以很高的速度实现期望运动，同时其误差精度 又要求在微米级范围内，因此VS刀片的运动控制任务是一个复杂和高要求的任务，为实现 该复杂的任务，需要大量的位置传感器、限位传感器、零位传感器等检测其运动状态的检测 装置。 现有技术中VS刀片运动状态检测主要通过以下方式实现：在每个刀片的运动范 围的两个极端处，除设有机械限位装置外，还各装有一个电气限位开关。刀片在行程范围内 的运动位置由光栅尺(或编码尺）来检测得到。同时为设置刀片的位置，需要有初始基准位 置来设置刀片的位置。现有VS运动检测装置为实现这一功能，在两个电气限位传感器之间 的固定位置处装有一零位传感器。刀片在执行运动过程中，先回到该零位处，然后根据要求 运动到期望位置。这样一来，每个刀片有2个电气限位开关、1个零位传感器、1个光栅尺(或 编码尺)，四个刀片则共有8个电气限位开关、4个零位传感器、4个光栅尺(或编码尺)。如 此数量庞大又复杂的检测设备主要带来以下弊端： 第一，复杂的走线设计问题，VS单元装在照明系统中，非常有限的空间内要考虑如此数 量多的传感器的信号线、供电线的走线问题，走线设计的不合理，不仅各类传感器信号之间 彼此互相影响，降低检测精度，同时还会对照明系统内其他元器件产生电磁干扰，影响其正 常工作。 第二，各类传感器的供电问题，限位开关、零位传感器、光栅此(或编码尺）的供电 电压各不相同，这就要求为如此多类型与数量的传感器提供不同电压的供电电源，增加了 电气设计难度。 第三，不同传感器占用信号处理通道问题，如此多的传感器势必需要提供大量的 信号处理通道，加重了信号处理板卡的负担，增加了功耗。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种供电设计简单，检测精度高，功 耗低，占用信号处理通道少的可变狭缝刀片运动状态检测的装置与方法。 为了实现上述专利技术目的，本专利技术公开一种适用于可变狭缝刀片运动状态检测的装 置，包括：直线方向上可动刀片单元，包括可动刀片和直线导轨，所述可动刀片在所述直线 导轨上作直线往复运动；光电测距装置，用于测量所述可动刀片相对所述直线导轨运动的 位置；所述光电测距装置包括测量光波发射端、光波接收端和反射器单元；一套所述直线 方向上可动刀片单元配套使用一套所述光电测距装置；所述光波发射端和所述光波接收端 组成光电测距传感器单元，与所述反射器单元相对应地可互换地分别固定在所述可动刀片 上和所述直线导轨上。 更进一步地，所述直线方向上可动刀片单元，包括X方向可动刀片单元和Y方向可 动刀片单元；所述X方向可动刀片单元，所述X方向可动刀片沿X作往复运动；所述Y方向 可动刀片单元，所述Y方向可动刀片沿Y作往复运动；一套所述光电测距装置内所述光电测 距传感器单元包括发射一特定波长光线的发射端和一接收端；一套所述光电测距装置内所 述反射器单元反射对应所述发射端发出的特定波长光线反射至所述接收端。 更进一步地，所述发射端为一GaAs二极管。 更进一步地，所述可变狭缝形成至少包括1套所述X方向可动刀片单元和1套所 述Y方向可动刀片单元。 更进一步地，所述可变狭缝刀片运动状态检测的装置还包括一框架单元，所述框 架单元用于承载所述X方向可动刀片单元、Y方向可动刀片单元、光电测距传感器单元和反 射器单元。 更进一步地，所述X向导轨和Y向导轨上均设置电气限位开关。 更进一步地，一套所述光电测距装置内的所述光电测距传感器单元和所述反射器 安装位于同一直线上。 本专利技术还公开一种适用于可变狭缝刀片运动状态检测方法，其特征在于， 步骤一、使一直线方向的可动刀片沿所述直线方向作往复运动； 步骤二、一套所述直线方向上可动刀片单元配套使用一套所述光电测距装置，所述一 套光电测距装置包括光电测距传感器单元和反射器单元，所述光电测距传感器单元的发射 端和接收端，所述反射器单元包括反射器； 步骤三、在所述直线方向导轨上设置所述发射端和接收端，在所述可动刀片上设置所 述反射器； 步骤四、根据所述发射端所发射光束的速度以及所述光束自发射端至接收端的时间， 计算所述在直线方向上所述可动刀片的运动信息。 更进一步地，所述运动信息包括速度、距离、加速度和加加速度。 更进一步地，所述同一套光电测距装置内的所述光电测距传感器单元的所述发射 端和接收端和所述反射器位于同一直线上。 与现有技术相比较，由于本专利技术采用4个同类型光电测距传感器来对刀片的运动 状态进行检测，相比现有技术多类型、大数量传感器的技术方案，本专利技术具有结构简单，便 于安装与维护保养，同时还具有占有空间小的优点。 与现有技术相比较，本专利技术所涉及的信号线、电源线更少，可以在有限的空间里实 现更好的布局设计，能够达到减小现有技术方案中信号之间的彼此干扰，并能取得降低对 其他元器件造成的电磁干扰的卓越效果。 相比现有技术方案需要给多种不同类型传感器分别提供供电电源的情况，本专利技术 采用同类型的光电测距传感器，使用同类型的供电电源，同时数量上也大大减少，相比现有 技术方案，具有明显进步效果。 相比现有技术方案中需要处理多路传感器信号，信号处理板卡处于满负荷工作状 态或同时需要多块信号处理板卡协同工作的情况，本专利技术只需处理4路检测信号，大大减 少了信号处理板卡的负荷量，节省了资源，同时功耗也得到有效降低。 与现有技术相比较，本专利技术中的光电测距传感器采用GaAS二极管做光源，无需另 配专门的调制器，具有结构紧凑、占用空间小的优点；本专利技术中光电测距传感器采用光电倍 增管作为光电转换单元，同时采用相位法进行距离测算，具有检测精度高的优点。【附图说明】 关于本专利技术的优点与精神可以通过以下的专利技术详述及所附图式得到进一步的了 解。 图1是本专利技术所涉及的适用于可变狭缝刀片运动状态检测的装置的结构示意图； 图2是本专利技术所涉及的可动刀片运动状态检测的原理示意图； 图3是本专利技术所涉及的可动刀片位置控制结构图； 图4是本专利技术所涉及的适用于可变狭缝刀片运动状态检测的装置的另一实施方式。【具体实施方式】 下面结合附图详细说明本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于可变狭缝刀片运动状态检测的装置，其特征在于，包括：直线方向上可动刀片单元，包括可动刀片和直线导轨，所述可动刀片在所述直线导轨上作直线往复运动；光电测距装置，用于测量所述可动刀片相对所述直线导轨运动的位置；所述光电测距装置包括测量光波发射端、光波接收端和反射器单元；一套所述直线方向上可动刀片单元配套使用一套所述光电测距装置；所述光波发射端和所述光波接收端组成光电测距传感器单元，与所述反射器单元相对应地可互换地分别固定在所述可动刀片上和所述直线导轨上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李众峰，葛逸康，刘婷婷，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31