本实用新型专利技术提供一种可动刀口装置及具有该可动刀口装置的光刻机系统，可动刀口装置位于照明光源和掩膜版之间，包括外部框架和位于外部框架内的两对相互正交刀口刀片组件，每对刀口刀片组件包括两个相互平行的刀口刀片组件，每个刀口刀片组件中包括定子支架、位于定子支架上的直线电机、与直线电机通过转接件连接的刀片以及与刀片连接的气浮滑块，定子支架的底面和侧面为气浮滑块提供导向。由于气浮导轨中的气浮滑块是悬浮在导轨上，因此减小了摩擦，而且减少了导轨磨损，提高了寿命。由于气浮导轨中气膜厚度几乎不受速度的影响，即使在极低的速度时也运动平稳，由于气浮导轨几乎不会产生热量，不会产生热变形，无需添加冷却装置，且减少了污染。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及半导体光刻领域，特别涉及一种可动刀口装置和光刻机系统。
技术介绍
在半导体制作中，光刻工艺是最为重要的工艺步骤之一。光刻是指将一系列掩膜版上的芯片图形通过曝光系统依次转印到硅片相应层上的复杂的工艺过程。对承载300mm硅片的光刻机系统来说，当线宽小于100nm时，整机系统中任何微小振动和干扰都会对系统光刻质量带来影响。因此，需要对光刻机系统内产生的运动振动进行优化，有效减小和消除这些振动对光刻性能的不利影响。光刻过程中，激光光束通过一个狭缝窗口将掩膜版图形投影曝光到工件台上的硅片上。曝光系统通过一套装置调整隙缝窗口的大小，称为可动刀口装置。可动刀口装置的工作原理是：两个方向的刀片相互运动拼接形成狭缝窗口。在步进曝光中，狭缝窗口的尺寸在曝光前预先调整好；在扫描曝光中，狭缝窗口须在扫描方向与工件台、掩模台同步扫描。现有技术中提出了一种X/Y向刀口共面布的可动刀口结构，分别通过四套摩擦轮和旋转电机独立驱动四个共面的刀片，实现窗口调整。其中的可动刀口结构的缺点是其共面的刀片运动时相互耦合，运动层间相互干扰，不能满足高加速度的工作需求；摩擦轮结构和旋转电机的传动和驱动方式具有一定的误差传递，精度不高。除此以外，现有技术中的可动刀口装置存在以下几个问题：1.刀片工作时线缆的作用力对机构精度造成影响，尤其是刀片装置结构中的光栅尺，由于光栅尺中的读数头是安装在刀片上的，而读数头在工作过程中必须将从光栅尺上读出的数据通过数据线传输至整个光刻机系统的控制系统中，因此安装在刀片上的读数头需要将数据线从刀片上引到控制系统中，但在曝光过程中，刀片位置需要经常变化，而刀片上的数据线的存在影响了刀片的移动，在移动过程中发生错误，导致曝光产生误差；2.可动刀口装置平衡弹簧长时间工作后，产生塑性变形，其弹性模量发生变化，则会影响可动刀口装置的工作。如刀片初始化时，问题原因为直线电机由位于直线电机上端的平衡弹簧限位至初始化位置，但由于平衡弹簧长时间使用后产生严重变形，直线电机会移动至下方边缘部分，处于光刻机系统位置计算的范围之外，导致初始化时寻找相位出错，从而出现初始化时位置报错；3.直线电机中定子固定，而动子上绕有线缆，且线缆与其它机器连接，而在工作时，动子须相对于定子作运动，导致动子上的线缆也一起运动，因此在空间设计时，须给上述线缆的运动留有空间，增大了布线压力；4.现有技术中，可动刀口装置使用直线导轨，其具有以下缺点：(1)由于直线导轨的径向间隙会极大的影响导轨的行走精度、负载能力和刚性。因而根据用途会选择适当的预压，造成导轨的摩擦系数和阻力较大，在高速运动的情况下产生热量引起热变形；(2)直线导轨运行时会产生粉尘，造成污染；(3)直线导轨需要定期补给少量的润滑脂，因此容易造成污染；(4)虽然直线导轨是理想的滚动导向装置，导轨上的动摩擦力与静摩擦力相差很小，因此即使给予了直线导轨动力，由于内部摩擦力的存在，会抵消部分动力，从而造成直线导轨的爬行；(5)直线导轨在长时间高速工作状况下，高速往复动作对导轨的寿命影响较大。综上所述，有必要专利技术一种可动刀口装置，能够解决上述问题，从而能够减小误差，增加使用寿命。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提出了一种可动刀口装置以及具有这种可动刀口装置的光刻机系统，位于照明光源和掩膜版之间，包括外部框架和位于所述外部框架内的两对相互正交刀口刀片组件，每对所述刀口刀片组件包括两个相互平行的所述刀口刀片组件，每个所述刀口刀片组件中包括定子支架、位于所述定子支架上的直线电机、与所述直线电机通过转接件连接的刀片以及与所述刀片连接的气浮滑块，所述定子支架的底面和侧面为所述气浮滑块提供导向。由于气浮导轨中的气浮滑块是悬浮在导轨上，因此减小了摩擦，而且减少了导轨磨损，提高了寿命。为达到上述目的，本技术提供一种可动刀口装置，位于照明光源和掩膜版之间，包括外部框架和位于所述外部框架内的两对相互正交刀口刀片组件，每对所述刀口刀片组件包括两个相互平行的所述刀口刀片组件，每个所述刀口刀片组件中包括定子支架、位于所述定子支架上的直线电机、与所述直线电机通过转接件连接的刀片以及与所述刀片连接的气浮滑块，所述定子支架的底面和侧面为所述气浮滑块提供导向。作为优选，所述直线电机的动子固定在所述定子支架上，所述直线电机的定子通过所述转接件与所述刀片连接。作为优选，所述定子两端设有磁阻限位器，所述磁阻限位器固定在所述定子支架上。作为优选，所述气浮滑块的承压面上布设有凹面和若干小孔节流器，所述小孔节流器将正压气体输送到承压面中，所述凹面将负压气体输送到承压面上，所述气浮滑块在二者共同作用下呈悬浮状态。作为优选，所述承压面呈L型，所述承压面悬浮在所述定子支架的底面和侧面。作为优选，所述刀口刀片组件还包括光栅尺和读数头，所述光栅尺安装在所述转接件上，所述读数头固定在所述定子支架上。本技术还提供一种光刻机系统，具有上述的可动刀口装置。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术提供一种可动刀口装置以及具有这种可动刀口装置的光刻机系统，可动刀口装置位于照明光源和掩膜版之间，包括外部框架和位于所述外部框架内的两对相互正交刀口刀片组件，每对所述刀口刀片组件包括两个相互平行的所述刀口刀片组件，每个所述刀口刀片组件中包括定子支架、位于所述定子支架上的直线电机、与所述直线电机通过转接件连接的刀片以及与所述刀片连接的气浮滑块，所述定子支架的底面和侧面为所述气浮滑块提供导向。由于气浮导轨中的气浮滑块是悬浮在导轨上，因此减小了摩擦，而且减少了导轨磨损，提高了寿命。此外由于气浮导轨中气膜厚度几乎不受速度的影响，即使在极低的速度时也运动平稳，另外由于气浮导轨几乎不会产生热量，不会产生热变形，因此无需添加冷却装置，同时也减少了污染。本技术还提供了一种如上所述可动刀口装置以及具有这种可动刀口装置的光刻机系统，其中所述刀口刀片组件还包括光栅尺和读数头，所述光栅尺安装在所述转接件上，所述读数头固定在所述定子支架上，由于读数头安装在定子支架上，数据线则从定子支架上引出，因此数据线不会影响刀片在曝光过程中的移动，从而能够减小误差。本技术还提供一种如上所述的可动刀口装置以及具有这种可动刀口装置的光刻机系统，其中每本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可动刀口装置，其特征在于，位于照明光源和掩膜版之间，包括外部框架和位于所述外部框架内的两对相互正交刀口刀片组件，每对所述刀口刀片组件包括两个相互平行的所述刀口刀片组件，每个所述刀口刀片组件中包括定子支架、位于所述定子支架上的直线电机、与所述直线电机通过转接件连接的刀片以及与所述刀片连接的气浮滑块，所述定子支架的底面和侧面为所述气浮滑块提供导向。
【技术特征摘要】
1.一种可动刀口装置，其特征在于，位于照明光源和掩膜版之间，
包括外部框架和位于所述外部框架内的两对相互正交刀口刀片组件，
每对所述刀口刀片组件包括两个相互平行的所述刀口刀片组件，每个
所述刀口刀片组件中包括定子支架、位于所述定子支架上的直线电机、
与所述直线电机通过转接件连接的刀片以及与所述刀片连接的气浮
滑块，所述定子支架的底面和侧面为所述气浮滑块提供导向。
2.如权利要求1所述的可动刀口装置，其特征在于，所述直线电
机的动子固定在所述定子支架上，所述直线电机的定子通过所述转接
件与所述刀片连接。
3.如权利要求2所述的可动刀口装置，其特征在于，所述定子两
端设有磁阻限位器，所述磁阻限位器固定...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶向宇，杨辅强，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31
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