一种调平调焦机构及使用所述机构的微动台和工件台制造技术

本发明专利技术揭露了一种调平调焦机构及使用所述机构的微动台和工件台，调平调焦机构包括其上放置有曝光台的底板；与所述底板连接的水平向微调装置，其使得所述底板在水平方向上微调；与所述底板连接的垂向驱动装置，其使得所述底板在垂直方向上移动；及支撑部，支撑所述数所述底板、所述水平向微调装置及所述垂向驱动装置。所述垂向驱动装置位于所述水平向微调装置的下方。本发明专利技术的调平调焦机构的水平向微调机构和垂向驱动机构分开。这样该调平调焦机构水平向加速时对垂向机构的影响变得非常小，垂向机构就不会影响到水平向微动的行程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集成电路的制造设备，具体地说，涉及一种配合光刻机进 行微电子电路制造所用的对硅片进行调平调焦的装置。
技术介绍
光刻是指讲一系列掩膜版上的图形通过曝光系统依次转印至硅片相应层上 的复杂工艺过程。在光刻设备中，工件台的紧密定位一般采用粗微定位方式， 即大行程的粗动台驱动微动台而实现高速高加速度的长距粗定位，而由微动台 最终完成精密定位。在光刻机中，微动台的作用是承栽硅片，并对硅片进行精确定位，这种精 确定位包括水平向和垂向的六自由度精密调整和定位。微动台和粗动台结合可 以实现大行程和微米级的精密定位。在曝光过程中，需要微调微动台以使硅片 对应的曝光区域正好位于焦平面上，即所谓的调平调焦。因此，微动台实际上 是通过其中的调平调焦机构来实现定位的。美国专利US6442858B1公开了 一个曝光台的六自由度调节原理及其电机布 局。该台通过环状气浮结构支撑曝光台的重量。同时，这个特殊的结构也是可 以对曝光台的运动导向。这种环状气浮结构在实际工作中，它的气浮间隙将直 接影响到除了 Z向位移以外的其他五个自由度方向的变化量，所以在水平向和 垂向解耦时，会产生千扰。而且水平向运动时受垂向电机动定子间隙限制。美国专利US6337484B1公开了重力补偿器在工件台上的布局和重力补偿器 的结构。该重力补偿器有六个自由度，垂向和水平向解耦结构复杂，水平向运 动时受垂向电机动定子间隙限制。另外重力4卜偿器在水平向加减速时对侧向气 浮的刚度要求较高。从对现有的工件台中的微动台中的调平调焦机构的分析来看，现有的调平 调焦机构水平向的力就是通过重力补偿器中的活塞推杆的侧向气浮来实现。这样就会对活塞推杆的侧向气浮刚度要求较高，而且会使得侧向气浮在加速时气 膜厚度变形，会影响垂向导向。此外，由于侧向气浮轴承提供的力和调平调焦 机构的质心距离较大，属于偏质心驱动，会引起干扰力矩，从而增大了控制难 度。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种调平 调焦机构，其垂向解耦和水平向解耦结构相对独立，解决垂向和水平向耦合产 生干扰问题，由此水平向运动时不会受到垂向电机影响行程。为实现上述目的，本专利技术提供了一种调平调焦机构，包括水平向微调装 置，垂向驱动装置及支撑部件；其中所述水平向^f敫调装置由一调平调焦板及多 个补偿电^L组成。进一步的，所述调平调焦板上通有真空和正压气体以形成真空区域和气浮 区域。进一步的，所述补偿电机为音圏电机。进一步的，所述垂向驱动装置由3个重力补偿器以等腰三角形布置与支撑 部件上。进一步的，所述重力补偿器由垂向柔性铰链、音圏电机、活塞推杆及气腔 底座组成》进一步的，其特征在于所迷补偿电机为不少于3个。进一步的，所述支撑部件包括水平延伸且相互平行的气足与气足连接板、以及垂直于水平面延伸的导轨滑块，其中所述导轨滑块连接所述气足与气足连接板。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种精密定位装置，包括承物台，调 平调焦机构及水平向驱动装置，其驱动所述承物台在水平向上移动；其中所述 调平调焦机构包括水平向微调装置，垂向驱动装置及支撑部件；所述水平向微 调装置由一调平调焦板及多个补偿电机组成；所述调平调焦板与承物台通过真 空区域与气浮区域相连。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种大行程工件台，包括精密定位装置，可沿文Y向进行大行程的移动的粗动装置，及XY向导轨；其中所述精密定 位装置包括承物台，调平调焦机构及水平向驱动装置，其驱动所述承物台在 水平向上移动；所述调平调焦机构包括水平向微调装置，垂向驱动装置及支撑 部件；所述水平向孩B周装置由一调平调焦板及多个补偿电机组成；所述调平调 焦板与承物台通过真空区域与气浮区域相连。 进一步的，所述XY向导轨为气浮导轨。本专利技术的调平调焦机构的水平向孩i调机构和垂向驱动^几构分开。这样该调 平调焦机构水平向加速时对垂向机构的影响变得非常小，垂向机构就不会影响 到水平向微动的行程。此外，由于垂向机构不会影响到水平向微动的行程，这样就可以将水平向 的行程做的大些。根据工件台的轨迹规划和粗微控制方法，微动台行程变大会 使得粗动的加速度降低。这样工件台运动时产生的反力就会变小。这可以提高 本专利技术工件台的性能。结合附图，参考下文之以实例的方式阐述本专利技术主旨的描述，可明白本发 明的其他方面与优点。附图说明参考下文较佳实施例的描述以及附图，可最佳地理解本专利技术及其目的与优 点，其中图1为根据本专利技术的调平调焦机构的立体示意图2为所述调平调焦机构的剖视图3为所述调平调焦:机构的俯^L图4为使用本专利技术的调平调焦机构的微动台；图5为所述孩i动台的剖;f见图6为使用所述微动台的工件台的立体示意图7为示出本专利技术调平调焦机构中补偿电机的另一中排列方式的示意图； 图8为示出本专利技术调平调焦机构中补偿电机的再一中排列方式的示意图。具体实施例方式5一步的详细描述。所有附图中，使用相同的标号来表示相同的元件。如图1所示，本专利技术的调平调焦机构100包括气足106和承载曝光台的调 平调焦板109。气足106位于调平调焦机构的底部，承载整个调平调焦机构。气足106上设有三个重力补偿器105a、 105b及105c，其呈等腰三角形布置， 用以支撑放置其上的调平调焦板109。如图2所示，重力补偿器105由连接在一 起的垂向柔性铰链1051、音圏电机1052、活塞推杆1053及气腔底座1054组成。 柔性铰链1051与调平调焦板109连接，气腔底座1054与气足106连接。三个 重力补偿器105a、 105b及105c相配合而使得调平调焦板109可在Z、 Rx、 Ry 三个方向自由度上进行微调整。重力补偿器为垂向驱动装置的一个实例。气足106的中心处还设有垂直延伸^导轨滑块111以及通过所述导轨滑块 111与气足106连接的水平向延伸的气足连接板104。由于调平调焦板109位于 气足连接板104的上方，因此气足连接板104上设有通孔供重力补偿器105穿 过而与调平调焦板109连"l妄。调平调焦板109的相邻两侧设有三个补偿电机102a、 102b及102c,分两组 安装在所述底板的相邻两侧。如图1所示，X向电机102a与102b设在调平调焦 板109的一侧，另一个Y向电机102c设在相邻的另一侧。如图2所示，补偿电 机102的动子与调平调焦板109连接，定子通过补偿电才几支撑座103连接至气 足连接板104。通过补偿电机102使得调平调焦板109相对与气足连接板104运 动(运动范围很小在微米级别。主要是给109提供在水平向加速时的推力)。这 样，补偿电机102使得调平调焦板109在水平方向微调，从而对在加速时的力 进行补偿。本实施例中，所述补偿电机102为音圏电机。补偿电机102为水平 向微调装置的一个实例。如图3所示，调平调焦板109上布有多个真空孔和正压气体孔，通过外界 气源(未示)在调平调焦板109上分别形成气浮区域301和真空区域302。下文将根据图4及5描述使用本专利技术的调平调焦机构的微动台208。如图4 所述，微动台208包括前述实施例中的调平调焦机构100。微动台208还包括曝 光台101,其放置在调平调焦机构IOO之上，并且通过所述气浮区域301和真空区域302与调平调焦机构10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调平调焦机构，包括：水平向微调装置，垂向驱动装置及支撑部件；其特征在于：所述水平向微调装置由一调平调焦板及多个补偿电机组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：齐芊枫，李志龙，李正贤，齐宁宁，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，上海微高精密机械工程有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]