一种对半导体设备精密定位运动平台进行定向的装置制造方法及图纸

现有的半导体设备精密定位运动平台的定向技术仅参照运动体中心的定位进行定向，不能满足较高的水平度要求。本实用新型专利技术提出了一种对半导体设备精密定位运动平台进行定向的装置，平台(10)上存在定义了该平台的平面的第一、第二和第三参考处(A、B、C)，该装置包括：三个驱动单元，用于驱动相应参考处并驱动所述运动平台移动；三个位置传感器，分别用于传感与参考处的位置相关的信号值；处理器，用于获得使所述平台平面与该预定定向一致的、各信号值之间的相互关系；调节器，用于在第一驱动单元驱动第一参考处到预定位置后，根据所述相互关系，控制该第二和第三驱动单元驱动相应参考处，以将所述平台定向为该预定定向。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体，特别涉及对半导体设备精密定位运动平台进行控制。
技术介绍
超精密气浮定位工作台在半导体超精密加工装备及检测装备中有着广泛的应用，并发挥着重要作用。气浮导轨在工作台中起着承载和导向的作用，决定着工件台的导向精度。气浮导轨具有运动精度高、摩擦和振动小、工作温度范围宽、运动平稳、寿命长、无爬行现象等优点，但同时也具有使用条件要求苛刻、费用高和调整困难等缺点。由于作为气浮轴承承载介质的气体具有可压缩性，气浮间隙大小易受内外因素的 影响，从而可能导致运动平台的导向不稳定，造成预定定向的困难。现有精密定位运动装置的特点是采用气浮导轨；在运动体中心处，与预定定向平行的方向安置一个位置传感器；在运动体外围(不与运动体固接)安置四个伺服电动机，四个伺服电动机共用中心处的位置传感器作为位置反馈信号，实现闭环定位控制。由于气浮轴承的气膜厚度大小可变，使气浮导向方向不能与运动部件的水平面保持垂直，也就是说运动圆盘在上升或下降过程中存在轻微的摇摆。运动结束后，圆盘上表面中心位置处由于位置传感器的存在能精确定位，而圆盘面存在不定向倾斜，不符合超精密工作台的定位精度要求。
技术实现思路
从以上描述的现有技术可以看出，现有的定向技术仅参照运动体中心的定位进行定向，不能满足运动体上表面较高水平度的技术要求。提出一种能够更加精确地对运动体进行定向的方法将会是十分具有优势的。根据本技术的一个方面，提供了一种对半导体设备精密定位运动平台进行定向的装置，其特征在于，所述平台上存在定义了该平台的平面的第一、第二和第三参考处，该装置包括-第一、第二和第三驱动单元，用于驱动相应参考处并驱动所述运动平台移动；-第一、第二和第三位置传感器,分别用于传感与该第一、第二和第三参考处的位置相关的信号值；-处理器，与各位置传感器相连，用于获得使所述平台平面与该预定定向一致的各信号值之间的相互关系；-调节器，与各驱动单元相连，用于在第一驱动单元驱动第一参考处到预定位置后，根据所述相互关系，控制该第二和第三驱动单元驱动相应参考处，以将所述平台定向为该预定定向。在本方面中，首先，相对于在中心位置的单个位置的一维定向，本方面使用与定义了平台平面的三个位置相关的信号来对平台(运动体)进行三维地定向，这样提高了定向的精确性，弥补气浮导向刚性不够的缺陷。并且，处理器参照所需的预定定向，对三个位置进行定标，确定相互关系，而后在每次实际运动时，使用定标得到的相互关系直接调整各个位置，不需要进行再次测量等操作，十分简便。在一个优选的实施方式中，所述预定定向是水平，所述处理器包括-距离传感器，位于一个水平平面，用于测量与各参考处至该平面的垂直距离有关的信号；-控制器，与所述距离传感器和各驱动单元相连，用于分别控制各驱动单元驱动相应参考处，在该距离传感器传感的对于各参考处的信号一致时，获得相应位置传感器所传感的信号值；-计算器，用于根据所获得的各信号值，计算所述相互关系。该实施方式在定标过程中，距离传感器测量与各参考处至该平面的垂直距离有关 的信号，当该信号一致时确定各位置与预定定向一致，能够准确地参照水平方向进行定标，具有很高精度。在一个进一步优选的实施方式中，距离传感器包括一个聚焦系统，所述装置还包括平移系统，与所述聚焦系统或所述运动平台相连，用于驱动所述聚焦系统或所述运动平台水平地移动，并使各参考处分别处于所述聚焦系统的垂直方向；所述聚焦系统用于测量该聚焦系统至各参考处的离焦误差信号；所述控制器用于当对于各个参考处的离焦误差信号相同时，获得该位置传感器所提供的信号值。在该实施方式中，距离传感器重用了半导体测量设备中的、例如用于辅助测量膜厚和关键尺寸的聚焦系统，简单易行。并且，聚焦系统提供的离焦误差信号在指示与距离相关的信号时具有非常高的分辨率，能够准确地确定各位置与预定定向一致，因此具有很高的精度。在一个优选的实施方式中，所述第一、第二和第三参考处位于同一圆周上且均勻间隔。该实施方式的优点在于，具有比较好的定位精度。在一个优选的实施方式中，所述位置传感器用于传感与该参考处的位置有关的位置值，所述相互关系包括使所述平台平面与该预定定向一致的、第二位置传感器的位置值与该第一位置传感器的位置值之间的第一位置差(AP21)，和第三位置传感器的位置值与该第一位置传感器的位置值之间的第二位置差(AP31)。所述位置传感器用于传感该参考处的位置值或者该驱动单元在行程范围内的位置值，在运动平台被驱动之后，所述调节器用于a.从第一位置传感器提取当前的第一位置值(P1)；b.控制第二驱动单元移动第二参考处至第二位置传感器为第二位置值(P2)的位置，其中该第二位置值(P2)为该第一位置值(P1)与第一位置差(AP21)之和；c.控制第三驱动单元移动至第三位置传感器为第三位置值(P3)的位置，其中该第三位置值(P3)为该第一位置值(P1)与第二位置差(AP31)之和。在该实施方式中，使平台平面水平的相互关系是位置传感器之间的位置差，在某个参考处被驱动到所需位置后，根据将其他两个参考处移动到与该参考处之间存在该位置差的位置，即可保证平台平面水平，十分简便。在一个优选的实施方式中，所述驱动单元包括电动机，所述调节器用于在b步骤中，在控制第二驱动单元移动前，将第一驱动单元的电动机伺服模式使能打开；在c步骤中，在控制第三驱动单元移动前，将第一和第二驱动单元的电动机都伺服模式使能打开；该装置还包括-电机控制单元，用于在该调节器定向所述平台后，将各电动机设置为传动模式，并将一个电动机设置为主动，将其他电动机设置为从动。在该实施方式中，提供了使用电动机实现驱动单元的技术方案，首先将第一驱动 单元的电动机伺服模式使能打开，从而固定了第一参考处的位置，避免在调整第二参考处时误引起第一参考处移动，而后将第一和第二驱动单元的电动机都伺服模式使能打开，从而固定了第一参考处和第二参考处的位置，避免在调整第三参考处时误引起第一或第二参考处移动，进一步提闻了定向的精确性。在一个优选的实施方式中，该装置还包括-设定单元，用于在所述调节器运作后，分别将第二位置传感器和第三位置传感器的位置值设定为与第一位置传感器的位置值相同。这样，在之后的运动过程中，控制三个驱动单元将参考处移动至位置传感器传感相同位置值的定向，就可以使得该定向是水平方向，比较简便。进一步优选的，该处理器、该调节器和该设定单元在以下任一情况发生时运作运动平台的控制卡断电并重新上电后；运动平台被使用一段时间后；弓丨起运动平台的定向偏离预定方向的情况发生后。控制卡断电后，所设位置值可能丢失，因此在控制卡断电并重新上电后，需要在之前定标得到的相互关系的基础上再进行调整。而平台在使用过程中也优选地需要定期重新调整或在偏离后重新调整。这样能够保证运动平台的为预定定向。根据一个优选的实施方式，所述参考处位于以下任一位置该平台本身上；被放置在该平台上、用于承载晶片的夹具上；被放置在该平台上的晶片上。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更加明显图I示出了根据本技术的实施方式结合在半导体设备精密定位运动平台的中示意图；图2示出了根据本技术的对半导体精密定位的运动平台进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对半导体设备精密定位运动平台(10)进行定向的装置，其特征在于，所述平台上存在定义了该平台的平面的第一、第二和第三参考处(A、B、C)，该装置包括：？第一、第二和第三驱动单元(200、202，220、222，240，242)，用于驱动相应参考处并驱动所述运动平台移动；？第一、第二和第三位置传感器(30、32、34)，分别用于传感与该第一、第二和第三参考处的位置相关的信号值；？处理器(400、402、404)，与各位置传感器相连，用于获得使所述平台平面与该预定定向一致的、各信号值之间的相互关系；？调节器(50)，与各驱动单元相连，用于在第一驱动单元驱动第一参考处到预定位置后，根据所述相互关系，控制该第二和第三驱动单元驱动相应参考处，以将所述平台定向为该预定定向。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邱青菊，李宾，王英，
申请(专利权)人：睿励科学仪器上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：