盤;403-角錐棱鏡;404-防撞框;405-宏動(dòng)平面電機(jī)動(dòng)子;406-零位傳感器;407-調(diào)平調(diào)焦傳感器;408-微動(dòng)平面電機(jī)動(dòng)子;409-重力補(bǔ)償器動(dòng)子;410-電制冷片;411-磁鋼陣列;412-線圈陣列;413-無線充電接收器;414-無線通訊收發(fā)器。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
一種基于電制冷片的動(dòng)磁鋼磁浮雙工件臺(tái)矢量圓弧換臺(tái)方法，該方法包括以下步驟:初始工作狀態(tài)，測(cè)量位第一工件臺(tái)處于預(yù)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)，曝光位第二工件臺(tái)處于曝光狀態(tài);第一步，測(cè)量位第一工件臺(tái)預(yù)對(duì)準(zhǔn)完畢后由動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到測(cè)量位換臺(tái)預(yù)定位置A并充電和等待，曝光位第二工件臺(tái)曝光完畢后由動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到曝光位預(yù)定位置C;第二步，第一工件臺(tái)與第二工件臺(tái)通過平面電機(jī)矢量控制沿圓弧軌跡逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中，兩個(gè)工件臺(tái)的相位不發(fā)生變化，運(yùn)動(dòng)位置由干涉儀進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)?shù)谝还ぜ_(tái)由動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到曝光位預(yù)定位置C、第二工件臺(tái)由動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到測(cè)量位預(yù)定位置D時(shí)，換臺(tái)結(jié)束，第一工件臺(tái)在曝光位進(jìn)行硅片光刻曝光，第二工件臺(tái)在測(cè)量位進(jìn)行硅片上片及硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)操作;第三步，測(cè)量位第二工件臺(tái)預(yù)對(duì)準(zhǔn)完畢后由動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到測(cè)量位換臺(tái)預(yù)定位置A’并充電和等待，曝光位第一工件臺(tái)曝光完畢后由動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到曝光位預(yù)定位置C;第四步，第二工件臺(tái)與第一工件臺(tái)通過平面電機(jī)矢量控制沿圓弧軌跡順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)诙ぜ_(tái)由動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到曝光位預(yù)定位置C、第一工件臺(tái)由動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到測(cè)量位預(yù)定位置D時(shí)，換臺(tái)結(jié)束，曝光位第二工件臺(tái)進(jìn)入曝光狀態(tài)，測(cè)量位第一工件臺(tái)進(jìn)行上下片及預(yù)對(duì)準(zhǔn)操作，此時(shí)系統(tǒng)回到初始工作狀態(tài)，完成了包含兩次換臺(tái)操作的一個(gè)工作周期，在測(cè)量、曝光和換臺(tái)過程中采用無線通訊方式完成。
[0022]一種基于電制冷片的動(dòng)磁鋼磁浮雙工件臺(tái)矢量圓弧換臺(tái)裝置，該裝置包括支撐框架1、平衡質(zhì)量塊2、第一工件臺(tái)4a、第二工件臺(tái)4b、無線充電發(fā)射器30，所述平衡質(zhì)量塊2位于支撐框架1上方，宏動(dòng)平面電機(jī)定子3安裝在平衡質(zhì)量塊2上的平面上，第一工件臺(tái)4a和第二工件臺(tái)4b配置在宏動(dòng)平面電機(jī)定子3上方，所述第一工件臺(tái)4a和第二工件臺(tái)4b運(yùn)行于測(cè)量位11和曝光位12之間，6臺(tái)干涉儀安裝在支撐架10上;支撐框架1通過由平面片簧13和電磁阻尼器14并行組成的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)與平衡質(zhì)量塊2相連接，所述平面片簧13由1對(duì)X向片簧26、1對(duì)Y向片簧27、1個(gè)Z向片簧28和1個(gè)Rz柔性鉸鏈29組成，所述電磁阻尼器14由阻尼器上背板21、上部Y向永磁鐵陣列22a和X向永磁鐵陣列22b、紫銅板23、下部Y向永磁鐵陣列24a和X向永磁鐵陣列24b、阻尼器下背板25裝配而成，阻尼器上背板21與阻尼器下背板25固定，其中上部Y、X向永磁鐵陣列22a、22b安裝于阻尼器上背板21與紫銅板23之間，下部Y、X向永磁鐵陣列24a、24b安裝于紫銅板23與阻尼器下背板25之間，并在氣隙間構(gòu)成強(qiáng)磁場(chǎng)，紫銅板23固定于支撐框架1上，阻尼器上背板21與平衡質(zhì)量塊2固定，相對(duì)于上、下背板21、25紫銅板23可以產(chǎn)生X、Y向平動(dòng)和Rz轉(zhuǎn)動(dòng);第一工件臺(tái)4a和第二工件臺(tái)4b為六自由度磁浮微動(dòng)臺(tái)，所述六自由度磁浮微動(dòng)臺(tái)由Chuck401、吸盤402、角錐棱角403、防撞框404、宏動(dòng)平面電機(jī)動(dòng)子405、零位傳感器406、調(diào)平調(diào)焦傳感器407、電制冷片410、無線充電接收器413、無線通訊收發(fā)器414組成，所述微動(dòng)電機(jī)403由微動(dòng)平面電機(jī)動(dòng)子408與重力補(bǔ)償器動(dòng)子409集成在一起構(gòu)成，所述吸盤402安裝在Chuck401上，Chuck401四周安裝有四個(gè)角錐棱角403，Chuck401四周安裝有防撞框404，所述宏動(dòng)平面電機(jī)動(dòng)子405安裝在防撞框404下方，宏動(dòng)平面電機(jī)動(dòng)子405由磁鋼陣列411交錯(cuò)排布構(gòu)成，宏動(dòng)平面電機(jī)定子3由線圈陣列412成人字形排布構(gòu)成。
[0023]本發(fā)明工作流程如下:
第一工件臺(tái)4a在測(cè)量位11預(yù)對(duì)準(zhǔn)完畢后由平面電機(jī)動(dòng)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到換臺(tái)位置A，等待第二工件臺(tái)4b在曝光位12完成曝光，第二工件臺(tái)4b完成曝光后由平面電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到換臺(tái)位置B，然后第一工件臺(tái)4a與第二工件臺(tái)4b通過平面電機(jī)矢量控制沿圓弧軌跡逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)完成換臺(tái)操作;換臺(tái)完成后，第一工件臺(tái)4a向曝光位12運(yùn)動(dòng)在曝光位12進(jìn)行曝光，第二工件臺(tái)4b向測(cè)量位11運(yùn)動(dòng)在測(cè)量位11進(jìn)行上片和預(yù)對(duì)準(zhǔn)操作;率先完成硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)完畢的第二工件臺(tái)4b運(yùn)動(dòng)到測(cè)量位換臺(tái)位置A’，等待第一工件臺(tái)4a完成曝光后運(yùn)動(dòng)到換臺(tái)位置B’，然后，第二工件臺(tái)4b與第一工件臺(tái)4a通過平面電機(jī)矢量控制沿圓弧軌跡順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，完成第二次換臺(tái)；換臺(tái)完成后，第一工件臺(tái)4a向測(cè)量位11運(yùn)動(dòng)，第二工件臺(tái)4b向曝光位12運(yùn)動(dòng)，這樣完成了一次完整的工作周期。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于電制冷片的動(dòng)磁鋼磁浮雙工件臺(tái)矢量圓弧換臺(tái)方法，其特征在于該方法包括以下步驟:初始工作狀態(tài)，測(cè)量位第一工件臺(tái)處于預(yù)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)，曝光位第二工件臺(tái)處于曝光狀態(tài);第一步，測(cè)量位第一工件臺(tái)預(yù)對(duì)準(zhǔn)完畢后由動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到測(cè)量位換臺(tái)預(yù)定位置A并充電和等待，曝光位第二工件臺(tái)曝光完畢后由動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到曝光位預(yù)定位置C;第二步，第一工件臺(tái)與第二工件臺(tái)通過平面電機(jī)矢量控制沿圓弧軌跡逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中，兩個(gè)工件臺(tái)的相位不發(fā)生變化，運(yùn)動(dòng)位置由干涉儀進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)?shù)谝还ぜ_(tái)由動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到曝光位預(yù)定位置C、第二工件臺(tái)由動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到測(cè)量位預(yù)定位置D時(shí)，換臺(tái)結(jié)束，第一工件臺(tái)在曝光位進(jìn)行硅片光刻曝光，第二工件臺(tái)在測(cè)量位進(jìn)行硅片上片及硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)操作;第三步，測(cè)量位第二工件臺(tái)預(yù)對(duì)準(zhǔn)完畢后由動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到測(cè)量位換臺(tái)預(yù)定位置A’并充電和等待，曝光位第一工件臺(tái)曝光完畢后由動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到曝光位預(yù)定位置C;第四步，第二工件臺(tái)與第一工件臺(tái)通過平面電機(jī)矢量控制沿圓弧軌跡順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)诙ぜ_(tái)由動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到曝光位預(yù)定位置C、第一工件臺(tái)由動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到測(cè)量位預(yù)定位置D時(shí)，換臺(tái)結(jié)束，曝光位第二工件臺(tái)進(jìn)入曝光狀態(tài)，測(cè)量位第一工件臺(tái)進(jìn)行上下片及預(yù)對(duì)準(zhǔn)操作，此時(shí)系統(tǒng)回到初始工作狀態(tài)，完成了包含兩次換臺(tái)操作的一個(gè)工作周期，在測(cè)量、曝光和換臺(tái)過程中采用無線通訊方式完成。2.—種基于電制冷片的動(dòng)磁鋼磁浮雙工件臺(tái)矢量圓弧換臺(tái)裝置，其特征在于該裝置包括支撐框架(1)、平衡質(zhì)量塊(2)、第一工件臺(tái)(4a)、第二工件臺(tái)(4b)、無線充電發(fā)射器(30)，所述平衡質(zhì)量塊(2)位于支撐框架(1)上方，宏動(dòng)平面電機(jī)定子(3)安裝在平衡質(zhì)量塊(2)上的平面上，第一工件臺(tái)(4a)和第二工件臺(tái)(4b)配置在宏動(dòng)平面電機(jī)定子(3)上方，所述第一工件臺(tái)(4a)和第二工件臺(tái)(4b)運(yùn)行于測(cè)量位(11)和曝光位(12)之間，6臺(tái)干涉儀安裝在支撐架(10)上；支撐框架(1)通過由平面片簧(13)和電磁阻尼器(14)并行組成的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)與平衡質(zhì)量塊(2)相連接，所述平面片簧(13)由1對(duì)X向片簧(26)、1對(duì)Y向片簧(27)、1個(gè)Z向片簧(28)和1個(gè)Rz柔性鉸鏈(29)組成，所述電磁阻尼器(14)由阻尼器上背板(21)、上部Y向永磁鐵陣列(22a)和X向永磁鐵陣列(22b)、紫銅板(23)、下部Y向永磁鐵陣列(24a)和X向永磁鐵陣列(24b)、阻尼器下背板(25)裝配而成，阻尼器上背板(21)與阻尼器下背板(25)固定，其中上部Y、X向永磁鐵陣列(22a、22b)安裝于阻尼器上背板(21)與紫銅板(23)之間，下部Y、X向永磁鐵陣列(24a、24b)安裝于紫銅板(23)與阻尼器下背板(25)之間，并在氣隙間構(gòu)成強(qiáng)磁場(chǎng)，紫銅板(23)固定于支撐框架(1)上，阻尼器上背板(21)與平衡質(zhì)量塊(2)固定，相對(duì)于上、下背板(21、25)紫銅板(23)可以產(chǎn)生X、Y向平動(dòng)和Rz轉(zhuǎn)動(dòng)；第一工件臺(tái)(4a)和第二工件臺(tái)(4b)為六自由度磁浮微動(dòng)臺(tái)，所述六自由度磁浮微動(dòng)臺(tái)由Chuck(401)、吸盤(402)、角錐棱角(403)、防撞框(404)、宏動(dòng)平面電機(jī)動(dòng)子(405)、零位傳感器(406)、調(diào)平調(diào)焦傳感器(407)、電制冷片(410)、無線充電接收器(413)、無線通訊收發(fā)器(414)組成，所述微動(dòng)電機(jī)(403)由微動(dòng)平面電機(jī)動(dòng)子(408)與重力補(bǔ)償器動(dòng)子(409)集成在一起構(gòu)成，所述吸盤(402)安裝在Chuck(401)上，Chuck(401)四周安裝有四個(gè)角錐棱角(403)，Chuck(401)四周安裝有防撞框(404)，所述宏動(dòng)平面電機(jī)動(dòng)子(405)安裝在防撞框(404)下方，宏動(dòng)平面電機(jī)動(dòng)子(405)由磁鋼陣列(411)交錯(cuò)排布構(gòu)成，宏動(dòng)平面電機(jī)定子(3)由線圈陣列(412)成人字形排布構(gòu)成。
【專利摘要】基于電制冷片的動(dòng)磁鋼磁浮雙工件臺(tái)矢量圓弧換臺(tái)方法及裝置屬于半導(dǎo)體制造裝備技術(shù)，該裝置包括支撐框架、平衡質(zhì)量塊、磁浮工件臺(tái)、工件臺(tái)測(cè)量裝置、工件臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置，兩個(gè)工件臺(tái)工作于測(cè)量位和曝光位之間，采用干涉儀對(duì)工件臺(tái)位置進(jìn)行測(cè)量，采用平面片簧和電磁阻尼器組成的被動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)對(duì)平衡質(zhì)量塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，工件臺(tái)采用具有電制冷片結(jié)構(gòu)的動(dòng)磁鋼式磁懸浮平面電機(jī)驅(qū)動(dòng)，雙工件臺(tái)交換過程中，采用平面電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)工件臺(tái)實(shí)現(xiàn)單節(jié)拍弧線快速換臺(tái)；本發(fā)明解決了現(xiàn)有換臺(tái)方案節(jié)拍多、軌跡長(zhǎng)、起停環(huán)節(jié)多、穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)等問題，減少換臺(tái)環(huán)節(jié)，縮短了換臺(tái)時(shí)間，提高了光刻機(jī)的產(chǎn)率。
【IPC分類】G03F7/20
【公開號(hào)】CN105487345
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610023029
【發(fā)明人】劉永猛, 譚久彬
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2016年1月14日