[发明专利]光刻机运动台反力抵消装置及应用其的光刻机

说明书

技术领域

本发明涉及一种反力抵消技术，尤其涉及一种光刻机运动台反力抵消装置及应用其的光刻机。

背景技术

光刻是半导体制造过程中一道非常重要的工序，它是将一系列掩模版上的芯片图形通过曝光依次转移到硅片相应层上的工艺过程，被认为是大规模集成电路制造中的核心步骤。半导体制造中一系列复杂而耗时的光刻工艺主要由相应的光刻机来完成。

光刻机中的硅片台主要作用为承载硅片、并携带硅片在投影物镜下完成与掩模台相匹配的曝光运动。当硅片台和掩模台在整机内部框架之内时，两个运动台的运动反力将直接作用于内部框架，从而造成整个内部框架的振动加剧，如果其振动指标超过整机的性能约束将不能进行正常的曝光工作。

美国专利US5844664和US5953105将运动台电机定子放在外部框架，运动台曝光时所产生的反作用力将直接通过与外部框架的连接作用于外部框架，从而减少对光刻机内部框架的冲击影响。然而该种方案对整机框架和运动台的结构设计均提出较高的要求，在一定程度上降低了运动台的模块化设计程度，运动台与整机的集成工艺将比较复杂。

专利WO2008/129762A1给出的工件台结构方案中，将配置在两个方向的长行程驱动电机的定子均放置在光刻机的基础框架上，而其微动台部分则通过一个垂向气力可以在内部框架提供的大理石平台上做无摩擦运动，从而将长行程运动部分和微动台部分放置在相互隔离的两个框架上，减少了对光刻机内部框架的冲击。然而，此种工件台结构较为复杂，并且其垂向高度较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光刻机运动台反力抵消装置及应用其的光刻机，能够解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的光刻机运动台反力抵消装置包括反力框架、配重块、阻尼元件以及弹性元件。反力框架设置于光刻机基础框架上。配重块设置于光刻机运动台电机定子的一端。阻尼元件一端连接于电机定子的一端，另一端连接于反力框架。弹性元件一端连接于电机定子，另一端连接于反力框架。弹性元件设置在电机定子的两端。电机定子设置在滑块上，滑块设置在运动台大理石之上的固定直线导轨上，滑块带动电机定子沿固定直线导轨做直线运动。当电机定子与滑块、配重块一起在电机驱动反力作用下沿固定直线导轨做直线运动时，电机定子与滑块、配重块的动能在配重块与阻尼元件的作用下逐渐衰减，在电机定子停止运动后，电机定子在弹性元件的作用下回复至初始位置。

在本发明的一实施例中，阻尼元件与弹性元件通过反力框架将力传递至基础框架。

在本发明的一实施例中，光刻机运动台反力抵消装置还包括第一位移测量元件与第二位移测量元件。第一位移测量元件位于电子定子与运动台电机动子之间，用于测量电机定子与运动台电机动子之间的相对位移。第二位移测量元件位于电机动子与运动台大理石之间，用于测量电机动子与运动台大理石之间的相对位移。

本发明还提供了一种光刻机，包括基础框架、内部框架、曝光系统、运动台以及前述任一实施例提供的光刻机运动台反力抵消装置。

在本发明的一实施例中，曝光系统和运动台都设置在内部框架内。

在本发明的一实施例中，基础框架与内部框架之间设置有减震器。

本发明提供的光刻机运动台反力抵消装置，通过在电机定子上配置配重块，并配合与反力框架相连接的弹性元件和阻尼元件，达到衰减运动台反力的效果，同时降低了对整机框架和运动台的设计要求。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的光刻机的结构示意图；

图2是本发明一较佳实施例的光刻机运动台反力抵消装置的主视图；

图3是本发明一较佳实施例的光刻机运动台反力抵消装置的俯视图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

图1是本发明一较佳实施例的光刻机的结构示意图。请参考图1。在本实施例中，光刻机包括基础框架1、减震器2以及内部框架3、硅片台4、投影物镜5、掩模台6、光刻机运动台反力抵消装置7、电机动子14（参见图2）以及电机定子15（参见图2）。

在本实施例中，基础框架1可为整个系统提供安装的基础。减震器2设置于基础框架1与内部框架3之间。如此，可隔离来自基础框架1的振动，减少对内部框架3的冲击影响。