[发明专利]通过主动隔振系统控制光学平台Z方向的方法及结构

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，涉及一种通过主动隔振系统控制光学平台Z方向的方法及结构。

背景技术

机械设备运转的过程中，由于各种激振因素的存在，产生振动是不可避免的。振动不仅影响极机器本身的工作性能、降低精度、降低效率、缩短寿命甚至产生破坏。因此，采用有效的隔振措施是现代工业备受关注的问题。

而在半导体制造技术领域中，对振动控制提出了更高的要求，为了隔离振动，提出了主动隔振系统(Active Vibration Isolation System，AVIS)。AVIS可以将光学平台与气浮地基振动隔离。S206D包括两套主动隔振系统，分别是AVIS1和AVIS2。如图1AVIS2的功能框架图中的实际装配示意图，具有底座1、光学平台2(此处为晶片承载台)和Z方向的执行构件，所述执行构件包括主动升降部件(Active Dumping Element，ADE)和空气吊架(AIR MOUNT)，如图2位于底座1和光学平台2之间的空气吊架结构示意图，当所述执行构件控制高压空气流入空气吊架时，所述空气吊架充气，使所述光学平台2上升远离底座1，当所述执行构件控制高压空气流出空气吊架时，所述空气吊架放气，使所述光学平台2下降靠近底座1。

结合图3、图4和图5，存在六个定位传感器分别用以监测光学平台的一个点的位置状态，并且分成了两组，一组是X和Y方向的光学平台状态，一组是Z方向的光学平台状态，AVIS2的控制原理如下：

先检测一组X和Y方向的光学平台状态，并产生位置补偿量至X和Y方向上的监测机构，具体步骤如下：

通过三个定位传感器(X_LC)、(Y_RB)、(Y_LB)分别检测X方向和Y方向的位置信号并输出；通过定位放大器(C)将接收到的X和Y方向的位置信号转换成X和Y方向的电信号并输出；通过控制板(Control board)将接收到的X和Y方向电信号进行分析处理，产生X和Y方向的补偿电量并输出；通过信号放大器(E)将接收到的X和Y方向的补偿电量转换成X和Y方向的位置补偿量；通过监测机构接收到的X和Y方向的位置补偿量了解在X和Y方向上光学平台2受气浮地基振动干扰的影响程度；

再检测一组Z方向的光学平台状态，并产生位置补偿量至Z方向上的执行构件，通过执行构件实现Z方向上的光学平台位置状态的调整，以使光学平台避免气浮地基在Z方向上的振动，具体步骤如下：

通过三个定位传感器(Z_RF)、(Z_LF)、(Z_L)分别检测Z方向的位置信号并输出；通过定位放大器(D)将接收到的Z方向的位置信号转换成Z方向的电信号，此时输出的电信号还需经过定位放大器(C)才能输出；通过控制板将接收到的Z方向电信号进行分析处理，产生Z方向的补偿电量并输出；通过信号放大器(E)(即为电路控制信号放大器和空气控制信号放大器)将接收到的Z方向的补偿电量转换成Z方向的位置补偿量；接收Z方向的位置补偿量的主动升降部件主动先快速上升或下降，而接收Z方向的位置补偿量的空气吊架后缓慢控制高压空气流入或流出，使位于空气吊架上的光学平台最终达到主动升降部件停止的表面上，实现Z方向上光学平台位置状态的调整。

实际检测过程中，由于AVIS2的功能框架图中各部件的相关位置难以改变，在X和Y方向上也不具有执行构件，且空气吊架的设置也只适合光学平台与底座之间在Z方向的调整而不允许在X和Y方向进行调整，因此，检测一组Z方向的光学平台状态之前，必须检测一组X和Y方向的光学平台状态，造成一组Z方向的光学平台状态的检测复杂化；且当定位放大器(C)损坏后，势必一组Z方向的光学平台状态无法完成补偿位置量的转换，这是因为在如图5中，定位放大器(D)的一输出端与定位放大器(C)的一输入端连接造成的。用于S206D中的定位放大器(C)极其昂贵，一旦定位放大器(C)损坏，需要增加成本订购新的定位放大器(C)；而将新的定位放大器(C)替换旧的定位放大器(C)的时间花费也至少需要10个小时以上；S206D在更换部件时，涉及开发商更换部件坐标调试的技术秘密，通常是由开发商派出技术人员进行现场安装，并且安装后还需调试6小时以上，无疑又增加人工维修成本。

可见，监测光学平台在Z方向是否受到振动干扰，只需检测一组Z方向的光学平台状态是否在同一水平即可。因此，在使用S206D时，光学平台在Z方向是否受到振动干扰的监测过程如何简化还需要进一步提高，并降低各种成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过主动隔振系统控制光学平台Z方向的方法及结构，以简化主动隔振系统控制光学平台在Z方向免受振动干扰的过程，以及降低成本。