[发明专利]一种光刻机工件台及其垂向位置初始化方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，更进一步地，涉及一种光刻机工件台及其垂向位置初始化方法。

背景技术

光刻机用于将掩模的图形复制到硅片或玻璃基板上。工件台携带硅片或玻璃基板水平向与掩模台同步运动，垂向根据调焦调平系统(FLS)的设定值实现调焦调平运动。工件台运动误差直接影响投影物镜的成像性能。为降低垂向调焦调平误差，工件台垂向采用低刚度的重力补偿器支撑垂向运动模块，以隔离基座传递到垂向模块的低频振动。典型的低刚度重力补偿器设计如专利CN201010571517.8。典型的工件台如专利CN201010618373.7。

在专利CN201010618373.7所示的工件台中，垂向采用相对光栅尺反馈控制工件台实现精确定位，但是其垂向零位的建立依赖于初始化过程中的回零流程。垂向回零之前，工件台垂向的初始位置由重力补偿器保证。然而，重力补偿器采用压力环路控制，缺乏位置反馈环路，初始位置极易受气源压力波动及负载扰动的影响。重力补偿器的刚度越低，气源的压力波动和负载的直接扰动导致的工件台垂向初始位置相对零位的偏移也越大。

垂向初始位置漂移较大，导致如下问题：(1)工件台圆环气浮轴承产生气振，造成工件台初始化失败；(2)初始化过程中，垂向回零误差较大，工件台相对整机的零位偏差较大；(3)初始化后垂向的运动精度超差。

测试数据显示，工件台垂向偏移达0.3mm，而允许的偏移为0.1mm。通过增大压力阀的控制精度可以缓解，但是无法从根源上消除。目前垂向位置偏移的问题是工件台可靠性不足的首要因素。垂向初始位置偏移的根源是工件台垂向缺乏绝对的零位基准。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明在现有工件台上增加了垂向位置的零位基准，同时描述了垂向位置初始化的流程。

本发明提出一种光刻机工件台，包括水平向模块、微动模块、预对准模块和衬底交接模块，其特征在于：所述微动模块包括多个重力补偿器，多个绝对位置传感器，多个光栅尺传感器以及微动板；所述多个绝对位置传感器用于工件台的垂向位置回零；所述多个光栅尺传感器用于工件台的垂向伺服控制。

较优地，还包括位置传感器反馈控制回路，所述位置传感器反馈控制回路反馈所述绝对位置传感器的测量值，控制所述重力补偿器压力，使所述微动板的位置调整到给定范围内。

较优地，还包括切换器，实现光栅尺反馈控制回路和所述位置传感器控制环路的控制切换。

较优地，所述绝对位置传感器为电涡流位置传感器。

本发明还提出一种光刻机工件台的垂向位置初始化方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)垂向初始位置判断；

2)调整重力补偿器压力；

3)采用光栅尺反馈实现垂向电机闭环控制；

4)垂向搜零；

5)调整零位偏差。

其中，所述步骤1)垂向初始化位置判断方法为比较位置传感器测量值与设定值的差是否小于阈值。

其中，所述步骤2)调整重力补偿器压力是根据重力补偿器所在位置与设定值的差乘以比例系数作为调整压力。

在本发明的另一个实施例中，提出了一种光刻机工件台的垂向位置初始化方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)位置传感器反馈控制回路控制调整重力补偿器压力；

2)微动板的位置调整到给定范围内；

3)采用光栅尺反馈实现垂向电机闭环控制；

4)垂向搜零；

5)调整零位偏差。

在本发明的再一个实施例中，提出了一种光刻机工件台的垂向位置初始化方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)位置传感器反馈控制回路闭环控制垂向电机；

2)微动板的位置调整到给定范围内；

3)光栅尺传感器清零；

4)切换到光栅尺闭环控制垂向电机回路。

较优地，位置传感器控制回路带宽范围1Hz～20Hz，光栅尺控制回路带宽30Hz～100Hz。

本发明提出的一种光刻机工件台及其垂向位置初始化方法，提高了工件台相对整机的垂向零位稳定性，解决了由于垂向回零不准导致的工件台垂向运动精度差的可靠性不足的问题，同时还为光栅尺垂向装调过程带来了便利。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1为本发明光刻机工作台结构示意图；

图2为本发明光刻机工件台微动模块机构示意图；