[发明专利]光刻机工件台的一体式平衡质量装置

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造装备技术领域，主要涉及一种光刻机工件台系统的平衡质量系统。

背景技术

光刻机作为半导体制造领域的重要设备，其对精度、效率的要求极为严格，这种要求直接反应在光刻机的工件台系统中。在光刻机工件台系统中，为了提高效率，工件台的运动速度非常高，同时还要求保证极高精度。故而在光刻机工件台系统中，通常采用平衡质量系统来缓冲工件台高速运动所产生的反作用力，从而提高工件台系统的运动精度同时减小工件台运动对基础框架的冲击及其引起的振动。故而对于工件台系统中的平衡质量系统的设计是十分关键的。

经查验相关文献，中国专利申请号：201410412001.7，专利名称：一种光刻机平衡质量系统。该专利设计了一种分别在两侧Y向电机处安置两个平衡质量块，分别控制两个平衡质量块缓冲工件台高速运动所产生的反作用力，这种方法要求两个平衡质量块的运动严格同步，增加了控制系统的设计难度，并且分为两块平衡质量块降低了整体质量，从而增大了平衡质量块的行程，降低了Y向电机的可能最高出力。

发明内容

本发明目的是为了解决现有光刻机平衡技术采用两个平衡质量块存在同步设计难度大的问题，提供了一种光刻机工件台的一体式平衡质量装置。

本发明所述光刻机工件台的一体式平衡质量装置，它包括基础框架、平衡质量块、四个垂向气浮垫3a、3b、3c、3d、Y向直线电机导轨机构、X向运动机构和平衡质量块直线电机；

平衡质量块为U型结构，U型结构的凹槽走向为Y向；平衡质量块直线电机包括平衡质量块直线电机动子和平衡质量块直线电机定子导轨；Y向直线电机导轨机构包括两条Y向电机导轨底座4a、4b和两条Y向电机定子磁钢5a、5b，X向运动机构包括位于两个Y向直线电机动子、X向导轨9和X向直线电机；

基础框架的上表面设置四个垂向气浮垫3a、3b、3c、3d，所述四个垂向气浮垫3a、3b、3c、3d用于支撑平衡质量块的U型底面的四个角；用于气浮隔离平衡质量块与基础框架；

基础框架的中心位置设置有平衡质量块直线电机定子导轨，该导轨沿X轴方向延伸，平衡质量块直线电机动子设置在平衡质量块的U型底面的下表面，且平衡质量块直线电机动子在平衡质量块直线电机定子导轨上沿X轴方向往返滑动；

平衡质量块的两个U型侧面顶端分另设置有Y向电机导轨底座4a、4b，在Y向电机导轨底座4a上设置Y向电机定子磁钢5a，在Y向电机导轨底座4b上设置Y向电机定子磁钢5b；作为Y向直线电机的定子部分；

X向导轨安装在Y向直线电机导轨上，与两条Y向导轨成H型；X向导轨的两端分别设置一个Y向直线电机动子8a、8b，Y向直线电机动子与Y向直线电机的定子部分相配合构成Y向电机；Y向电机带动X向运动机构沿Y向运动；

平衡质量块在X向运动机构的反作用力下会向相反方向运动，从而缓冲直线电机高速运动产生的反作用力，提高运动控制精度、减小冲击和振动；并且平衡质量块电机驱动平衡质量块运动，从而对由于X向运动机构反作用力造成的平衡质量块的偏移进行补偿，使平衡质量块重新回到平衡位置。

本发明的优点：

1、将平衡质量块设计成一个侧视图为凹形的整体结构，简化了整体结构。

2、平衡质量块设计成一个侧视图为凹形的整体结构，增大了平衡质量块的质量，增大了平衡质量系统的稳定性。

3、将平衡质量块设计成一个侧视图为凹形的整体结构，将平衡质量块的两个凹形边作为Y向直线电机的导轨基座，避免了两个Y向直线电机分别使用两套单独的平衡质量系统所造成的平衡质量块运动不同步，降低了控制系统设计的难度。

4、将平衡质量块设计成一个侧视图为凹形的整体结构，增大了平衡质量块的质量，从从而减小了在工作中平衡质量块移动的速度，降低了对Y向电机补偿平衡质量块移动速度上的要求。并且平衡质量块加重增大了平衡质量系统的稳定性。

附图说明

图1是本发明所述光刻机工件台的一体式平衡质量装置的结构示意图，本图为左视图；其中，图b是图a的局部放大图；

图2为本发明所述光刻机工件台的一体式平衡质量装置的结构示意图，本图为俯视图；

图3为本发明所述光刻机工件台的一体式平衡质量装置的结构示意图，本图为底面示意图。

具体实施方式