[发明专利]一种掩模台系统及光刻机

说明书

本发明公开了一种掩模台系统，所述掩模台系统通过吊框安装在光刻机中，包括掩模台、掩模台底座、掩模台驱动单元、运动控制单元以及缓冲机构，所述缓冲机构固定在所述吊框上并与所述掩模台底座连接，用于削弱因掩模台驱动单元驱动掩模台而作用到掩模台底座上的驱动反力。本发明通过缓冲机构的机械减振和运动控制单元的系统补偿调控，能够有效降低由于驱动反力引起的掩模台振动，提高了掩模台的运动精度和稳定性，进而提高了光刻机的整机减振性能和动力学性能，维持了光刻装置的套刻和线宽指标，保证了设备的精度和稳定性，同时本发明还具有质量轻、体积小以及结构可靠等优点。

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，尤其是涉及一种掩模台系统及包含该掩模台系统的光刻机。

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。

光刻机是一种通过光刻装置将掩模图案成像在目标基板上的设备，在光刻装置中，掩模台以纳米级精度进行运动。随着产率的提高，光刻机基板尺寸、掩模台的尺寸以及电机驱动力都变得越来越大，同时为了保证精度以及稳定性，要求套刻和线宽、测量框架动态指标、伺服性能指标基本不变，此外，要求光刻机框架内部的振动越小越好。然而，基板尺寸的增大导致掩模台的尺寸和电机驱动反力成倍增加，从而残余振动增加，导致整体减振性能与动力学性能降低、套刻与线宽指标下降，不利于保证设备的精度及稳定性。

为抵消光刻机中电机驱动反力产生的振动，通常采用两种方法：平衡质量法和反力外引法。平衡质量法基于动量守恒原理，利用平衡质量抵消电机驱动反力，理论上能消除传递到框架的扰动，但是质量大、体积大，结构上难以实施；反力外引法利用特殊机构将电机驱动反力作用于外部世界，减小对内部世界的干扰，但是需要搭建一个很高的反力外引支柱，以连接地面和反力外引机构，而支柱长度变高导致刚度减弱，难以满足实际生产需求。

因此，如何采用更好更有效的方法削弱因掩模台的电机驱动反力而引起的振动以提高掩模台的运动精度和稳定性，这是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掩模台缓冲装置，以降低掩模台的电机驱动反力引起的振动，提高掩模台的运动精度和稳定性，提高光刻整机的减振性能和动力学性能，维持光刻装置的套刻和线宽指标，提高光刻设备的精度和稳定性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种掩模台系统，通过吊框安装在光刻机中，所述掩模台系统包括掩模台、掩模台底座、掩模台驱动单元及运动控制单元，所述掩模台系统还包括缓冲机构，所述缓冲机构固定在所述吊框上并与所述掩模台底座连接，用于削弱因掩模台驱动单元驱动掩模台而作用到掩模台底座上的驱动反力。

可选的，所述缓冲机构包括弹性元件、阻尼器及两套安装组件，所述弹性元件和所述阻尼器平行连接于所述两套安装组件之间，所述两套安装组件分别与所述掩模台底座和所述吊框连接。

可选的，所述两套安装组件中与所述掩模台底座连接的一套安装组件包括依次相连的阻尼连接块、第一调整板、第一隔振层及第一连接块，所述两套安装组件中与所述吊框连接的一套安装组件包括依次连接的第二连接块、第二隔振层、第二调整板以及底座，所述弹性元件和阻尼器平行连接于所述第一连接块与所述第二连接块之间，所述阻尼连接块与所述掩模台底座固定，所述底座与所述吊框固定，所述第一调整板调整所述第一隔振层相对所述阻尼连接块的位置，所述第二调整板调整所述第二隔振层相对所述底座的位置。

可选的，所述弹性元件的两端通过弹性元件底座固定在所述第一连接块及所述第二连接块的正中间。

可选的，所述阻尼器的两端通过转接轴固定在所述第一连接块及所述第二连接块上。

可选的，沿所述弹性元件的轴向看去，多个所述阻尼器关于所述弹性元件呈中心对称分布。