[发明专利]减振装置、半导体加工设备和减振方法

说明书

本发明提供了一种减振装置、半导体加工设备和减振方法，包括：反力外引控制单元接收吊框的加速度信息，进而计算第一目标力，获取运动台的运动状态，根据运动状态确定反力外引装置的第一目标工作模式，并根据第一目标工作模式和第一目标力控制执行器对吊框和基础框架进行出力；主动减振器接收地基的加速度信息，并获取吊框的位移信息和速度信息，进而计算第二目标力，获取运动台的运动状态，根据运动状态确定主动减振器的第二目标工作模式，并根据第二目标工作模式和第二目标力对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力；被动减振器隔离来自地基的振动，本发明的减振装置能到提高减振性能。

技术领域

本发明涉及半导体加工设备的技术领域，尤其是涉及一种减振装置、半导体加工设备和减振方法。

背景技术

随着集成电路制造业的不断发展，以半导体制造为代表的微米、纳米级精密加工设备集成了光、电、控等多个学科的尖端技术。精密设备的套刻精度和产率等指标严格受限于外部绕动力对内部世界的干扰。

如图1所示的半导体加工设备的主要结构包含：光学处理单元11、主基板12、主动减振单元13、基础框架14、运动台15和吊框16等组件。该半导体加工设备的工作过程为：将待加工物料置于运动台15上，运动台15在驱动电机(在运动台与吊框之间)的驱动下带动待加工物料进行前后左右的运动，当通过置于主基板12下方的传感器检测到待加工物料运动至加工位置后，光学处理单元11对位于加工位置处的待加工物料进行加工处理(例如，曝光处理、扫描处理等)，完成该次的加工处理后，驱动电机继续驱动运动台15带动待加工物料运动至下一加工位置，光学处理单元11再对位于下一加工位置的待加工物料进行加工处理，如此完成对待加工物料上所有加工位置的处理。

在上述运动台运动的过程中，会受到外部干扰和内部干扰的影响，外部干扰会导致地基振动，地基振动会通过基础框架、主动减振单元带动主基板振动，这样，吊框也会随之而动，进而影响运动台的运动。上述地基振动主要包括：大地脉动性地面振动，自然外力振动频率较低，振幅分布在0.1-5μm，频率分布在2-5Hz；实验室工作人员走动所引起的振动，频率分布在1-3Hz；通风管道、变压器和马达所引起的振动，频率分布在6-65Hz；净化间外部车辆行驶所引起的振动，频率分布在15Hz左右；建筑物本身一般在10-100Hz频率直接摆动，即外部干扰导致的地基振动频率分布在1-100Hz，振幅小于5μm。内部干扰主要是指驱动运动台的驱动电机的反作用力作用于吊框，吊框在反作用力的作用下运动，进而影响运动台的运动。上述过程中，吊框在反作用力的作用下运动，会使吊框与主基板之间产生振动，频率为100-250Hz，同时，也会使主基板和测量框架(在主基板的下方，用于安装对待加工物料运动位置进行检测的传感器)之间产生振动，频率为50-200Hz。如果上述外部干扰和内部干扰不加以处理，待加工物料很难快速的到达稳定的加工位置，运动台的控制精度差，影响了加工时的产率和加工精度。

传统技术中，一般采用被动减振器隔离地基的中高频振动，相关技术中，也存在采用主动减振单元衰减中低频振动的现象，但是，由于驱动电机的反作用力中，主要成分为低频，主动减振单元很难衰减该扰动力，所以在实际应用中，减振效果一般。为此，现有技术中提出了一种反力外引的方案，该方案能抵消水平方向上驱动电机的反作用力，但是，来自地基的振动若不衰减或加以处理，那么，运动台的控制精度也无法有效提高。而若将反力外引装置与主被动减振器直接叠加共同工作，当为低频成分较多的驱动电机的反作用力时，由于减振器的特性，减振器参与减振可能会在低频频段产生共振，无法达到减振效果，反而会使某些频段的减振效果急剧下滑。

综上，现有的减振装置减振效果差，无法实现对运动台的高精度控制，无法满足低稳定时间的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种减振装置、半导体加工设备和减振方法，以缓解现有的减振装置减振效果差，无法实现对运动台的高精度控制，无法满足低稳定时间的要求。