專利名稱：光刻機硅片臺移動裝置及采用該移動裝置的光刻機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光刻機硅片臺移動裝置及采用該移動裝置的光刻機。
背景技術：
光刻是半導體制造過程中 一道非常重要的工序，它是將一 系列掩模版上的 芯片圖形通過曝光依次轉移到硅片相應層上的工藝過程，被認為是大規模集成 電路制造中的核心步驟。半導體制造中一系列復雜而耗時的光刻工藝主要由相 應的光刻機來完成。而光刻技術的發展或者說光刻機的技術進步則主要圍繞著 線寬、套刻精度和生產率這三大指標展開。
在步進投影式光刻機中，硅片臺的主要用途在于為直接承載硅片的吸盤提 供運動平臺、動力驅動等。隨著半導體廠商對套刻精度和生產率要求的不斷提 高，光刻機中用于直接承載硅片的吸盤要求具有極高的同步運動精度和運動速 度。在目前大多數步進投影式光刻機中，設計者們在吸盤底部設計了相應的氣 浮結構，而選用一塊大理石作為整個吸盤的運動平臺，從而有利于精確控制高 速運動的吸盤的位置。光刻機中硅片臺的支撐框架上同時設置有吸盤的動力驅 動裝置，為了減小吸盤高速運動時對框架的反作用力，通過引入基于動量守恒 原理的平衡塊實現這一目的。為了在非常有限的運動范圍內有效抵消吸盤高速 運動對硅片臺框架的反作用力，平衡塊一般具有很大的質量。加之硅片臺支撐 框架、以及為配合相應部件正常工作而設計的電纜、傳感器、管道等，整個硅 片臺的重量可以達到4噸左右，直接將硅片臺與光刻機整機框架裝配勢必造成整機框架的負擔。
實際生產中，整個硅片臺對外界力的干擾還有嚴格要求。早期光刻機中， 由于硅片臺的質量較輕，采用吊框式結構直接將硅片臺與主基板連接，通過主擾。
另一方面，在光刻機整機系統的集成過程中，按照裝配流程的要求，需要頻 繁地將硅片臺移至光刻機主體以外或恢復原來的位置。硅片臺的故障維修或者 定期維修維護工作的需要，同樣要求能夠頻繁自如地移動硅片臺的位置。再者， 整個硅片臺在與整機重新裝配時，需要保證一定的重復定位精度，從而保證其 在整機中的位置不變。
綜上所述，合理設計硅片臺與光刻機整機框架的結構布局，有效隔離硅片 臺受地面振動的干擾，以及如何快速、簡便自如地移動硅片臺并對其準確定位 成為保證光刻機正常工作亟待解決的問題。

發明內容
本發明的目的在于提供一種能夠快速、簡便、自如地移動硅片臺的光刻機 硅片臺的移動裝置。
本發明的目的還在于提供一種采用上述光刻機硅片臺移動裝置的光刻機。
一種光刻機硅片臺的移動裝置包括支撐該光刻機硅片臺的支撐板；設置 于該支撐板的與該硅片臺相對一側的氣囊；設置于該支撐板的與該氣嚢同側的 氣墊裝置；設置于該支撐板的與該氣嚢同側的滾輪；向該氣嚢內充氣，該氣嚢 支撐該支撐板及該光刻機的硅片臺，當移動該光刻機硅片臺時，該氣嚢釋放氣 體的同時打開該氣墊裝置，該氣墊裝置形成的氣墊支撐該支撐板及該硅片臺，該光刻機硅片臺的移動裝置利用該滾輪將該硅片臺移出或移入該光刻機。
其中，該光刻機硅片臺的移動裝置還包括與該支撐板連接的驅動支架，該 滾輪設置于該驅動支架。該光刻機硅片臺的移動裝置還包括驅動電機，該驅動 電機帶動該滾輪轉動。該驅動電機通過傳動裝置帶動該滾輪轉動。該驅動電機 和該傳動裝置設置于該驅動支架。該驅動支架通過片簧與該支撐板連接。
該光刻機硅片臺的移動裝置還包括壓力檢測裝置,該壓力檢測裝置與該氣嚢 連接，檢測該氣嚢內氣體的壓力。該光刻機硅片臺的移動裝置的氣嚢分為兩組， 分別為第 一組氣嚢和第二組氣嚢，調整該第 一組氣嚢內的氣體以確保該光刻機 硅片臺與該光刻機的準確定位，該第 一組氣嚢和第二組氣囊共同支撐該支撐板 及該硅片臺。該光刻機硅片臺的移動裝置還包括與該第一組氣嚢連接的第一壓 力檢測裝置，與該第二組氣嚢連接的第二壓力檢測裝置。
一種光刻機，包括一支撐框架和硅片臺的移動裝置，該硅片臺的移動裝置
包括支撐該光刻機硅片臺的支撐板；設置于該支撐板的與該硅片臺相對一側 的氣囊；設置于該支撐板的與該氣嚢同側的氣墊裝置；設置于該支撐板的與該 氣囊同側的滾輪；向該氣嚢內充氣，該氣囊支撐該支撐板及該光刻機的硅片臺； 當移動該光刻機硅片臺時，該氣嚢釋放氣體的同時打開該氣墊裝置，該氣墊裝 置形成的氣墊支撐該支撐板及該硅片臺，該光刻機硅片臺的移動裝置利用該滾 輪將該硅片臺移出或移入該支撐框架。
其中，該支撐板設置有硅片臺和氣墊裝置的兩個表面之間的側壁設置有定 位銷，該定位銷固定該光刻機硅片臺與該支撐框架之間的位置。該支撐框架的 側壁向內延伸出凸塊，該凸塊設置有定位孔，該定位孔與該定位銷相配合固定 該光刻機硅片臺的移動裝置與該支撐框架之間的位置。
該支撐板設置有硅片臺和氣墊裝置的兩個表面之間的側壁設置有安全銷，該支撐框架的側壁設置凹槽，當該光刻機硅片臺的移動裝置與該支撐框架之間 定位后，該安全銷插入該凹槽。
與現有技術相比，本發明的硅片臺移動裝置利用該第一、第二組氣嚢支撐 該支撐板及該硅片臺，該第一、第二組氣嚢釋放氣體的同時打開該氣墊裝置， 該氣墊裝置形成的氣墊支撐該支撐板及該硅片臺，該硅片臺的移動裝置利用該 滾輪將該硅片臺移出或移入該支撐框架。在該硅片臺移出或移入該支撐框架時， 由于該氣墊裝置與地基之間形成氣墊，因此，本發明的硅片臺移動裝置的驅動 電機的功率要求較低，該硅片臺的移入移出過程簡單易行，輕松方便。


圖1是采用本發明的硅片臺移動裝置的光刻^^的結構示意圖。
圖2是本發明的光刻機硅片臺的移動裝置設置硅片臺一側的結構示意圖。 圖3是本發明的光刻機硅片臺的移動裝置另一側面的結構示意圖。
具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明作 進一步的詳細描述。
請參閱圖1,圖1為采用本發明的硅片臺移動裝置的光刻機的結構示意圖。 該光刻機10包括支撐框架12、物鏡13、主基板14、硅片臺15和硅片臺移動裝 置16。該支撐框架12固定在地基11上，該物鏡13和主基板14設置在該支撐 框架12上，該硅片臺15設置于該物鏡13下方，該硅片臺移動裝置16承載該 硅片臺15,用于將該硅片臺15移入或者移出該支撐框架12。
該硅片臺移動裝置16包括支撐該硅片臺15的支撐板160;設置于該支撐板160的與該硅片臺15相對一側的氣嚢17;設置于該支撐板160的與該氣嚢 17同側的氣墊裝置；設置于該支撐板160的與該氣嚢17同側的滾輪；向該氣嚢 17內充氣，該氣嚢17支撐該支撐板160及該硅片臺15。當移動該硅片臺15時， 該氣嚢17釋放氣體的同時打開該氣墊裝置，該氣墊裝置形成的氣墊支撐該支撐 板160及該硅片臺15，該硅片臺的移動裝置16利用該滾輪將該硅片臺15移出 或移入該支撐框架12。
下面結合圖2、圖3詳細說明本發明硅片臺移動裝置16的結構。請參閱圖 2，圖2是圖l所示的硅片臺移動裝置16的承載該硅片臺15—側的結構示意圖。 該硅片臺移動裝置16包括該支撐板160。該支撐板160靠近該硅片臺15的一側 設置有接口 163，該接口 163用于將該硅片臺15固定在該支撐板160上。本發 明的硅片臺移動裝置16的支撐板160包括4個接口 163，這4個接口 163呈四 邊形狀分布在該支撐板160上。
該支撐板160設置有硅片臺15和氣墊裝置161的兩個表面之間的側壁設置 有定位銷164,該支撐框架12的側壁設置有定位孔，該定位孔與該定位銷164 相配合固定該硅片臺15與該支撐框架12之間的位置。優選的，該支撐框架12 的側壁向內延伸出凸塊121,該定位孔設置于該凸塊121上。該硅片臺移動裝置 16通過3個定位銷164與支撐框架12配合以間接確保硅片臺15與支撐框架12 的準確定位，不存在欠約束或過約束的問題，定位精度高，從而為該光刻機10 的正常工作提供保障。
該支撐板160設置有硅片臺15和氣墊裝置161的兩個表面之間的側壁設置 有安全銷165，該支撐框架12的側壁設置凹槽。當該硅片臺的移動裝置16與該 支撐框架12之間定位后，該安全銷165插入該支撐框架12的凹槽。當該光刻 機IO正常工作時，如果該氣嚢17發生短時間的壓力不足現象，該安全銷165
9可短暫支撐硅片臺15。
請再參閱圖3,圖3是本發明的硅片臺的移動裝置16另一側面的結構示意 圖。該支撐板160的與該硅片臺15相對的一側設置有氣墊裝置161、氣囊17、 驅動裝置18和壓力檢測裝置。該壓力檢測裝置與該氣嚢17相連，用于檢測該 氣嚢17內氣體的壓力。該氣嚢17分為兩組，分別為第一組氣嚢171和第二組 氣嚢172，該第一組氣嚢171與該第二組氣嚢172依次相間且呈多邊形對稱分布 在該支撐板160—側。優選的，該硅片臺移動裝置16包括六個氣囊，其中三個 為第一組氣嚢171，另外三個為第二組氣嚢172。該第一組氣嚢171與該第二組 氣嚢172依次相間且呈六邊形對稱分布在該支撐板160 —側。
與該第一組氣嚢171連接的壓力檢測裝置為第一壓力4全測裝置191，該第一 壓力檢測裝置191用于控制該第一組氣嚢171內的氣體壓力。與該第二組氣嚢 172連接的壓力檢測裝置為第二壓力檢測裝置192，該第二壓力檢測裝置192用 于控制該第二組氣嚢172內的氣體壓力。當該硅片臺移動裝置16將該硅片臺15 移入該支撐框架12后，該第一、第二組氣嚢171、 172內充氣來共同支撐該支 撐板160及該硅片臺15。該氣墊裝置161以及該驅動裝置18停留在該支撐板 160和該地基11之間。優選的，該硅片臺移動裝置16包括四個氣墊裝置161, 該四個氣墊裝置161呈四邊形對稱分布在該支撐板160的與該氣嚢17相同的一 側。
該驅動裝置18包括驅動支架181、滾輪182、傳動裝置183、驅動電機184 和片簧185。該驅動支架181通過該片簧185與該支撐板160連接。該滾輪]82、 該傳動裝置183、該驅動電才/L 184i殳置于該驅動支架181。該驅動電枳』184通過 該傳動裝置183帶動該滾輪182轉動。優選的，該硅片臺移動裝置16包括兩個 驅動裝置18。該硅片臺移動裝置16的工作原理如下
當該硅片臺15將要移出該支撐框架12時，緩慢釋放該第一、第二組氣嚢 171、 172內的氣體，在該第一、第二組氣囊171、 172釋放氣體的同時，打開該 氣墊裝置161的開關使該氣墊裝置161工作，該氣墊裝置161與該地基11之間 形成氣墊。該第一、第二組氣嚢171、 172內的氣體逐漸減少，該硅片臺15的 高度逐漸下降。當該硅片臺15的高度下降到一定程度時，由于該氣墊裝置161 與該地基11之間形成的氣墊厚度有限，該驅動裝置18上的滾輪182與該地基 11直接接觸，從而使該驅動支架181與該支撐板160之間的片簧185向背離地 基11的方向發生變形，該片簧185產生的回復力再通過驅動支架181直接作用 于該滾輪182上，該回復力對該滾輪182的作用力垂直作用于地基11上，從而 使形成的氣墊支撐該支撐板160及該硅片臺15,此時，該第一、第二組氣嚢171、 172處于非工作狀態。該驅動電初j 184通過該傳動裝置183帶動該滾輪182在地 基11上緩慢滾動，該滾輪182與地面之間形成有效的摩擦，便于在地面上滾動。 從而將該硅片臺15移出該支撐框架12。
當該硅片臺15將要移入該支撐框架12時，打開該氣墊裝置161的開關使 該氣墊裝置161工作，該氣墊裝置161與該地基11之間形成氣墊，該驅動裝置 18上的驅動電機184通過該傳動裝置183帶動該滾輪182反向旋轉，從而將該 硅片臺15移入到該支撐框架12內。然后，對該第一、第二組氣囊171、 172開 始充氣，該硅片臺15的高度緩慢升高，當該硅片臺15升到一定高度時，該氣 墊裝置161與該驅動裝置18離開該地基11,并處于該支撐板160和該地基11 之間，該氣墊裝置161停止工作，該驅動裝置18的片簧185恢復到自由狀態， 該第一、第二組氣囊171、 172支撐該支撐板160及該硅片臺15。繼續對該第一、 第二組氣嚢171、 172進行充氣，直到該定位銷164與該支撐框架12的定位孔良好定位后，保持該第一、第二組氣嚢171、 172內的氣體恒壓。該安全銷165 插入該支撐框架12的凹槽，以防止該第一、第二組氣嚢171、 172可能出現的 短時間壓力不足，導致該硅片臺15高度下降的問題，為該光刻機10連續穩定 的工作提供保障。
與現有技術相比，本發明的硅片臺移動裝置16利用該第一、第二組氣嚢171、 172支撐該支撐板160及該硅片臺15,該第一、第二組氣囊171、 172釋放氣體 的同時打開該氣墊裝置161，該氣墊裝置161形成的氣墊支撐該支撐板160及該 硅片臺15,該硅片臺移動裝置16利用該滾輪182將該硅片臺15移出或移入該 支撐框架12。在該硅片臺15移出或移入該支撐框架12時，由于該氣墊裝置161 與地基11之間形成氣墊，因此，本發明的硅片臺移動裝置16對驅動電機184 的功率要求較低，該硅片臺15的移入移出過程簡單易行，輕松方便。該硅片臺 15與支撐框架12多次拆裝后，仍能夠確保該硅片臺15相對于該支撐框架12較 高的重復定位精度，精度損失少。
采用本發明的珪片臺移動裝置16的光刻機10利用該第一、第二組氣嚢171、 172支撐該支撐板160及該硅片臺15,由于該第一、第二組氣囊171、 172的剛 度較小，可以有效減少地基11對該硅片臺15的振動影響，提高了該光刻機IO 的工作性能。
本發明的硅片臺移動裝置16的第一壓力檢測裝置191控制第一組氣嚢171 的氣體壓力，第二壓力才全測裝置192控制第二組氣嚢172的氣體壓力。笫一組 氣嚢171除了施加垂直向上的作用力于該定位銷164以使定位銷164與定位孔 良好配合來間接確保硅片臺15與支撐框架12準確定位之外，還要聯合第二組 氣嚢172—同支撐整個硅片臺15和支撐板160的重量。第一組氣嚢171與第二 組氣嚢172共6個氣嚢成對稱分布，以保證該硅片臺15的受力平衡。本發明的光刻機10的支撐框架12設置在地基11上，也可以設置在其他基
座上；該驅動裝置18的驅動支架181通過片簧185連接支撐板160，也可以直 接設置在該支撐板160上，并不限于上述實施方式所述。
本發明的硅片臺移動裝置16的支撐板160包括4個接口 163，也可以包括 其他個數的接口；該4個接口 163呈四邊形分布在該支撐板160上，也可以以 其他形狀分布在支撐板160上，并不限于上述實施方式所述。
本發明的硅片臺移動裝置16包括6個對稱分布的氣嚢17及4個對稱分布 的氣墊裝置161,該氣嚢17以及該氣墊裝置161的^:量和分布情況也可以才艮據 實際需要而做適當的調整，并不限于上述實施方式所述。
在不偏離本發明的精神和范圍的情況下還可以構成許多有很大差別的實施
例。應當理解，除了如所附的權利要求所限定的，本發明不限于在說明書中所 述的具體實施例。
1權利要求
1.一種光刻機硅片臺的移動裝置，其特征在于，該光刻機硅片臺的移動裝置包括支撐該光刻機硅片臺的支撐板；設置于該支撐板的與該硅片臺相對一側的氣囊；設置于該支撐板的與該氣囊同側的氣墊裝置；設置于該支撐板的與該氣囊同側的滾輪；向該氣囊內充氣，該氣囊支撐該支撐板及該光刻機的硅片臺，當移動該光刻機硅片臺時，該氣囊釋放氣體的同時打開該氣墊裝置，該氣墊裝置形成的氣墊支撐該支撐板及該硅片臺，該光刻機硅片臺的移動裝置利用該滾輪將該硅片臺移出或移入該光刻機。
2. 如權利要求1所述的光刻機硅片臺的移動裝置，其特征在于該光刻機硅 片臺的移動裝置還包括與該支撐板連接的驅動支架，該滾輪設置于該驅動支架。
3. 如權利要求2所述的光刻機硅片臺的移動裝置，其特征在于該光刻機硅 片臺的移動裝置還包括驅動電機，該驅動電機帶動該滾輪轉動。
4. 如權利要求3所述的光刻機硅片臺的移動裝置，其特征在于該驅動電機 通過傳動裝置帶動該滾輪轉動。
5. 如權利要求4所述的光刻機硅片臺的移動裝置，其特征在于該驅動電機 和該傳動裝置設置于該驅動支架。
6. 如權利要求2所述的光刻機硅片臺的移動裝置，其特征在于該驅動支架 通過片簧與該支撐板連接。
7. 如權利要求1所述的光刻機硅片臺的移動裝置，其特征在于該光刻機硅 片臺的移動裝置還包括壓力檢測裝置，該壓力檢測裝置與該氣嚢連接，檢測該氣囊內氣體的壓力。
8. 如權利要求1所述的光刻機硅片臺的移動裝置，其特征在于該光刻機珪 片臺的移動裝置的氣嚢分為兩組，分別為第一組氣嚢和第二組氣嚢，調整該第 一組氣囊內的氣體以確保該光刻機硅片臺與該光刻機的準確定位，該第一組氣 囊和第二組氣囊共同支撐該支撐板及硅片臺。
9. 如權利要求8所述的光刻機硅片臺的移動裝置，其特征在于該光刻機硅 片臺的移動裝置還包括與該第一組氣嚢連接的第一壓力檢測裝置,與該第二組氣 嚢連接的第二壓力檢測裝置。
10. —種光刻機，包括一支撐框架，其特征在于，該光刻機還包括硅片臺的 移動裝置，該硅片臺的移動裝置包括支撐該光刻機硅片臺的支撐板； 設置于該支撐板的與該硅片臺相對一側的氣嚢； 設置于該支撐板的與該氣嚢同側的氣墊裝置； 設置于該支撐板的與該氣嚢同側的滾輪；向該氣囊內充氣，該氣嚢支撐該支撐板及該光刻機的硅片臺；當移動該光 刻機硅片臺時，該氣嚢釋放氣體的同時打開該氣墊裝置，該氣墊裝置形成的氣 墊支撐該支撐板及該硅片臺，該光刻機硅片臺的移動裝置利用該滾輪將該硅片 臺移出或移入該支撐框架。
11. 如權利要求IO所述的光刻機，其特征在于該支撐板設置有硅片臺和氣 墊裝置的兩個表面之間的側壁設置有定位銷，該定位銷固定該光刻機硅片臺與 該支撐框架之間的位置。
12. 如權利要求11所述的光刻機，其特征在于該定位銷的個數為3。
13. 如權利要求11所述的光刻機，其特征在于該支撐框架包括定位孔，該定位孔與該定位銷相配合固定該光刻機硅片臺與該支撐框架之間的位置。
14. 如權利要求13所述的光刻機，其特征在于該支撐框架的側壁向內延伸出凸塊，該定位孔設置于凸塊。
15. 如權利要求IO所述的光刻機，其特征在于該支撐板設置有硅片臺和氣 墊裝置的兩個表面之間的側壁設置有安全銷，該支撐框架的側壁設置凹槽，當 該光刻機硅片臺與該支撐框架之間定位后，該安全銷插入該凹槽。
16. 如權利要求IO所述的光刻機，其特征在于該光刻機硅片臺的移動裝置 還包括與該支撐板連接的驅動支架，該滾輪設置于該驅動支架。
17. 如權利要求16所述的光刻機，其特征在于該光刻機硅片臺的移動裝置 還包括驅動電機，該驅動電機帶動該滾輪轉動。
18. 如權利要求17所迷的光刻機，其特征在于該驅動電機通過傳動裝置帶 動該滾輪轉動。
19. 如權利要求18所述的光刻才幾，其特征在于該驅動電機和該傳動裝置設 置于該驅動支架。
20. 如權利要求IO所述的光刻機，其特征在于該光刻機硅片臺的移動裝置 的氣嚢分為兩組，分別為第一組氣嚢和第二組氣嚢，調整該第一組氣嚢內的氣 體以確保該光刻機硅片臺與該光刻機的準確定位，該第一組氣嚢和第二組氣嚢 共同支撐該支撐板和該硅片臺。
21. 如權利要求20所述的光刻機，其特征在于該光刻機硅片臺的移動裝置 還包括與該第一組氣嚢連接的第一壓力檢測裝置，與該第二組氣嚢連接的第二壓 力檢測裝置。
全文摘要
本發明涉及一種光刻機硅片臺的移動裝置及采用該移動裝置的光刻機。該光刻機硅片臺的移動裝置包括支撐該光刻機硅片臺的支撐板；設置于該支撐板的與該硅片臺相對一側的氣囊；設置于該支撐板的與該氣囊同側的氣墊裝置；設置于該支撐板的與該氣囊同側的滾輪；向該氣囊內充氣，該氣囊支撐該支撐板及該光刻機的硅片臺，當移動該光刻機硅片臺時，該氣囊釋放氣體的同時打開該氣墊裝置，該氣墊裝置形成的氣墊支撐該支撐板及該硅片臺，該光刻機硅片臺的移動裝置利用該滾輪將該硅片臺移出或移入該光刻機。采用本發明的硅片臺移動裝置的光刻機的硅片臺的移入移出過程更加簡單，能夠確保硅片臺與光刻機支撐框架的準確定位，并減少地面振動對硅片臺的干擾。
文檔編號G03F7/20GK101609263SQ200910055189
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月22日 優先權日2009年7月22日
發明者育 劉, 王天明, 磊 秦, 袁志揚 申請人:上海微電子裝備有限公司