光刻机工件台移动调整装置及方法.pdf

本发明涉及一种光刻机工件台移动调整装置，其中工件台固定于框架上，包括：气浮单元，设置于工件台底部；驱动单元，设置于所述工件台底部，以驱动所述工件台运动；固定单元，用以将所述工件台固定到所述框架内；以及传感器单元，设置在所述框架上，用以感测所述工件台的位置信息。该工件台移动调整装置及方法能方便的将大质量大尺寸的光刻机工件台移入或移出光刻机框架，并在工件台与框架固定前能对工件台进行6个自由度的调整。且该工件台移动调整装置结构紧凑，所占空间小，承受载荷大，控制简单。

1、  一种光刻机工件台移动调整装置，用以调整工件台与框架相对位置，其特征在于，包括：
气浮单元，设置于工件台底部；
驱动单元，设置于所述工件台底部，以驱动所述工件台运动；
固定单元，用以将所述工件台固定到所述框架内；以及
传感器单元，设置在所述框架上，用以感测所述工件台的位置信息。

2、  根据权利要求1所述的光刻机工件台移动调整装置，其特征在于，所述气浮单元，包括：
气囊上盖板，与所述工件台连接；
气囊，承靠在所述气囊上盖板下；
气囊下盖板，承托所述气囊；
导向结构，设置于所述气囊侧边，以连接所述气囊上盖板与所述气囊下盖板；以及
气浮垫，设置于所述气囊下盖板下。

3、  根据权利要求2所述的光刻机工件台移动调整装置，其特征在于，所述气囊至少为一个。

4、  根据权利要求2所述的光刻机工件台移动调整装置，其特征在于，所述导向结构为直线轴承导杆结构，包括：
导杆固定座，固设在所述气囊上盖板上；
导杆，通过所述导杆固定座固定在所述气囊上盖板上；以及
直线轴承座，固设在气囊下盖板上；
其中，所述导杆沿着所述直线轴承座滑动。

5、  根据权利要求4所述的光刻机工件台移动调整装置，其特征在于，所述直线轴承导杆结构至少为两个，对称分布在所述气囊两侧。

6、  根据权利要求2所述的光刻机工件台移动调整装置，其特征在于，所述气浮单元还包括：进气管，用以给所述气囊供气。

7、  根据权利要求1所述的光刻机工件台移动调整装置，其特征在于，所述气浮单元至少为三个。

8、  根据权利要求1所述的光刻机工件台移动调整装置，其特征在于，所述驱动单元为旋转电机。

9、  根据权利要求1所述的光刻机工件台移动调整装置，其特征在于，所述固定单元包括设置于所述工件台侧面的支撑销柱与设置于所述工件台侧面和所述框架侧面的销孔。

10、  根据权利要求1所述的光刻机工件台移动调整装置，其特征在于，所述传感器单元包括垂向检测器和距离传感器。

11、  一种光刻机工件台移入安装的调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)开启气浮单元，给所述气浮单元的气浮垫充气，支撑起工件台；
(2)驱动单元带动所述工件台向框架里移动，同时通过传感器单元感测所述工件台的位置信息，并控制所述驱动单元运动；
(3)利用所述传感器确定所述工件台水平方向定位；
(4)将所述气浮单元的气囊充气膨胀，抬升所述工件台垂直方向运动；
(5)利用所述传感器确定所述工件台垂直方向定位；
(6)当所述工件台到达预定高度，将所述工件台与所述框架固定；
(7)将所述气囊泄气，气浮单元脱离地面。

12、  一种光刻机工件台移出的调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.开启气浮单元，给气囊充气，气浮单元接触地面；
b.将工件台与框架分离，利用所述气浮单元支撑所述工件台；
c.将所述气囊泄气，使所述气浮单元回复到原始位置；
d.利用驱动单元带动工件台向框架外移动，同时通过传感器单元感测所述工件台的位置信息，并控制直流电机驱动单元运动；以及
e.工件台完全移出框架。

光刻机工件台移动调整装置及方法
技术领域
本发明涉及半导体制程技术领域，特别涉及一种光刻机工件台移动调整装置及方法。
背景技术
目前光刻机的工件台，开始朝着采用平衡质量块抵消运动反力或者双硅片的方向发展。光刻机工件台的结构越来越复杂，并且尺寸和质量也越来越大。目前设计的工件台质量达近4吨。工件台在安装和定期维修维护后重安装时需要将工件台移入或移出整机框架进行操作，由于工件台的尺寸、重量和位置精度等因素，所以移动工件台会很困难。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光刻机工件台移动调整装置及方法，以解决现有技术中的缺陷。
本发明提供一种光刻机工件台移动调整装置，用以调整工件台与框架相对位置，包括：气浮单元，设置于工件台底部；驱动单元，设置于所述工件台底部，以驱动所述工件台运动；固定单元，用以将所述工件台固定到所述框架内；以及传感器单元，设置在所述框架上，用以感测所述工件台的位置信息。
进一步的，所述气浮单元，包括：气囊上盖板，与所述工件台连接；气囊，承靠在所述气囊上盖板下；气囊下盖板，承托所述气囊；导向结构，设置于所述气囊侧边，以连接所述气囊上盖板与所述气囊下盖板；以及气浮垫，设置于所述气囊下盖板下。
进一步的，所述气囊至少为一个。
进一步的，所述导向结构为直线轴承导杆结构，包括：导杆固定座，固设在所述气囊上盖板上；导杆，通过所述导杆固定座固定在所述气囊上盖板上；以及直线轴承座，固设在气囊下盖板上；其中，所述导杆沿着所述直线轴承座滑动。
进一步的，所述直线轴承导杆结构至少为两个，对称分布在所述气囊两侧。
进一步的，所述气浮单元还包括：进气管，用以给所述气囊供气。
进一步的，所述气浮单元至少为三个。
进一步的，所述驱动单元为旋转电机。
进一步的，所述固定单元包括设置于所述工件台侧面的支撑销柱与设置于所述工件台侧面和所述框架侧面的销孔。
进一步的，所述传感器单元包括垂向检测器和距离传感器。
本发明还提供一种光刻机工件台移入安装的调整方法，包括以下步骤：
(1)开启气浮单元，给所述气浮单元的气浮垫充气，支撑起工件台；
(2)驱动单元带动所述工件台向框架里移动，同时通过传感器单元感测所述工件台的位置信息，并控制所述驱动单元运动；
(3)利用所述传感器确定所述工件台水平方向定位；
(4)将所述气浮单元的气囊充气膨胀，抬升所述工件台垂直方向运动；
(5)利用所述传感器确定所述工件台垂直方向定位；
(6)当所述工件台到达预定高度，将所述工件台与所述框架固定；
(7)将所述气囊泄气，气浮单元脱离地面。
本发明还提供一种光刻机工件台移出的调整方法，包括以下步骤：
a.开启气浮单元，给气囊充气，气浮单元接触地面；
b.将工件台与框架分离，利用所述气浮单元支撑所述工件台；
c.将所述气囊泄气，使所述气浮单元回复到原始位置；
d.利用驱动单元带动工件台向框架外移动，同时通过传感器单元感测所述工件台的位置信息，并控制直流电机驱动单元运动；以及
e.工件台完全移出框架。
本发明提供的一种工件台移动调整装置及方法能方便的将大质量大尺寸的光刻机工件台移入或移出光刻机框架，并在工件台与框架固定前能对工件台进行X向、Y向、Z向以及Rx、Ry、Rz等6个自由度的调整。且该工件台移动调整装置结构紧凑，所占空间小，承受载荷大，控制简单。
附图说明
图1所示为本发明一实施例中光刻机整体结构示意图；
图2所示为本发明一实施例中工件台结构示意图；
图3所示为本发明一实施例中工件台移动调整装置结构示意图；
图4所示为工件台移动调整装置中的气浮单元结构示意图；
图5所示为本发明一实施例中单个气浮单元垂向运动示意图；
图6a至图6d所示为本发明一实施例中将工件台移入安装框架的示意图；
图7所示为本发明一实施例提供的一种光刻机工件台移出的调整方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明实施例提出的光刻方法及系统作进一步详细说明。
如图1光刻机整体结构示意图所示，本发明中的工件台移入移出和调整的装置及方法用于维修或维护工件台101，将工件台101移入或者移出光刻机框架102，并能在工件台101与框架102固定前进行工件台101的X向、Y向、Z向以及Rx、Ry、Rz等6个自由度的调整。
图2为本发明一实施例中的所述的工件台结构示意图，工件台的长度和宽度接近2米，并且重量将近4吨。维修或维护时，工件台沿着X正方向移出光刻机框架，完成维修或维护时，沿着X负方向移入光刻机框架，并进行水平向和垂向位置调整后通过4个支撑销柱205将工件台固定到框架上。
本发明一实施例中工件台移动调整装置主要由气浮单元301、驱动单元302、定位块303-306、工件台固定单元和传感器单元等组成。请参见图3，其为从光刻机底部仰视的工件台移动调整装置示意图。其中气浮单元301和驱动单元302安装在工件台底部。框架309和工件台310侧面分别安装有X向定位块303、304和Y向定位块305、306。工件台是通过侧面4个支撑销柱205固定到框架内侧两边的销孔307上的。同时框架两侧安装有传感器单元包括垂向检测器308和距离传感器(图中未画出)等。在本实施中，采用了直流电机驱动单元为工件台运动提供动力。工件台底部安装有2个驱动单元302，其位置如图3所示，2个直流电机分别控制，可驱动工件台的直线运动和旋转运动。
本发明一实施例中的工件台移动调整装置的关键组成部分是气浮单元。3个及3个以上的气浮单元固定在工件台底部(本实施例以4个气浮单元为例)，可实现工件台的移动和工件台X向、Y向、Z向以及Rx、Ry、Rz等6个自由度的调整。
气浮单元的结构如图4所示。该气浮单元分为三层，最底层为气浮垫401和气囊下盖板405，中间层部分为气囊403和导向结构，最上层是气囊上盖板406，与工件台固定连接。
气浮垫401充气后可悬浮在干净地面上，根据工件台的重量和尺寸选择合适大小和个数的气浮垫。气浮垫的气浮力可支撑位于其上的工件台，并且因为气浮垫与地面是气浮接触，摩擦力很小，于是能以很小的推力推动大质量工件台移动。
中间层的气囊单元部分由1个、2个或更多个气囊组成(本实施例以2个气囊为例)。通过改变气囊403的充气量，可推动气囊上盖板406和固定在其上的工件台的垂向运动，从而调整工件台的高度。如果同一个气浮单元有多个气囊，则多个气囊是连通的，通过带多个分支的进气管404实现对多个气囊的同时供气。导向结构为直线轴承导杆结构402，包括：导杆固定座402-1；导杆402-3；直线轴承座402-2。4个直线轴承导杆结构对称分布在气囊两侧。导杆402-3通过导杆固定座402-1固定在气囊上盖板406上，沿着固定在气囊下盖板405上的直线轴承座402-2滑动。直线轴承导杆结构在气囊充气可防止气囊上盖板上升运动时产生水平滑动，保证工件台垂向运动时水平方向的稳定性。
图5a和5b显示了气囊未充气和充气时气囊上下盖板的位置关系。气囊403未充气时，气囊上下盖板405，406接触，气囊403不起支撑作用，称该位置为气浮单元原始位置。气囊403充气，气囊上盖板406沿着直线轴承导杆结构402垂向运动，气囊403起支撑工件台的作用，气囊上下盖板405，406分离，上下盖板之间位置的改变量也即工件台垂向上升和下降的运动量。通过控制气囊的充气量即可实现工件台Z向位置的调整。气浮单元结构紧凑，所占空间小，载荷能力强。工件台的在工件台底部安装3个或以上这种气浮单元，可调节重物的水平倾斜度，即可调节工件台绕X向和Y向的转动。
请结合参见图6a至图6d，其所示为光刻机工件台移入安装框架的示意图，其方法流程如下：
1)开启气浮单元301，给所述气浮单元的气浮垫充气，支撑起工件台310。由于工件台与地面之间的摩擦力很小，所以可轻松推动工件台移动。
2)利用驱动单元带动所述工件台310向框架里移动，同时通过传感器单元感测所述工件台310的位置信息，并控制所述直流电机驱动单元运动。框架两侧和工件台之间安装有传感器，测量工件台运动时侧面与框架的距离和夹角，避免工件台运动时与框架的干涉和碰撞，框架侧边安装有传感器，当工件台定位面距离框架定位面到设定值时，传感器信号可用来控制直流电机驱动单元降低速度运动。
3)对所述工件台310进行水平方向定位。通过传感器确定工件台310水平各向是否完全定位。
4)水平定位完成后，使所述气浮单元301的气囊充气膨胀，抬升所述工件台310垂直方向运动，框架上安装有3个以上垂向检测器308，可工件台310垂向是否到达预定高度。
5)利用所述传感器308确定所述工件台垂直方向定位。
6)若已到达预定高度，控制支撑销柱205运动到框架的支撑销孔307里，将工件台与框架固定。
7)气囊泄气，气浮单元301脱离地面，此时便将光刻机工件台310移入安装在框架309中。
请参见图7，其所示为本发明一实施例提供的一种光刻机工件台移出的调整方法流程图，包括以下步骤：
S701：开启气浮单元，给气囊充气，气浮单元接触地面；
S702：将工件台与框架分离，利用所述气浮单元支撑所述工件台；
S703：将所述气囊泄气，使所述气浮单元回复到原始位置；
S704：利用驱动单元带动工件台向框架外移动，同时通过传感器单元感测所述工件台的位置信息，并控制直流电机驱动单元运动。框架两侧和工件台之间的距离传感器会测量工件台运动时侧面与框架的距离和夹角，避免工件台运动时与框架的干涉和碰撞。
S705：工件台完全移出框架。
综上所述，本发明实施例提供的一种工件台移动调整装置及方法能方便的将大质量大尺寸的光刻机工件台移入或移出光刻机框架，并在工件台与框架固定前能对工件台进行X向、Y向、Z向以及Rx、Ry、Rz等6个自由度的调整。且该工件台移动调整装置结构紧凑，所占空间小，承受载荷大，控制简单。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。