[发明专利]一种光刻机硅片台的主动驱动线缆台

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光刻设备领域，且特别涉及一种光刻机硅片台的主动驱动线缆台。

背景技术

在半导体光刻设备中，硅片台和掩模台等精密工件台运动系统是极其重要的关键部件，其定位精度直接影响光刻设备的性能，其运行速度直接影响光刻设备的生产效率。随着超大规模集成电路器件集成度的不断提高，光刻分辨率的不断增强，对光刻机的特征线宽指标要求也在不断提升，对应的工件台的运行速度、加速度以及精度要求也不断提高。

光刻机工件台系统典型的结构形式为粗、微动相结合的结构，由于平面电机具有出力密度高，高速度、高可靠性等特点，并且易于将其集成到被控对象中，具有响应速度快、控制灵敏度高、机械结构简单等优点，目前已经被应用于半导体光刻设备中，实现硅片台的长行程粗动。但由于采用平面电机来实现长行程粗动的硅片台无X、Y向导轨，而用于给硅片台配套的各种通信线缆、功率线缆以及气管、水管等管线设施需要跟随硅片台在XY平面内运动，因此需要设置线缆支撑导向装置。常见的硅片台线缆设施是被动跟随硅片台在XY平面内运动，在硅片台进行高速运动和纳米级精确定位时，拖动的管线设施对硅片台产生的扰动将不可忽略。

现有技术公布了一种采用平面电机驱动硅片台实现长行程粗动的工件台系统，其线缆支撑导向装置包括一组通过一个转动副连接在一起的V型连杆组件，连杆组件的一端通过转动副安装在X向滑台上，另一端通过转动副安装在硅片台上，硅片台线缆设施从滑台沿连杆组件传送到硅片台上，并与连杆组件一起在Y向被动跟随硅片台运动。该方案管线设施在垂向有支撑，避免了下垂与工作台面摩擦，但在Y向被动跟随硅片台运动，会影响硅片台运动定位精度。

另一现有技术公布了一种采用多关节机械手的光刻机硅片台的线缆台，该线缆台包含一个控制装置和至少一个多关节机械手，硅片台管线设施通过多关节机械手走到硅片台上，通过控制各关节驱动器的转角来保证管线设施主动跟随硅片台在XY平面内运动，避免了管线设施对硅片台运动定位精度的影响，但该线缆台结构复杂，机械手关节数较多导致使用的驱动器数量较多，同时冗余自由度机械手控制系统设计比较复杂，开发成本相对较高。

发明内容

本发明提出一种光刻机硅片台的主动驱动线缆台，实现对线缆台的主动控制和线缆台对硅片台在X-Y平面的跟随运动。

为达上述目的，本发明提出一种光刻机硅片台的主动驱动线缆台，包括Y向滑台、Y向导轨和交叉伸缩连杆机构，Y向滑台通过气浮轴承设置在Y向导轨上，Y向滑台由滑台电机驱动在Y向与硅片台保持同步运动，线缆设施经由所述Y向滑台沿交叉伸缩连杆机构输送到硅片台上，交叉伸缩连杆机构包括交叉伸缩连杆和驱动器，交叉伸缩连杆一端连接所述Y向滑台，另一端通过线缆设施连接于硅片台，驱动器用于驱动交叉伸缩连杆沿X向运动，从而带动线缆设施沿X向运动。

进一步，所述交叉伸缩连杆包括八根杆件，所述八根杆件两两交叉形成四个交点与三个平行四边形，靠近所述Y向滑台的两个交点分别固定于Y向滑台的两点，靠近所述硅片台的交点悬空，且通过线缆设施连接所述硅片台。

进一步，Y向滑台上设置有第一支承座和第二支承座，第一支承座和第二支承座之间设置有丝杠，丝杠螺母通过丝杠螺母副安装在丝杠上，四个交点中靠近所述Y向滑台的两个交点分别固定于Y向滑台的上述第一支承座和上述第二支承座，所述驱动器为旋转电机，旋转电机的电机轴通过联轴器与丝杠的一端相固联。

进一步，所述旋转电机的电机轴上设置有旋转编码器或者圆光栅，用来测量和控制电机转角。

进一步，所述交叉伸缩连杆的八根杆件之间均通过转动副相连接。

进一步，所述交叉伸缩连杆各杆

件的侧面设置有用于线缆设施走线的线缆卡扣。

进一步，所述四个交点中靠近硅片台的交点连接传感器支架，传感器支架上设置有两个位移传感器，用来测量交叉伸缩连杆机构相对于硅片台X向位移以及硅片台Rz轴向的角位移。

进一步，所述交叉伸缩连杆为悬臂结构，每根杆件选用铝合金、镁合金、钛合金、碳纤维、陶瓷或者其他无磁性材料来加工制造。

进一步，所述交叉伸缩连杆和硅片台之间通过所述线缆设施的线缆柔性连接。

进一步，所述硅片台为平面气浮单硅片台、平面气浮多硅片台、平面磁浮单硅片台或者平面磁浮多硅片台。

进一步，所述线缆设施包括通信线缆、功率线缆、气管、水管。