[发明专利]一种气浮支撑的旋转台

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种用于光刻过程中承载硅片的气浮支撑的旋转台。

背景技术

微电子技术的发展促进了计算机技术、通信技术和其它电子信息技术的更新换代，在信息产业革命中起着重要的先导和基础作用。生产设备在整个微电子行业中扮演着举足轻重的角色，而在微电子器件的制造设备中，投资最大、作用最关键的是光刻设备。随着集成电路集成度的提高，光刻机的定位精度要求越来越高，而在光刻机的定位机构中，旋转台起着非常关键的作用。2008年8月13日公开的“可补偿Z向位置的六自由度精密定位台”(公开号为CN101241314A的中国专利)揭示了一种旋转台结构，其结构形式为旋转电机加丝杠机构驱动吸附硅片的吸盘绕一个铰链转动。但是该结构采用旋转电机加丝杠机构驱动，中间环节多，影响精度，并且该旋转台的垂向支撑通常采用轴承或类似轴承的滚动体来做支撑，这种支撑结构运动不平稳，给系统引入了非线性误差。随着光刻机定位精度的提高，这类旋转台已经远不能满足现代控制系统的要求。

因此，如何提供一种响应速度快、精度高的旋转台已成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气浮支撑的旋转台，以解决光刻过程中旋转电机加丝杠机构驱动的旋转台中间环节多、响应速度慢、定位精度低、支撑结构运动不平稳，引入非线性误差的问题。

为解决上述问题，本发明提出一种气浮支撑的旋转台，所述气浮支撑的旋转台包括基板、垂向气浮支撑机构、通过垂向气浮支撑机构支撑在所述基板上的工作台、旋转中心定位机构及驱动机构，所述旋转中心定位机构连接所述基板和工作台，并使工作台绕所述旋转中心定位机构的中心做旋转运动，所述驱动机构包括直线电机，并将直线电机的直线运动转化为工作台的旋转运动。

可选的，所述垂向气浮支撑机构包括气浮垫及竖直预紧件，所述气浮垫的顶部通过固定件固定在工作台上，所述气浮垫的底部为一气膜，所述竖直预紧件在所述基板及工作台之间产生一预紧力，所述预紧力使所述气膜接触基板。

可选的，所述气浮垫与所述固定件之间通过球面接触方式耦合。

可选的，所述气浮垫与所述固定件之间的接触面法向与水平面有一夹角θ。

可选的，所述夹角θ的范围在10°～20°之间。

可选的，所述竖直预紧件为竖直预紧拉簧，所述竖直预紧拉簧的一端固定在所述基板上，另一端固定在所述工作台上。

可选的，所述竖直预紧件为环形磁铁加不锈铁件，所述环形磁铁设置在所述气浮垫周围的工作台上，所述不锈铁件设置在与所述环形磁铁对应位置的基板上。

可选的，所述垂向支撑机构的数量为三套。

可选的，所述旋转中心定位机构由竖直簧片和位于竖直簧片上面的圆簧片组成，所述旋转中心定位机构的顶部固定在工作台上，底部固定在基板上。

可选的，所述竖直簧片的数量为四个，所述四个竖直簧片按十字形式布置，当所述工作台沿竖直方向旋转时，所述竖直簧片发生扭转，确定旋转中心，同时产生垂直方向的微位移，该微位移由所述圆簧片补偿。

可选的，所述驱动机构还包括凸轮随动器和推板，所述凸轮随动器与所述推板相耦合，所述推板与所述工作台连接，所述凸轮随动器在直线电机的驱动下使推板运动，并带动所述工作台绕旋转中心定位机构的中心做旋转运动。

可选的，所述凸轮随动器与所述推板通过一水平预紧拉簧耦合在一起。

可选的，所述驱动机构还包括一导轨，所述直线电机包括动子和定子，所述定子和所述导轨安装在所述基板上，所述动子经过一动子转接板安装到所述导轨上，所述凸轮随动器安装到所述动子上，并随动子一起沿所述导轨作直线运动。

可选的，所述气浮支撑的旋转台还包括一测量机构，所述测量机构为工作台竖直旋转方向测量光栅尺，所述测量光栅尺的刻度尺部分安装在工作台上，其读头部分安装到基板上。

本发明由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1、通过凸轮随动器、弹簧和导轨直接把直线电机的直线运动转化成旋转运动，中间环节少，响应速度快；

2、采用垂向气浮支撑机构在竖直方向上导向，可以消除类似滚轮之类的导向机构的非线性误差，进一步提高系统定位精度；

3、旋转中心定位机构是由柔性机构做成的，因此没有间隙，位移线性好，可以实现高精度的微位移。

附图说明

图1A为本发明提供的气浮支撑的旋转台的立体图；

图1B为本发明提供的气浮支撑的旋转台的工作原理图；