[发明专利]运动台反力抵消装置

说明书

技术领域

本发明涉及光刻领域，特别涉及一种运动台反力抵消装置。

背景技术

光刻是半导体制造过程中一道非常重要的工序，它是将一系列掩模版上的芯片图形通过曝光依次转移到硅片相应层上的工艺过程，被认为是大规模集成电路制造中的核心步骤。半导体制造中一系列复杂而耗时的光刻工艺主要由相应的光刻机来完成。

光刻机中的硅片台主要为承载硅片、并携带硅片在投影物镜下完成与掩模台相匹配的曝光运动。当硅片台和掩模台在整机内部框架之内时，其运动反力将直接作用于内部框架，从而造成整个内部框架的振动加剧，如果其振动指标超过整机的性能约束将不能进行正常的曝光工作。

美国提供一种技术方案，是将运动台电机定子放在外部框架，运动台曝光时所产生的反作用力将直接通过与外部框架的连接作用于外部框架，从而减少对光刻机内部框架的冲击影响。然而该种方案对整机框架和运动台的结构设计均提出较高的要求，在一定程度上降低了运动台的模块化设计程度，运动台与整机的集成工艺也比较复杂。

另一种公开的运动台结构方案中，将配置在两个方向的长行程驱动电机的定子均放置在光刻机的外部框架上，而其微动台部分则通过一个垂向气足可以在内部框架提供的大理石平台上做无摩擦运动，从而将长行程运动部分和微动台部分放置在相互隔离的两个框架上，减少了对光刻机内部框架的冲击。该方案所给运动台结构较为复杂，并且其垂向高度较大。

此外，还有一种技术方案是直接将反力机构与内部框架相连接，在运动台和减震器之间没有解耦机构，在反力抵消的过程中，带入地基振动，直接影响运动台的运动精度。同时采用被动式的阻尼器提供阻尼，由于阻尼器存在摩擦力，在弹簧复位过程中，运动台无法准确的回复至行程原点。

发明内容

本发明提供一种装配工艺简单，不影响运动台结构的运动台反力抵消装置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种运动台反力抵消装置，安装在地基与运动台之间，包括：主动阻尼元件、速度测量元件、弹性元件、解耦机构以及线性导轨；其中，所述线性导轨安装在运动台的电机定子下；所述主动阻尼元件的一侧与所述电机定子连接，所述主动阻尼元件的另一侧与反力支撑架连接；所述弹性元件的一侧与所述电机定子相连，所述弹性元件的另一侧与所述解耦机构连接；所述解耦机构的另一端与光刻机的反力支撑架相连；所述速度测量元件设置于所述电机定子上，用于测量电机定子的速度。

作为优选，还包括调节螺杆，所述调节螺杆通过调节支座安装在反力支撑架上，用于改变弹性元件的张力。

作为优选，还包括位移测量元件，所述位移测量元件分别配置在电机动子和硅片台、电机动子和电机定子之间，用于建立硅片台自身的绝对位置坐标。

作为优选，所述位移测量元件采用光栅尺。

作为优选，所述电机定子通过电机安装板与所述线性导轨连接，电机动子与长行程组件连接。

作为优选，所述位移测量元件通过位移测量元件连接板和电机连接板与长行程组件连接。

作为优选，所述主动阻尼元件通过主动阻尼元件连接板以及连接板与电机安装板上的电机定子相连。

作为优选，所述速度测量元件通过速度测量元件连接板固定在所述电机安装板上。

作为优选，所述主动阻尼元件通过主动阻尼元件安装板安装在反力支撑架上。

作为优选，所述主动阻尼元件采用音圈电机。

作为优选，所述速度测量元件采用速度传感器。

作为优选，所述速度测量元件采用绝对速度反馈环。

作为优选，所述解耦机构通过解耦机构安装板固定在反力支撑架上。

作为优选，所述解耦机构采用叠层橡胶。

作为优选，所述弹性元件为弹簧。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.采用电机定子通过线性导轨与运动台连接，在此结构下，运动台的结构与反力抵消装置分离，有效地降低了运动台的复杂度，便于运动台的结构模块化设计。

2.结构简单的反力抵消方式，降低了整机框架与运动台的设计难度和装配难度。

3.采用解耦机构解耦隔离地基振动和运动台由于减震器工作产生的与基础框架之间的相对运动。

4.采用主动阻尼元件提供Y向主动阻尼力，并采用速度测量元件实时测量在主动阻尼的作用下，电机定子能量的衰减情况，由此来控制主动阻尼元件施加的主动阻尼力的大小。

5.通过两端连接的弹性元件将电机定子恢复行程原点。