CN101887218A - 一种光刻机掩模刀口移动装置 - Google Patents
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Abstract
一种光刻机掩模刀口移动装置，采用双层单元、两组独立组件结构，由结构相同的X向狭缝刀口移动装置和Y向狭缝刀口移动装置组成，X向狭缝刀口移动装置实现X方向左右独立平动，Y向狭缝刀口移动装置实现Y方向上下独立平动；X向狭缝刀口移动装置和Y向狭缝刀口移动装置装配叠加后分别实现X方向左右、Y方向上下的平动；X向狭缝刀口移动装置或Y向狭缝刀口移动装置由两个刀片夹、两个精密滚珠丝杠、两个丝杠螺母、两个带动杆、两个电机、两个联轴节、两个光栅、一台计算机和一个掩模台组成。本发明能够实现掩模不同位置、并形状大小可自动控制调节的照明区域。
Description
技术领域
本发明涉及一种光刻机掩模刀口移动装置，属于光刻机技术领域。
技术背景
在光刻机中常常需要对掩模板上不同的位置或不同的形状区域进行均匀照明，这样可提高照明均匀性及生产加工的灵活性，更重要的是大大提高了光刻质量，但原有的光刻机不具备这种掩模不同位置、并大小形状可自动控制调节的照明区域选择功能。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供的一种光刻机掩模刀口移动装置，实现掩模在不同位置、并大小形状可自动控制调节的均匀照明区域选择。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光刻机掩模刀口移动装置，位于掩模台上方，采用双层单元、两组独立组件结构，它由结构相同的X向狭缝刀口移动装置和Y向狭缝刀口移动装置组成，X向狭缝刀口移动装置实现X方向左右独立平动，Y向狭缝刀口移动装置实现Y方向上下独立平动；X向狭缝刀口移动装置和Y向狭缝刀口移动装置装配叠加后(即四个刀片夹以井字型首尾相压方式叠加，如图3所示)分别实现X方向左右、Y方向上下的平动；X向狭缝刀口移动装置或Y向狭缝刀口移动装置由两个刀片夹、两个精密滚珠丝杠、两个丝杠螺母、两个带动杆、两个电机、两个联轴节、两个光栅、一台计算机和一个掩模台组成，X向狭缝刀口移动装置或Y向狭缝刀口移动装置中的两个刀片夹相互平行，并与Y向狭缝刀口移动装置或X向狭缝刀口移动装置中的两个刀片夹垂直，四个刀片夹的基准面处于同一表面；X向狭缝刀口移动装置或Y向狭缝刀口移动装置中的两个刀片夹安装在两个带动杆上，两个带动杆通过两个丝杠螺母与两个精密滚珠丝杠相连，两个精密滚珠丝杠通过两个联轴节与两个电机相连，计算机根据需要对两个电机驱动器发出控制命令使两个电机转动，当两个电机转动时，两个精密滚珠丝杠随之一起转动，并通过两个丝杠螺母带动两个带动杆做直线运动，使安装在两个带动杆上的两个刀片夹进行左右平移或上下平移，形成刀口式可变狭缝，由于光刻机掩模刀口移动装置位于掩模台上方，因此对位于掩模台上掩模板实现了不同位置、并形状大小可自动控制调节的照明区域(如图3中的A部分所示)。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明采用双层单元、两组独立组件结构，X向狭缝刀口移动装置实现两个刀片夹左右两个方向的独立平动，Y向狭缝刀口移动装置实现两个刀片夹实现上下两个方向的独立平动，两组装配叠加后使刀片夹刀口狭缝平移，实现掩模不同位置、并形状大小可自动控制调节的照明区域，这样提高照明均匀性、灵活性及提高了成像质量；且每个刀口移动装置采用微型精密滚珠丝杠，伺服微型电机驱动，当电机转动时，滚珠丝杠通过丝杠螺母带动带动杆做直线运动，在保证大行程的同时又能实现准确定位的滑动。
附图说明
图1是本发明Y向掩模刀口移动装置；
图2是本发明X向掩模刀口移动装置；
图3是本发明X、Y向掩模刀口叠加示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例中，Y向掩模刀口移动装置由上、下两个刀片夹部分组成。Y向上刀片夹部分由刀片夹Y1、精密滚珠丝杠Y7、丝杠螺母Y14、带动杆Y8、电机Y6、联轴节Y12、光栅Y10组成。
Y向下刀片夹部分由刀片夹Y2、精密滚珠丝杠Y4、丝杠螺母Y13、带动杆Y5、电机Y3、联轴节Y11、光栅Y9组成。
Y向上刀片夹Y1安装在带动杆Y8上，电机Y6通过联轴节Y12与精密滚珠丝杠Y7的一端相连，精密滚珠丝杠Y7的另一端与丝杠螺母Y14相连，丝杠螺母Y14又与带动杆Y8相连。检测光栅Y10安装在刀片夹Y1的右侧面并与刀片夹Y1垂直。当刀片夹Y1需要上下移动时，计算机根据需要对电机Y6发出控制命令，由于精密滚珠丝杠Y7通过联轴节Y12与电机6相连，因此，当电机6正向或反向转动时，精密滚珠丝杠Y7也随之正向或反向转动，使得丝杠螺母Y14带动带动杆Y8使上刀片夹Y1做纵向上、下运动，检测光栅Y10将检测到的刀片夹Y1位移量反馈给计算机，计算机根据接收到的数据进一步对电机Y6行程进行控制。
Y向下刀片夹Y2的结构与工作原理同刀片夹Y1，检测光栅Y9安装在刀片夹Y2的左侧面并与刀片夹Y2垂直。
如图2所示，本发明实施例X向掩模刀口移动装置由左、右两个刀片夹部分组成。X向左刀片夹部分由刀片夹X1、精密滚珠丝杠X4、丝杠螺母X13、带动杆X5、电机X3、联轴节X11、光栅X9组成。检测光栅X9安装在刀片夹X1的上方并与刀片夹X1垂直。
X向右刀片夹部分由刀片夹X2、精密滚珠丝杠X7、丝杠螺母X14、带动杆X8、电机X6、联轴节X12、光栅X10组成。检测光栅X10安装在刀片夹X2的下方并与刀片夹X2垂直。
X向掩模刀口移动装置结构及工作原理同Y向。
因刀口狭缝行程范围较大，结构上采用微型精密滚珠丝杠、伺服微型电机驱动、保证即满足大行程又能实现准确定位的滑动装置。掩模刀口采用双层单元组件、两组独立的结构组合方式。X向狭缝刀口移动装置实现X1和X2的独立平动，Y向狭缝刀口移动装置实现Y1和Y2的独立平动，两组装配叠加(即四个刀片夹以井字型首尾相压，如图3所示)后实现X1、Y1、X2、Y2的平动。X1、Y1、X2、Y2两组刀片夹的刀口相互平行与垂直，并使四个刀口的基准面处于同一表面。
计算机根据需要对电机Y3、Y6、X3、X6分别发出控制命令，当电机转动时，微型精密滚珠丝杠Y4、Y7、X4、X7通过丝杠螺母Y13、Y14、X13、X14分别带动带动杆Y5、Y8、X5、X8各自按要求做直线运动，使安装在带动杆Y5、Y8、X5、X8上的刀片夹Y1、Y2、X1、X2产生平移，光栅Y9、Y10、X9、X10对刀片夹Y1、Y2、X1、X2的位移量进行检测，并将位置检测数据反馈给计算机，计算机根据采集的反馈数据进行刀口狭缝扫描移动调整，实现掩模不同位置、并形状大小可自动控制调节的照明区域，如图3中A部分所示。
本发明中所有刀片夹Y1、Y2、X1、X2的材料采用抗腐蚀、耐磨擦可进行表面处理的金属材料。如：铍青铜、铁镍合金、锡青铜、不锈钢等。
采用光栅对刀片夹的位移量进行检测，但不限于光栅，根据具体情况也可用编码器对刀片夹进行位置检测，即光栅可以由编码器替代。
本发明所述的光刻机掩模刀口移动装置，应位于充氮气及密封的环境中，防止刀片夹变形、锈蚀，以保证刀片夹刀口相互平行与垂直及四个刀片夹刀口的基准面处于同一表面。
本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
Claims (4)
1.一种光刻机掩模刀口移动装置，其特征在于：所述光刻机掩模刀口移动装置采用双层单元、两组独立组件结构，它由结构相同的X向狭缝刀口移动装置和Y向狭缝刀口移动装置组成，X向狭缝刀口移动装置实现X方向左右独立平动，Y向狭缝刀口移动装置实现Y方向上下独立平动；X向狭缝刀口移动装置和Y向狭缝刀口移动装置装配叠加，即四个刀片夹以井字型首尾相压方式叠加后，分别实现X方向左右、Y方向上下的平动；X向狭缝刀口移动装置或Y向狭缝刀口移动装置分别由两个刀片夹、两个精密滚珠丝杠、两个丝杠螺母、两个带动杆、两个电机、两个联轴节、两个光栅、一台计算机组成，X向狭缝刀口移动装置或Y向狭缝刀口移动装置中的两个刀片夹应相互平行，并与Y向狭缝刀口移动装置或X向狭缝刀口移动装置中的两个刀片夹垂直，四个刀片夹的基准面处于同一表面；X向狭缝刀口移动装置或Y向狭缝刀口移动装置中的两个刀片夹安装在两个带动杆上，两个带动杆通过两个丝杠螺母与两个精密滚珠丝杠相连，两个精密滚珠丝杠通过两个联轴节与两个电机相连，计算机根据需要对两个电机驱动器发出控制命令使两个电机转动，当两个电机转动时，两个精密滚珠丝杠随之一起转动，并通过两个丝杠螺母带动两个带动杆做直线运动，使安装在两个带动杆上的两个刀片夹进行左右平移或上下平移，形成刀口式可变狭缝。
2.根据权利要求1所述的一种光刻机掩模刀口移动装置，其特征在于：所述所有刀片夹的材料采用抗腐蚀、耐磨擦可进行表面处理的铍青铜、铁镍合金、锡青铜、或不锈钢材料。
3.根据权利要求1所述的一种光刻机掩模刀口移动装置，其特征在于：所述掩模刀口移动装置位于充氮气及密封的环境中。
4.根据权利要求1所述的一种光刻机掩模刀口移动装置，其特征在于：所述光栅可以由编码器替代。
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