CN102207684B - 用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构 - Google Patents

Abstract

用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构，包含升降装置和若干连接所述升降装置和照明顶部模块的调整定位装置，升降装置包含设置在照明底部模块两侧的升降机构和连接所述升降机构的传动机构，传动机构带动升降机构实现升降，调整定位装置对照明顶部模块进行X、Y、Z方向及绕其旋转的六个自由度的精确定位调整，安装定位调整方便，重复定位精度高，加工工艺性得到提高。本发明使掩模台的承版台和投影物镜上部的镜片的维修维护工作可以方便地进行，同时提高照明顶部模块的安装定位精度和复位精度。

Description

用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构

技术领域

本发明涉及半导体生产领域中的一种用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构，用于对光刻机中掩模台和投影物镜的定期维修、维护。

背景技术

光刻机在工作一段时间以后(约半年)，掩模台的承版台和投影物镜上部的镜片需进行擦洗清理等维修维护工作。在对这些维护项目进行维修维护时，照明顶部模块须可以移开，使掩模台能够升起并横向移走，使投影物镜上部镜片全部暴露在外，为要进行的维修维护工作留出足够的工作空间。维护工作完毕后，推进掩模台下落复位、照明顶部模块升降装置下落复位，这样一次定期的维修维护工作完成。

目前，光刻机照明顶部模块的安装维护机构多采用起升旋转结构，其特点是底部需要有足够刚度的支撑结构和上部需有较大的活动空间。

图1～图3为现在常见的光刻机照明顶部模块的安装结构一种典型简图，采用上下移动与手动旋转组合式移转装置。图1～图3中：1-照明底部模块、2-定位装置、3-照明顶部模块、4-投影物镜镜片、5-投影物镜、6-主基板、7-外部框架、8-旋转轴、9-升降机构。如图1所示，这种光刻机采用的结构的原理如下：所述移转装置的升降机构9将照明顶部模块3向上升起一定高度，脱开定位装置2，然后转动照明顶部模块，使之绕旋转轴8旋转至图2所示位置，将投影物镜镜片4暴露在外而进行擦洗清理工作。这种光刻机照明顶部模块的安装结构的缺点是：一、为了露出需清洗的镜片，照明顶部模块需有较大的回转空间，所需占用的空间比较大，而且，不能完全露出镜片，不能留出足够的清洗操作空间，为维修维护工作带来不便。二、定位装置不便于调整，其安装定位精度差，故对其安装座板的加工精度要求高。三、采用手动回转型式，自动化程度低。

另有一种照明顶部模块的安装维护机构，其特点是在进行维护时，将照明顶部模块升起一定高度以脱离定位装置，然后沿Y向向后横移，为投影物镜镜头的维护工作创造操作空间。这种安装维护机构的缺点是其安装维护机构机械结构复杂，同样需要顶部具有较大的横向空间。

发明内容

本发明提供的一种用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构，使掩模台的承版台和投影物镜上部的镜片的维修维护工作可以方便地进行，同时提高照明顶部模块的安装定位精度和复位精度。

为了达到上述目的，本发明提供一种用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构，包含升降装置和若干调整定位装置，该若干调整定位装置分别连接所述升降装置和照明顶部模块；

所述的升降装置包含设置在照明底部模块两侧的升降机构和连接所述升降机构的传动机构；

所述的升降机构包含设置在照明底部模块两侧的支腿，在支腿内平行设置有导轨滑块装置和滚珠丝杠，用于导向的导轨滑块装置为滑块固定、导轨运动的布置方式，滚珠丝杠用于传动承重；

利用若干固定螺栓固定升降装置和支腿；

所述的传动机构包含变频调速电机和设置在升降装置内部的蜗轮蜗杆传动装置，该蜗轮蜗杆传动装置中的蜗杆轴与变频调速电机通过齿形带连接，该蜗轮蜗杆传动装置为双侧布置，带动滚珠丝杠旋转，实现升降运动；

所述的支腿上还设置若干行程开关，为变频调速电机提供停止和加速减速信号；

由于所述升降装置采用是可自锁的蜗轮蜗杆传动装置，使升降装置具有自锁功能。

所述的调整定位装置包含：

与所述照明顶部模块固定连接的连接座板；

与所述升降装置横臂连接的定位球座；

设置在连接座板内的调节套筒；

套设在调节套筒内的固定螺钉，该固定螺钉穿过调节套筒和定位球座，与升降装置横臂连接；

与所述连接座板固定连接的锁紧块，该锁紧块将调节套筒与接座板固定；

若干调整螺钉，该若干调整螺钉分别设置在升降装置上，分别位于X轴方向和Y轴方向，接触连接座板，对照明顶部模块起调整限位作用；

该调整定位装置还包含设置在调节套筒、套设在固定螺钉上的球面垫圈；

本发明的有益效果：

本发明对现有照明顶部模块安装维修维护机构做了较大改进，将上下移动与手动旋转组合式移转装置或上下移动与水平移动组合式型式移转装置，改为大行程(行程400-600mm)的升降装置，即靠增大提升高度为维修维护工作提供所需的作业空间，并且由于减掉原先的旋转或水平移动动作，使安装机构变得更加紧凑。

本发明的定位调整装置可以对照明顶部模块进行六个自由度的精确定位调整，精度调整完毕后，锁紧螺钉将定位座锁紧。其优点是：

1、由于采用调整定位装置，降低了对照明框架、升降装置的加工精度的要求，加工工艺性得到提高。

2、多次清洗维护后精度的变化可以通过调整螺钉进行调整以恢复精度；

3、照明顶部模块具有在X、Y、Z方向及绕其旋转的六个自由度方向的精度调整，安装定位调整方便，重复定位精度高。

附图说明

图1是背景技术中现有光刻机的正视图；

图2是背景技术中现有光刻机的俯视图；

图3是背景技术中现有光刻机的轴测图；

图4是本发明提供的用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构的结构示意轴测图；

图5是本发明提供的用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构升起后的结构示意图；

图6是本发明提供的用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构的调整定位装置的结构示意图；

图7是本发明提供的用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构的升降装置的结构示意图；

图8是本发明提供的用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构的调整定位装置的剖视图。

具体实施方式

以下根据图4～图8，具体说明本发明的较佳实施例：

如图4所示，为一种用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构，包含升降装置13和四个调整定位装置17，该调整定位装置17分别连接所述升降装置13和照明顶部模块12；

所述的升降装置13包含设置在照明底部模块15两侧的升降机构和连接所述升降机构的传动机构；

所述的升降机构包含设置在照明底部模块15两侧的支腿16，在支腿16内平行设置有导轨滑块装置20和滚珠丝杠24，用于导向的导轨滑块装置20为滑块固定、导轨运动的布置方式，滚珠丝杠24用于传动承重；

利用若干固定螺栓19固定升降装置13和支腿16；

如图7所示，所述的传动机构包含变频调速电机18和设置在升降装置13内部的涡轮蜗杆传动装置22，该涡轮蜗杆传动装置22中的蜗杆轴与变频调速电机18通过齿形带21连接，蜗杆轴两端为蜗杆传动部分，带动两侧支腿内部的滚珠丝杠端部的蜗轮旋转，进而两侧的带动滚珠丝杠24旋转，实现升降装置的平稳升降运动；

请同时参照图4和图7，所述的支腿16上还设置若干行程开关14，为变频调速电机18提供停止和加速减速信号；

由于所述升降装置13采用涡轮蜗杆传动装置，通过选用可自锁的蜗杆传动装置，使升降装置具有自锁功能；

如图5、图6和图8所示，所述的每个调整定位装置17包含：

与所述照明顶部模块12固定连接的连接座板25；

与所述升降装置13横臂连接的定位球座30；

设置在连接座板25内的调节套筒26；

套设在调节套筒26内的固定螺钉27，其穿过调节套筒26和定位球座30，与升降装置13横臂连接；

与所述连接座板25连接固定的锁紧块29，将调节套筒26与连接座板25固定；

两个调整螺钉23，该调整螺钉23设置在升降装置13上，分别位于X轴方向和Y轴方向(如图4所示)，接触连接座板25，对照明顶部模块起调整限位作用；

该调整定位装置17还包含设置在调节套筒26、套设在固定螺钉27上的球面垫圈28；

如图7、图8所示，调整定位装置17的工作原理为：旋转调整螺钉23，使连接座板25的位置在X轴方向和Y轴方向移动，从而带动与连接座板25固定连接的调整照明顶部模块12在X轴方向和Y轴方向的进行位置移动，4个调整定位装置上的调整螺钉23共同作用的结果可以实现调整照明顶部模块12绕Z轴的旋转。旋转调节套筒26，实现照明顶部模块12Z向高度的变化，调整四个调整定位装置17，使其升降高度不同，可以实现照明顶部模块12在绕X轴、Y轴角度的变化，从而实现照明顶部模块12在Z向和X轴、Y轴方向的调整。当照明顶部模块12在绕X轴、Y轴的角度发生变化时，连接座板25和调节套筒26亦随之倾斜，由于固定螺钉27与升降装置13连接，始终保持竖直，球面垫圈28和定位球座30将会自动适应其角度的变化。当调整照明顶部模块12达到安装精度要求后，固定锁紧块29(图中未示出锁紧螺钉)，保持Z向和X轴、Y轴方向的精度。拧紧固定螺钉27，使照明顶部模块12与升降装置13固定，保持其X、Y、Z方向及绕其旋转的六个自由度精度的稳定。

如图4～图8，本发明提供的一种用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构是这样工作的：

安装时，首先将升降装置13下部的滚珠丝杠24和导轨滑块装置20装入支腿16内，拧紧固定螺栓19。将调整定位装置17的连接座板25安装在照明顶部模块12底板上，再将调整定位装置17和照明顶部模块12通过定位球座30整体安装到升降装置13上，对照明顶部模块12的安装精度进行调节，调节过程如下：(1)调节调整螺钉23，可以使照明顶部模块12达到在X向、Y向和Z轴方向的调整(坐标系方向的规定如图4)；(2)旋转调节套筒26，由于四个升降装置13升降高度的不同，使照明顶部模块12在高度和绕X轴、Y轴角度的变化，从而实现其在Z向和X轴、Y轴方向的调整。当照明顶部模块达到安装精度要求后，紧固锁紧块29、拧紧固定螺钉27，从而完成照明顶部模块12初次安装调整。

由于光刻机在工作过程中，掩模台的承版台和投影物镜11的上部镜片须定期进行定期的维修维护，在对其进行维修维护工作时，照明顶部模块12需移开，以满足维修维护工作所需得操作空间。移开照明顶部模块12的具体操作过程如下：如图7所示，松开连接升降装置13两侧的固定螺栓19，启动电机18，行程开关14为启动电机18提供信号，使升降装置13启动-加速-匀速-减速停止的过程上升至最高点，此时可以水平拉出掩模台，将投影物镜暴露出来，维修维护工作所可以进行。

维修维护工作完毕后，照明顶部模块12需复位，并保证其位置精度，即应有高的重复定位精度。具体过程如下：启动电机18，行程开关14为其提供信号，使升降装置13启动-加速-匀速-减速停止的过程下落至终点，拧紧固定螺栓19使升降装置13与下部两侧的支腿16连接，复位工作即完成。

经多次对照明顶部模块12的移动而使定位精度发生变化时，需重新进行前述的安装步骤，即通过调整定位装置对照明顶部模块12进行精确定位。如图7所示，当照明顶部模块12的定位精度达到要求后，拧紧固定螺钉27和紧固锁紧块29将照明顶部模块12与升降装置13固定。

本发明的照明顶部模块的升降为电动，采用变频调速电机驱动，在接近端点位置可以减速运行，防止照明顶部模块受到冲击，升降装置具有自锁功能，对于升降过程中的意外断电，升降装置可以原位停止而不下落，保证作业安全。在支腿上装有行程开关，为变频调速电机提供停止和减速信号，使升降装置能够按照预设的速度曲线运行。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构，其特征在于，该安装维护机构包含升降装置(13)和若干调整定位装置(17)，该若干调整定位装置(17)分别连接所述升降装置(13)和照明顶部模块(12)；

所述的升降装置(13)包含设置在照明底部模块(15)两侧的升降机构和连接所述升降机构的传动机构；

所述的升降机构包含设置在照明底部模块(15)两侧的支腿(16)，在支腿(16)内平行设置有导轨滑块装置(20)和滚珠丝杠(24)。

2.如权利要求1所述的用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构，其特征在于，所述的传动机构包含变频调速电机(18)和设置在升降装置(13)内部的蜗轮蜗杆传动装置(22)，该蜗轮蜗杆传动装置(22)中的蜗杆轴与变频调速电机(18)通过齿形带(21)连接。

3.如权利要求2所述的用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构，其特征在于，所述的调整定位装置(17)包含：

与所述照明顶部模块(12)固定连接的连接座板(25)；

与所述升降装置(13)横臂连接的定位球座(30)；

设置在连接座板(25)内的调节套筒(26)；

套设在调节套筒(26)内的固定螺钉(27)，该固定螺钉(27)穿过调节套筒(26)和定位球座(30)，与升降装置(13)横臂连接；

与所述连接座板(25)固定连接的锁紧块(29)，所述锁紧块(29)将调节套筒(26)与连接座板(25)固定；

若干调整螺钉(23)，该若干调整螺钉(23)分别设置在升降装置(13)上，分别位于X轴方向和Y轴方向，接触连接座板(25)，对照明顶部模块(12)起调整限位作用。

4.如权利要求3所述的用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构，其特征在于，用于导向的导轨滑块装置(20)为滑块固定、导轨运动的布置方式。

5.如权利要求4所述的用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构，其特征在于，利用若干固定螺栓(19)固定升降装置(13)和支腿(16)。

6.如权利要求5所述的用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构，其特征在于，所述的蜗轮蜗杆传动装置(22)为双侧布置，蜗轮蜗杆传动装置(22)中的蜗杆轴两端为蜗杆传动部分，带动两侧支腿内部的滚珠丝杠端部的蜗轮旋转，进而带动两侧的滚珠丝杠(24)旋转，实现升降装置的平稳升降运动；通过选用可自锁的蜗杆传动装置，使升降装置(13)具有自锁功能。

7.如权利要求6所述的用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构，其特征在于，所述的支腿(16)上还设置若干行程开关(14)，为变频调速电机(18)提供停止和加速减速信号。

8.如权利要求7所述的用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构，其特征在于，所述的调整定位装置(17)还包含设置在调节套筒(26)、套设在固定螺钉(27)上的球面垫圈(28)。

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