CN102393612B - 一种基于双导轨双驱的三节拍双工件台交换装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种基于双导轨双驱的三节拍双工件台交换装置与方法，属于半导体制造装备技术领域，该系统包括运行于预对准工位和曝光工位的工件台，在预对准工位和曝光工位分别设置一个井型驱动单元，井型驱动单元由双侧X向直线运动单元和双侧Y向直线运动单元组成，且两个井型驱动单元之间设置有两个Y向过渡直线运动单元；通过Y向直线运动单元与Y向过渡直线运动单元的对接完成双工件台换台。本发明中两个工件台在预对准和曝光工位中均为双边质心驱动，可增加系统角刚度，且两个工件台在预对准工位和曝光工位之间交换时仅需三个节拍，可提高光刻效率，同时本发明具体实施过程中具有运动惯量小，稳定时间短和结构刚度大等优点。

Description

一种基于双导轨双驱的三节拍双工件台交换装置与方法

技术领域

本发明属于半导体制造装备，主要涉及一种基于双导轨双驱的三节拍双工件台交换装置与方法。

背景技术

光刻机是半导体芯片制造中重要的超精密系统型工程设备之一，步进扫描式作为目前主流的光刻技术，其对工件台的运动性能提出更高的要求。工件台的主要作用是在高速和高加速度的条件下承载晶圆实现纳米级定位，完成光刻过程中的上下片、预对准、对准等工序，同时与掩模台配合完成曝光动作。工件台技术对于提高光刻机分辨率、套刻精度和产率具有至关重要的作用。

产率是光刻机产业化发展的主要追求目标之一。提高产率采取的措施主要有两种：一是增大晶圆直径，提高晶圆利用率；二是提高工件台和掩模台的运动速度，减少单片晶圆的加工时间。目前晶圆直径从150m、200mm逐步增加到了300mm。在晶圆直径增大的同时，工件台的运动速度和运动加速度也进行了相应的提高。工件台的运动速度和运动加速度的提高对纳米级定位提出更大的考验，对整体性能造成很大影响。为此提出双工件台技术，即在工件台上设定曝光工位和预对准工位，两个工件台分别位于曝光工位和预对准工位，采用这种方式实现预对准和曝光的同时进行，从而缩短整体时间，提高加工效率。

提高双工件台的运行效率是目前光刻机工件台技术发展的目标之一，其中提高双工件台运行效率涉及到工件台在曝光工位和预对准工位的切换。换台效率对双工件台的运行效率以及光刻机产率产生直接影响。双台专利WO98/40791中，每个工件台结构中有两个可交换配合的单元来实现双台的交换，实现预处理和曝光的同时独立工作，提高了生产效率。但是由于工件台与导轨采用耦合连接方式，在交换过程中工件台与驱动单元会存在短暂的分离，对工件台的定位精度造成影响。专利US2001/0004105A1中，采用双台交换技术，实现在不提高工件台运动速度的前提下提高了产率，但由于工件台与导轨之间也采用耦合连接方式，同样在换台过程中同样会出现工件台与驱动单元的短暂分离，影响工件台的定位精度。同时运动单元和导轨较长，运动质量较大，对于运动速度和加速度的提高都产生不良影响。专利CN101571676避免了工件台与导轨之间的耦合结构，对于系统精度产生有利影响。但是该换台方案占用较大的空间，对于空间尺寸要求较高的光刻机存在一定制约。专利CN1485694既避免了换台过程中工件台与导轨的分离，又节约了利用空间，解决了上述提到的问题，但是该专利中的结构对于运动部件传递到基台上的作用力无法减小，因此对整体的动态性能会产生不利影响。上述方案中换台时都没有考虑换台时导向装置的运动对效率的影响。在换台过程中，两个工件台需要停留一段时间使得换台动作顺利完成，即换台过程中需要五个运动节拍。在对产率要求越来越高的情况下，工件台的停留时间也会对产率产生很大的影响。专利CN101201555中，利用传送带和对接滑块完成换台过程，运动节拍少，操作维护简单，但传送带机构和对接滑块固定在基台上，因此在换台过程中，会有较大的力作用在基台上，对整体动态性能影响较大。专利CN1485694中，利用Y向直线电机和直线导轨的对接完成换台操作，但由于基台中间的间隙过大而引入桥接装置，使得运动节拍增加，增加了换台时间，同时X向直线电机磁钢部分固定在基台上，换台时运动部件的运动会对基台产生较大的反作用力，进而影响整个系统的动态性能。专利CN101770181中利用置换单元的对接完成换台工作，但其导向装置固定在基台上，在换台运动中，运动部件会对基台产生较大的反作用力，进而影响整个系统的动态性能。因此目前的双台方案有待改进。

发明内容

针对上述已有技术中存在的不足，本发明提供一种基于双导轨双驱的三节拍双工件台交换装置与方法，此系统两个工件台分别采用独立的三节拍控制，降低了双台交换时间，可提高换台效率和光刻机产率。同时曝光工位和预对准工位采用双导轨双驱技术，可明显改善系统的结构刚度和角刚度，有利于改善步进扫描精度和对准精度。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于双导轨双驱的三节拍双工件台交换方法，步骤如下：

a)初始工作状态时，第一工件台由Y向第一直线电机动子一夹持，并由Y向第一直线运动单元驱动达到曝光工位，同时Y向第二直线运动单元从初始位置到达曝光工位，Y向第二直线电机动子开始夹持第一工件台，从而第一工件台在Y向第一直线运动单元和Y向第二直线运动单元双边质心驱动，进行曝光处理；与此同时，第二工件台由Y向第四直线电机动子一夹持，并由Y向第四直线运动单元驱动到达预对准工位，同时Y向第三直线运动单元从初始位置到达预对准工位，Y向第三直线电机动子开始夹持第二工件台，从而第二工件台在Y向第三直线运动单元和Y向第四直线运动单元双边质心驱动，进行预对准处理；

b)第一工件台完成曝光工序后，由Y向第一直线电机动子一夹持，并由Y向第一直线运动单元驱动下由曝光工位回到初始位置，同时Y向第二直线电机动子的夹持机构松开第一工件台，Y向第二直线运动单元从曝光工位回到初始位置；与此同时，第二工件台完成预对准工序后，由Y向第四直线电机动子一夹持，并由Y向第四直线运动单元驱动下从预对准工位达到初始位置，同时Y向第三直线电机动子的夹持机构松开第二工件台，Y向第三直线运动单元从预对准工位回到初始位置；

c)第一工件台在Y向第一直线电机动子一的夹持下沿着Y向第一静压气浮导轨、Y向第二过渡静压气浮导轨、Y向第三静压气浮导轨运动到预对准侧，卸下曝光的晶圆，并装载新的晶圆，与此同时，第二工件台在Y向第四直线电机动子一的夹持下沿着Y向第四静压气浮导轨、Y向第一过渡静压气浮导轨、Y向第二静压气浮导轨运动到曝光侧；

d)第一工件台由Y向第一直线电机动子一夹持，并由Y向第三直线运动单元驱动达到预对准工位，同时Y向第四直线运动单元从初始位置到达预对准工位，Y向第四直线电机动子二开始夹持第一工件台，从而第一工件台在Y向第三直线运动单元和Y向第四直线运动单元双边质心驱动，进行预对准处理；与此同时，第二工件台由Y向第四直线电机动子一夹持，并由Y向第二直线运动单元驱动达到曝光工位，同时Y向第一直线运动单元从初始位置到达曝光工位，Y向第一直线电机动子二开始夹持第二工件台，从而第二工件台在Y向第一直线运动单元和Y向第二直线运动单元双边质心驱动，进行曝光处理，此时系统回到初始状态，完成一个工作周期。

一种基于双导轨双驱的三节拍双工件台交换装置，该系统包括基台，设定在基台上并运行于曝光工位的第一工件台和预对准工位的第二工件台，其特征在于：沿基台曝光工位设置有由X向第一静压气浮导轨、X向第一直线电机定子、X向第一直线电机动子、X向第二静压气浮导轨、X向第二直线电机定子、X向第二直线电机动子构成的X向第一直线运动单元，X向第一直线运动单元上设置有由Y向第一直线电机动子一、Y向第一直线电机动子二、Y向第一直线电机定子、Y向第一静压气浮导轨构成的Y向第一直线运动单元和由Y向第二静压气浮导轨、Y向第二直线电机定子、Y向第二直线电机动子构成的Y向第二直线运动单元；沿基台预对准工位设置有由X向第三静压气浮导轨、X向第三直线电机定子、X向第三直线电机动子、X向第四静压气浮导轨、X向第四直线电机定子、X向第四直线电机动子构成的X向第四直线运动单元，沿基台曝光工位设置有由Y向第三静压气浮导轨、Y向第三直线电机定子、Y向第三直线电机动子构成的Y向第三直线运动单元和由Y向第四直线电机动子一、Y向第四直线电机动子二、Y向第四直线电机定子、Y向第四静压气浮导轨构成的Y向第四直线运动单元，X向第一直线运动单元上设置有Y向第一直线运动单元、Y向第二直线运动单元，X向第二直线运动单元上设置有Y向第三直线运动单元、Y向第四直线运动单元，Y向第一直线运动单元、Y向第二直线运动单元与X向第一直线运动单元及Y向第三直线运动单元、Y向第四直线运动单元与X向第二直线运动单元呈井型配置，预对准工位和曝光工位之间设置在平衡质量机构上定位于由Y向第一过渡直线运动单元固定件、Y向第一过渡直线电机定子、Y向第一过渡静压气浮导轨构成的Y向第一过渡直线运动单元和由Y向第二过渡直线运动单元固定件、Y向第二过渡直线电机定子、Y向第二过渡静压气浮导轨构成的Y向第二过渡直线运动单元，Y向第一直线运动单元、Y向第三直线运动运单元和Y向第二过渡直线运动单元公用Y向第一直线电机动子一；Y向第二直线运动单元、Y向第四直线运动运单元和Y向第一过渡直线运动单元公用Y向第四直线电机动子一；Y向第一直线电机动子一与第一工件台固联，且Y向第四直线电机动子一与第二工件台固联；Y向第一直线运动单元上增加了一个Y向第一直线电机动子二，且Y向第一直线电机动子二上安装有抓卡机构；Y向第二直线运动单元上安装有Y向第二直线电机动子，且Y向第二直线电机动子上安装有抓卡机构；Y向第三直线运动单元上增加了一个Y向第三直线电机动子，且Y向第三直线电机动子上安装有抓卡机构；Y向第四直线运动单元上增加了一个Y向第四直线电机动子二，且Y向第四直线电机动子二上安装有抓卡机构；第一工件台和第二工件台底面为静压气体吸浮面，工作时第一工件台和第二工件台气浮于基台上；X向第一直线运动单元和X向第二直线运动单元内嵌于平衡质量单元中，平衡质量单元底部为气浮面，工作时平衡质量单元气浮于基台上；Y向第一直线运动单元和Y向第二直线运动单元设置在平衡质量单元上，且平衡质量单元上表面与预对准工位和曝光工位的基台上表面共面；Y向第一过渡直线运动单元通过Y向第一过渡直线运动单元固定件固定于平衡质量单元上，Y向第二过渡直线运动单元通过Y向第二过渡直线运动单元固定件固定于平衡质量单元上。

所述的一种基于双导轨双驱的三节拍双工件台交换装置，其特征在于：X向第一、二直线运动单元和Y向第一、二、三、四直线运动单元中的直线电机为平板型或U型电机，直线电机的布置采用立式或卧式。

与现有直线运动换台方案相比，本发明的创新点和显著优势在于：

1、本装置实现了平行跨桥式三节拍换台。工件台与Y向气浮导轨套及直线电机动子固联在一起，在换台过程中没有换卡动作，三个节拍即可完成两工件台位置的交换，比现有双工件台交换方案节省两个节拍；同时交换过程中第一节拍靠边接轨和第三节拍到工作位两个动作均是Y向双导轨双驱方式，驱动力大，且被驱动体，即y向导轨(小于y向全长的1/2)和工件台，质量和惯量小，驱动速度快，综合上述技术优势，本方案的换台时间可显著短于现有方法和装置方案，这是本发明的创新点和显著优点之一；

2、提出了平行跨桥式双工件台系统结构方案。将两个气浮导轨和直线电机平行安置于桥上，两组(4个)y向气浮导轨滑套和直线电机动子与之配合安装。在曝光时，曝光位工件台与两y向气浮导轨与直线电机构成步进扫描系统；预对准位工件台与另两y向气浮导轨与直线电机构成预对准系统(卸片、上片、测量及调整)。在两工件台交换位置时，两系统的对应上方气浮导轨和直线电机迅速滑向上底边，在桥上组成一贯穿y向平台上底边的长气浮导轨和直线电机；同理，组成一贯穿y向平台下底边的长气浮导轨和直线电机。两工件台在桥上分别沿上、下底边气浮导轨和直线电机滑向对面，并与两工位上的两组y向气浮导轨构成新的步进扫描系统和预对准系统。该结构方可保证两工件台在工作时都以短导轨形式实现x向和y向的双导轨和双驱形式，运动质量和惯量小，整体结构刚度和角刚度明显提升，使驱动力倍增，换台和步进扫描速度显著提升，产率明显提升；同时步进扫描精度和精度稳定时间明显改善。这是本方案的创新点和显著优点之二。

3、提出x向运动单元的一体化结构方案。将工件台与y向直线电机相固联，实现了工件台和y向气浮导轨和直线电机的一体化设计，使结构更紧凑，结构刚度显著提高，有利于控制特性的提升。这既可明显提升两工件台在换台时长行程驱动的速度，而且使曝光过程中的步进和扫描速度显著提升。综合上述技术优势，本方案可使单片加工周期较现有技术明显缩短，这是本发明的创新点与显著优点之三；

4、提出x向和y向均为双导轨和双驱的结构方案。在双工件台交换工作位置时，采用双导轨和双直线电机驱动的方式，可发挥双驱和双导轨方式驱动力大、角刚度大、干扰力矩小等优势，既可提高驱动速度，又可改善运动的平稳性和稳定性；在曝光位置步进扫描时，采用双导轨和双直线电机驱动方式，可集驱动力大、角刚度大、整体结构刚度大、干扰力矩小以及被驱动体质量和惯量小等诸多优势于一体，不仅有利于换台速度提升，步进扫描速度提升，而且有利于步进扫描精度的提升。这是本发明的创新点和显著优点之四。

附图说明

图1是本发明的总体机构示意图。

图2是图1的仰视图。

图3、4、5、6为实施例1中工件台换台流程示意图。

图7为实施例2中双工件台换台装置俯视图。

图8为实施例3中双工件台装置俯视图

图中件号：1—基台；2—平衡质量单元；3a—第一工件台；3b—第二工件台；4—X向第一直线运动单元；4a—X向第一静压气浮导轨；4b—X向第一直线电机定子；4c—X向第二静压气浮导轨；4d—X向第二直线电机定子；4e—X向第一直线电机动子；4f—X向第二直线电机动子；5—Y向第一直线运动单元；5a—Y向第一直线电机动子一；5b—Y向第一直线电机定子；5c—Y向第一静压气浮导轨；5d—Y向第一直线电机动子二；6—Y向第二直线运动单元；6a—Y向第二静压气浮导轨；6b—Y向第二直线电机定子；6c—Y向第二直线电机动子；7—X向第二直线运动单元；7a—X向第三静压气浮导轨；7b—X向第三直线电机定子；7c—X向第四静压气浮导轨；7d—X向第四直线电机定子；7e—X向第三直线电机动子；7f—X向第四直线电机动子；8—Y向第三直线运动单元；8a—Y向第三静压气浮导轨；8b—Y向第三直线电机定子；8c—Y向第三直线电机动子；9—Y向第四直线运动单元；9a—Y向第四直线电机动子一；9b—Y向第四直线电机定子；9c—Y向第四静压气浮导轨；9d—Y向第四直线电机动子二；10—Y向第一过渡直线运动单元；10a—Y向第一过渡静压气浮导轨；10b—Y向第一过渡直线电机定子；10c—Y向第一过渡直线运行单元固定件；11—Y向第二过渡直线运动单元；11a—Y向第二过渡静压气浮导轨；11b—Y向第二过渡直线电机定子；11c—Y向第二过渡直线运行单元固定件。

具体实施方式

实施例1：

一种基于双导轨双驱的三节拍双工件台交换装置，该系统包括基台1，设定在基台1上并运行于曝光工位的第一工件台3a和预对准工位的第二工件台3b，其特征在于：沿基台1曝光工位设置有由X向第一静压气浮导轨4a、X向第一直线电机定子4b、X向第一直线电机动子4e、X向第二静压气浮导轨4c、X向第二直线电机定子4d、X向第二直线电机动子4f构成的X向第一直线运动单元4，X向第一直线运动单元4上设置有由Y向第一直线电机动子一5a、Y向第一直线电机动子二5d、Y向第一直线电机定子5b、Y向第一静压气浮导轨5c构成的Y向第一直线运动单元5和由Y向第二静压气浮导轨6a、Y向第二直线电机定子6b、Y向第二直线电机动子6c构成的Y向第二直线运动单元6；沿基台1预对准工位设置有由X向第三静压气浮导轨7a、X向第三直线电机定子7b、X向第三直线电机动子7e、X向第四静压气浮导轨7c、X向第四直线电机定子7d、X向第四直线电机动子7f构成的X向第四直线运动单元7，沿基台曝光工位设置有由Y向第三静压气浮导轨8a、Y向第三直线电机定子8b、Y向第三直线电机动子8c构成的Y向第三直线运动单元8和由Y向第四直线电机动子一9a、Y向第四直线电机动子二9d、Y向第四直线电机定子9b、Y向第四静压气浮导轨9c构成的Y向第四直线运动单元9，X向第一直线运动单元4上设置有Y向第一直线运动单元5、Y向第二直线运动单元6，X向第二直线运动单元7上设置有Y向第三直线运动单元8、Y向第四直线运动单元9，Y向第一直线运动单元5、Y向第二直线运动单元6与X向第一直线运动单元4及Y向第三直线运动单元8、Y向第四直线运动单元9与X向第二直线运动单元7呈井型配置，预对准工位和曝光工位之间设置在平衡质量机构2上定位于由Y向第一过渡直线运动单元固定件10c、Y向第一过渡直线电机定子10b、Y向第一过渡静压气浮导轨10a构成的Y向第一过渡直线运动单元10和由Y向第二过渡直线运动单元固定件11c、Y向第二过渡直线电机定子11b、Y向第二过渡静压气浮导轨11a构成的Y向第二过渡直线运动单元11，Y向第一直线运动单元5、Y向第三直线运动运单元8和Y向第二过渡直线运动单元11公用Y向第一直线电机动子一5a；Y向第二直线运动单元6、Y向第四直线运动运单元9和Y向第一过渡直线运动单元10公用Y向第四直线电机动子一9a；Y向第一直线电机动子一5a与第一工件台3a固联，且Y向第四直线电机动子一9a与第二工件台3b固联；Y向第一直线运动单元5上增加了一个Y向第一直线电机动子二5d，且Y向第一直线电机动子二5d上安装有抓卡机构；Y向第二直线运动单元6上安装有Y向第二直线电机动子6c，且Y向第二直线电机动子6c上安装有抓卡机构；Y向第三直线运动单元8上增加了一个Y向第三直线电机动子8c，且Y向第三直线电机动子8c上安装有抓卡机构；Y向第四直线运动单元9上增加了一个Y向第四直线电机动子二9d，且Y向第四直线电机动子二9d上安装有抓卡机构；第一工件台3a和第二工件台3b底面为静压气体吸浮面，工作时第一工件台3a和第二工件台3b气浮于基台1上；X向第一直线运动单元4和X向第二直线运动单元7内嵌于平衡质量单元2中，平衡质量单元2底部为气浮面，工作时平衡质量单元气浮于基台1上；Y向第一直线运动单元5和Y向第二直线运动单元6设置在平衡质量单元2上，且平衡质量单元2上表面与预对准工位和曝光工位的基台1上表面共面；Y向第一过渡直线运动单元10通过Y向第一过渡直线运动单元固定件10c固定于平衡质量单元2上，Y向第二过渡直线运动单元11通过Y向第二过渡直线运动单元固定件11c固定于平衡质量单元2上。

所述的一种基于双导轨双驱的三节拍双工件台交换装置，其特征在于：X向第一、二直线运动单元4、7和Y向第一、二、三、四直线运动单元5、6、8、9中的直线电机为平板型或U型电机，直线电机的布置采用立式或卧式。

本发明的三节拍换台方案工作流程如下：

如图3所示，初始工作状态时，第一工件台3a由Y向第一直线电机动子一5a夹持，并由Y向第一直线运动单元5驱动达到曝光工位，同时Y向第二直线运动单元6从初始位置到达曝光工位，Y向第二直线电机动子6c开始夹持第一工件台3a，从而第一工件台3a在Y向第一直线运动单元5和Y向第二直线运动单元6双边质心驱动，进行曝光处理；与此同时，第二工件台3b由Y向第四直线电机动子一9a夹持，并由Y向第四直线运动单元9驱动到达预对准工位，同时Y向第三直线运动单元8从初始位置到达预对准工位，Y向第三直线电机动子8c开始夹持第二工件台3b，从而第二工件台3b在Y向第三直线运动单元8和Y向第四直线运动单元9双边质心驱动，进行预对准处理。

如图4所示，第一工件台3a完成曝光工序后，由Y向第一直线电机动子一5a夹持，并由Y向第一直线运动单元5驱动下由曝光工位回到初始位置，同时Y向第二直线电机动子6c的夹持机构松开第一工件台3a，Y向第二直线运动单元6从曝光工位回到初始位置；与此同时，第二工件台3b完成预对准工序后，由Y向第四直线电机动子一9a夹持，并由Y向第四直线运动单元9驱动下从预对准工位达到初始位置，同时Y向第三直线电机动子8c的夹持机构松开第二工件台3b，Y向第三直线运动单元8从预对准工位回到初始位置。

如图5所示，第一工件台3a在Y向第一直线电机动子一5a的夹持下沿着Y向第一静压气浮导轨5c、Y向第二过渡静压气浮导轨11a、Y向第三静压气浮导轨8a运动到预对准侧，卸下曝光的晶圆，并装载新的晶圆，与此同时，第二工件台3b在Y向第四直线电机动子一9a的夹持下沿着Y向第四静压气浮导轨9c、Y向第一过渡静压气浮导轨10a、Y向第二静压气浮导轨6a运动到曝光侧。

如图6所示，第一工件台3a由Y向第一直线电机动子一5a夹持，并由Y向第三直线运动单元8驱动达到预对准工位，同时Y向第四直线运动单元9从初始位置到达预对准工位，Y向第四直线电机动子二9d开始夹持第一工件台3a，从而第一工件台3a在Y向第三直线运动单元8和Y向第四直线运动单元9双边质心驱动，进行预对准处理；与此同时，第二工件台3b由Y向第四直线电机动子一9a夹持，并由Y向第二直线运动单元6驱动达到曝光工位，同时Y向第一直线运动单元5从初始位置到达曝光工位，Y向第一直线电机动子二5d开始夹持第二工件台3b，从而第二工件台3b在Y向第一直线运动单元5和Y向第二直线运动单元6双边质心驱动，进行曝光处理，此时系统回到初始状态，完成一个工作周期。

实施例2：

去掉实施例1中的X向直线驱动单元中的X向第二直线电机4d、X向第四直线电机7d、Y向第一过渡直线运动单元10和Y向第二直线运动单元11可得到实施例2，如图7所示。实施例2中两工件台的工位交换过程与实施例1中完全相同。不同之处在于两工件台的X向驱动形式为双导轨单电机驱动。与实施例1相比在保证X向运动角刚度的前提下可避免X向上的双电机驱动不一致的问题。同时由于过渡直线运动单元的去除使得双工件台的运动范围增大，但会造成X向直线电机尺寸的增大。

实施例3：

去掉实施例1中的X向直线驱动单元中的X向第二直线电机4d、X向第二静压气浮导轨4c、X向第四直线电机7d、X向第四静压气浮导轨、Y向第一过渡直线运动单元10和Y向第二直线运动单元11可得到实施例3，如图8所示。实施例3中两工件台的工位交换过程与实施例1中完全相同。与实施例1相比，实施例3减小了X向直线驱动单元中的X向第二直线电机4d、X向第二静压气浮导轨4c、X向第四直线电机7d、X向第四静压气浮导轨、Y向第一过渡直线运动单元10和Y向第二直线运动单元11，同样实现了双工件台的工位交换但由于两工件台的X向驱动形式为单导轨单电机驱动，会存在非质心驱动问题。

Claims (3)

1.一种基于双导轨双驱的三节拍双工件台交换方法，其特征在于：完成三节拍换台过程的步骤如下：

a)初始工作状态时，第一工件台由Y向第一直线电机动子一夹持，并由Y向第一直线运动单元驱动达到曝光工位，同时Y向第二直线运动单元从初始位置到达曝光工位，Y向第二直线电机动子开始夹持第一工件台，从而第一工件台在Y向第一直线运动单元和Y向第二直线运动单元双边质心驱动，进行曝光处理；与此同时，第二工件台由Y向第四直线电机动子一夹持，并由Y向第四直线运动单元驱动到达预对准工位，同时Y向第三直线运动单元从初始位置到达预对准工位，Y向第三直线电机动子开始夹持第二工件台，从而第二工件台在Y向第三直线运动单元和Y向第四直线运动单元双边质心驱动，进行预对准处理；

b)第一工件台完成曝光工序后，由Y向第一直线电机动子一夹持，并由Y向第一直线运动单元驱动下由曝光工位回到初始位置，同时Y向第二直线电机动子的夹持机构松开第一工件台，Y向第二直线运动单元从曝光工位回到初始位置；与此同时，第二工件台完成预对准工序后，由Y向第四直线电机动子一夹持，并由Y向第四直线运动单元驱动下从预对准工位达到初始位置，同时Y向第三直线电机动子的夹持机构松开第二工件台，Y向第三直线运动单元从预对准工位回到初始位置；

c)第一工件台在Y向第一直线电机动子一的夹持下沿着Y向第一静压气浮导轨、Y向第二过渡静压气浮导轨、Y向第三静压气浮导轨运动到预对准侧，卸下曝光的晶圆，并装载新的晶圆，与此同时，第二工件台在Y向第四直线电机动子一的夹持下沿着Y向第四静压气浮导轨、Y向第一过渡静压气浮导轨、Y向第二静压气浮导轨运动到曝光侧；

d)第一工件台由Y向第一直线电机动子一夹持，并由Y向第三直线运动单元驱动达到预对准工位，同时Y向第四直线运动单元从初始位置到达预对准工位，Y向第四直线电机动子二开始夹持第一工件台，从而第一工件台在Y向第三直线运动单元和Y向第四直线运动单元双边质心驱动，进行预对准处理；与此同时，第二工件台由Y向第四直线电机动子一夹持，并由Y向第二直线运动单元驱动达到曝光工位，同时Y向第一直线运动单元从初始位置到达曝光工位，Y向第一直线电机动子二开始夹持第二工件台，从而第二工件台在Y向第一直线运动单元和Y向第二直线运动单元双边质心驱动，进行曝光处理，此时系统回到初始状态，完成一个工作周期。

2.一种基于双导轨双驱的三节拍双工件台交换装置，该系统包括基台(1)，设定在基台(1)上并运行于曝光工位的第一工件台(3a)和预对准工位的第二工件台(3b)，其特征在于：沿基台(1)曝光工位设置有由X向第一静压气浮导轨(4a)、X向第一直线电机定子(4b)、X向第一直线电机动子(4e)、X向第二静压气浮导轨(4c)、X向第二直线电机定子(4d)、X向第二直线电机动子(4f)构成的X向第一直线运动单元(4)，X向第一直线运动单元(4)上设置有由Y向第一直线电机动子一(5a)、Y向第一直线电机动子二(5d)、Y向第一直线电机定子(5b)、Y向第一静压气浮导轨(5c)构成的Y向第一直线运动单元(5)和由Y向第二静压气浮导轨(6a)、Y向第二直线电机定子(6b)、Y向第二直线电机动子(6c)构成的Y向第二直线运动单元(6)；沿基台(1)预对准工位设置有由X向第三静压气浮导轨(7a)、X向第三直线电机定子(7b)、X向第三直线电机动子(7e)、X向第四静压气浮导轨(7c)、X向第四直线电机定子(7d)、X向第四直线电机动子(7f)构成的X向第四直线运动单元(7)，沿基台曝光工位设置有由Y向第三静压气浮导轨(8a)、Y向第三直线电机定子(8b)、Y向第三直线电机动子(8c)构成的Y向第三直线运动单元(8)和由Y向第四直线电机动子一(9a)、Y向第四直线电机动子二(9d)、Y向第四直线电机定子(9b)、Y向第四静压气浮导轨(9c)构成的Y向第四直线运动单元(9)，X向第一直线运动单元(4)上设置有Y向第一直线运动单元(5)、Y向第二直线运动单元(6)，X向第二直线运动单元(7)上设置有Y向第三直线运动单元(8)、Y向第四直线运动单元(9)，Y向第一直线运动单元(5)、Y向第二直线运动单元(6)与X向第一直线运动单元(4)及Y向第三直线运动单元(8)、Y向第四直线运动单元(9)与X向第二直线运动单元(7)呈井型配置，预对准工位和曝光工位之间设置在平衡质量机构(2)上定位于由Y向第一过渡直线运动单元固定件(10c)、Y向第一过渡直线电机定子(10b)、Y向第一过渡静压气浮导轨(10a)构成的Y向第一过渡直线运动单元(10)和由Y向第二过渡直线运动单元固定件(11c)、Y向第二过渡直线电机定子(11b)、Y向第二过渡静压气浮导轨(11a)构成的Y向第二过渡直线运动单元(11)，Y向第一直线运动单元(5)、Y向第三直线运动运单元(8)和Y向第二过渡直线运动单元(11)公用Y向第一直线电机动子一(5a)；Y向第二直线运动单元(6)、Y向第四直线运动运单元(9)和Y向第一过渡直线运动单元(10)公用Y向第四直线电机动子一(9a)；Y向第一直线电机动子一(5a)与第一工件台(3a)固联，且Y向第四直线电机动子一(9a)与第二工件台(3b)固联；Y向第一直线运动单元(5)上增加了一个Y向第一直线电机动子二(5d)，且Y向第一直线电机动子二(5d)上安装有抓卡机构；Y向第二直线运动单元(6)上安装有Y向第二直线电机动子(6c)，且Y向第二直线电机动子(6c)上安装有抓卡机构；Y向第三直线运动单元(8)上增加了一个Y向第三直线电机动子(8c)，且Y向第三直线电机动子(8c)上安装有抓卡机构；Y向第四直线运动单元(9)上增加了一个Y向第四直线电机动子二(9d)，且Y向第四直线电机动子二(9d)上安装有抓卡机构；第一工件台(3a)和第二工件台(3b)底面为静压气体吸浮面，工作时第一工件台(3a)和第二工件台(3b)气浮于基台(1)上；X向第一直线运动单元(4)和X向第二直线运动单元(7)内嵌于平衡质量单元(2)中，平衡质量单元(2)底部为气浮面，工作时平衡质量单元气浮于基台(1)上；Y向第一直线运动单元(5)和Y向第二直线运动单元(6)设置在平衡质量单元(2)上，且平衡质量单元(2)上表面与预对准工位和曝光工位的基台(1)上表面共面；Y向第一过渡直线运动单元(10)通过Y向第一过渡直线运动单元固定件(10c)固定于平衡质量单元(2)上，Y向第二过渡直线运动单元(11)通过Y向第二过渡直线运动单元固定件(11c)固定于平衡质量单元(2)上。

3.根据权利要求2所述的一种基于双导轨双驱的三节拍双工件台交换装置，其特征在于：X向第一、二直线运动单元(4、7)和Y向第一、二、三、四直线运动单元(5、6、8、9)中的直线电机为平板型或U型电机，直线电机的布置采用立式或卧式。

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