CN102495529A - 一种过梁式双导轨双驱步进扫描双硅片台交换装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种过梁式双导轨双驱步进扫描双硅片台交换装置与方法属于半导体制造装备；该系统含有设置在同一基台上的运行于曝光工位的硅片台和运行于预处理工位的硅片台，基台边缘设置有4个Y方向直线运动单元和2个X方向直线运动单元，基台中间设置有2个X方向高于硅片台工作面的过梁式直线运动单元，Y方向直线运动单元通过X方向直线运动单元可以实现X方向运动，并与自身的Y方向运动滑块共同实现硅片台的X方向或Y方向的运动；本发明能够增强导轨的抗转矩干扰能力，减小或克服运动偏差和形变偏差，提高硅片台运动精度；且本本发明整个过程只有三个节拍，可缩短双台交换需要的时间，明显提高光刻机的生产效率。

Description

一种过梁式双导轨双驱步进扫描双硅片台交换装置与方法

技术领域

本发明属于半导体制造装备技术领域，主要涉及一种过梁式双导轨双驱步进扫描双硅片台交换装置与方法。

背景技术

光刻技术是通过曝光的方法将掩模版上的图形转移到涂覆于硅片表面的光刻胶上，利用后续的显影、刻蚀等技术将光刻胶上的图形转移到硅片上。光刻机是光刻技术中重要的超精密系统型工程设备之一，其整体性能对于整个光刻工艺具有非常重要的作用。硅片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。硅片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。为了提高产率，避免频繁更换晶圆，目前晶圆直径从150m、200mm逐步增加到目前的300mm。在晶圆直径增大的同时，硅片台的运动速度和运动加速度也进行了相应的提高。硅片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。为了进一步提高产率，从减小对准测量的时间出发，有人提出双硅片台技术，即在硅片台上设定曝光工位和预对准工位，两个硅片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。荷兰ASML公司的TwinScan系统是国际上最早提出的双硅片台系统，基于TwinScan技术(即双硅片台技术)光刻机也是目前最具有代表性的双硅片台光刻机。采用双硅片台技术可以很大的提高光刻机的运行效率，提高产率。不同的公司采用不同的实现方法。双台专利WO98/40791中，每个硅片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。但是由于硅片台与导轨采用耦合连接方式，在交换过程中硅片台与驱动单元会存在短暂的分离，对硅片台的定位精度造成影响。专利US2001/0004105A1中，采用双台交换技术，实现在不提高硅片台运动速度的前提下提高了产率，但由于硅片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硅片台与驱动单元的短暂分离，影响硅片台的定位精度。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CN101231471A中，采用H型驱动单元与过渡承接装置上的摩擦轮对接，以避免导轨对接精度问题，但是硅片台在换台时需要等待驱动单元与摩擦轮完成对接后才可进行换台操作，对产率带来很大影响。专利CN1828427A中，在预处理工位设置了一个X向导轨，曝光工位设置有两个X向导轨，实现两个工位的并行工作，但由于驱动单元固定在基座上，在硅片台运动时会有较大力传递到基座上，对整体带来不良影响。

上述方案中，换台时都没有考虑换台时导向驱动单元的运动对效率的影响。从换台节拍上考虑都采用五节拍形式，即在换台过程中，两个硅片台需要停留一段时间使得抓卡装置完成交换，从而完成换台工作。在对产率要求越来越高的情况下，抓卡装置的交换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

针对现有技术的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种过梁式双导轨双驱步进扫描双硅片台交换装置与方法，通过XY双向双导轨同时驱动硅片台，有效的改善因为单导轨两端驱动时因驱动力偏差引起的导轨扭矩，进而有效改善该扭转引起的位置偏差和形变偏差，提高硅片台曝光和预处理时的运动精度；同时，本发明采用一体化设计方案，避免了现有双硅片台交换过程中抓卡和换卡动作和节拍，整个交换过程只需要三个节拍，大大缩短了双台交换所需要的时间，提高了光刻机的生产效率。

本发明的目的是这样实现的：

一种过梁式双导轨双驱步进扫描双硅片台交换方法，该方法的三节拍步骤是：两硅片台交换以前，运行于曝光工位的第一硅片台由Y方向第一、四直线运动单元共同卡持，运行于预处理工位的第二硅片台由Y方向第二、三直线运动单元共同卡持，从而实现曝光和预处理所需的X-Y运动；在曝光和预处理运动结束以后，第一节拍：Y方向第四直线运动单元与第一硅片台分离，沿X方向向与其邻近的基台边缘方向运动，第一硅片台与Y方向第一直线运动单元保持卡持状态，共同沿与Y方向第四直线运动单元相反的方向运动，同时，Y方向第二直线运动单元与第二硅片台分离，沿X方向向与其邻近的基台边缘方向运动，第二硅片台与Y方向第三直线运动单元保持卡持状态，共同沿与Y方向第二直线运动单元相反的方向运动，最终Y方向第一、二、三、四直线运动单元都到达既定位置，即Y方向第四直线运动单元与Y方向第三直线运动单元对齐形成组合导轨，Y方向第一直线运动单元与Y方向第二直线运动单元对齐形成组合导轨，整个过程中，两硅片台(11，12)运动无停顿；第二节拍：第一、二硅片台沿对齐后的组合导轨向第一、二过梁式直线运动单元的另一侧方向运动，同时，与硅片台无接触的Y方向第四、二直线运动单元的动子部分向基台边缘方向运动，为第二、一硅片台留出足够的运动空间，与硅片台无接触的第三、一直线运动单元的动子部分向基台中间方向运动，为下一步卡持第一、二硅片台做准备，第一、二硅片台运动中穿越第一、二过桥式直线运动单元，并跨越导轨对齐位置；第三节拍：第一、二硅片台分别在Y方向第二、四直线运动单元的带动下沿X方向运动，同时，Y方向第一、三直线运动单元分别沿X方向做与第一、二硅片台相对方向的运动，在此过程中，与硅片台无接触Y方向第三、四直线运动单元的动子部分与硅片台逐渐靠近直至接触并相互卡持，整个过程中，硅片台运动无停顿，换台过程结束；之后开始曝光和预处理工序运动；在曝光和预处理工序结束后，硅片台做与上述三节拍过程相逆的运动，从而实现连续的换台过程。

一种过梁式双导轨双驱步进扫描双硅片台交换装置，该装置含有设置在同一基台上运行于曝光工位的第一硅片台和运行于预处理工位的第二硅片台，其特征在于：在所述的基台四个边缘分别设置有4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元，在基台对称的两侧部分上各设置1个X方向第一、二直线运动单元，在基台中间部位上设置有2个沿X方向的下底面高过第一、二硅片台工作面的过梁式第一、二直线运动单元；所述的第一、二硅片台在基台上的4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元与X方向第一、二直线运动单元所围成的平面内做X-Y运动，并与基台表面共同构成气浮轴承和导向面；所述的4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元通过X方向第一、二直线运动单元和过梁式第一、二直线运动单元可以实现沿X方向运动，且通过其自身的Y方向直线运动电机动子部分共同实现第一、二硅片台的X方向或Y方向的运动；4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元均包括Y方向直线电机和Y方向气浮导轨，其中Y方向直线运动单元的直线电机定子部分为永磁组结构，Y方向直线运动单元的直线电机动子部分为线圈结构，气浮导轨安装在Y方向直线电机定子和Y方向直线电机定子之间；每个Y方向直线电机包括一个定子部分、一个或两个动子部分；永磁组布置方式为卧式或立式；2个X方向第一、二直线运动单元均包括X方向直线电机和X方向气浮轴承，其中X方向直线运动单元的直线电机定子部分为永磁组结构，X方向直线运动单元的直线电机定子部分为线圈结构，X方向气浮轴承安装在X方向直线电机定子和X方向直线电机动子之间；每个X方向直线电机包括一个定子部分和两个动子部分；永磁组布置方式为卧式或立式；2个过梁式第一、二直线运动单元均包括直线电机和气浮轴承，其中X方向第一、二直线运动单元的直线电机定子部分为永磁组结构，直线运动单元的直线电机动子部分为线圈结构，气浮轴承安装在X方向第一、二直线电机定子部分和直线电机动子部分之间；每个直线电机包括一个定子部分和两个动子部分；永磁组布置方式为卧式或立式；Y方向直线运动电机定子部分一端与X方向直线运动电机动子部分之一刚性联接，Y方向直线运动电机定子部分另一端与动子部分之一刚性联接，X方向直线电机定子部分和X方向第一、二直线电机定子部分均与基台刚性联接；第一硅片台在做曝光或预处理运动时，由Y方向第一、第四直线运动单元在X方向两侧共同卡紧，且共同提供Y方向运动的驱动力；Y方向第一、第四直线运动单元做X方向运动时由X方向第一直线运动单元和X方向过梁式第二直线运动单元于两端共同提供驱动力；第二硅片台在做曝光或预处理运动时，由Y方向第二、三直线运动单元在X方向两侧共同卡紧，且共同提供Y方向运动的驱动力；Y方向第二、三直线运动单元做X方向运动时由X方向直线第二运动单元和X方向过梁式第一直线运动单元于两端共同提供驱动力；第一、二硅片台X方向两侧面各设有抓卡机构；所述的4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元均含有可控制加紧或松开的抓卡机构，且与第一、二硅片台侧面的抓卡机构配合；所述的抓卡机构采用电磁吸附结构或由抓卡滑块构成的机械式结构；在采用电磁吸附时，在第一、二硅片台与运动单元之间为气浮接触。

本发明与现有方法和装置相比具有如下创新点和突出优点：

1、提出平行过梁式三节拍换台方法。硅片台与Y向气浮导轨套及直线电机动子固联在一起，在换台过程中没有抓卡动作和换卡动作，三个节拍即可完成两硅片台位置的交换，比现有双硅片台交换方案节省两个节拍；同时交换过程中第一节拍导轨靠边接轨和第三节拍导轨向工作位运动两个动作均是Y向导轨两端双导轨双驱方式，驱动力大，且被驱动体，即Y向导轨(小于Y向全程的1/2)和硅片台，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、提出过梁式双硅片台系统结构方案。将两个气浮导轨和直线电机平行安置于梁上，两组(4个)X向气浮导轨滑套和直线电机动子与之配合安装。在曝光时，曝光位硅片台与两X向气浮导轨与直线电机构成步进扫描系统；预处理位硅片台与另两X向气浮导轨与直线电机构成预处理系统。在两硅片台交换位置时，两系统的对应气浮导轨和直线电机迅速滑向基台边缘，在梁下，组成两条贯穿Y向基台Y方向边缘的长气浮导轨和直线电机。两硅片台在梁下分别沿两气浮导轨和直线电机滑向对面，并与两工作位置上的两组Y向气浮导轨构成新的曝光系统和预处理系统。该结构方案可保证作为两硅片台导向和支承面的基台平台形成一个整体工作面，有利于两硅片台交换和工作时的运动平稳性和连续性，同时有利于提高平衡冲击和振动的整体特性和双硅片台系统的整体结构刚度。这是本方案的创新点和显著优点之二。

3、提出Y向运动单元的一体化结构方案。将硅片台与Y向气浮导轨和直线电机动子相固联，实现了硅片台和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。这既可明显提升两硅片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方法和装置明显缩短，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。在双硅片台交换工作位置时，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；在曝光和预处理步进扫描运动时，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为光刻机的工作原理示意图。

图2为本发明总体结构示意图。

图3为本发明中4个Y方向直线运动单元结构示意图。

图4为本发明中2个X方向直线运动单元的结构示意图。

图5为本发明中2个过梁式直线运动单元的结构示意图。

图6、图7、图8图9为换台流程示意图。

图10为采用不含直线电机结构的X方向运动单元的硅片台结构示意图。

图中：

1、基台；2、基台上表面；6、曝光工位；7、预处理工位；11、第一硅片台；12、第二硅片台；20a、Y方向直线运动单元的直线电机定子部分；20b、Y方向直线运动单元的直线电机动子部分，含抓卡机构；20b1、20b2、20c1、20c2、Y方向直线运动单元的直线电机动子部分，含抓卡机构；21、Y方向第一直线运动单元；22、Y方向第二直线运动单元；23、Y方向第三直线运动单元；24、Y方向第四直线运动单元；30a、X方向直线运动单元导轨；30b、30c、X方向直线运动单元的直线电机动子部分；31、X方向第一直线运动单元；32、X方向第二直线运动单元；40a、X方向第一直线电机定子部分；40b、X方向第二直线电机定子部分；40c、40d、40e、40f、直线电机动子部分；41、过梁式第一直线运动单元；42、过梁式第二直线运动单元；44、透镜系统；45、光源；47、掩模版；50、硅片；

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施方案进行详细描述。

实施方式1

一种过梁式双导轨双驱步进扫描双硅片台交换装置，该装置含有设置在同一基台1上运行于曝光工位6的第一硅片台11和运行于预处理工位7的第二硅片台12，其特征在于：在所述的基台1四个边缘分别设置有4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元21，22，23，24，在基台1对称的两侧部分上各设置1个X方向第一、二直线运动单元31，32，在基台1中间部位上设置有2个沿X方向的下底面高过第一、二硅片台11，12工作面的过梁式第一、二直线运动单元41，42；所述的第一、二硅片台11，12在基台1上的4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元21，22，23，24与X方向第一、二直线运动单元31，32所围成的平面内做X-Y运动，并与基台1表面共同构成气浮轴承和导向面；所述的4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元21，22，23，24通过X方向第一、二直线运动单元31，32和过梁式第一、二直线运动单元41，42可以实现沿X方向运动，且通过其自身的Y方向直线电机动子部分20b共同实现第一、二硅片台11，12的X方向或Y方向的运动；4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元21，22，23，24均包括Y方向直线电机和Y方向气浮导轨，其中Y方向直线运动单元的直线电机定子部分20a为永磁组结构，Y方向直线运动单元的直线电机动子部分20b为线圈结构，气浮导轨安装在Y方向直线电机定子部分20a和Y方向直线电机定子部分20b之间；每个Y方向直线电机包括一个定子部分、一个或两个动子部分；永磁组布置方式为卧式或立式；2个X方向第一、二直线运动单元31，32均包括X方向直线电机和X方向气浮轴承，其中X方向直线运动单元的直线电机定子部分30a为永磁组结构，X方向直线运动单元的直线电机定子部分30b，30c为线圈结构，X方向气浮轴承安装在X方向直线电机定子部分30a和X方向直线电机动子部分30b，30c之间；每个X方向直线电机包括一个定子部分和两个动子部分；永磁组布置方式为卧式或立式；2个过梁式第一、二直线运动单元41，42均包括直线电机和气浮轴承，其中X方向第一、二直线运动单元的直线电机定子部分40a，40b为永磁组结构，直线运动单元的直线电机动子部分40c，40d，40e，40f为线圈结构，气浮轴承安装在X方向第一、二直线电机定子部分40a，40b和直线电机动子部分40c，40d，40e，40f之间；每个直线电机包括一个定子部分和两个动子部分；永磁组布置方式为卧式或立式；Y方向直线运动电机定子部分20a一端与X方向直线运动电机动子部分30b，30c之一刚性联接，Y方向直线运动电机定子部分20a另一端与动子部分40c，40d，40e，40f之一刚性联接，X方向直线电机定子部分30a和X方向第一、二直线电机定子部分40a，40b均与基台1刚性联接；第一硅片台(11)在做曝光或预处理运动时，由Y方向第一、第四直线运动单元(21，24)在X方向两侧共同卡紧，且共同提供Y方向运动的驱动力；Y方向第一、第四直线运动单元(21，24)做X方向运动时由X方向第一直线运动单元(31)和X方向过梁式第二直线运动单元42)于两端共同提供驱动力；第二硅片台(12)在做曝光或预处理运动时，由Y方向第二、三直线运动单元(22，23)在X方向两侧共同卡紧，且共同提供Y方向运动的驱动力；Y方向第二、三直线运动单元(22，23)做X方向运动时由X方向直线第二运动单元(32)和X方向过梁式第一直线运动单元41)于两端共同提供驱动力；第一、二硅片台(11，12)X方向两侧面各设有抓卡机构；所述的4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元(21，22，23，24)均含有可控制加紧或松开的抓卡机构，且与第一、二硅片台11，12侧面的抓卡机构配合；所述的抓卡机构采用电磁吸附结构或由抓卡滑块20b1，20b2，20c1，20c2构成的机械式结构；在采用电磁吸附时，在第一、二硅片台11，12与运动单元之间为气浮接触。

系统完成硅片台双台交换的过程如图2、6、7、8、9所示。第一、二硅片台11、12交换以前，如图2所示硅片台所处位置为初始位置，且分别在Y方向第一、二、三、四直线运动单元21、22、23、24共同卡持，并依据上述原理做X和Y方向运动，以实现曝光和预处理所需的运动。

第一节拍：在曝光和预处理运动结束以后，如图6所示，第四直线运动单元24与第一硅片台11分离，沿X方向向与其邻近的基台1边缘方向运动，第一硅片台11与第一直线运动单元21保持卡持状态，共同沿X方向向第四直线运动单元24相反的方向运动，同时，第二直线运动单元22与第二硅片台12分离，沿X方向向与其邻近的基台1边缘方向运动，第二硅片台12与第三直线运动单元23保持卡持状态，共同沿X方向向与第二直线运动单元22相反的方向运动，最终，如图7所示，第一、二、三、四直线运动单元21，22，23，24都到达既定位置，其中第四直线运动单元24与第三直线运动单元23对齐形成组合导轨，第一直线运动单元21与第二直线运动单元22对齐形成组合导轨，整个过程中，两硅片台11，12运动无停顿；

第二节拍：如图8所示，两硅片台11，12沿对齐后的组合导轨向第一、二过梁式直线运动单元41，42的另一侧方向运动，同时，与硅片台无接触的第四、二直线运动单元的动子部分20b1，20b2向基台边缘方向运动，为两硅片台12，11留出足够的运动空间，与硅片台无接触的第三、一动子部分20c1，20c2向基台中间方向运动，为下一步卡持硅片台11，12做准备，最终两硅片台11，12跨越导轨对齐位置，并到达既定位置；

第三节拍：如图9所示，第一、二硅片台11，12分别在第二、四直线运动单元22，24的带动下沿X方向运动，同时，第一、三直线运动单元21，23分别沿X方向做与第一、二硅片台11，12相对方向的运动，在此过程中，与硅片台无接触第三、四直线运动单元的动子部分20c1，20c2与硅片台逐渐靠近直至接触并相互卡持，整个过程中，两硅片台11，12运动无停顿，之后开始曝光和预处理工序运动；在曝光和预处理工序结束后，硅片台做与上述运动过程相逆的运动，从而实现连续的换台过程。

实施方案2

如图10所示，修改实施方案1中置于基台中间位置的两个过梁式的X方向直线运动单元41，42的结构，即得到实施方案2。实施方案1中，过梁式的X方向直线运动单元41，42是由直线电机和气浮导轨构成，而在实施方案2中，新的过梁式X方向直线运动单元41，42不包含直线电机结构，而仅仅为气浮导轨。与实施方案1相比，实施方案2中，X方向的驱由双驱变为单驱，因为在Y方向上仍然采取双导轨双驱方式，所以角刚度大，抗转矩等优点仍然存在；同时因为Y方向采用单驱，一定程度上，可以减小导轨两端驱动力不一致性问题；并且，因为过梁式导轨减少了直线电机结构，故Z方向尺寸也相应的减小，有利于硅片台系统设计空间的利用；另外一方面，因X方向由双驱变为单驱，故对单驱电机要求也相应增加，如尺寸变大等。

Claims (2)

1.一种过梁式双导轨双驱步进扫描双硅片台交换方法，其特征在于：该方法的三节拍步骤是：两硅片台交换以前，运行于曝光工位的第一硅片台由Y方向第一、四直线运动单元共同卡持，运行于预处理工位的第二硅片台由Y方向第二、三直线运动单元共同卡持，从而实现曝光和预处理所需的X-Y运动；在曝光和预处理运动结束以后，第一节拍：Y方向第四直线运动单元与第一硅片台分离，沿X方向向与其邻近的基台边缘方向运动，第一硅片台与Y方向第一直线运动单元保持卡持状态，共同沿与Y方向第四直线运动单元相反的方向运动，同时，Y方向第二直线运动单元与第二硅片台分离，沿X方向向与其邻近的基台边缘方向运动，第二硅片台与Y方向第三直线运动单元保持卡持状态，共同沿与Y方向第二直线运动单元相反的方向运动，最终Y方向第一、二、三、四直线运动单元都到达既定位置，即Y方向第四直线运动单元与Y方向第三直线运动单元对齐形成组合导轨，Y方向第一直线运动单元与Y方向第二直线运动单元对齐形成组合导轨，整个过程中，两硅片台(11，12)运动无停顿；第二节拍：第一、二硅片台沿对齐后的组合导轨向第一、二过梁式直线运动单元的另一侧方向运动，同时，与硅片台无接触的Y方向第四、二直线运动单元的动子部分向基台边缘方向运动，为第二、一硅片台留出足够的运动空间，与硅片台无接触的第三、一直线运动单元的动子部分向基台中间方向运动，为下一步卡持第一、二硅片台做准备，第一、二硅片台运动中穿越第一、二过桥式直线运动单元，并跨越导轨对齐位置；第三节拍：第一、二硅片台分别在Y方向第二、四直线运动单元的带动下沿X方向运动，同时，Y方向第一、三直线运动单元分别沿X方向做与第一、二硅片台相对方向的运动，在此过程中，与硅片台无接触Y方向第三、四直线运动单元的动子部分与硅片台逐渐靠近直至接触并相互卡持，整个过程中，硅片台运动无停顿，换台过程结束；之后开始曝光和预处理工序运动；在曝光和预处理工序结束后，硅片台做与上述三节拍过程相逆的运动，从而实现连续的换台过程。

2.一种过梁式双导轨双驱步进扫描双硅片台交换装置，其特征在于：该装置含有设置在同一基台(1)上运行于曝光工位(6)的第一硅片台(11)和运行于预处理工位(7)的第二硅片台(12)，其特征在于：在所述的基台(1)四个边缘分别设置有4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元(21，22，23，24)，在基台(1)对称的两侧部分上各设置1个X方向第一、二直线运动单元(31，32)，在基台(1)中间部位上设置有2个沿X方向的下底面高过第一、二硅片台(11，12)工作面的过梁式第一、二直线运动单元(41，42)；所述的第一、二硅片台(11，12)在基台(1)上的4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元(21，22，23，24)与X方向第一、二直线运动单元(31，32)所围成的平面内做X-Y运动，并与基台(1)表面共同构成气浮轴承和导向面；所述的4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元(21，22，23，24)通过X方向第一、二直线运动单元(31，32)和过梁式第一、二直线运动单元(41，42)可以实现沿X方向运动，且通过其自身的Y方向直线电机动子部分(20b)共同实现第一、二硅片台(11，12)的X方向或Y方向的运动；4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元(21，22，23，24)均包括Y方向直线电机和Y方向气浮导轨，其中Y方向直线运动单元的直线电机定子部分(20a)为永磁组结构，Y方向直线运动单元的直线电机动子部分(20b)为线圈结构，气浮导轨安装在Y方向直线电机定子部分(20a)和Y方向直线电机定子部分(20b)之间；每个Y方向直线电机包括一个定子部分、一个或两个动子部分；永磁组布置方式为卧式或立式；2个X方向第一、二直线运动单元(31，32)均包括X方向直线电机和X方向气浮轴承，其中X方向直线运动单元的直线电机定子部分(30a)为永磁组结构，X方向直线运动单元的直线电机定子部分(30b，30c)为线圈结构，X方向气浮轴承安装在X方向直线电机定子部分(30a)和X方向直线电机动子部分(30b，30c)之间；每个X方向直线电机包括一个定子部分和两个动子部分；永磁组布置方式为卧式或立式；2个过梁式第一、二直线运动单元(41，42)均包括直线电机和气浮轴承，其中X方向第一、二直线运动单元的直线电机定子部分(40a，40b)为永磁组结构，直线运动单元的直线电机动子部分(40c，40d，40e，40f)为线圈结构，气浮轴承安装在X方向第一、二直线电机定子部分(40a，40b)和直线电机动子部分(40c，40d，40e，40f)之间；每个直线电机包括一个定子部分和两个动子部分；永磁组布置方式为卧式或立式；Y方向直线运动电机定子部分(20a)一端与X方向直线运动电机动子部分(30b，30c)之一刚性联接，Y方向直线运动电机定子部分(20a)另一端与动子部分(40c，40d，40e，40f)之一刚性联接，X方向直线电机定子部分(30a)和X方向第一、二直线电机定子部分(40a，40b)均与基台(1)刚性联接；第一硅片台(11)在做曝光或预处理运动时，由Y方向第一、第四直线运动单元(21，24)在X方向两侧共同卡紧，且共同提供Y方向运动的驱动力；Y方向第一、第四直线运动单元(21，24)做X方向运动时由X方向第一直线运动单元(31)和X方向过梁式第二直线运动单元(42)于两端共同提供驱动力；第二硅片台(12)在做曝光或预处理运动时，由Y方向第二、三直线运动单元(22，23)在X方向两侧共同卡紧，且共同提供Y方向运动的驱动力；Y方向第二、三直线运动单元(22，23)做X方向运动时由X方向直线第二运动单元(32)和X方向过梁式第一直线运动单元(41)于两端共同提供驱动力；第一、二硅片台(11，12)X方向两侧面各设有抓卡机构；所述的4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元(21，22，23，24)均含有可控制加紧或松开的抓卡机构，且与第一、二硅片台(11，12)侧面的抓卡机构配合；所述的抓卡机构采用电磁吸附结构或由抓卡滑块(20b1，20b2，20c1，20c2)构成的机械式结构；在采用电磁吸附时，在第一、二硅片台(11，12)与运动单元之间为气浮接触。

Images