CN102866587B - 工件台 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种工件台，包括第一承片台、第一X向线缆、第一Y向线缆、第一Y向滑台、第二Y向滑台和第一线缆交换装置。第一X向线缆的一端固定在工件台上。第一Y向线缆的一端固定在第一承片台上。第一Y向滑台选择性地连接于第一承片台，以带动第一承片台沿Y向移动。第二Y向滑台选择性地连接于第一承片台，以带动第一承片台沿Y向移动。第一线缆交换装置连接第一X向线缆和第一Y向线缆的另一端，选择性地跟随第一Y向滑台或第二Y向滑台沿Y向运动。本发明提出的工件台可极大地减小电缆、管路等配套设施工作过程中产生的扰动对工件台运动定位精度的影响，缩短双台交换的时间，提高光刻生产效率。

Description

工件台

技术领域

本发明涉及一种精密工件台，且特别涉及一种具有线缆交换装置的工件台。

背景技术

随着超大规模集成电路器件集成度的不断提高，光刻分辨率的不断增强，对光刻机的特征线宽指标要求也在不断提升，对应的工件台的运行速度、加速度以及精度要求也不断提高，并且工件台的复杂程度也在不断提高，工件台的运动大多数情况都是采用一系列垂向或水平向电机来驱动，并采用气浮导向，传感器检测的系统。整个系统需要配套大量的通信线缆、功率线缆以及气管、水管等等，以实现对工件台系统的供电、供气、供水以及控制等功能。

在工件台运动过程中，一些电缆、管路会跟随工件台作同步往复运动，由于光刻设备工件台精度要求较高，通常要求达到纳米级定位精度，这就使得电缆、管路等在随工件台一起运动时对平台产生的扰动力不可忽略。

随着光刻技术的发展，工件台的运动定位精度也越来越高，其复杂程度也不断提高，配套的管线设施也不断增加，尤其对于双工件台系统，在提升光刻生产率的同时，系统结构变得更加复杂，对应的线缆、管路的数量更多，由于承片台结构紧凑，内部空间有限，且零部件密集程度较高，管线易与框架、工件台其他部件等产生接触摩擦，产生非线性摩擦力，进而影响工件台系统的运动定位精度。此外，管线长时间与其他部件接触、摩擦，会导致管线断裂，影响整个工件台系统的稳定性和可靠性。再者，双工件台系统中位于测量位和曝光位的两承片台在工作过程中需要进行位置交换，对应于各承片台的电缆、管路也需要随承片台一起进行交换，这就需要设计特定的线缆交换装置来完成上述工作。

发明内容

本发明提出一种工件台，其具有线缆交换装置，能够解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明提出一种工件台，包括：

第一承片台；

第一X向线缆，一端固定在第一承片台上；

第一Y向线缆，一端固定在工件台上；

第一Y向滑台，选择性地连接于第一承片台，以带动第一承片台沿Y向移动；

第二Y向滑台，选择性地连接于第一承片台，以带动第一承片台沿Y向移动；以及

第一线缆交换装置，连接第一X向线缆和第一Y向线缆的另一端，选择性地跟随第一Y向滑台或第二Y向滑台沿Y向运动。

进一步说，工件台还包括：

第二承片台；

第二X向线缆，一端固定在第二承片台上；

第二Y向线缆，一端固定在工件台上；

第三Y向滑台，选择性地连接于第二承片台，以带动第二承片台沿Y向移动；

第四Y向滑台，选择性地连接于第二承片台，以带动第二承片台沿Y向移动；以及

第二线缆交换装置，连接第一X向线缆和第一Y向线缆的另一端，选择性地跟随第三Y向滑台或第四Y向滑台沿Y向运动。

进一步说，工件台还包括：

第一X向导轨，两端分别固定于第一Y向滑台和第三Y向滑台；

第一X向滑台，选择性地夹持第一承片台或第二承片台，第一X向滑台可移动地设置在第一X向导轨上；以及

第二X向导轨，两端分别固定于第二Y向滑台和第四Y向滑台；

第二X向滑台，选择性地夹持第一承片台或第二承片台，第二X向滑台可移动地设置在第二X向导轨上。

进一步说，第一线缆交换装置包括：

主体，连接第一X向线缆和第一Y向线缆的另一端；

安全挂钩，可转动地连接于主体；

第一限位销，固定于第一Y向滑台上；以及

第二限位销，固定于第二Y向滑台上，

其中安全挂钩选择性地与第一限位销或第二限位销卡合，用以当所述第一线缆交换装置运动控制失效时，保持所述第一线缆交换装置与所述第一Y向滑台或所述第二Y向滑台的距离。

进一步说，第一线缆交换装置还包括电机，安全挂钩利用电机转动。

进一步说，第一线缆交换装置还包括驱动电机，用以驱动第一线缆交换装置沿Y向运动。

本发明提出的工件台，其包括线缆交换装置，用于承载并驱动承片台的各种线缆、管路，保证其跟随承片台作同步往复运动并实现双台交换，可极大地减小电缆、管路等配套设施工作过程中产生的扰动对工件台运动定位精度的影响，缩短双台交换的时间，提高光刻生产效率。

附图说明

图1所示为本发明较佳实施例的工件台侧视图。

图2所示为本发明较佳实施例的工件台俯视图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

请参看图1，图1所示为本发明较佳实施例的工件台结构示意图。

工件台包括第一承片台9和第二承片台14，分别位于第一位置和第二位置。在光刻机的工艺过程中，这两个承片台通常分别在曝光位和准备位(第一位置和第二位置)，在第一承片台9所承载的硅片进行曝光时，将上下片、预对准、对准等曝光准备工作在第二承片台14上进行。第一承片台9所承载的硅片曝光完成后，第一承片台9和第二承片台14交换位置，从而将第二承片台14所承载的硅片进行曝光。

工件台还包括第一X向导轨8、第二X向导轨17、第一Y向导轨5和第二Y向导轨11。第一X向导轨8与第二X向导轨17平行且沿X向设置、第一Y向导轨5与第二Y向导轨11平行且沿Y向设置。

工件台还包括第一X向滑台7和第二X向滑台16，分别通过夹持机构(图未示)夹持第一承片台9和第二承片台14，第一X向滑台7和第二X向滑台16分别可滑动地设置在第一X向导轨8、第二X向导轨17上，以分别带动第一承片台9和第二承片台14沿X向移动。

工件台还包括第一Y向滑台6、第二Y向滑台1、第三Y向滑台10和第四Y向滑台15。第一Y向滑台6、第三Y向滑台10分别设置在第一Y向导轨5和第二Y向导轨11上，分别固定连接第一X向滑台7的两端。第二Y向滑台1和第四Y向滑台15分别设置在第一Y向导轨5和第二Y向导轨11上，分别固定连接第二X向滑台16的两端。

其中第一X向滑台7、第二X向滑台16、第一Y向滑台6、第二Y向滑台1、第三Y向滑台10和第四Y向滑台15分别由独立的电机驱动，例如，驱动第一X向滑台7的电机的动子设置在第一X向滑台7上，定子设置在第一X向导轨8上，反之亦可。本发明对此不予限制。

这样，第一承片台9和第二承片台14能够被这些滑台带动，以沿X向、Y向粗动。

第一承片台9和第二承片台14自身也可能包括微动系统，结合前述的粗动系统，第一承片台9和第二承片台14能够十分精确地定位。

当第一承片台9和第二承片台14分别在曝光位和准备位完成工作后，第一Y向滑台6、第三Y向滑台10带动第一承片台9沿Y负方向移动，同时，第二Y向滑台1和第四Y向滑台15带动第二承片台14沿Y正方向移动。至交换位后，第一承片台9和第二承片台14分别脱离第一X向滑台7和第二X向滑台16的夹持，第一X向滑台7和第二X向滑台16分别沿X正、负方向移动，第一X向滑台7改为夹持第二承片台14，而第二X向滑台16改为夹持第一承片台9。接着，第一Y向滑台6、第三Y向滑台10带动第二承片台14沿Y正方向移动，同时第二Y向滑台1和第四Y向滑台15带动第一承片台9沿Y负方向移动。再通过调整第一承片台9和第二承片台14的X向位置，最终，达到交换第一承片台9和第二承片台14位置的目的。

第一承片台9包括第一X向线缆4和第一Y向线缆2，第一X向线缆4一端连接第一承片台9，第一Y向线缆2的一端连接至工件台，具体来说，第一Y向线缆2的一端连接在第一Y向导轨5的底部。

第二承片台14包括第二X向线缆14和第二Y向线缆12，第二X向线缆14一端连接第一承片台9，第二Y向线缆12的一端连接至工件台，具体来说，第二Y向线缆12的一端连接在第二Y向导轨11的底部。

第一X向线缆4、第一Y向线缆2、第二X向线缆14和第二Y向线缆12例如是气管、水管、功率线缆、信号线缆等等，用以传递工件台中的气浮结构、电机、传感器等所需要的气、水、电、信号等。

工件台包括第一线缆交换装置3和第二线缆交换装置13，第一线缆交换装置3连接第一X向线缆4和第一Y向线缆2的另一端，第二线缆交换装置13连接第二X向线缆14和第二Y向线缆12的另一端。

由于在交换位置之后，第一承片台9和第二承片台14改变了所跟随的Y向滑块，因而，对应于各承片台的线缆、管路也需要随承片台一起进行交换，这也使得承载承片台的线缆、管路的线缆交换装置也相应需要进行交换，第一线缆交换装置3和第二线缆交换装置13能够在第一承片台9与第二承片台14交换位置时，改变自身位置从而改变第一Y向线缆2和第二Y向线缆12的移动方式。

图2所示为本发明较佳实施例的线缆交换装置的结构示意图。

第一线缆交换装置3和第二线缆交换装置13的结构相同，在此以第一线缆交换装置3为例进行说明。

第一线缆交换装置3包括线缆承载台312和安全挂钩303，安全挂钩303可转动地连接于线缆承载台312。

第一X向线缆4的一端利用第一管线接口板310固定至第一承片台9(如图1所示)，第一Y向线缆2的一端利用第二管线接口板302固定至工件台(如图1所示)。

线缆承载台312固定连接第一X向线缆4和第一Y向线缆2的另一端。结合图1，第一Y向线缆2自第一Y向导轨5的下方穿过工件台，连接至第一线缆交换装置3的线缆承载台312。

当第一线缆交换装置3移动时，会带动第一X向线缆4和第一Y向线缆2移动。

第一线缆交换装置3还包括第一限位销602和第二限位销102。第一限位销602安装在第一Y向滑台6上，第二限位销102安装在第二Y向滑台1上，安全挂钩303可选择地结合第一限位销602或第二限位销102。

当第一承片台9和第二承片台14的位置如图1所示时，安全挂钩303与第一限位销602结合，第一线缆交换装置3能够主动跟随第一Y向滑台6沿Y向移动。当第一承片台9和第二承片台14到达交换位之后，安全挂钩303转动以脱离第一限位销602并与第二限位销102结合，以主动跟随第二Y向滑台1移动。这样，当第一承片台9交换位置后，跟随第二Y向滑台1移动时，第一X向线缆4和第一Y向线缆2也能够藉由第一线缆交换装置3而跟随第二Y向滑台1沿Y向移动。

安全挂钩303与第一限位销602或第二限位销603并不直接接触，而是保留一定间隙，用以当第一线缆交换装置3的运动控制失效时，保持第一线缆交换装置3与第一Y向滑台6或第二Y向滑台1的距离，避免发生碰撞。

第一线缆交换装置3还可以包括第一接近传感器601和第二接近传感器101，分别用以感测安全挂钩303是否在正确位置上。

第一线缆交换装置3还可以包括电机306，安全挂钩303可以利用电机306转动。

第一线缆交换装置3还可以包括缓冲器304，安装在线缆承载台312与第一Y向滑台6和第二Y向滑台1相对应的侧边，以防止安全挂钩303运动控制失效时，第一线缆交换装置3与第一Y向滑台6或第二Y向滑台1相撞。

线缆承载台312可以安装有垂向和侧向气浮，垂向气浮刚度能够承载第一X向线缆和第一Y向线缆的重力，侧向气浮刚度能够承载第一X向线缆和第一Y向线缆Rz向的冲击载荷。

第一线缆交换装置3还包括驱动电机307，安装在主体304上，第一线缆交换装置3由驱动电机307驱动。

第一线缆交换装置3还包括侧向气浮305，侧向气浮305的气浮刚度可以承载管线设施Rz向的冲击载荷。

当然，第一线缆交换装置3还可以包括垂向气浮(图未示)，用来承载第一X向线缆4和第一Y向线缆2的重力。

值得一提的是，第一线缆交换装置3包括管线固定模块，管线固定模块包括曲柄滑块机构308和管线固定件309。

第一X向线缆4可移动地设置在管线固定件309中。

曲柄滑块机构308的滑移机构3081安装在气足底板上，具有沿X、Y两个方向的自由度，可采用两直线轴承呈十字型叠加而成。滑块3082与曲柄3083的连杆可转动地相连。曲柄3083的另一端则可转动地与管线固定件309相连接，第一X向线缆4中的排管、排线能沿管线固定件309上的卡槽自由运动。

第一承片台9沿X向作长行程粗动时，通过管线接口板310带动X向线缆设施4中的排管、排线伸直、弯曲，并通过管线固定模块的支撑和导向被动跟随承片台沿X向同步运动。

第一承片台9在X向行程较大时，第一X向线缆4的悬臂部分也较长，管线固定模块能够避免第一X向线缆44在重力作用下下垂与承片台相互摩擦。

类似于第一X向线缆设施4，第一Y向线缆设施2上也设计有管线固定模块，其中曲柄滑块机构308的双自由度滑移机构安装在工件台上，曲柄滑块机构301的曲柄可转动地连接于固定管线的管线固定件309，第一Y向线缆设施2中的排管、排线能沿管线固定件309上的卡槽自由运动。当第一线缆交换装置3与工件台Y向长行程粗动机构同步沿Y向运动时，第一线缆交换装置3带动第一Y向线缆设施2中的排管、排线伸直、弯曲，并通过曲柄滑块机构308的支撑和导向同步沿Y向运动。

结合至图1，第二X向线缆14连接至第二承片台18和第二线缆交换装置13，同时第二线缆交换装置13连接第二Y向线缆12。第二线缆交换装置13可以选择性地与第三Y向滑台10和第四Y向滑台15连接，以当第一承片台9与第二承片台18交换位置时，更改所跟随的Y向滑台。

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)

1.一种工件台，其特征是，包括：

第一承片台；

第一X向线缆，一端固定在所述第一承片台上；

第一Y向线缆，一端固定在所述工件台上；

第一Y向滑台，选择性地连接于所述第一承片台，以带动所述第一承片台沿Y向移动；

第二Y向滑台，选择性地连接于所述第一承片台，以带动所述第一承片台沿Y向移动；以及

第一线缆交换装置，连接所述第一X向线缆和所述第一Y向线缆的另一端，选择性地跟随所述第一Y向滑台或所述第二Y向滑台沿Y向运动。

2.根据权利要求1所述的工件台，其特征是，还包括：

第二承片台；

第二X向线缆，一端固定在所述第二承片台上；

第二Y向线缆，一端固定在所述工件台上；

第三Y向滑台，选择性地连接于所述第二承片台，以带动所述第二承片台沿Y向移动；

第四Y向滑台，选择性地连接于所述第二承片台，以带动所述第二承片台沿Y向移动；以及

第二线缆交换装置，连接所述第二X向线缆和所述第二Y向线缆的另一端，选择性地跟随所述第三Y向滑台或所述第四Y向滑台沿Y向运动。

3.根据权利要求2所述的工件台，其特征是，还包括：

第一X向导轨，两端分别固定于所述第一Y向滑台和所述第三Y向滑台；

第一X向滑台，选择性地夹持所述第一承片台或所述第二承片台，所述第一X向滑台可移动地设置在所述第一X向导轨上；以及

第二X向导轨，两端分别固定于所述第二Y向滑台和所述第四Y向滑台；

第二X向滑台，选择性地夹持所述第一承片台或所述第二承片台，所述第二X向滑台可移动地设置在所述第二X向导轨上。

4.根据权利要求1所述的工件台，其特征是，所述第一线缆交换装置包括：

线缆承载台，一侧连接于所述第一X向线缆的另一端上，另一侧连接于所述第一Y向线缆的另一端；

安全挂钩，可转动地连接于所述线缆承载台；

第一限位销，固定于所述第一Y向滑台上；以及

第二限位销，固定于所述第二Y向滑台上，

其中所述安全挂钩选择性地与所述第一限位销或所述第二限位销卡合，用以当所述第一线缆交换装置运动控制失效时，保持所述第一线缆交换装置与所述第一Y向滑台或所述第二Y向滑台的距离。

5.根据权利要求4所述的工件台，其特征是，所述第一线缆交换装置还包括电机，所述电机驱动所述安全挂钩转动。

6.根据权利要求4所述的工件台，其特征是，所述第一线缆交换装置还包括缓冲器，所述缓冲器用以防止所述安全挂钩运动控制失效时，第一线缆交换装置与第一Y向滑台或第二Y向滑台相撞。

7.根据权利要求4所述的工件台，其特征是，所述第一线缆交换装置还包括驱动电机，用以驱动所述第一线缆交换装置沿Y向运动。

8.根据权利要求4所述的工件台，其特征是，所述线缆承载台安装有垂向和侧向气浮，垂向气浮刚度承载第一X向线缆和第一Y向线缆的重力，侧向气浮刚度承载第一X向线缆和第一Y向线缆Rz向的冲击载荷。