CN107728436A - 接触式光刻机的调平装置及其调节方法 - Google Patents

接触式光刻机的调平装置及其调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种接触式光刻机的调平装置及其调节方法，该装置包括作为工件自动调平时的基准面的掩模版、工作台、推力关节轴承、称重传感器、升降机构和控制器；所述推力关节轴承包括轴圈和座圈，所述掩模版置于工作台的上方，所述工作台的下端面安装在轴圈上，所述称重传感器安装在工作台内，且称重传感器的载荷感应点朝下且与轴圈上平面相接触；所述轴圈放置于座圈上，所述轴圈上表面的外沿直径大于座圈上表面的外沿直径，所述轴圈与座圈之间的腔体作为真空腔体，且通过通气孔接到外部的电磁阀并与真空发生器相接。本发明整个装置结构简单，结果可靠，重复精度高，避免了结构复杂，加工安装困难，操作复杂等问题。

Description

接触式光刻机的调平装置及其调节方法
技术领域
本发明涉及调平技术领域，尤其涉及一种接触式光刻机的调平装置及其调节方法。
背景技术
在接触式光刻机的工作台中，需要一种调平装置，使得掩模版与待曝光的工件实现平行的接触。由于二者的平行度对曝光质量有直接的影响，加上调平后的对位工序能够完成的质量也需依赖于调平的质量，如何使得工件更好的调平的装置便成为了接触式光刻机的工作台中非常重要的部件。在现有的调平机制中，例如三点式调平机构，其结构复杂，准确率不高，需要反复调节，效率低下；又例如采用机械式微动开关来控制接触面平行度的机构，其校准难度高，可靠性差等缺点突出。因此现有的调平装置都无法满足市场的需求。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种加工简单、操作便捷、可靠性强及效率高的接触式光刻机的调平装置及其调平方法，使得接触式光刻机中掩模版与工件可以更好的平行接触，实现更高的光刻精度。
为实现上述目的，本发明提供一种接触式光刻机的调平装置，包括作为工件自动调平时的基准面的掩模版、工作台、推力关节轴承、称重传感器、升降机构和控制器；所述推力关节轴承包括轴圈和座圈，所述掩模版置于工作台的上方，所述工作台的下端面安装在轴圈上，所述称重传感器安装在工作台内，且称重传感器的载荷感应点朝下且与轴圈上平面相接触；所述轴圈放置于座圈上，所述轴圈上表面的外沿直径大于座圈上表面的外沿直径，所述轴圈与座圈之间的腔体作为真空腔体，且通过通气孔接到外部的电磁阀并与真空发生器相接；所述称重传感器与控制器的输入端连接，且所述控制器的输出端与升降机构相连接，所述升降机构与座圈驱动连接；升降机构位于座圈的下方，升降机构可以往上推动座圈向上运动使得工件台向上与掩模版相接触，又可以往下带动座圈及工件台离开掩模版而解除接触；
工作时，将工件放置于工件台上并开启吸附真空使工件吸附于工件台上，升降机构驱动座圈往上运动，带动工件往掩模版靠近并最终接触；接触过程中，推力关节轴承根据施加在工件平面上的压力自动地连续调整工件台的角度，最终使工件与掩模版平行并紧密接触；此时称重传感器测得施加在工件上的压力，随着升降机构的不停往上驱动，压力值逐渐增大，工件与掩模版趋于完全平行；待到施加压力达预设的压力值后，升降机构停止驱动，此时开启真空电磁阀锁住轴圈与座圈之间的角度；调平动作到此结束。
其中，所述轴圈与座圈的球面弧度一致，且该球面作为轴圈与座圈之间的真空密封带。
其中，所述工件台的上表面有用于真空吸附工件的沟槽，工件放置于工件台的上面后，开启真空吸附阀可以吸附工作在沟槽内。
其中，所述轴圈的下部与座圈的内部之间有一处挖空的该腔体，且该腔体为真空腔体。
其中，所述升降机构包括电机、传动组件和升降机，所述电机与传动组件驱动连接，且所述传动组件与座圈驱动连接，且所述传动组件与升降机驱动连接。
其中，所述称重传感器为压式测力传感器，其量程范围为0-10Kg，其内部为弹片式应力元件，变送器将施加在载荷感应点上的应力转换为电信号输出给控制器，且控制器根据电信号算出应力大小。
为实现上述的目的，本发明还提供一种接触式光刻机的调平装置的调平方法，该方法具体为：工作时，将工件放置于工件台上并开启吸附真空使工件吸附于工件台上，升降机构驱动座圈往上运动，带动工件往掩模版靠近并最终接触；接触过程中，推力关节轴承根据施加在工件平面上的压力自动地连续调整工件台的角度，最终使工件与掩模版平行并紧密接触；此时称重传感器测得施加在工件上的压力，随着升降机构的不停往上驱动，压力值逐渐增大，工件与掩模版趋于完全平行；待到施加压力达预设的压力值后，升降机构停止驱动，此时开启真空电磁阀锁住轴圈与座圈之间的角度，调平动作到此结束；维持电磁阀的开启动作，并使升降机构往回下降一定距离后，工作台可以开始对位动作。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的接触式光刻机的调平装置及其调节方法，该装置主要由推力关节轴承和称重传感器组成，由伺服驱动的升降机推动工件与掩模版接触，推力关节轴承根据压力自动调整工件台的角度使之与掩模版平行，称重传感器测得二者之间的压力，到达设定数值后升降机停止驱动，调平动作完成而转到对位和其他动作。调平装置中的真空锁住结构，可以在工件与掩模版对压调平后锁住工件台的角度，保证了后续的对位动作可以可靠的进行。整个装置结构简单，结果可靠，重复精度高，避免了结构复杂，加工安装困难，操作复杂等问题。
附图说明
图1为本发明中接触式光刻机的调平装置的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
请参阅图1，本发明提供的接触式光刻机的调平装置，包括作为工件自动调平时的基准面的掩模版217、工作台210、推力关节轴承、称重传感器213、升降机构218和控制器；所述推力关节轴承包括轴圈211和座圈212，所述掩模版置于工作台的上方，所述工作台的下端面安装在轴圈上，所述称重传感器安装在工作台内，且称重传感器的载荷感应点朝下且与轴圈上平面相接触；所述轴圈放置于座圈上，轴圈上表面的轴圈外沿219直径大于座圈上表面的座圈外沿221直径， 所述轴圈与座圈之间的腔体作为真空腔体214，且通过通气孔216接到外部的电磁阀222并与真空发生器相接；所述称重传感器与控制器的输入端连接，且所述控制器的输出端与升降机构相连接，所述升降机构与座圈驱动连接；升降机构位于座圈的下方，升降机构可以往上推动座圈向上运动使得工件台向上与掩模版相接触，又可以往下带动座圈及工件台离开掩模版而解除接触；
工作时，将工件放置于工件台上并开启吸附真空使工件吸附于工件台上，升降机构驱动座圈往上运动，带动工件往掩模版靠近并最终接触；接触过程中，推力关节轴承根据施加在工件平面上的压力自动地连续调整工件台的角度，最终使工件与掩模版平行并紧密接触；此时称重传感器测得施加在工件上的压力，随着升降机构的不停往上驱动，压力值逐渐增大，工件与掩模版趋于完全平行；待到施加压力达预设的压力值后，升降机构停止驱动，此时开启真空电磁阀锁住轴圈与座圈之间的角度；调平动作到此结束。
轴圈上表面的外沿直径大于座圈上表面的外沿直径，可以有效防止轴圈在工件与掩模版非接触时的倾角过大。
在本实施例中，所述轴圈与座圈的球面弧度一致，且该球面作为轴圈与座圈之间的真空密封带。轴圈211的外球面215与座圈212的内球面215的直径相一致，二者紧密接触又可相对平滑滑动。
在本实施例中，所述工件台的上表面有用于真空吸附工件的沟槽，工件放置于工件台的上面后，开启真空吸附阀可以吸附工作在沟槽内。所述轴圈的下部与座圈的内部之间有一处挖空的该腔体，且该腔体为真空腔体。所述升降机构包括电机、传动组件和升降机，所述电机与传动组件驱动连接，且所述传动组件与座圈驱动连接，且所述传动组件与升降机驱动连接。当然本案并不局限于升降机构的具体结构，升降机构驱动座圈及其上面的部件向上运动和往回运动。
在本实施例中，所述称重传感器为压式测力传感器，其量程范围为0-10Kg，其内部为弹片式应力元件，变送器将施加在载荷感应点上的应力转换为电信号输出给控制器，且控制器根据电信号算出应力大小。
为实现上述的目的，本发明还提供一种接触式光刻机的调平装置的调平方法，该方法具体为：工作时，将工件放置于工件台上并开启吸附真空使工件吸附于工件台上，升降机构驱动座圈往上运动，带动工件往掩模版靠近并最终接触；接触过程中，推力关节轴承根据施加在工件平面上的压力自动地连续调整工件台的角度，最终使工件与掩模版平行并紧密接触；此时称重传感器测得施加在工件上的压力，随着升降机构的不停往上驱动，压力值逐渐增大，工件与掩模版趋于完全平行；待到施加压力达预设的压力值后，升降机构停止驱动，此时开启真空电磁阀锁住轴圈与座圈之间的角度，调平动作到此结束；维持电磁阀的开启动作，并使升降机构往回下降一定距离后，工作台可以开始对位动作。
相较于现有技术的情况，本发明提供的接触式光刻机的调平装置及其调节方法，该装置主要由推力关节轴承和称重传感器组成，由伺服驱动的升降机推动工件与掩模版接触，推力关节轴承根据压力自动调整工件台的角度使之与掩模版平行，称重传感器测得二者之间的压力，到达设定数值后升降机停止驱动，调平动作完成而转到对位和其他动作。调平装置中的真空锁住结构，可以在工件与掩模版对压调平后锁住工件台的角度，保证了后续的对位动作可以可靠的进行。整个装置结构简单，结果可靠，重复精度高，避免了结构复杂，加工安装困难，操作复杂等问题。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种接触式光刻机的调平装置，其特征在于，包括作为工件自动调平时的基准面的掩模版、工作台、推力关节轴承、称重传感器、升降机构和控制器；所述推力关节轴承包括轴圈和座圈，所述掩模版置于工作台的上方，所述工作台的下端面安装在轴圈上，所述称重传感器安装在工作台内，且称重传感器的载荷感应点朝下且与轴圈上平面相接触；所述轴圈放置于座圈上，所述轴圈上表面的外沿直径大于座圈上表面的外沿直径，所述轴圈与座圈之间的腔体作为真空腔体，且通过通气孔接到外部的电磁阀并与真空发生器相接；所述称重传感器与控制器的输入端连接，且所述控制器的输出端与升降机构相连接，所述升降机构与座圈驱动连接；升降机构位于座圈的下方，升降机构可以往上推动座圈向上运动使得工件台向上与掩模版相接触，又可以往下带动座圈及工件台离开掩模版而解除接触；
工作时，将工件放置于工件台上并开启吸附真空使工件吸附于工件台上，升降机构驱动座圈往上运动，带动工件往掩模版靠近并最终接触；接触过程中，推力关节轴承根据施加在工件平面上的压力自动地连续调整工件台的角度，最终使工件与掩模版平行并紧密接触；此时称重传感器测得施加在工件上的压力，随着升降机构的不停往上驱动，压力值逐渐增大，工件与掩模版趋于完全平行；待到施加压力达预设的压力值后，升降机构停止驱动，此时开启真空电磁阀锁住轴圈与座圈之间的角度；调平动作到此结束。
2.根据权利要求1所述的接触式光刻机的调平装置，其特征在于，所述轴圈与座圈的球面弧度一致，且该球面作为轴圈与座圈之间的真空密封带。
3.根据权利要求1所述的接触式光刻机的调平装置，其特征在于，所述工件台的上表面有用于真空吸附工件的沟槽，工件放置于工件台的上面后，开启真空吸附阀可以吸附工作在沟槽内。
4.根据权利要求1所述的接触式光刻机的调平装置，其特征在于，所述轴圈的下部与座圈的内部之间有一处挖空的该腔体，且该腔体为真空腔体。
5.根据权利要求1所述的接触式光刻机的调平装置，其特征在于，所述升降机构包括电机、传动组件和升降机，所述电机与传动组件驱动连接，且所述传动组件与座圈驱动连接，且所述传动组件与升降机驱动连接。
6.根据权利要求1所述的接触式光刻机的调平装置，其特征在于，所述称重传感器为压式测力传感器，其量程范围为0-10Kg，其内部为弹片式应力元件，变送器将施加在载荷感应点上的应力转换为电信号输出给控制器，且控制器根据电信号算出应力大小。
7.一种接触式光刻机的调平装置的调平方法，其特征在于，该方法具体为：工作时，将工件放置于工件台上并开启吸附真空使工件吸附于工件台上，升降机构驱动座圈往上运动，带动工件往掩模版靠近并最终接触；接触过程中，推力关节轴承根据施加在工件平面上的压力自动地连续调整工件台的角度，最终使工件与掩模版平行并紧密接触；此时称重传感器测得施加在工件上的压力，随着升降机构的不停往上驱动，压力值逐渐增大，工件与掩模版趋于完全平行；待到施加压力达预设的压力值后，升降机构停止驱动，此时开启真空电磁阀锁住轴圈与座圈之间的角度，调平动作到此结束；维持电磁阀的开启动作，并使升降机构往回下降一定距离后，工作台可以开始对位动作。
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