CN108121167A - 一种工件台移位装置和光刻机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种工件台移位装置和光刻机，实现对所述工件台移位，所述工件台包括曝光台和线缆台，所述工件台移位装置包括曝光台移位装置和线缆台移位装置，其中，所述曝光台移位装置安装在所述线缆台上，并带动所述曝光台X方向移动；所述线缆台移位装置安装在平衡质量上，并带动所述线缆台Y方向移动。本发明还提供一种带有工件台移位装置的光刻机。采用本发明提出的一种工件台移位装置，预先将曝光台、线缆台移位至中间位置，即可实现曝光台对干涉仪的避让，这样工件台的可利用尺寸得到增大，整体刚度得到大幅提升。

Description

一种工件台移位装置和光刻机
技术领域
本发明涉及工件台领域，特别涉及一种工件台移位装置和光刻机。
背景技术
传统的基于干涉仪测量的工件台为气浮形式，曝光台气浮支撑在底部框架上，而平衡质量位于底部框架两侧。这样的布局形式，使得工件台在移入移出维修维护时，可下降足够距离使得曝光台不碰撞干涉仪，并且可保持工件台的整体刚度满足要求。但对于基于干涉仪测量的磁浮工件台，由于曝光台磁浮在平衡质量之上，如果同样采取单纯的靠工件台下降以使曝光台避让干涉仪的方式，需要工件台的下降幅度较大，会造成曝光台、平衡质量、底部框架的垂向尺寸被大大压缩，工件台整体刚度大幅降低。
发明内容
为了弥补现有的技术缺陷，本发明提出一种工件台移位装置和光刻机，实现曝光台对干涉仪的避让，使工件台的整体刚度得到大幅提升。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种工件台移位装置，实现对所述工件台移位，所述工件台包括曝光台和线缆台，其特征在于，所述工件台移位装置包括曝光台移位装置和线缆台移位装置，其中，所述曝光台移位装置安装在所述线缆台上，并带动所述曝光台X方向移动；所述线缆台移位装置安装在平衡质量上，并带动所述线缆台Y方向移动。
可选地，所述曝光台移位装置包括第一驱动装置和限位装置，所述曝光台通过限位装置与线缆台连接，所述第一驱动装置安装在限位装置上并驱动所述曝光台在所述限位装置中移动。
可选地，所述限位装置包括防转销和防转臂，其中，所述防转臂与所述线缆台连接且沿X向设置，且所述防转臂上设有滑槽，所述防转销一端固定在曝光台上，另一端插设在所述滑槽内。
可选地，所述防转销数量为2个以上。
可选地，所述防转销采用减摩材料制成。
可选地，所述防转销采用滚动轴承。
可选地，所述滑槽内臂采用减摩材料。
可选地，所述第一驱动装置包括第一传动装置和第一挡块，其中，所述第一挡块设置在所述滑槽内并与所述第一传动装置连接，所述第一挡块驱动所述防转销沿X向滑动。
可选地，所述第一传动装置是带轮传动装置，包括第一同步带和第一带轮组，所述第一同步带围设在所述第一带轮组上形成带轮传动，所述第一同步带和第一挡块连接，所述第一带轮组沿X轴安装在防转臂侧面。
可选地，所述第一同步带绕Y轴方向转动。
可选地，所述第一传动装置还包括连接块，其中，所述连接块的一端和第一同步带连接，另一端和第一挡块连接。
可选地，所述第一同步带绕Z轴方向转动。
可选地，所述第一同步带穿过所述防转销后与所述挡块连接。
可选地，所述第一挡块设有两个，两个所述第一挡块分别位于所述防转销两侧。
可选地，所述第一传动装置是连杆结构装置、链传动装置或者丝杠传动装置。
可选地，所述第一挡块由减摩材料制成。
可选地，所述第一挡块采用滚动轴承。
可选地，所述曝光台移位装置还包括滑块，所述滑块安装在曝光台底部。
可选地，所述滑块采用减摩材料制成。
可选地，所述线缆台移动装置包括第二驱动装置和减摩组件，所述减摩组件沿Y向安装在线缆台上，所述平衡质量上设有与所述减摩组件匹配的滑槽，所述第二驱动装置安装在平衡质量上并驱动线缆台在所述滑槽中移动。
可选地，所述减摩组件采用滚动轴承。
可选地，所述减摩组件采用减摩材料制成。
可选地，所述第二驱动装置包括第二传动装置和第二挡块，第二传动装置安装在平衡质量上，第二挡块设置在所述滑槽内部，并与所述第二传动装置连接，用于驱动所述减摩组件沿Y轴滑动。
可选地，所述第二传动装置是带轮传动装置，包括第二同步带和第二带轮组，所述第二同步带围设在所述第二带轮组上形成带轮传动，所述第二同步带与所述第二挡块连接，所述第二带轮组沿Y向安装在平衡质量侧面。
可选地，所述第二同步带绕X轴方向转动。
可选地，所述第二传动装置是连杆结构装置、链传动装置或者丝杠传动装置。
可选地，所述第二挡块设有两个，两个所述第二挡块分别位于所述减摩组件两侧。
可选地，所述减摩组件设有两组，两组所述减摩组件相对设置在所述线缆台上，所述平衡质量上设有与两组所述减摩组件相适配的滑槽。
可选地，所述第二驱动装置的数量为一组，一组所述第二驱动装置安装在所述平衡质量一侧，用于驱动相对应的一组所述减摩组件。
可选地，所述第二驱动装置的数量为两组，两组所述第二驱动装置分别安装在所述平衡质量两侧，且分别驱动相对应的两组所述减摩组件。
为了达到上述目的，本发明还提出一种光刻机，包括上述的工件台移位装置。
可选地，所述光刻机还包括高度调节单元、物镜、整机框架、测量框架、底部框架、工件台和干涉仪，其中，所述整机框架设置在地面上，底部框架设置在所述整机框架内部，所述工件台设置在所述底部框架上，所述高度调节单元设置在底部框架的底部，测量框架架设于所述整机框架上，所述物镜安装在所述测量框架上，所述干涉仪安装在所述测量框架上，所述工件台移位装置的位置与所述工件台相匹配。
可选地，所述平衡质量设置在底部框架上，所述曝光台和线缆台悬浮在所述平衡质量上。
可选地，所述高度调节单元包括空气弹簧和气浮垫，所述空气弹簧和气浮垫分别固定在底部框架底部。
本发明提供的一种工件台移位装置和光刻机，在工件台移入移出时，预先将曝光台、线缆台移位至中间位置，从而不需要工件台下降太多距离，即可实现曝光台对干涉仪的避让，这样工件台的可利用尺寸得到增大，整体刚度得到大幅提升。
附图说明
附图1为本发明中曝光台移位装置侧视图；
附图2为本发明中曝光台移位装置俯视图；
附图3为本发明中曝光台移位装置-X极限位俯视图；
附图4为本发明中曝光台移位装置+X极限位俯视图；
附图5为本发明中线缆台移位装置X向侧视图；
附图6为本发明中线缆台移位装置Y向侧视图；
附图7为本发明中曝光台线缆台移位装置初始位置示意图；
附图8为本发明中曝光台线缆台移位装置初始位置A向视图；
附图9为本发明中曝光台线缆台移位装置过程位置示意图；
附图10为本发明中工件台处于最低位移入移出示意图。
图中所示，1-物镜、2-整机框架、3-干涉仪、4-测量框架、5-地面、6-曝光台、6.1-滑块、6.2-防转销、7-线缆台、7.1-防转臂、7.2-连接块、7.3-第一同步带、7.4-第一带轮、7.5-第一挡块、7.6-减摩组件、8-平衡质量、8.1-第二挡块、8.2-第二带轮、8.3-第二同步带、9-工件台底部框架、10-气浮垫、11-空气弹簧。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图7-8所示，本发明的光刻机包括物镜1、整机框架2、干涉仪3、测量框架4、曝光台6、线缆台7、平衡质量8、底部框架9、工件台移位装置和工件台高度调节装置，所述工件台高度调节装置包括空气弹簧10和气浮垫11，用来调节整个工件台的垂直高度。
所述整机框架2设置在地面5上，底部框架9设置在所述整机框架2内部，所述平衡质量8设置在底部框架9上，所述曝光台6和线缆台7悬浮在所述平衡质量8上，所述高度调节单元设置在底部框架9的底部，测量框架4架设于所述整机框架2上，所述物镜1安装在所述测量框架4上，所述干涉仪3安装在所述测量框架4底部。下面结合图1-6，详细说明本发明工件台移位装置的结构。
工件台移位装置包括曝光台移位装置和线缆台移位装置，其中，所述曝光台移位装置安装在所述线缆台7上，并带动所述曝光台6在X方向移动；所述线缆台移位装置安装在平衡质量8上，并带动所述线缆台7在Y方向移动。
如图1-2所示，所述曝光台移位装置包括第一驱动装置、限位装置和滑块6.1。其中，所述滑块6.1安装在曝光台6底部，当曝光台6落下时，滑块6.1能够将曝光台6支撑在平衡质量8上。所述滑块6.1由减摩材料制成，本实施例优选粉末冶金减摩材料，当曝光台6在平衡质量8上运动时，起到减轻摩擦的作用。
限位装置包括防转销6.2和防转臂7.1，所述防转臂7.1与所述线缆台7连接且沿X向设置，且所述防转臂7.1上设有滑槽，所述防转销6.2一端固定在曝光台6上，另一端插设在所述滑槽内。其中防转销6.2的数量为2个以上，本实施例优选2个，防转销6.2由减摩材料制成或者采用滚动轴承，本实施例优选采用滚动轴承，当防转销6.2在防转臂7.1内滑动起到减小摩擦的作用。其中防转臂7.1滑槽内部采用减摩材料，本实施例优选粉末冶金减摩材料。
第一驱动装置包括第一同步带7.3、第一带轮组7.4和第一挡块7.5，所述第一同步带7.3围设在所述第一带轮组7.4上形成带轮传动，所述第一同步带7.3穿过防转销6.2销轴上的槽孔，和第一挡块7.5直接连接，使得第一挡块7.5和第一同步带7.3共线布置，第一挡块7.5滑动更为顺畅。所述第一带轮组7.4沿X向安装在防转臂7.1侧面，所述第一挡块7.5设置在所述滑槽内，并且这种设置是可解除的，本实施例优选螺钉连接。具体的，第一挡块7.5通过凹凸结构卡在防转臂7.1滑槽内部，当有需要带动防转销6.2移动时，解除螺钉连接，使得第一挡块7.5在防转臂7.1内部滑动。第一挡块7.5由减摩材料制成或者采用滚动轴承，本实施例优选粉末冶金减摩材料。进一步地，所述第一挡块7.5设有两个，分别设置在防转销6.2两侧的滑槽内，起到上述第一挡块7.5相同的作用。
其中，第一带轮组7.4通常设置两组以上，本实施例优选设置2组，所述第一带轮组7.4绕Z轴方向上转动，带动第一同步带7.3绕Z轴方向转动，所述第一同步带7.3带动第一挡块7.5运动，第一挡块7.5驱动防转销6.2沿X向滑动，实现曝光台6的移动。
进一步的，如图3-4所示，还包括连接块7.2，所述连接块7.2的一端连接所述第一挡块7.5，另一端连接所述第一同步带7.3，所述第一带轮7.4绕Y轴方向上转动，带动第一同步带7.3绕Y轴方向上转动，同时通过连接块7.2带动第一挡块7.5运动，第一挡块7.5驱动防转销6.2沿X向滑动，实现曝光台6的X方向上的移动。
需要说明的是，还可以采用连杆机构装置、链传动装置或者丝杠传动装置代替带轮传动装置作为第一驱动装置。
如图5-6所示，所述线缆台移动装置包括第二驱动装置和减摩组件7.6。
所述减摩组件7.6沿Y向安装在线缆台7上，平衡质量8上设有滑槽，在线缆台7掉电时，将线缆台7挂接支撑在平衡质量8的滑槽内，减摩组件7.6可由低摩擦系数材料制成或者采用滚动轴承，本实施例优选采用滚动轴承，并采用十字交叉的间隔布局方式，这样可在水平向和垂向实现对线缆台7的支撑限位。
进一步地，所述减摩组件7.6设有两组，相对设置在线缆台7上，所述平衡质量8上设有与两组减摩组件7.6相适配的滑槽，当第二驱动装置为一组的时候，所述第二驱动装置驱动安装在所述平衡质量8一侧，驱动对应的一组减摩组件7.6在所述滑槽内滑动；当第二驱动装置为两组的时候，两组第二驱动装置分别安装在所述平衡质量8两侧，分别驱动相对应的两组减摩组件7.6在所述滑槽内滑动。
进一步地，所述第二驱动装置包括第二带轮组8.2、第二同步带8.3和第二挡块8.1，所述第二同步带8.3围设在所述第二带轮组8.2上形成带轮传动，所述第二同步带8.3与所述第二挡块8.1连接，所述第二带轮组8.2沿Y向安装在平衡质量8侧面。第二带轮组8.2通常设置两组以上，本实施例优选设置2组，所述第二带轮8.2在X轴方向上转动，带动第二同步带8.3绕X方向转动，第二同步带8.3带动第二挡块8.1运动，所述第二挡块8.1推动减摩组件7.6沿Y轴滑动，进而驱动线缆台7在Y方向的运动。
所述第二挡块8.1设有两个，分别设置在所述减摩组件7.6两侧的平衡质量8的滑槽内部，采用可解除的设置方式，本实施例优选螺钉连接的方式，需要移动线缆台7时，解除螺钉。第二挡块8.1由减摩材料制成或者采用滚动轴承，本实施例优选粉末冶金减摩材料。较佳的，所述第二驱动装置还可以采用连杆机构装置、链传动装置或者丝杠传动装置。
当工件台需要移出光刻机时，该工件台移位装置的工作原理如下：
1)利用工件台高度调节装置降低工件台高度；
如图9所示，收起空气弹簧11，整个工件台由气浮垫10支撑，工件台高度较小幅度的降低。
2)利用曝光台移位装置将曝光台6移位至X方向极限位；
如图3-4所示，拆除螺钉，解除第一挡块7.5和防转臂7.1的固定关系，驱动第一带轮组7.4带动第一同步带7.3转动，连接块7.2跟随第一同步带7.3运动，使得第一挡块7.5在防转臂7.1内部滑动，继而带动曝光台6移动至X方向极限位置。
3)利用线缆台移位装置将线缆台7和曝光台6同步移位至Y方向中间位置；
如图5-6、10所示，选择距离线缆台最近的第二挡块8.1，拆除螺钉，解除该第二挡块8.1和防转臂7.1的固定关系，通过驱动第二带轮组8.2转动带动第二同步带8.3转动，该第二挡块8.1随第二同步带8.3在平衡质量8滑槽内滑动，继而带动线缆台7移位至Y方向中间位置，由于防转臂7.1的连接作用，曝光台6和线缆台7在Y方向上同步，因此曝光台6同时被带动至Y方向中间位置。
到这一步，整个工件台移位至中间位置，不受干涉仪的阻碍，可以自由移出光刻机。
4)挡块归位；
将第一挡块7.5移动至防转臂7.1内部初始位置，并利用螺钉重新固定在防转臂7.1上。将第二挡块8.1移动至平衡质量8侧面滑槽初始位置，并利用螺钉重新固定在平衡质量8上，以便后续工件台的再次移位使用。
5)如图10所示，利用工件台高度调节装置升高工件台，移出工件台；
将气浮垫10充气后，工件台上升一较小高度，将工件台移出。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (34)

1.一种工件台移位装置，实现对所述工件台移位，所述工件台包括曝光台和线缆台，其特征在于，所述工件台移位装置包括曝光台移位装置和线缆台移位装置，其中，所述曝光台移位装置安装在所述线缆台上，并带动所述曝光台X方向移动；所述线缆台移位装置安装在平衡质量上，并带动所述线缆台Y方向移动。
2.根据权利要求1所述的工件台移位装置，其特征在于，所述曝光台移位装置包括第一驱动装置和限位装置，所述曝光台通过限位装置与线缆台连接，所述第一驱动装置安装在限位装置上并驱动所述曝光台在所述限位装置中移动。
3.根据权利要求2所述的工件台移位装置，其特征在于，所述限位装置包括防转销和防转臂，其中，所述防转臂与所述线缆台连接且沿X向设置，且所述防转臂上设有滑槽，所述防转销一端固定在曝光台上，另一端插设在所述滑槽内。
4.根据权利要求3所述的工件台移位装置，其特征在于，所述防转销数量为2个以上。
5.根据权利要求3所述的工件台移位装置，其特征在于，所述防转销采用减摩材料制成。
6.根据权利要求3所述的工件台移位装置，其特征在于，所述防转销采用滚动轴承。
7.根据权利要求3所述的工件台移位装置，其特征在于，所述滑槽内臂采用减摩材料。
8.根据权利要求3所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第一驱动装置包括第一传动装置和第一挡块，其中，所述第一挡块设置在所述滑槽内并与所述第一传动装置连接，所述第一挡块驱动所述防转销沿X向滑动。
9.根据权利要求8所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第一传动装置是带轮传动装置，包括第一同步带和第一带轮组，所述第一同步带围设在所述第一带轮组上形成带轮传动，所述第一同步带和第一挡块连接，所述第一带轮组沿X轴安装在防转臂侧面。
10.根据权利要求9所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第一同步带绕Y轴方向转动。
11.根据权利要求9所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第一传动装置还包括连接块，其中，所述连接块的一端和第一同步带连接，另一端和第一挡块连接。
12.根据权利要求9所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第一同步带绕Z轴方向转动。
13.根据权利要求10所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第一同步带穿过所述防转销后与所述挡块连接。
14.根据权利要求8所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第一挡块设有两个，两个所述第一挡块分别位于所述防转销两侧。
15.根据权利要求8所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第一传动装置是连杆结构装置、链传动装置或者丝杠传动装置。
16.根据权利要求8所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第一挡块由减摩材料制成。
17.根据权利要求8所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第一挡块采用滚动轴承。
18.根据权利要求2所述的工件台移位装置，其特征在于，所述曝光台移位装置还包括滑块，所述滑块安装在曝光台底部。
19.根据权利要求18所述的工件台移位装置，其特征在于，所述滑块采用减摩材料制成。
20.根据权利要求1所述的工件台移位装置，其特征在于，所述线缆台移动装置包括第二驱动装置和减摩组件，所述减摩组件沿Y向安装在线缆台上，所述平衡质量上设有与所述减摩组件匹配的滑槽，所述第二驱动装置安装在平衡质量上并驱动线缆台在所述滑槽中移动。
21.根据权利要求20所述的工件台移位装置，其特征在于，所述减摩组件采用滚动轴承。
22.根据权利要求20所述的工件台移位装置，其特征在于，所述减摩组件采用减摩材料制成。
23.根据权利要求20所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第二驱动装置包括第二传动装置和第二挡块，第二传动装置安装在平衡质量上，第二挡块设置在所述滑槽内部，并与所述第二传动装置连接，用于驱动所述减摩组件沿Y轴滑动。
24.根据权利要求23所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第二传动装置是带轮传动装置，包括第二同步带和第二带轮组，所述第二同步带围设在所述第二带轮组上形成带轮传动，所述第二同步带与所述第二挡块连接，所述第二带轮组沿Y向安装在平衡质量侧面。
25.根据权利要求24所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第二同步带绕X轴方向转动。
26.根据权利要求24所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第二传动装置是连杆结构装置、链传动装置或者丝杠传动装置。
27.根据权利要求23所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第二挡块设有两个，两个所述第二挡块分别位于所述减摩组件两侧。
28.根据权利要求20所述的工件台移位装置，其特征在于，所述减摩组件设有两组，两组所述减摩组件相对设置在所述线缆台上，所述平衡质量上设有与两组所述减摩组件相适配的滑槽。
29.根据权利要求28所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第二驱动装置的数量为一组，一组所述第二驱动装置安装在所述平衡质量一侧，用于驱动相对应的一组所述减摩组件。
30.根据权利要求28所述的工件台移位装置，其特征在于，所述第二驱动装置的数量为两组，两组所述第二驱动装置分别安装在所述平衡质量两侧，且分别驱动相对应的两组所述减摩组件。
31.一种光刻机，其特征在于，包括权利要求1-30任一所述的工件台移位装置。
32.根据权利要求31所述的光刻机，其特征在于，所述光刻机还包括高度调节单元、物镜、整机框架、测量框架、底部框架、工件台和干涉仪，其中，所述整机框架设置在地面上，底部框架设置在所述整机框架内部，所述工件台设置在所述底部框架上，所述高度调节单元设置在底部框架的底部，测量框架架设于所述整机框架上，所述物镜安装在所述测量框架上，所述干涉仪安装在所述测量框架上，所述工件台移位装置的位置与所述工件台相匹配。
33.根据权利要求32所述的光刻机，其特征在于，所述平衡质量设置在底部框架上，所述曝光台和线缆台悬浮在所述平衡质量上。
34.根据权利要求32所述的光刻机，其特征在于，所述高度调节单元包括空气弹簧和气浮垫，所述空气弹簧和气浮垫分别固定在底部框架底部。
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