CN111948906A - 一种光刻机双工件台及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种光刻机双工件台及其驱动方法。该光刻机双工件台中，工件台单元包括第一承板台、第二承板台和基座结构；电磁导轨包括两个第一电磁导轨和至少一个第二电磁导轨；磁浮滑块包括两个第一磁浮滑块和至少两个第二磁浮滑块；控制单元用于根据磁浮间隙监测传感器的监测信号控制磁浮滑块相对电磁导轨悬浮，且调节磁浮滑块相对电磁导轨的磁浮间隙，还用于控制驱动电机驱动第一磁浮滑块和第二磁浮滑块分别在第一电磁导轨和第二电磁导轨上沿第一方向和第二方向移动。本发明实施例解决了现有气浮结构双工件台零件精度要求高，制造难度大的问题，并且可以实现对每一工件台进行单独的面形调节，有利于提高曝光基板的曝光质量。

Description

一种光刻机双工件台及其驱动方法

技术领域

本发明实施例涉及半导体技术领域，尤其涉及一种光刻机双工件台及其驱动方法。

背景技术

光刻是半导体制造过程中一道非常重要的工序，它是将一系列掩模版上的芯片图形通过曝光依次转移到硅片相应层上的工艺过程，被认为是大规模集成电路制造中的核心步骤。光刻机中的工件台主要作用为承载硅片、并携带硅片在投影物镜下完成与掩模台相匹配的曝光运动。

通常为了提高产能，光刻机会采用双工件台结构。但双工件台结构中当一个台子在步进或扫描时，会对另一个台子的动态性能产生影响，同时由于结构变形等还会影响承板台的面形。并且，目前的光刻机工件台多采用气浮导轨结构，气浮间隙仅为7-10μm，对于长行程的双工件台，零件要求精度高，制造难度大，成本高。

发明内容

本发明提供一种光刻机双工件台及其驱动方法，以降低工件台零件精度要求高，同时实现对工件台的单独面形调节。

第一方面，本发明实施例提供了一种光刻机双工件台，包括工件台单元、电磁导轨、磁浮滑块、磁浮间隙监测传感器、多个驱动电机和控制单元，

所述工件台单元包括第一承板台、第二承板台和基座结构；

所述电磁导轨包括两个第一电磁导轨和至少一个第二电磁导轨，两个所述第一电磁导轨平行且沿第一方向延伸，所述第二电磁导轨沿第二方向延伸，所述第一方向和所述第二方向交叉；

所述磁浮滑块包括两个第一磁浮滑块和至少两个第二磁浮滑块，所述第一承板台和所述第二承板台分别固定设置在两个所述第一磁浮滑块上，两个所述第一磁浮滑块与两个所述第一电磁导轨一一对应且嵌套设置，所述第一磁浮滑块可沿所述第一电磁导轨的延伸方向滑动；每个所述第一电磁导轨上固定连接至少一个所述第二磁浮滑块，至少两个所述第二磁浮滑块与所述第二电磁导轨嵌套设置，所述第二磁浮滑块可沿所述第二电磁导轨的延伸方向滑动，所述第二电磁导轨固定设置在所述基座结构上；

所述磁浮间隙监测传感器设置于所述磁浮滑块与所述电磁导轨相对的表面上；

所述控制单元分别与所述电磁导轨、所述磁浮滑块和所述磁浮间隙监测传感器电连接，所述控制单元用于根据所述磁浮间隙监测传感器的监测信号控制所述磁浮滑块相对所述电磁导轨悬浮，且调节所述磁浮滑块相对所述电磁导轨的磁浮间隙；所述控制单元还与所述驱动电机电连接，所述控制单元控制所述驱动电机驱动所述第一磁浮滑块和所述第二磁浮滑块分别在所述第一电磁导轨和所述第二电磁导轨上沿第一方向和第二方向移动。

第二方面，本发明实施例还提供了一种光刻机双工件台的驱动方法，采用如第一方面任一所述的光刻机双工件台，所述驱动方法包括：

放置第一曝光基板于第一初始位置的第一承板台上；

控制驱动电机驱动所述第一承板台对应的所述第一磁浮滑块和所述第二磁浮滑块分别在第一电磁导轨和第二电磁导轨上沿第一方向和第二方向移动，直至所述第一承板台移动至曝光位置；

根据所述第一承板台对应的磁浮间隙监测传感器的监测信号调节对应的所述磁浮滑块相对所述电磁导轨的磁浮间隙至预设磁浮间隙，对所述第一曝光基板进行曝光；同时放置第二曝光基板于第二初始位置的第二承板台上；

控制驱动电机驱动所述第一磁浮滑块和所述第二磁浮滑块分别在第一电磁导轨和第二电磁导轨上沿第一方向和第二方向移动，直至所述第一承板台由曝光位置返回第一初始位置，所述第二承板台移动至曝光位置；

根据所述第二承板台对应的磁浮间隙监测传感器的监测信号调节对应的所述磁浮滑块相对所述电磁导轨的磁浮间隙至预设磁浮间隙，对所述曝光位置的所述第二曝光基板进行曝光；同时放置第三曝光基板于第一初始位置的第一承板台上。

本发明实施例提供的光刻机双工件台及其驱动方法，通过设置电磁导轨和磁浮滑块组成磁浮结构，使第一承板台和第二承板台分别可通过磁浮滑块和电磁导轨组成的磁浮结构，实现在第一方向和在第二方向上的移动，并可移动至曝光位置，进行光刻曝光。具体地，磁浮结构中的磁浮滑块和电磁导轨通过控制单元控制通电而产生磁力，从而实现磁浮滑块在电磁导轨上的磁浮。同时，通过在磁浮滑块与电磁导轨相对的表面上设置磁浮间隙监测传感器，可以实时获取磁浮滑块与电磁导轨之间的磁浮间隙，继而由控制单元控制磁浮滑块和磁浮导轨，实现对磁浮间隙的调节，最终实现承板台面形的调整。本发明实施例利用电磁导轨和磁浮滑块组成的磁浮结构实现光刻机双工件台，解决了现有气浮结构双工件台零件精度要求高，制造难度大的问题，其结构相对简单，工艺要求相对较低，降低了生产成本。并且可以实现对每一工件台进行单独的面形调节，解决了现有光刻机双工件台之间相互影响面形的问题，可以提高曝光基板的曝光质量，有利于改善产品的良率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种光刻机双工件台的结构示意图；

图2是图1所示光刻机双工件台沿AA’的剖面结构示意图；

图3是图1所示光刻机双工件台沿BB’的剖面结构示意图；

图4是图2所示线圈内的局部放大图；

图5是图3所示线圈内的局部放大图；

图6是图1所示光刻机双工件台第二电磁导轨结构的立体示意图；

图7是图6所示第二电磁导轨结构的在垂直第二方向的平面的剖视图；

图8是本发明实施例二提供的控制单元控制逻辑示意图；

图9是本发明实施例二提供的一种光刻机双工件台的结构示意图；

图10是图9所示光刻机双工件台沿CC’的剖面结构示意图；

图11是图10中线圈内结构的放大结构示意图；

图12是本发明实施例三提供的一种光刻机双工件台的驱动方法的流程图；

图13是本发明实施例三提供的工件台工位示意图；

图14是本发明实施例三提供的另一种光刻机双工件台的驱动方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

现有技术中光刻机工件台通常采用气浮导轨的结构实现承板台的移动，而气浮导轨结构通常气浮间隙较小，仅为7-10μm，对于工业中使用的体量较大的光刻机，其工件台形成长，对零件的制备精度要求较高，制作难度较大，增加了制造成本。并且，现有的气浮导轨双工件台，气浮的方式导致两个工件台在单独进行步进或扫描的过程中会影响另一工件台的水平度，即导致另一工件台的面形发生变化。

针对于此，本发明实施例提供了一种光刻机双工件台。该光刻机双工件台包括工件台单元、电磁导轨、磁浮滑块、磁浮间隙监测传感器、多个驱动电机和控制单元，工件台单元包括第一承板台、第二承板台和基座结构；电磁导轨包括两个第一电磁导轨和至少一个第二电磁导轨，两个第一电磁导轨平行且沿第一方向延伸，第二电磁导轨沿第二方向延伸，第一方向和第二方向交叉；磁浮滑块包括两个第一磁浮滑块和至少两个第二磁浮滑块，第一承板台和第二承板台分别固定设置在两个第一磁浮滑块上，两个第一磁浮滑块与两个第一电磁导轨一一对应且嵌套设置，第一磁浮滑块可沿第一电磁导轨的延伸方向滑动；每个第一电磁导轨上固定连接至少一个第二磁浮滑块，至少两个第二磁浮滑块与第二电磁导轨嵌套设置，第二磁浮滑块可沿第二电磁导轨的延伸方向滑动，第二电磁导轨固定设置在基座结构上；磁浮间隙监测传感器设置于磁浮滑块与电磁导轨相对的表面上；控制单元分别与电磁导轨、磁浮滑块和磁浮间隙监测传感器电连接，控制单元用于根据磁浮间隙监测传感器的监测信号控制磁浮滑块相对电磁导轨悬浮，且调节磁浮滑块相对电磁导轨的磁浮间隙；控制单元还与驱动电机电连接，控制单元控制驱动电机驱动第一磁浮滑块和第二磁浮滑块分别在第一电磁导轨和第二电磁导轨上沿第一方向和第二方向移动。

其中，第一电磁导轨和第一磁浮滑块组成第一方向上的磁浮结构，可以由控制单元控制实现第一承板台和第二承板台在第一方向上的滑动，第二电磁导轨和第二磁浮滑块组成第二方向上的磁浮结构，可以由控制单元控制实现第一电磁导轨在第二方向上的滑动。磁浮间隙监测传感器设置在磁浮滑块与电磁导轨相对的表面上，可以实时监测和反馈磁浮滑块和电磁导轨之间的间隙，由控制单元进行计算和进行反馈调节。

本发明通过设置电磁导轨和磁浮滑块组成磁浮结构，使第一承板台和第二承板台分别可通过磁浮滑块和电磁导轨组成的磁浮结构，实现在第一方向和在第二方向上的移动，并可移动至曝光位置，进行光刻曝光。具体地，磁浮结构中的磁浮滑块和电磁导轨通过控制单元控制通电而产生磁力，从而实现磁浮滑块在电磁导轨上的磁浮。同时，通过在磁浮滑块与电磁导轨相对的表面上设置磁浮间隙监测传感器，可以实时获取磁浮滑块与电磁导轨之间的磁浮间隙，继而由控制单元控制磁浮滑块和磁浮导轨，实现对磁浮间隙的调节，最终实现承板台面形的调整。本发明实施例利用电磁导轨和磁浮滑块组成的磁浮结构实现光刻机双工件台，解决了现有气浮结构双工件台零件精度要求高，制造难度大的问题，其结构相对简单，工艺要求相对较低，降低了生产成本。并且可以实现对每一工件台进行单独的面形调节，解决了现有光刻机双工件台之间相互影响面形的问题，可以提高曝光基板的曝光质量，有利于改善产品的良率。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种光刻机双工件台的结构示意图，图2是图1所示光刻机双工件台沿AA’的剖面结构示意图，图3是图1所示光刻机双工件台沿BB’的剖面结构示意图，图4是图2所示线圈内的局部放大图，图5是图3所示线圈内的局部放大图，参考图1-5，该光刻机双工件台包括工件台单元10、电磁导轨20、磁浮滑块30、磁浮间隙监测传感器40、多个驱动电机和控制单元(图中未示出)。具体地，工件台单元10包括第一承板台11、第二承板台12和基座结构13；电磁导轨20包括两个第一电磁导轨21和两个第二电磁导轨22，两个第一电磁导轨21平行且沿第一方向100延伸，第二电磁导轨22沿第二方向200延伸，第一方向100和第二方向200交叉。磁浮滑块30包括两个第一磁浮滑块31和四个第二磁浮滑块32，第一承板台11和第二承板台12分别固定设置在两个第一磁浮滑块31上，两个第一磁浮滑块31与两个第一电磁导轨21一一对应且嵌套设置，第一磁浮滑块31可沿第一电磁导轨21的延伸方向滑动；每个第一电磁导轨21的两端分别固定连接一个第二磁浮滑块32，位于两个第一电磁导轨21同一侧的两个第二磁浮滑块32与同一个第二电磁导轨22嵌套设置，第二磁浮滑块32可沿第二电磁导轨22的延伸方向滑动。第二电磁导轨22固定设置在基座结构13上；磁浮间隙监测传感器40设置于磁浮滑块30与电磁导轨20相对的表面上；控制单元分别与电磁导轨20、磁浮滑块30和磁浮间隙监测传感器40电连接(图中未示出)，控制单元用于根据磁浮间隙监测传感器40的监测信号控制磁浮滑块30相对电磁导轨20悬浮，且调节磁浮滑块30相对电磁导轨20的磁浮间隙；控制单元还与驱动电机电连接(图中未示出)，控制单元控制驱动电机50驱动第一磁浮滑块31和第二磁浮滑块32分别在第一电磁导轨21和第二电磁导轨22上沿第一方向100和第二方向200移动。

其中，参考图1和图3，工件台单元10中的第一承板台11和第二承板台12主要用于承载需要光刻曝光的曝光基板，例如液晶显示器面板、等离子显示器面板等制备过程中需要曝光的基板。基座结构13则为光刻机双工件台结构的基础承载机构，可以保证整个工件台的稳定性。基座结构13可设置包括相互独立的第一基座131和第二基座132，第二基座132围绕第一基座131设置，两个第二电磁导轨22固定设置在第一基座131上。其中，第一基座131中则可由与地面固定的基台、设置在基台上的多个减震器，以及设置在多个减震器上工件台底座，其中减震器可以过滤地面振动，防止地面振动对工件台底座上的承板台产生影响。

具体地，图6是图1所示光刻机双工件台第二电磁导轨结构的立体示意图，图7是图6所示第二电磁导轨结构的在垂直第二方向的平面的剖视图，参考图6和图7，在每一第二磁浮滑块32中，设置有至少两个磁阻电机组300，每个磁阻电机组300包括多个磁阻电机301，同一磁阻电机组300中的多个磁阻电机301设置于磁浮滑块30与电磁导轨20相对的每一表面上，且分布于垂直第二方向200上的平面上；至少两个磁阻电机组300沿第二方向200排列。同理，参考图1和图5，在每一第一磁浮滑块31中，同样设置有至少两个磁阻电机组，每个磁阻电机组包括多个磁阻电机301，多个磁阻电机301设置于磁浮滑块30与电磁导轨20相对的每一表面上，且分布于垂直第一方向100上的平面上；至少两个磁阻电机组300沿第一方向100排列；

继续参考图5和图7，磁阻电机301包括磁轭302和缠绕在磁轭302上的电磁线圈303。具体地，磁轭302为E型结构，电磁线圈303则缠绕在E型结构磁轭302的主磁极上，通过电磁线圈303通电后，可以利用磁轭增加磁力，并在电磁导轨通电时，两者可以产生相互作用力，并且，由于同一磁阻电机组中的多个磁阻电机301(如图7所示为5个磁阻电机)分布于每一表面上，从而可以达到作用力平衡，使得磁浮滑块相对电磁导轨悬浮。通常磁浮间隙范围在0.1-1mm，在制备磁浮滑块和电磁导轨时，其精度要求相对气浮结构较低，因此可以降低工艺要求和制造难度，从而降低生产成本。

继续参考图1、图2和图5，驱动电机包括第一驱动电机510和第二驱动电机520，第一驱动电机510包括第一动子511和和第一定子512，第一定子511固定在第一电磁导轨21上，第一动子511与第一磁浮滑块31固定连接；第二驱动电机520包括第二动子521和第二定子522，第二定子522固定在第二基座132上，第二动子521与第二电磁滑块32固定连接。其中，驱动电机的工作原理为定子位置固定，动子可在定子的驱动作用下产生移动，此处驱动电机采用直线驱动电机，即定子提供动子移动导轨，使动子进行直线移动。参考图5，对于在第一方向100上延伸的第一电磁导轨21，其上固定有第一驱动电机510的第一定子511，而第二动子512则固定连接第一磁浮滑块31，在第一定子511和第一动子512的相互作用力下，第一动子512带动第一磁浮滑块31在第一方向100移动。同理，参考图2，对于第二方向200上延伸的第二电磁导轨22，其上嵌套的第二磁浮滑块32通过电机连接板与第二驱动电机520的第二动子521固定连接，第二驱动电机520的第二定子522则固定连接于第二基座132上，在第二动子512的带动下，第二磁浮滑块32沿第二电磁导轨22的延伸方向滑动。优选地，第一方向100和第二方向200通常设置为垂直交叉，此时可以方便对第一承板台和第二承板台位置的精确定位及控制。其中，通过设置第二基座132，并将第二驱动电机520的第二动子522设置在第二基座132上，可以避免将第二定子522设置在第一基座131上时，第二定子522和第二动子521相互作用时产生机械振动，从而对第一基座131产生影响。

需要说明的是，参考图1，设置在第一电磁导轨21两端的第二磁浮滑块32在带动第一电磁导轨21沿第二电磁导轨22滑动时，需要保证两端的第二磁浮滑块32在相同时间中移动距离相同，即同步驱动，从而保证第一电磁导轨21在移动过程中不改变其延伸的方向，此时可以确保第一电磁导轨21上第一磁浮滑块31上的第一承板台11和第二承板台12在第一方向100无变化，从而可以简化第一承板台11和第二承板台12的移动步骤。另外，通过第一电磁导轨21两端的第二磁浮滑块32共同带动第一电磁导轨21移动，可以平均驱动第一电磁导轨21的磁力，方便精确控制第一承板台11和第二承板台12的移动距离。

继续参考图6和图7，在每一第二磁浮滑块32中，还设置有至少两个磁浮间隙传感器组，磁浮间隙传感器组与磁阻电机组一一对应，每个磁浮间隙传感器组包括多个磁浮间隙传感器40，同一磁浮间隙传感器组中的多个磁浮间隙传感器40分别设置于第二磁浮滑块32与第二电磁导轨22相对的每一表面上，且与一磁阻电机组中的多个磁阻电机301分布于垂直第二方向200上的平面上。

同理，参考图5，为了检测第一磁浮滑块和第一电磁导轨之间的磁浮间隙，也可在每一第一磁浮滑块31中，设置至少两个磁浮间隙传感器组，磁浮间隙传感器组与磁阻电机组一一对应，每个磁浮间隙传感器组包括多个磁浮间隙传感器40，同一磁浮间隙传感器组中的多个磁浮间隙传感器分别设置于第一磁浮滑块31与第一电磁导轨21相对的每一表面上，且和与其对应的磁阻电机组设置于同一平面上。

具体地，第一磁浮滑块和第二磁浮滑块的内表面包括上表面、第一侧表面、第二侧表面和下表面，上表面、第一侧表面和第二侧表面上分别设置有一个磁阻电机，下表面设置有导轨开口，且下表面的导轨开口两侧分别设置有一个磁阻电机。以图7为例，第二磁浮滑块32的内表面包括上表面310、第一侧表面311、第二侧表面312和下表面313，上表面310、第一侧表面311和第二侧表面312上分别设置有一个磁阻电机301，下表面313设置有导轨开口314，且下表面313的导轨开口314两侧分别设置有一个磁阻电机301。

继续参考图7，具体地，可设置同一磁浮间隙传感器组中包括第一磁浮间隙传感器401、第二磁浮间隙传感器402、第三磁浮间隙传感器403和第四磁浮间隙传感器404，第一磁浮间隙传感器401和第三磁悬浮间隙传感器403分别设置在第一磁浮滑块31内表面中的上表面310和下表面313，第二磁浮间隙传感器402和第四磁悬浮间隙传感器404分别设置在第一磁浮滑块31内表面的第一侧面311和第二侧面312，且第一磁浮间隙传感器401位于上表面310且靠近第一侧表面311的位置，第二磁浮间隙传感器402位于第一侧表面311靠近上表面310的位置，第三磁浮间隙传感器403位于下表面313且靠近第二侧表面312的位置，第四磁浮间隙传感器404位于第二侧表面312靠近下表面313的位置。

继续参考图1和图5，由于第一磁浮滑块31上直接固定连接承板台，因此，第一磁浮滑块31的水平角和俯仰角决定了第一承板台11和第二承板台12的水平角和俯仰角，故而第一磁浮滑块31中设置的磁阻电机组在调节磁浮间隙时，可以调整第一磁浮滑块31的形态，也即可以实现对第一承板台11和第二承板台12的面形调节。具体地，由于多个磁阻电机组分布在第一方向100上，因此可以实现对第一磁浮滑块31在第一方向100上的俯仰角进行调节；而同一磁阻电机组中的多个磁阻电机分布在垂直第一方向100上的平面上，因此可实现对第一磁浮滑块31在第一方向100上的水平角的调节。通过多个磁浮间隙传感器组对第一磁浮滑块和第一电磁导轨的磁浮间隙进行监测，可以实时获取磁浮间隙值，并且在通过实验等手段获取承板台预设面形下的磁浮间隙值时，即可利用磁阻电机组进行磁浮间隙值的反馈调节，最终调整第一承板台和第二承板台至预设面形。需要说明的是，第一磁浮滑块31由于直接与承板台相连，因此其与第一电磁导轨21的磁浮间隙直接决定了承板台的面形状态，而第二磁浮滑块通过第一电磁导轨21再由第一磁浮滑块31与承板台相连，即第二磁浮滑块与承板台间接相连，其第二磁浮滑块与第二电磁导轨22的磁浮间隙同样会对承板台的面形产生影响，故而可选地，磁浮间隙传感器组也可仅设置在第二磁浮滑块中，或者在第一磁浮滑块和第二磁浮滑块中均设置磁浮间隙传感器组，以精确调节承板台的面形，此处不作限制。

继续参考图5，可选地，光刻机双工件台还可设置至少两个水平传感器70，至少两个水平传感器70分别设置于第一承板台和第二承板台12上，用于检测第一承板台和第二承板台12在第一方向100和/或第二方向200上的水平度；控制单元还与至少两个水平传感器70电连接(图中未示出)，控制单元还用于根据至少两个水平传感器70和磁浮间隙监测传感器的反馈信号，调节磁浮滑块相对电磁导轨的磁浮间隙。

具体地，在第一承板台和第二承板台上可分别设置一个水平传感器，该水平传感器可设置在第一承板台和第二承板台的一角，并通过理论换算得出第一承板台和第二承板台在第一方向上的水平角和俯仰角；当然也可直接在承板台相邻两个边缘的中间位置分别设置一个水平传感器，此时两个水平传感器可直接分别获取承板台在第一方向上的水平角和俯仰角，而免除理论换算的过程。具体地，对于水平传感器具体的布置位置和数量，本领域技术人员可以根据实际情况进行设计。

通过设置水平传感器直接检测承板台的水平度，可以向控制单元直接反馈承板台面形状态，而再由驱动电机和磁浮滑块中的磁阻电机组可以反馈调节承板台面形，最后实现目标承板台面形。图8是本发明实施例二提供的控制单元控制逻辑示意图，参考图8，其中，控制单元中包括垂向测量系统和垂向磁浮执行器系统，垂向测量系统接收磁浮滑块上设置的磁浮间隙传感器组的数据信号，并根据数据信号换算为磁浮滑块在Z、Rx和Ry方向上的具体数值，继而通过PID(proportional、integral、derivative)环路实时反馈给垂向磁浮执行器系统，垂向磁浮执行器系统则与磁浮滑块中设置的磁阻电机连接，并可通过磁阻电机电流和磁浮间隙的关系公式：

以控制调节磁浮滑块与电磁导轨的磁浮间隙，从而形成闭环控制和调节，其中i_p、X_gp磁阻电机的电流和磁浮间隙，k为常数。需要说明的是，承板台上设置的水平传感器在该磁浮间隙闭环调节电路中起到启停作用，即水平传感器在检测到承板台面形非目标面形时，会通过PID环路向垂向磁浮执行器系统发送启动调节指令，并且在最终实现目标面形时，发送停止调节指令。

上述实施例中提供的光刻机双工件台结构，由于通常用于较大型面板的曝光工艺，因此其工件台结构相对较大，电磁导轨需满足较长行程，故而电磁导轨长度较大。继续参考图1和图2，对于第一电磁导轨21，其两端设置的第二磁浮滑块32用于支撑第一电磁导轨21上的承板台以及曝光基板，其机械强度要求较高。本发明实施例一提供的光刻机双工件台结构中，电磁导轨20还包括一个第三电磁导轨23，第三电磁导轨23沿第二方向200延伸，且第三电磁导轨23在第一方向100上位于两个第二电磁导轨22之间，第三电磁导轨23固定设置于第一基座131上；磁浮滑块30还包括两个第三磁浮滑块33，两个第三磁浮滑块33均与第三电磁导轨23嵌套设置，且第三磁浮滑块33可沿第三电磁导轨23的延伸方向滑动；第三磁浮滑块33一一对应固定连接于第二电磁导轨22的中间区域。通过在第一电磁导轨21的中间区域设置第三磁浮滑块33，利用第三磁浮滑块33和第三电磁导轨23实现对较长的第一电磁导轨21的支撑，保证了第一电磁导轨21的刚性。

另外需要说明的是，该双工件台结构中，由于磁浮滑块、电磁导轨、驱动电机的定子、动子以及基座结构等结构之间需要进行固定连接，固定连接的方式本领域技术人员可以根据实际情况进行选择，示例性地，可以采用螺丝固定的方式实现固定连接。

实施例二

针对磁浮滑块和电磁导轨组成的承板台的磁浮滑动结构，本发明实施例二提供了一种光刻机双工件台，图9是本发明实施例二提供的一种光刻机双工件台的结构示意图，图10是图9所示光刻机双工件台沿CC’的剖面结构示意图，图11是图10中线圈内结构的放大结构示意图，参考图9-11，电磁导轨20包括一个第二电磁导轨22；磁浮滑块30包括两个第二磁浮滑块32，每个第一电磁导轨21的中间固定连接一个第二磁浮滑块32，且与第二电磁导轨22嵌套设置，第二磁浮滑块32可沿第二电磁导轨22的延伸方向滑动。

其中，参考图11，第二电磁导轨22中固定设置有第二驱动电机520的第二定子522，第二动子521则与第一电磁导轨21固定连接，第二驱动电机520中的第二动子521和第二定子522相互作用，驱动第二动子521移动时，可带动整个第一电磁导轨21在第二方向上滑动。

为了保证第一电磁导轨在第二方向上滑动时，具备较好的支撑力，可以设置电磁导轨20还包括两个第四电磁导轨24，第四电磁导轨24沿第二方向200延伸，且两个第四电磁导轨24在第一方向100上位于第二电磁导轨22两侧，第四电磁导轨24固定设置于基座结构13上；磁浮滑块20还包括四个第四磁浮滑块34，每一第一电磁导轨21的两端分别固定连接一个第四磁浮滑块34，两个第一电磁导轨21同一侧的两个第四磁浮滑块34与一个第四电磁导轨24嵌套设置，且第四磁浮滑块34可沿第四电磁导轨24的延伸方向滑动。其中，第一电磁导轨21两端的第四磁浮滑块34为支撑滑块，而第二磁浮滑块32则为驱动滑块，其由第二驱动电机520提供驱动力，直接驱动第一电磁导轨21在第二方向上滑动。

实施例三

本发明实施例还提供了一种光刻机双工件台的驱动方法，该驱动方法采用如上实施例提供的任意一种光刻机双工件台，图12是本发明实施例三提供的一种光刻机双工件台的驱动方法的流程图，图13是本发明实施例三提供的工件台工位示意图，参考图1、图12和图13，该光刻机双工件台的驱动方法包括：

S110、放置第一曝光基板(未示出)于第一初始位置1的第一承板台11上；

S120、控制驱动电机驱动第一承板台11对应的第一磁浮滑块和第二磁浮滑块分别在第一电磁导轨和第二电磁导轨上沿第一方向和第二方向移动，直至第一承板台11移动至曝光位置3；

其中，曝光位置3上设置有曝光光源，通常曝光光源位置固定。进行掩膜曝光的掩膜版或工件台执行移动动作，从而对较大面积的曝光基板进行扫描或步进曝光。

S130、根据第一承板台11对应的磁浮间隙监测传感器的监测信号调节对应的磁浮滑块相对电磁导轨的磁浮间隙至预设磁浮间隙，对第一曝光基板进行曝光；同时放置第二曝光基板(未示出)于第二初始位置2的第二承板台12上；

此步骤中的曝光过程同样需要工件台对曝光位置的曝光基板进行适当移动，实现扫描或步进曝光。并且在进行曝光前，承板台需通过磁浮间隙监测传感器反馈调节至目标面形状态，具体可以通过试验获得目标面形状态时的磁浮滑块和电磁导轨的磁浮间隙，并以此为预设磁浮间隙对磁浮间隙进行调节。

S140、控制驱动电机驱动第一磁浮滑块和第二磁浮滑块分别在第一电磁导轨和第二电磁导轨上沿第一方向和第二方向移动，直至第一承板台11由曝光位置3返回第一初始位置1，第二承板台12移动至曝光位置3；

S150、根据第二承板台12对应的磁浮间隙监测传感器的监测信号调节对应的磁浮滑块相对电磁导轨的磁浮间隙至预设磁浮间隙，对曝光位置的第二曝光基板进行曝光；同时放置第三曝光基板于第一初始位置1的第一承板台11上。

在步骤S130和步骤S150中，需要同时对曝光位置3的曝光基板进行曝光和将非曝光位置的承板台上准备待曝光基板，且该准备过程包括将已曝光的曝光基板移走和将待曝光的基板置于承板台上两个步骤，通过交替移动第一承板台11和第二承板台12至曝光位置3，相对单工件台结构，可以节省曝光基板的准备时间，连续进行曝光操作，实现整机产率的提高。

本发明实施例提供的光刻机双工件台的驱动方法，通过采用上述实施例提供的光刻机双工件台，可以实现对每一工件台进行单独的面形调节，解决了现有光刻机双工件台之间相互影响面形的问题，提高了曝光基板的曝光质量，有利于改善产品的良率。同时双工件台结构可以交替进行曝光，弥补了曝光基板的准备时间，提高了整机产率。

需要说明的是，上述的驱动方法为一循环过程，参考图12，其还包括：

S160、待所有曝光基板完成曝光后，控制驱动电机驱动第一磁浮滑块和第二磁浮滑块分别在第一电磁导轨和第二电磁导轨上沿第一方向和第二方向移动，直至第一承板台11返回至第一初始位置1或第二承板台12移动返回至第二初始位置2。

通过在完成曝光后将两个承板台回归原始位置，可以便于下次曝光操作，有助于实现整机的自动化曝光。

继续参考图5，可选地，光刻机工件台还包括至少两个水平传感器70，至少两个水平传感器70分别设置于第一承板台和第二承板台12上，用于检测第一承板台和第二承板台12在第一方向和/或第二方向上在水平度；针对于此，本发明实施例还提供了一种光刻机双工件台的驱动方法，图14是本发明实施例三提供的另一种光刻机双工件台的驱动方法的流程图，参考图14，该驱动方法包括：

S210、放置第一曝光基板(未示出)于第一初始位置1的第一承板台11上；

S220、控制驱动电机驱动第一承板台11对应的第一磁浮滑块和第二磁浮滑块分别在第一电磁导轨和第二电磁导轨上沿第一方向和第二方向移动，直至第一承板台11移动至曝光位置3；

其中，曝光位置3上设置有曝光光源，通常曝光光源位置固定。进行掩膜曝光的掩膜版或工件台执行移动动作，从而对较大面积的曝光基板进行扫描或步进曝光。

S230、根据第一承板台对应的至少两个水平传感器和磁浮间隙监测传感器的反馈信号，调节磁浮滑块相对电磁导轨的磁浮间隙至预设磁浮间隙，并对第一曝光基板进行曝光；同时放置第二曝光基板(未示出)于第二初始位置2的第二承板台12上；

此步骤中的曝光过程同样需要工件台对曝光位置的曝光基板进行适当移动，实现扫描或步进曝光。

S240、控制驱动电机驱动第一磁浮滑块和第二磁浮滑块分别在第一电磁导轨和第二电磁导轨上沿第一方向和第二方向移动，直至第一承板台11由曝光位置3返回第一初始位置1，第二承板台12移动至曝光位置3；

S250、根据第二承板台对应的至少两个水平传感器和磁浮间隙监测传感器的反馈信号，调节磁浮滑块相对电磁导轨的磁浮间隙至预设磁浮间隙，并对第二曝光基板进行曝光；同时放置第三曝光基板于第一初始位置1的第一承板台11上。

S260、待所有曝光基板完成曝光后，控制驱动电机驱动第一磁浮滑块和第二磁浮滑块分别在第一电磁导轨和第二电磁导轨上沿第一方向和第二方向移动，直至第一承板台11返回至第一初始位置1或第二承板台12移动返回至第二初始位置2。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (15)

1.一种光刻机双工件台，其特征在于，包括工件台单元、电磁导轨、磁浮滑块、磁浮间隙监测传感器、多个驱动电机和控制单元；

所述工件台单元包括第一承板台、第二承板台和基座结构；

所述电磁导轨包括两个第一电磁导轨和至少一个第二电磁导轨，两个所述第一电磁导轨平行且沿第一方向延伸，所述第二电磁导轨沿第二方向延伸，所述第一方向和所述第二方向交叉；

所述磁浮滑块包括两个第一磁浮滑块和至少两个第二磁浮滑块，所述第一承板台和所述第二承板台分别固定设置在两个所述第一磁浮滑块上，两个所述第一磁浮滑块与两个所述第一电磁导轨一一对应且嵌套设置，所述第一磁浮滑块可沿所述第一电磁导轨的延伸方向滑动；每个所述第一电磁导轨上固定连接至少一个所述第二磁浮滑块，至少两个所述第二磁浮滑块与所述第二电磁导轨嵌套设置，所述第二磁浮滑块可沿所述第二电磁导轨的延伸方向滑动，所述第二电磁导轨固定设置在所述基座结构上；

所述磁浮间隙监测传感器设置于所述磁浮滑块与所述电磁导轨相对的表面上；

所述控制单元分别与所述电磁导轨、所述磁浮滑块和所述磁浮间隙监测传感器电连接，所述控制单元用于根据所述磁浮间隙监测传感器的监测信号控制所述磁浮滑块相对所述电磁导轨悬浮，且调节所述磁浮滑块相对所述电磁导轨的磁浮间隙；所述控制单元还与所述驱动电机电连接，所述控制单元控制所述驱动电机驱动所述第一磁浮滑块和所述第二磁浮滑块分别在所述第一电磁导轨和所述第二电磁导轨上沿第一方向和第二方向移动。

2.根据权利要求1所述的光刻机双工件台，其特征在于，所述电磁导轨包括两个所述第二电磁导轨；所述磁浮滑块包括四个所述第二磁浮滑块，每个所述第一电磁导轨的两端分别固定连接一个所述第二磁浮滑块，位于两个所述第一电磁导轨同一侧的两个所述第二磁浮滑块与同一个所述第二电磁导轨嵌套设置，所述第二磁浮滑块可沿所述第二电磁导轨的延伸方向滑动。

3.根据权利要求1所述的光刻机双工件台，其特征在于，所述电磁导轨包括一个所述第二电磁导轨；所述磁浮滑块包括两个所述第二磁浮滑块，每个所述第一电磁导轨的中间固定连接一个所述第二磁浮滑块，且与所述第二电磁导轨嵌套设置，所述第二磁浮滑块可沿所述第二电磁导轨的延伸方向滑动。

4.根据权利要求1-3任一所述的光刻机双工件台，其特征在于，还包括至少两个水平传感器，至少两个所述水平传感器分别设置于所述第一承板台和所述第二承板台上，用于检测所述第一承板台和所述第二承板台在所述第一方向和/或所述第二方向上的水平度；

所述控制单元还与至少两个所述水平传感器电连接，所述控制单元还用于根据至少两个所述水平传感器和所述磁浮间隙监测传感器的反馈信号，调节所述磁浮滑块相对所述电磁导轨的磁浮间隙。

5.根据权利要求4所述的光刻机双工件台，其特征在于，在每一所述第一磁浮滑块中，设置有至少两个磁阻电机组，每个所述磁阻电机组包括多个磁阻电机，多个所述磁阻电机设置于所述磁浮滑块与所述电磁导轨相对的每一表面上，且分布于垂直所述第一方向上的平面上；至少两个磁阻电机组沿第一方向排列；

在每一所述第二磁浮滑块中，设置有至少两个磁阻电机组，每个所述磁阻电机组包括多个磁阻电机，同一磁阻电机组中的多个所述磁阻电机设置于所述磁浮滑块与所述电磁导轨相对的每一表面上，且分布于垂直所述第二方向上的平面上；至少两个磁阻电机组沿第二方向排列。

6.根据权利要求5所述的光刻机双工件台，其特征在于，在每一所述第一磁浮滑块中，还设置有至少两个磁浮间隙传感器组，所述磁浮间隙传感器组与所述磁阻电机组一一对应，每个所述磁浮间隙传感器组包括多个所述磁浮间隙传感器，同一磁浮间隙传感器组中的多个所述磁浮间隙传感器分别设置于所述第一磁浮滑块与所述第一电磁导轨相对的每一表面上，且和与其对应的所述磁阻电机组设置于同一平面上；

在每一所述第二磁浮滑块中，还设置有至少两个所述磁浮间隙传感器组，所述磁浮间隙传感器组与所述磁阻电机组一一对应，每个所述磁浮间隙传感器组包括多个所述磁浮间隙传感器，同一磁浮间隙传感器组中的多个所述磁浮间隙传感器分别设置于所述第二磁浮滑块与所述第二电磁导轨相对的每一表面上，且与一所述磁阻电机组中的多个所述磁阻电机分布于垂直所述第二方向上的平面上。

7.根据权利要求6所述的光刻机双工件台，其特征在于，所述第一磁浮滑块和所述第二磁浮滑块的内表面包括上表面、第一侧表面、第二侧表面和下表面，所述上表面、所述第一侧表面和所述第二侧表面上分别设置有一个所述磁阻电机，所述下表面设置有导轨开口，且所述下表面的所述导轨开口两侧分别设置有一个所述磁阻电机。

8.根据权利要求7所述的光刻机双工件台，其特征在于，同一磁浮间隙传感器组中包括第一磁浮间隙传感器、第二磁浮间隙传感器、第三磁浮间隙传感器和第四磁浮间隙传感器，所述第一磁浮间隙传感器和所述第三磁悬浮间隙传感器分别设置在所述第一磁浮滑块内表面中的上表面和下表面，所述第二磁浮间隙传感器和所述第四磁悬浮间隙传感器分别设置在所述第一磁浮滑块内表面的所述第一侧面和所述第二侧面，且所述第一磁浮间隙传感器位于所述上表面且靠近所述第一侧表面的位置，所述第二磁浮间隙传感器位于所述第一侧表面靠近所述上表面的位置，所述第三磁浮间隙传感器位于所述下表面且靠近所述第二侧表面的位置，所述第四磁浮间隙传感器位于所述第二侧表面靠近所述下表面的位置。

9.根据权利要求5所述的光刻机双工件台，其特征在于，所述磁阻电机包括磁轭和缠绕在所述磁轭上的电磁线圈。

10.根据权利要求2所述的光刻机双工件台，其特征在于，所述基座结构包括相互独立的第一基座和第二基座，所述第二基座围绕所述第一基座设置，两个所述第二电磁导轨固定设置在所述第一基座上；

所述驱动电机包括第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机包括第一动子和和第一定子，所述第一定子固定在所述第一电磁导轨上，所述第一动子与所述第一磁浮滑块固定连接；

所述第二驱动电机包括第二动子和第二定子，所述第二定子固定在所述第二基座上，所述第二动子与所述第二电磁滑块固定连接。

11.根据权利要求10所述的光刻机双工件台，其特征在于，所述电磁导轨还包括一个第三电磁导轨，所述第三电磁导轨沿所述第二方向延伸，且所述第三电磁导轨在第一方向上位于两个所述第二电磁导轨之间，所述第三电磁导轨固定设置于所述第一基座上；

所述磁浮滑块还包括两个第三磁浮滑块，两个所述第三磁浮滑块均与所述第三电磁导轨嵌套设置，且所述第三磁浮滑块可沿所述第三电磁导轨的延伸方向滑动；所述第三磁浮滑块一一对应固定连接于所述第二电磁导轨的中间区域。

12.根据权利要求3所述的光刻机双工件台，其特征在于，所述电磁导轨还包括两个第四电磁导轨，所述第四电磁导轨沿所述第二方向延伸，且两个所述第四电磁导轨在第一方向上位于所述第二电磁导轨两侧，所述第四电磁导轨固定设置于所述基座结构上；

所述磁浮滑块还包括四个第四磁浮滑块，每一所述第一电磁导轨的两端分别固定连接一个第四磁浮滑块，两个所述第一电磁导轨同一侧的两个所述第四磁浮滑块与一个所述第四电磁导轨嵌套设置，且所述第四磁浮滑块可沿所述第四电磁导轨的延伸方向滑动。

13.一种光刻机双工件台的驱动方法，其特征在于，采用如权利要求1-12任一所述的光刻机双工件台，所述驱动方法包括：

放置第一曝光基板于第一初始位置的第一承板台上；

控制驱动电机驱动所述第一承板台对应的所述第一磁浮滑块和所述第二磁浮滑块分别在第一电磁导轨和第二电磁导轨上沿第一方向和第二方向移动，直至所述第一承板台移动至曝光位置；

根据所述第一承板台对应的磁浮间隙监测传感器的监测信号调节对应的所述磁浮滑块相对所述电磁导轨的磁浮间隙至预设磁浮间隙，对所述第一曝光基板进行曝光；同时放置第二曝光基板于第二初始位置的第二承板台上；

控制驱动电机驱动所述第一磁浮滑块和所述第二磁浮滑块分别在第一电磁导轨和第二电磁导轨上沿第一方向和第二方向移动，直至所述第一承板台由曝光位置返回第一初始位置，所述第二承板台移动至曝光位置；

根据所述第二承板台对应的磁浮间隙监测传感器的监测信号调节对应的所述磁浮滑块相对所述电磁导轨的磁浮间隙至预设磁浮间隙，对所述曝光位置的所述第二曝光基板进行曝光；同时放置第三曝光基板于第一初始位置的第一承板台上。

14.根据权利要求13所述的光刻机双工件台的驱动方法，其特征在于，所述光刻机工件台还包括至少两个水平传感器，至少两个所述水平传感器分别设置于所述第一承板台和所述第二承板台上，用于检测所述第一承板台和所述第二承板台在所述第一方向和/或所述第二方向上的水平度；

根据所述第一承板台对应的磁浮间隙监测传感器的监测信号调节对应的所述磁浮滑块相对所述电磁导轨的磁浮间隙至预设磁浮间隙，并对所述第一曝光基板进行曝光，包括：

根据所述第一承板台对应的至少两个所述水平传感器和所述磁浮间隙监测传感器的反馈信号，调节所述磁浮滑块相对所述电磁导轨的磁浮间隙至预设磁浮间隙，并对所述第一曝光基板进行曝光；

根据所述第二承板台对应的磁浮间隙监测传感器的监测信号调节对应的所述磁浮滑块相对所述电磁导轨的磁浮间隙至预设磁浮间隙，并对所述第二曝光基板进行曝光，包括：

根据所述第二承板台对应的至少两个所述水平传感器和所述磁浮间隙监测传感器的反馈信号，调节所述磁浮滑块相对所述电磁导轨的磁浮间隙至预设磁浮间隙，并对所述第二曝光基板进行曝光。

15.根据权利要求13所述的光刻机双工件台的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法还包括：

待所有曝光基板完成曝光后，控制驱动电机驱动所述第一磁浮滑块和所述第二磁浮滑块分别在第一电磁导轨和第二电磁导轨上沿第一方向和第二方向移动，直至所述第一承板台返回至所述第一初始位置或所述第二承板台移动返回至所述第二初始位置。

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