CN113220047A - 减振装置、半导体加工设备和减振方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种减振装置、半导体加工设备和减振方法，包括：反力外引控制单元接收吊框的加速度信息，进而计算第一目标力，获取运动台的运动状态，根据运动状态确定反力外引装置的第一目标工作模式，并根据第一目标工作模式和第一目标力控制执行器对吊框和基础框架进行出力；主动减振器接收地基的加速度信息，并获取吊框的位移信息和速度信息，进而计算第二目标力，获取运动台的运动状态，根据运动状态确定主动减振器的第二目标工作模式，并根据第二目标工作模式和第二目标力对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力；被动减振器隔离来自地基的振动，本发明的减振装置能到提高减振性能。

Description

减振装置、半导体加工设备和减振方法

技术领域

本发明涉及半导体加工设备的技术领域，尤其是涉及一种减振装置、半导体加工设备和减振方法。

背景技术

随着集成电路制造业的不断发展，以半导体制造为代表的微米、纳米级精密加工设备集成了光、电、控等多个学科的尖端技术。精密设备的套刻精度和产率等指标严格受限于外部绕动力对内部世界的干扰。

如图1所示的半导体加工设备的主要结构包含：光学处理单元11、主基板12、主动减振单元13、基础框架14、运动台15和吊框16等组件。该半导体加工设备的工作过程为：将待加工物料置于运动台15上，运动台15在驱动电机(在运动台与吊框之间)的驱动下带动待加工物料进行前后左右的运动，当通过置于主基板12下方的传感器检测到待加工物料运动至加工位置后，光学处理单元11对位于加工位置处的待加工物料进行加工处理(例如，曝光处理、扫描处理等)，完成该次的加工处理后，驱动电机继续驱动运动台15带动待加工物料运动至下一加工位置，光学处理单元11再对位于下一加工位置的待加工物料进行加工处理，如此完成对待加工物料上所有加工位置的处理。

在上述运动台运动的过程中，会受到外部干扰和内部干扰的影响，外部干扰会导致地基振动，地基振动会通过基础框架、主动减振单元带动主基板振动，这样，吊框也会随之而动，进而影响运动台的运动。上述地基振动主要包括：大地脉动性地面振动，自然外力振动频率较低，振幅分布在0.1-5μm，频率分布在2-5Hz；实验室工作人员走动所引起的振动，频率分布在1-3Hz；通风管道、变压器和马达所引起的振动，频率分布在6-65Hz；净化间外部车辆行驶所引起的振动，频率分布在15Hz左右；建筑物本身一般在10-100Hz频率直接摆动，即外部干扰导致的地基振动频率分布在1-100Hz，振幅小于5μm。内部干扰主要是指驱动运动台的驱动电机的反作用力作用于吊框，吊框在反作用力的作用下运动，进而影响运动台的运动。上述过程中，吊框在反作用力的作用下运动，会使吊框与主基板之间产生振动，频率为100-250Hz，同时，也会使主基板和测量框架(在主基板的下方，用于安装对待加工物料运动位置进行检测的传感器)之间产生振动，频率为50-200Hz。如果上述外部干扰和内部干扰不加以处理，待加工物料很难快速的到达稳定的加工位置，运动台的控制精度差，影响了加工时的产率和加工精度。

传统技术中，一般采用被动减振器隔离地基的中高频振动，相关技术中，也存在采用主动减振单元衰减中低频振动的现象，但是，由于驱动电机的反作用力中，主要成分为低频，主动减振单元很难衰减该扰动力，所以在实际应用中，减振效果一般。为此，现有技术中提出了一种反力外引的方案，该方案能抵消水平方向上驱动电机的反作用力，但是，来自地基的振动若不衰减或加以处理，那么，运动台的控制精度也无法有效提高。而若将反力外引装置与主被动减振器直接叠加共同工作，当为低频成分较多的驱动电机的反作用力时，由于减振器的特性，减振器参与减振可能会在低频频段产生共振，无法达到减振效果，反而会使某些频段的减振效果急剧下滑。

综上，现有的减振装置减振效果差，无法实现对运动台的高精度控制，无法满足低稳定时间的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种减振装置、半导体加工设备和减振方法，以缓解现有的减振装置减振效果差，无法实现对运动台的高精度控制，无法满足低稳定时间的要求。

第一方面，本发明实施例提供了一种减振装置，应用于半导体加工设备，所述装置包括：反力外引装置和主动减振单元；所述反力外引装置包括：反力外引控制单元和执行器，所述主动减振单元包括：主动减振器和被动减振器；

所述反力外引控制单元，用于接收第一加速度传感器检测的所述半导体加工设备的吊框的加速度信息，并根据所述吊框的加速度信息计算第一目标力；

所述反力外引控制单元，还用于获取所述半导体加工设备的运动台的运动状态，根据所述运动状态确定所述反力外引装置的第一目标工作模式，并根据所述第一目标工作模式和所述第一目标力控制所述执行器对所述半导体加工设备的吊框和基础框架进行出力，其中，所述第一目标工作模式为以下任一种：静默工作模式、半功率工作模式和全功率工作模式；

所述主动减振器，用于接收第二加速度传感器检测的所述半导体加工设备所处位置的地基的加速度信息，并获取所述吊框的位移信息和速度信息，根据所述地基的加速度信息、所述吊框的位移信息和速度信息计算第二目标力；

所述主动减振器，还用于获取所述运动台的运动状态，根据所述运动状态确定所述主动减振器的第二目标工作模式，并根据所述第二目标工作模式和所述第二目标力对所述半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，其中，所述第二目标工作模式为以下任一种：所述主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作，或者，所述主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且所述速度环控制单元和所述位置环控制单元静默工作；

所述被动减振器，用于隔离来自所述地基的振动。

进一步的，所述执行器包括：定子和动子；

所述定子与所述基础框架接触，所述动子与所述吊框接触。

进一步的，所述运动状态包括以下任一种：加速运动状态、匀速运动状态、减速运动状态、稳定运动状态和静止状态。

第二方面，本发明实施例还提供了一种半导体加工设备，包括：半导体加工设备本体和上述第一方面中任一项所述的减振装置，还包括：第一加速度传感器和第二加速度传感器。

第三方面，本发明实施例还提供了一种减振方法，应用于上述第一方面中任一项所述的反力外引控制单元，所述方法包括：

获取半导体加工设备的吊框的加速度信息，并根据所述吊框的加速度信息计算第一目标力；

获取所述半导体加工设备的运动台的运动状态，并根据所述运动状态确定第一目标工作模式，其中，所述第一目标工作模式为以下任一种：静默工作模式、半功率工作模式和全功率工作模式；

根据所述第一目标工作模式和所述第一目标力控制执行器对所述半导体加工设备的吊框和基础框架进行出力。

进一步的，根据所述运动状态确定第一目标工作模式，包括：

当所述运动状态为加速运动状态时，所述第一目标工作模式为全功率工作模式；

当所述运动状态为匀速运动状态时，所述第一目标工作模式为半功率工作模式；

当所述运动状态为减速运动状态时，所述第一目标工作模式为全功率工作模式；

当所述运动状态为稳定运动状态时，所述第一目标工作模式为静默工作模式；

当所述运动状态为静止状态时，所述第一目标工作模式为静默工作模式。

进一步的，根据所述第一目标工作模式和所述第一目标力控制执行器对所述半导体加工设备的吊框和基础框架进行出力，包括：

当所述第一目标工作模式为静默工作模式时，控制所述执行器对所述半导体加工设备的吊框和基础框架以所述第一目标力的第一比例进行出力，其中，所述第一比例的范围为：0-15％；

当所述第一目标工作模式为半功率工作模式时，控制所述执行器对所述半导体加工设备的吊框和基础框架以所述第一目标力的第二比例进行出力，其中，所述第二比例的范围为：40％-60％；

当所述第一目标工作模式为全功率工作模式时，控制所述执行器对所述半导体加工设备的吊框和基础框架以所述第一目标力的第三比例进行出力，其中，所述第三比例的范围为：90％-100％。

第四方面，本发明实施例还提供了一种减振方法，应用于上述第一方面任一项所述的主动减振器，所述方法包括：

获取半导体加工设备所处位置的地基的加速度信息，并获取所述半导体加工设备的吊框的位移信息和速度信息；

根据所述地基的加速度信息、所述吊框的位移信息和速度信息计算第二目标力；

获取所述半导体加工设备的运动台的运动状态，并根据所述运动状态确定第二目标工作模式，其中，所述第二目标工作模式为以下任一种：所述主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作，或者，所述主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且所述速度环控制单元和所述位置环控制单元静默工作；

根据所述第二目标工作模式和所述第二目标力对所述半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力。

进一步的，根据所述运动状态确定第二目标工作模式，包括：

当所述运动状态为加速运动状态时，所述第二目标工作模式为：所述主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作；

当所述运动状态为匀速运动状态时，所述第二目标工作模式为：所述主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且所述速度环控制单元和所述位置环控制单元静默工作；

当所述运动状态为减速运动状态时，所述第二目标工作模式为：所述主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作；

当所述运动状态为稳定运动状态时，所述第二目标工作模式为：所述主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作；

当所述运动状态为静止状态时，所述第二目标工作模式为：所述主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且所述速度环控制单元和所述位置环控制单元静默工作。

进一步的，根据所述第二目标工作模式和所述第二目标力对所述半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，包括：

当所述第二目标工作模式为所述主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作时，所述前馈控制单元、所述速度环控制单元和所述位置环控制单元全部以所述第二目标力对所述半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力；

当所述主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且所述速度环控制单元和所述位置环控制单元静默工作时，所述前馈控制单元以所述第二目标力对所述半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，所述速度环控制单元和所述位置环控制单元不对所述半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力。

在本发明实施例中，提供了一种减振装置，应用于半导体加工设备，该装置包括：反力外引装置和主动减振单元；反力外引装置包括：反力外引控制单元和执行器，主动减振单元包括：主动减振器和被动减振器；反力外引控制单元，用于接收第一加速度传感器检测的半导体加工设备的吊框的加速度信息，并根据吊框的加速度信息计算第一目标力；反力外引控制单元，还用于获取半导体加工设备的运动台的运动状态，根据运动状态确定反力外引装置的第一目标工作模式，并根据第一目标工作模式和第一目标力控制执行器对半导体加工设备的吊框和基础框架进行出力，其中，第一目标工作模式为以下任一种：静默工作模式、半功率工作模式和全功率工作模式；主动减振器，用于接收第二加速度传感器检测的半导体加工设备所处位置的地基的加速度信息，并获取吊框的位移信息和速度信息，根据地基的加速度信息、吊框的位移信息和速度信息计算第二目标力；主动减振器，还用于获取运动台的运动状态，根据运动状态确定主动减振器的第二目标工作模式，并根据第二目标工作模式和第二目标力对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，其中，第二目标工作模式为以下任一种：主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作，或者，主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且速度环控制单元和位置环控制单元静默工作；被动减振器，用于隔离来自地基的振动。通过上述描述可知，本发明的减振装置充分利用了反力外引装置和主动减振单元各自的减振优势，对运动台不同运动状态的干扰力进行针对性处理，提高了减振性能，进而提高了运动台运动过程中的控制精度，显著降低了稳定时间，缓解了现有的减振装置减振效果差，无法实现对运动台的高精度控制，无法满足低稳定时间要求的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种半导体加工设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种应用于半导体加工设备的减振装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的减振装置减振过程中的控制架构图；

图4为本发明实施例提供的运动台的运动轨迹的示意图；

图5为本发明实施例提供的对驱动力作傅里叶变换后的频域图；

图6为本发明实施例提供的半导体加工设备的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种减振方法的流程图；

图8为本发明实施例提供的根据运动状态确定第一目标工作模式的方法流程图；

图9为本发明实施例提供的根据第一目标工作模式和第一目标力控制执行器对半导体加工设备的吊框和基础框架进行出力的方法流程图；

图10为本发明实施例提供的一种减振方法的流程图；

图11为本发明实施例提供的根据运动状态确定第二目标工作模式的方法流程图；

图12为本发明实施例提供的根据第二目标工作模式和第二目标力对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力的方法流程图。

图标：1-减振装置；2-半导体加工设备本体；11-光学处理单元；12-主基板；13-主动减振单元；14-基础框架；15-运动台；16-吊框；17-反力外引装置；18-地基；171-反力外引控制单元；172-执行器；131-主动减振器；132-被动减振器；1311-前馈控制单元；1312-速度环控制单元；1313-位置环控制单元。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

现有的减振装置减振效果差，无法实现对运动台的高精度控制，无法满足低稳定时间的要求。

基于此，本实施例提供了一种减振装置，该减振装置充分利用了反力外引装置和主动减振单元各自的减振优势，对运动台不同运动状态的干扰力进行针对性处理，提高了减振性能，进而提高了运动台运动过程中的控制精度，显著降低了稳定时间。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种减振装置进行详细介绍。

实施例一：

图2是根据本发明实施例的一种应用于半导体加工设备的减振装置的结构示意图，如图2所示，该装置包括：反力外引装置17和主动减振单元13；反力外引装置17包括：反力外引控制单元171和执行器172，主动减振单元13包括：主动减振器131和被动减振器132；

反力外引控制单元171，用于接收第一加速度传感器检测的半导体加工设备的吊框16的加速度信息，并根据吊框16的加速度信息计算第一目标力；

反力外引控制单元171，还用于获取半导体加工设备的运动台15的运动状态，根据运动状态确定反力外引装置17的第一目标工作模式，并根据第一目标工作模式和第一目标力控制执行器172对半导体加工设备的吊框16和基础框架14进行出力，其中，第一目标工作模式为以下任一种：静默工作模式、半功率工作模式和全功率工作模式；

主动减振器131，用于接收第二加速度传感器检测的半导体加工设备所处位置的地基18的加速度信息，并获取吊框16的位移信息和速度信息，根据地基18的加速度信息、吊框16的位移信息和速度信息计算第二目标力；

主动减振器131，还用于获取运动台15的运动状态，根据运动状态确定主动减振器131的第二目标工作模式，并根据第二目标工作模式和第二目标力对半导体加工设备的基础框架14和主基板12进行出力，其中，第二目标工作模式为以下任一种：主动减振器131中的前馈控制单元1311、速度环控制单元1312和位置环控制单元1313全部全功率工作，或者，主动减振器131中的前馈控制单元1311全功率工作，且速度环控制单元1312和位置环控制单元1313静默工作；

被动减振器132，用于隔离来自地基18的振动。

在本发明实施例中，半导体加工设备的运动台15的应用场景繁多，根据半导体加工设备的工作流程可分为上片、调焦调平、硅片对准、掩模对准、曝光和下片，运动台15的应用场景可以包括：交接片、调焦调平、硅片对准、掩模对准和曝光，在以上应用场景中，运动台15的运动状态包括：加速运动状态、匀速运动状态、减速运动状态、稳定运动状态和静止状态，内外部扰动会极大的干扰运动台15运动控制的精度和稳定时间。

在实际应用中半导体加工设备的基础框架14与地基18固连，主基板12下方固连吊框16，吊框16上承载运动台15，主基板12上方承载光学处理单元11。

图3中示出了减振装置减振过程中的控制架构图，在图3中，最粗的箭头表示刚性连接线，次粗的箭头表示作用力的线，最细的箭头表示信号线。反力外引装置17能够衰减吊框16上受到的运动台15的反作用力，主动减振单元13安装在基础框架14和主基板12之间，能够衰减从地基18传给基础框架14的振动，同时，衰减反力外引装置17对基础框架14的反作用力。

上述半导体加工设备的运动台15的运动轨迹存在先加速再匀速再减速到0的运动形式，图4中示出了运动台15的运动轨迹，整个运动过程在时域上有以下细分，如下表所示：

项	时刻记录	具体时间
			加速时间段	T0-T1	0-0.07s
匀速时间段	T1-T2	0.07-0.15s
			减速时间段	T2-T3	0.15-0.21s
稳定时间段	T3-T4	0.21-0.3s

当运动台15加速运动或者减速运动时，驱动运动台15的电机会产生较大的驱动力，通过对加速时间段和减速时间段的驱动力作傅里叶变换如图5所示，在加速时间段(T0-T1)和减速时间段(T2-T3)，驱动电机出力最大可达上千牛，通过对加速时间段和减速时间段的驱动力作傅里叶变换，得到驱动电机的驱动力主要成分为低频分量，分布在0-4Hz(图5中，横坐标表示频率，纵坐标表示能量)，而主动减振单元13对低频振动衰减率比较低，通过反力外引装置17直接产生与该驱动电机大小相等方向相反的力，则通过吊框16传递给主基板12的力大幅减少，内部世界的残余振动幅值会大大降低，低频分量也会显著减少。具体实现时，反力外引控制单元171接收第一加速度传感器检测的半导体加工设备的吊框16的加速度信息，并根据吊框16的加速度信息计算第一目标力，反力外引控制单元171还获取半导体加工设备的运动台15的运动状态，根据运动状态确定反力外引装置17的第一目标工作模式，最后，根据第一目标工作模式和第一目标力控制执行器172对半导体加工设备的吊框16和基础框架14进行出力。

另外，半导体加工设备正常工作时，大地的振动、实验室内部人员的走动和实验室外界的车辆等引起的振动通过地基18、基础框架14传递给内部世界，该振动可近似为1-100Hz/10^-7-10^-6(m²/s³)，通过主动减振单元13衰减；此外，反力外引装置17的电机的反作用力由于传递给基础框架14，会衰减一部分能量，通过主动减震器继续衰减剩余部分能量；当运动台15匀速运动时，内部扰动力主要是中高频分量，一般是机械结构的约束和自由模态，分布在50-500Hz，比如，吊框16与主基板12的连接模态，一般为150Hz，通过主动减振单元13对中高频衰减。具体实现是，主动减振器131接收第二加速度传感器检测的半导体加工设备所处位置的地基18的加速度信息，并获取吊框16的位移信息和速度信息，根据地基18的加速度信息、吊框16的位移信息和速度信息计算第二目标力，还获取运动台15的运动状态，根据运动状态确定主动减振器131的第二目标工作模式，并根据第二目标工作模式和第二目标力对半导体加工设备的基础框架14和主基板12进行出力，被动减振器132隔离来自地基18的振动。

在本发明实施例中，提供了一种减振装置，应用于半导体加工设备，该装置包括：反力外引装置和主动减振单元；反力外引装置包括：反力外引控制单元和执行器，主动减振单元包括：主动减振器和被动减振器；反力外引控制单元，用于接收第一加速度传感器检测的半导体加工设备的吊框的加速度信息，并根据吊框的加速度信息计算第一目标力；反力外引控制单元，还用于获取半导体加工设备的运动台的运动状态，根据运动状态确定反力外引装置的第一目标工作模式，并根据第一目标工作模式和第一目标力控制执行器对半导体加工设备的吊框和基础框架进行出力，其中，第一目标工作模式为以下任一种：静默工作模式、半功率工作模式和全功率工作模式；主动减振器，用于接收第二加速度传感器检测的半导体加工设备所处位置的地基的加速度信息，并获取吊框的位移信息和速度信息，根据地基的加速度信息、吊框的位移信息和速度信息计算第二目标力；主动减振器，还用于获取运动台的运动状态，根据运动状态确定主动减振器的第二目标工作模式，并根据第二目标工作模式和第二目标力对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，其中，第二目标工作模式为以下任一种：主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作，或者，主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且速度环控制单元和位置环控制单元静默工作；被动减振器，用于隔离来自地基的振动。通过上述描述可知，本发明的减振装置充分利用了反力外引装置和主动减振单元各自的减振优势，对运动台不同运动状态的干扰力进行针对性处理，提高了减振性能，进而提高了运动台运动过程中的控制精度，显著降低了稳定时间，缓解了现有的减振装置减振效果差，无法实现对运动台的高精度控制，无法满足低稳定时间要求的技术问题。

在本发明的一个可选实施例中，执行器172包括：定子和动子；定子与基础框架14接触，动子与吊框16接触。

在本发明的一个可选实施例中，运动状态包括以下任一种：加速运动状态、匀速运动状态、减速运动状态、稳定运动状态和静止状态。

实施例二：

图6是根据本发明实施例的半导体加工设备的结构示意图，如图6所示，半导体加工设备包括：半导体加工设备本体2和减振装置1，还包括：第一加速度传感器和第二加速度传感器。

实施例三：

根据本发明实施例，提供了一种减振方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图7是根据本发明实施例的一种减振方法的流程图，该减振方法应用于上述实施例一中的反力外引控制单元，如图7所示，该方法包括如下步骤：

步骤S702，获取半导体加工设备的吊框的加速度信息，并根据吊框的加速度信息计算第一目标力；

步骤S704，获取半导体加工设备的运动台的运动状态，并根据运动状态确定第一目标工作模式，其中，第一目标工作模式为以下任一种：静默工作模式、半功率工作模式和全功率工作模式；

在本发明的一个可选实施例中，参考图8，根据运动状态确定第一目标工作模式，具体包括如下步骤：

步骤S801，当运动状态为加速运动状态时，第一目标工作模式为全功率工作模式；

步骤S802，当运动状态为匀速运动状态时，第一目标工作模式为半功率工作模式；

步骤S803，当运动状态为减速运动状态时，第一目标工作模式为全功率工作模式；

步骤S804，当运动状态为稳定运动状态时，第一目标工作模式为静默工作模式；

步骤S805，当运动状态为静止状态时，第一目标工作模式为静默工作模式。

步骤S706，根据第一目标工作模式和第一目标力控制执行器对半导体加工设备的吊框和基础框架进行出力。

在本发明的一个可选实施例中，参考图9，根据第一目标工作模式和第一目标力控制执行器对半导体加工设备的吊框和基础框架进行出力，具体包括如下步骤：

步骤S901，当第一目标工作模式为静默工作模式时，控制执行器对半导体加工设备的吊框和基础框架以第一目标力的第一比例进行出力，其中，第一比例的范围为：0-15％；

步骤S902，当第一目标工作模式为半功率工作模式时，控制执行器对半导体加工设备的吊框和基础框架以第一目标力的第二比例进行出力，其中，第二比例的范围为：40％-60％；

步骤S903，当第一目标工作模式为全功率工作模式时，控制执行器对半导体加工设备的吊框和基础框架以第一目标力的第三比例进行出力，其中，第三比例的范围为：90％-100％。

实施例四：

根据本发明实施例，提供了一种减振方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图10是根据本发明实施例的一种减振方法的流程图，该减振方法应用于上述实施例一中的主动减振器，如图10所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取半导体加工设备所处位置的地基的加速度信息，并获取半导体加工设备的吊框的位移信息和速度信息；

步骤S104，根据地基的加速度信息、吊框的位移信息和速度信息计算第二目标力；

步骤S106，获取半导体加工设备的运动台的运动状态，并根据运动状态确定第二目标工作模式，其中，第二目标工作模式为以下任一种：主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作，或者，主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且速度环控制单元和位置环控制单元静默工作；

在本发明的一个可选实施例中，参考图11，根据运动状态确定第二目标工作模式，具体包括如下步骤：

步骤S111，当运动状态为加速运动状态时，第二目标工作模式为：主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作；

步骤S112，当运动状态为匀速运动状态时，第二目标工作模式为：主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且速度环控制单元和位置环控制单元静默工作；

步骤S113，当运动状态为减速运动状态时，第二目标工作模式为：主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作；

步骤S114，当运动状态为稳定运动状态时，第二目标工作模式为：主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作；

步骤S115，当运动状态为静止状态时，第二目标工作模式为：主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且速度环控制单元和位置环控制单元静默工作。

步骤S108，根据第二目标工作模式和第二目标力对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力。

在本发明的一个可选实施例中，参考图12，根据第二目标工作模式和第二目标力对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，具体包括如下步骤：

步骤S121，当第二目标工作模式为主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作时，前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部以第二目标力对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力；

步骤S122，当主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且速度环控制单元和位置环控制单元静默工作时，前馈控制单元以第二目标力对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，速度环控制单元和位置环控制单元不对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力。

下面以通俗的语言对减振方法的执行流程进行介绍：

首先，定义反力外引装置的三种工作模式，分别是静默工作模式，简写为IDLE模式；半功率工作模式，简写为HALF模式；全功率工作模式，简写为FULL模式，再定义主动减振单元的两种工作模式，分别是主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且速度环控制单元和位置环控制单元静默工作，简写为FF模式；主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作，简写为FFB模式。

第一步：当运动台开始运动时，即T1＞t＞T0，加速度a＞0，此时，运动台在加速运动，主动减振单元处于FFB模式，前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部以第二目标力对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，反力外引装置处于FULL模式，控制执行器对半导体加工设备的吊框和基础框架以第一目标力的90％-100％进行出力；

第二步：当完成加速运动后，即T2＞t＞T1，加速度a＝0，此时，运动台在匀速运动，主动减振单元处于FF模式，前馈控制单元以第二目标力对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，速度环控制单元和位置环控制单元不对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，反力外引装置处于HALF模式，控制执行器对半导体加工设备的吊框和基础框架以第一目标力的40％-60％进行出力；

第三步：当完成匀速运动后，即T3＞t＞T2，加速度a＜0，此时，运动台在减速运动，主动减振单元处于FFB模式，前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部以第二目标力对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，反力外引装置处于FULL模式，控制执行器对半导体加工设备的吊框和基础框架以第一目标力的90％-100％进行出力；

第四步：当完成减速运动后，即T4＞t＞T3，加速度a＝0，此时，运动台处于稳定阶段，主动减振单元处于FFB模式，前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部以第二目标力对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，反力外引装置处于IDLE模式，控制执行器对半导体加工设备的吊框和基础框架以第一目标力的0-15％进行出力；

第五步：当完成稳定阶段后，即t＞T4，加速度a＝0，速度v＝0，此时，运动台处于静止阶段，主动减振单元处于FF模式，前馈控制单元以第二目标力对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，速度环控制单元和位置环控制单元不对半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，反力外引装置处于IDLE模式，控制执行器对半导体加工设备的吊框和基础框架以第一目标力的0-15％进行出力。

本发明的减振装置和减振方法根据运动台在运动过程中受到的实际扰动力，并在加速、减速、匀速和稳定时间过程中，分析出扰动力的低频分量、中频分量和高频分量进行单独减振，提高了减振效率，提高了运动过程中的控制精度，显著降低了稳定时间。

本发明的减振装置和减振方法将反力外引装置和主动减振单元共同参与控制，并通过上层减振方法的控制策略的控制，协同工作，避免相互干扰和影响，最大化的发挥各自的减振性能；在运动台加/减速过程中，采用主动减振单元和反力外引固定比例共同参与减振，极大的提高了振动衰减率，提高控制精度，降低运动控制误差；在运动台匀速运动过程中，采用反力外引装置和主动减振单元固定比例共同减振，在保证振动衰减率的前提下，提高了匀速过程中的鲁棒性；在路径规划结束时，采用主动减振单元和反力外引装置共同参与减振，显著降低了稳定时间。

本发明实施例所提供的减振装置、半导体加工设备和减振方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种减振装置，其特征在于，应用于半导体加工设备，所述装置包括：反力外引装置和主动减振单元；所述反力外引装置包括：反力外引控制单元和执行器，所述主动减振单元包括：主动减振器和被动减振器；

所述反力外引控制单元，用于接收第一加速度传感器检测的所述半导体加工设备的吊框的加速度信息，并根据所述吊框的加速度信息计算第一目标力；

所述反力外引控制单元，还用于获取所述半导体加工设备的运动台的运动状态，根据所述运动状态确定所述反力外引装置的第一目标工作模式，并根据所述第一目标工作模式和所述第一目标力控制所述执行器对所述半导体加工设备的吊框和基础框架进行出力，其中，所述第一目标工作模式为以下任一种：静默工作模式、半功率工作模式和全功率工作模式；

所述主动减振器，用于接收第二加速度传感器检测的所述半导体加工设备所处位置的地基的加速度信息，并获取所述吊框的位移信息和速度信息，根据所述地基的加速度信息、所述吊框的位移信息和速度信息计算第二目标力；

所述主动减振器，还用于获取所述运动台的运动状态，根据所述运动状态确定所述主动减振器的第二目标工作模式，并根据所述第二目标工作模式和所述第二目标力对所述半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，其中，所述第二目标工作模式为以下任一种：所述主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作，或者，所述主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且所述速度环控制单元和所述位置环控制单元静默工作；

所述被动减振器，用于隔离来自所述地基的振动。

2.根据权利要求1所述的减振装置，其特征在于，所述执行器包括：定子和动子；

所述定子与所述基础框架接触，所述动子与所述吊框接触。

3.根据权利要求1所述的减振装置，其特征在于，所述运动状态包括以下任一种：加速运动状态、匀速运动状态、减速运动状态、稳定运动状态和静止状态。

4.一种半导体加工设备，其特征在于，包括：半导体加工设备本体和上述权利要求1至3中任一项所述的减振装置，还包括：第一加速度传感器和第二加速度传感器。

5.一种减振方法，其特征在于，应用于上述权利要求1至3中任一项所述的反力外引控制单元，所述方法包括：

获取半导体加工设备的吊框的加速度信息，并根据所述吊框的加速度信息计算第一目标力；

获取所述半导体加工设备的运动台的运动状态，并根据所述运动状态确定第一目标工作模式，其中，所述第一目标工作模式为以下任一种：静默工作模式、半功率工作模式和全功率工作模式；

根据所述第一目标工作模式和所述第一目标力控制执行器对所述半导体加工设备的吊框和基础框架进行出力。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述运动状态确定第一目标工作模式，包括：

当所述运动状态为加速运动状态时，所述第一目标工作模式为全功率工作模式；

当所述运动状态为匀速运动状态时，所述第一目标工作模式为半功率工作模式；

当所述运动状态为减速运动状态时，所述第一目标工作模式为全功率工作模式；

当所述运动状态为稳定运动状态时，所述第一目标工作模式为静默工作模式；

当所述运动状态为静止状态时，所述第一目标工作模式为静默工作模式。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述第一目标工作模式和所述第一目标力控制执行器对所述半导体加工设备的吊框和基础框架进行出力，包括：

当所述第一目标工作模式为静默工作模式时，控制所述执行器对所述半导体加工设备的吊框和基础框架以所述第一目标力的第一比例进行出力，其中，所述第一比例的范围为：0-15％；

当所述第一目标工作模式为半功率工作模式时，控制所述执行器对所述半导体加工设备的吊框和基础框架以所述第一目标力的第二比例进行出力，其中，所述第二比例的范围为：40％-60％；

当所述第一目标工作模式为全功率工作模式时，控制所述执行器对所述半导体加工设备的吊框和基础框架以所述第一目标力的第三比例进行出力，其中，所述第三比例的范围为：90％-100％。

8.一种减振方法，其特征在于，应用于上述权利要求1至3中任一项所述的主动减振器，所述方法包括：

获取半导体加工设备所处位置的地基的加速度信息，并获取所述半导体加工设备的吊框的位移信息和速度信息；

根据所述地基的加速度信息、所述吊框的位移信息和速度信息计算第二目标力；

获取所述半导体加工设备的运动台的运动状态，并根据所述运动状态确定第二目标工作模式，其中，所述第二目标工作模式为以下任一种：所述主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作，或者，所述主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且所述速度环控制单元和所述位置环控制单元静默工作；

根据所述第二目标工作模式和所述第二目标力对所述半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述运动状态确定第二目标工作模式，包括：

当所述运动状态为加速运动状态时，所述第二目标工作模式为：所述主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作；

当所述运动状态为匀速运动状态时，所述第二目标工作模式为：所述主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且所述速度环控制单元和所述位置环控制单元静默工作；

当所述运动状态为减速运动状态时，所述第二目标工作模式为：所述主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作；

当所述运动状态为稳定运动状态时，所述第二目标工作模式为：所述主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作；

当所述运动状态为静止状态时，所述第二目标工作模式为：所述主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且所述速度环控制单元和所述位置环控制单元静默工作。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述第二目标工作模式和所述第二目标力对所述半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，包括：

当所述第二目标工作模式为所述主动减振器中的前馈控制单元、速度环控制单元和位置环控制单元全部全功率工作时，所述前馈控制单元、所述速度环控制单元和所述位置环控制单元全部以所述第二目标力对所述半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力；

当所述主动减振器中的前馈控制单元全功率工作，且所述速度环控制单元和所述位置环控制单元静默工作时，所述前馈控制单元以所述第二目标力对所述半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力，所述速度环控制单元和所述位置环控制单元不对所述半导体加工设备的基础框架和主基板进行出力。

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