一种用于光刻机工件台的线缆台的制作方法
【专利摘要】一种用于光刻机工件台的线缆台，主要应用于半导体光刻机中。该线缆台含有从平面电机引出的线缆束、X方向和Y方向直线导轨滑块机构、X方向直线电机和Y方向驱动装置。Y方向直线导轨滑块机构通过L型连接板与X方向直线导轨滑块机构的滑块连接；线缆束与X方向直线导轨滑块机构的滑块连接；Y方向驱动装置含有微型伺服电机、一个沿Y轴方向布置的同步带传动机构和悬臂支撑杆。本发明的线缆束与平面电机之间没有硬连接，线缆台可自由运动；通过线性光栅尺和光电位置探测器跟随的方式控制线缆台和平面电机动子之间的距离，避免了线缆束对平面电机动子运动的干扰，进而降低了线缆束对工作台的响应速度和运动过程中的速度和运动定位精度的影响。
【专利说明】—种用于光刻机工件台的线缆台
【技术领域】
[0001]本发明涉及光刻机硅片台线缆台，主要应用于半导体光刻机中，属于半导体制造装备领域。
【背景技术】
[0002]为了满足硅片台大行程和高速、高精度的苛刻要求，传统的线缆台通常采用工程塑料拖链正交叠层的结构。随着磁浮硅片台技术的发展，硅片台平面电机动子厚度逐渐变薄，电缆数量增加，采用工程塑料拖链正交叠层的结构的线缆台的厚度上和宽度上逐渐到达极限，无法突破；另外，随着线缆数量的增加，线缆的质量也随之增加，对于硅片台平面电机动子的运动也造成了干扰，限制了硅片台平面电机动子的运动速度和精度，妨碍了其加速度的提闻。
【发明内容】
[0003]为了降低线缆对光刻机工件台运动的干扰，从而提高光刻机硅片台平面电机动子的运动速度、加速度和定位精度，进而促进光刻机的生产率、套刻精度和分辨率的提高，本发明提供一种用于光刻机工件台的线缆台。
[0004]本发明的技术方案如下:
[0005]一种用于光刻机工件台的线缆台，其特征在于:所述的线缆台含有从平面电机引出的线缆束、X方向直线导轨滑块机构、Y方向直线导轨滑块机构、X方向直线电机和Y方向驱动装置；所述的Y方向直线导轨滑块机构通过一个L型连接板与X方向直线导轨滑块机构的滑块连接在一起；所述的线缆束与所述的X方向直线导轨滑块机构的滑块连接，所述的X方向直线电机驱动X方向直线导轨滑块机构的滑块沿着X方向运动；所述的Y方向驱动装置含有一个微型伺服电机、一个沿Y轴方向布置的同步带传动机构和一个悬臂支撑杆；所述的悬臂支撑杆沿Y方向布置；所述的微型伺服电机设置在悬臂支撑杆的固定端，所述的同步带传动机构的主动轮设置在悬臂支撑杆的固定端，从动轮设置在悬臂支撑杆的非固定端，微型伺服电机的转轴与同步带传动机构的主动轮同轴布置，驱动同步带传动机构的主动轮转动；同步带传动机构的传动带的两端分别绕过主动轮和从动轮与所述的Y方向直线导轨滑块机构的滑块固定在一起；方向直线导轨滑块机构的导轨设置在所述的悬臂支撑杆上。
[0006]本发明的技术特征还在于:在平面电机动子与线缆台之间分别安装三个光电位置探测器，其中两个光电位置探测器沿X方向对称布置在线缆束的两侧，另外一个安装在平面电机动子沿Y方向的侧面与悬臂支撑杆之间；每个光电位置探测器包括一个光电位置传感器和一个激光准直器，沿X方向对称布置的两个激光准直器分别固定在X方向直线导轨滑块机构的滑块上，与两个激光准直器所对应的两个光电位置传感器则分别布置在平面电机动子上，使每个激光准直器垂直于光电位置传感器的感光面；所述的安装在平面电机动子沿Y方向侧面的激光准直器固定在Y方向直线导轨滑块机构的滑块上，与安装在沿Y方向侧面的激光准直器所对应的光电位置传感器则布置在平面电机动子上，使该激光准直器垂直于光电位置传感器的感光面。
[0007]本发明的另一技术特征在于:在所述的Y方向直线导轨滑块机构和X方向直线导轨滑块机构上分别安装有X方向线性光栅尺组件和Y方向线性光栅尺组件。
[0008]本发明所述的线缆束采用扁平的线缆排管。
[0009]本发明所述的一种用于光刻机工件台的线缆台具有以下优点及突出性效果:本发明的线缆台使得从平面电机里引出的线缆束与平面电机之间没有硬连接，使得线缆台可自由的运动，通过线性光栅尺和光电位置探测器跟随的方式控制线缆台和平面电机动子之间的距离，避免了线缆束对平面电机动子运动的干扰，进而降低了线缆束对三自由度工作台的响应速度和其运动过程中的速度，加速度和运动定位精度的影响。
图附说明
[0010]图1是本发明所述的一种用于光刻机工件台的线缆台的结构示意图。
[0011]图2是线缆台的Y方向直线导轨滑块机构与微型伺服电机和同步带传动机构安装结构示意图。
[0012]图3是线缆台的X方向直线导轨滑块机构和X方向线性光栅尺组件的安装结构示意图。
[0013]图中:1 一平面电机动子；2—平面电机定子；4一基座；5 —X方向直线导轨滑块机构；6— Y方向直线导轨滑块机构；7— X方向直线电机；8—线缆束；9一Y方向驱动装置；10—微型伺服电机；11—同步带传动机构；12—悬臂支撑杆；13 —L型连接板；15 —X方向线性光栅尺组件；16 — Y方向线性光栅尺组件；17—激光准直器；18—光电位置传感器。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明的具体结构、机理和工作过程作进一步的说明。
[0015]图1是本发明所述的一种用于光刻机工件台的线缆台的结构示意图，所述光刻机工件台包括磁浮平面电机、线缆台和基座4 ;磁浮平面电机包含一个平面电机动子I和一个平面电机定子2 ;平面电机动子I与线缆台的一端连接在一起，位于平面电机定子2上表面做磁浮运动，平面电机定子2固定在基座4上。所述的线缆台含有从平面电机引出的线缆束8、一个X方向直线导轨滑块机构5、一个Y方向直线导轨滑块机构6、一个X方向直线电机7和Y方向驱动装置9。
[0016]图2是线缆台的Y方向直线导轨滑块机构与微型伺服电机和同步带传动机构安装结构示意图，所述的Y方向驱动装置9含有一个微型伺服电机10、一个沿Y轴方向布置的同步带传动机构11和一个悬臂支撑杆12 ;所述的悬臂支撑杆12沿Y方向布置；所述的微型伺服电机10设置在悬臂支撑杆12的固定端，所述的同步带传动机构11的主动轮设置在悬臂支撑杆12的固定端，从动轮设置在悬臂支撑杆12的非固定端，微型伺服电机10的转轴与同步带传动机构11的主动轮同轴布置，驱动同步带传动机构11的主动轮转动；同步带传动机构11的传动带的两端分别绕过主动轮和从动轮与所述的Y方向直线导轨滑块机构6的滑块固定在一起；Y方向直线导轨滑块机构6的导轨设置在所述的悬臂支撑杆12上。所述的Y方向直线导轨滑块机构6通过一个L型连接板13与X方向直线导轨滑块机构5的滑块连接在一起。沿Y方向直线导轨滑块机构6上还装有一组Y方向线性光栅尺组件16，用于Y方向直线导轨滑块机构6的滑块与动子之间沿Y方向的相对位移做测量。
[0017]图3是线缆台的X方向直线导轨滑块机构和X方向线性光栅尺组件的安装结构示意图，X方向直线电机7包括一个X方向直线电机7的动子线圈和一个X方向直线电机的定子磁钢，安装在基座4的下方，使得X方向直线电机的动子线圈位于X方向直线电机的定子磁钢的磁场中间；所述的X方向直线导轨滑块机构5包含X方向直线导轨滑块机构的滑块和一条X方向直线导轨滑块机构的导轨，安装在基座4沿X方向的一个侧面；沿X方向直线导轨滑块机构上还装有一组X方向线性光栅尺组件15，用于对线缆台与基座之间沿X方向的相对位移做测量。
[0018]在平面电机动子与线缆台之间分别安装有三个光电位置探测器，其中两个光电位置探测器沿X方向对称布置在线缆束8的两侧，另外一个安装在平面电机动子I沿Y方向的侧面与悬臂支撑杆12之间；该光电位置探测器包括一个光电位置传感器18和一个激光准直器17，所述的沿X方向布置的两个激光准直器17分别固定在X方向直线导轨滑块机构5的滑块上，所对应的两个光电位置传感器18则分别布置在平面电机动子上，使每个激光准直器垂直于所对应的光电位置传感器17的感光面。
[0019]所述的沿Y方向布置的另一个激光准直器固定在Y方向直线导轨滑块机构6的滑块上，该激光准直器所对应的光电位置传感器布置在平面电机动子上，使该激光准直器垂直于光电位置传感器的感光面。
[0020]本发明的工作原理如下:在光刻机工件台系统上电启动之后，需要首先皿平面电机动子I相对于平面电机定子2的相对位置，在这个过程中，线缆台就要跟随平面电机动子I在平面电机定子2所在的水平面内运动:当平面电机动子I在平面电机定子2所在的水平面内沿X方向平移时，则线缆台在沿X方向直线电机7驱动之下，跟随平面电机动子I沿X方向平移，而线缆台与平面电机动子I沿X方向之间的间距是由沿X方向布置的两个光电位置探测器18来做测量，光电位置探测器18是一种二维位移测量传感器，沿X方向布置的两个光电位置探测器18可同时测量沿X方向和沿Z方向的位移变化量，并反馈给进行绝对测量的X方向线性光栅尺组件15，然后X方向线性光栅尺组件15的信号再传送给X方向直线电机7的驱动器，驱使X方向直线电机7平移，使得该线缆台跟平面电机动子I之间的相对位置不变。
[0021]当平面电机动子I在平面电机定子2所在的水平面内沿Y方向平移，则线缆台可沿Y方向直线导轨滑块机构6跟随平面电机动子I沿Y方向平移，而线缆台与平面电机动子I沿Y方向之间固定有线缆束8，平面电机动子I与线缆束8两者之间无相对运动；当线缆束8跟随平面电机动子I沿Y方向滚动时，线缆台与平面电机动子I沿Y方向之间的间距通过沿Y方向布置的一个光电位置探测器18来测量的，光电位置探测器18安装在平面电机动子I上，对应的激光准直器17则安装在Y方向直线导轨滑块机构6的滑块上，Y方向驱动装置9是为了保证沿X方向布置的光电位置探测器18与激光准直器17的测量相对位置不变而设置的；光电位置探测器18可同时测量沿Y方向和沿Z方向的位移变化量，并反馈给Y方向线性光栅尺组件16和Y方向同步带传动机构11的微型伺服电机驱动器，使该线缆台始终跟随平面电机定子2并保持相对位置不变。
[0022]当平面电机动子I在平面电机定子2所在的水平面内沿X方向发生小幅度转动时，可通过沿Y方向布置的一个光电位置探测器18在Z方向上的位移变化量和两个沿X方向布置的光电位置探测器任意一个在Z方向上的位移变化量的差动计算获得。
[0023]当平面电机动子I在平面电机定子2所在的水平面内沿Y方向发生小幅度转动时，可通过两个沿X方向布置的光电位置探测器18各自在Z方向上的位移变化量的差动计
算获得。
[0024]当平面电机动子I在平面电机定子2所在的水平面内沿Z方向发生小幅度转动时，可通过沿Y方向布置的一个光电位置探测器18在Y方向上的位移变化量和两个沿X方向布置的光电位置探测器18任意一个在X轴方向上的位移变化量的差动计算获得。
[0025]在停止阶段，当平面电机低速运动静止工位上方，然后所有驱动装置配合减速停放在静止工位上。
【权利要求】
1.一种用于光刻机工件台的线缆台，其特征在于:所述的线缆台含有从平面电机引出的线缆束(8)、X方向直线导轨滑块机构(5)、Y方向直线导轨滑块机构(6)、Χ方向直线电机(7)和Y方向驱动装置(9);所述的Y方向直线导轨滑块机构(6)通过一个L型连接板(13)与X方向直线导轨滑块机构(5)的滑块连接在一起；所述的线缆束(8)与所述的X方向直线导轨滑块机构(5)的滑块连接，所述的X方向直线电机驱动X方向直线导轨滑块机构(5)的滑块沿着X方向运动；所述的Y方向驱动装置(9)含有一个微型伺服电机(10)、一个沿Y轴方向布置的同步带传动机构(11)和一个悬臂支撑杆(12);所述的悬臂支撑杆(12)沿Y方向布置；所述的微型伺服电机(10)设置在悬臂支撑杆(12)的固定端，所述的同步带传动机构(11)的主动轮设置在悬臂支撑杆(12)的固定端，从动轮设置在悬臂支撑杆(12)的非固定端，微型伺服电机(10)的转轴与同步带传动机构(11)的主动轮同轴布置，驱动同步带传动机构(11)的主动轮转动；同步带传动机构(11)的传动带的两端分别绕过主动轮和从动轮与所述的Y方向直线导轨滑块机构(6)的滑块固定在一起；￥方向直线导轨滑块机构(6)的导轨设置在所述的悬臂支撑杆上。
2.按照权利要求1所述的一种用于光刻机工件台的线缆台，其特征在于:在平面电机动子与线缆台之间分别安装三个光电位置探测器，其中两个光电位置探测器沿X方向对称布置在线缆束(8)的两侧，另外一个安装在平面电机动子(I)沿Y方向的侧面与悬臂支撑杆(12)之间；每个光电位置探测器包括一个光电位置传感器(18)和一个激光准直器(17)，沿X方向对称布置的两个激光准直器分别固定在X方向直线导轨滑块机构(5)的滑块上，与两个激光准直器所对应的两个光电位置传感器则分别布置在平面电机动子(I)上，使每个激光准直器垂直于光电位置传感器(17)的感光面；所述的安装在平面电机动子沿Y方向侧面的激光准直器固定在Y方向直线导轨滑块机构(6)的滑块上，与安装在沿Y方向侧面的激光准直器所对应的光电位置传感器则布置在平面电机动子上，使该激光准直器垂直于光电位置传感器的感光面。
3.按照权利要求1所述的一种用于光刻机工件台的线缆台，其特征在于:在所述的Y方向直线导轨滑块机构(6)和X方向直线导轨滑块机构(5)上分别安装有X方向线性光栅尺组件(15)和Y方向线性光栅尺`组件(16)。
4.按照权利要求1所述的一种用于光刻机工件台的线缆台，其特征在于:所述的线缆束(8)采用扁平的线缆排管。
【文档编号】G03F7/20GK103439867SQ201310388961
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】朱煜, 刘召, 张鸣, 成荣, 杨开明, 徐登峰, 张利, 秦慧超, 赵彦坡, 胡清平, 田丽, 叶伟楠, 张金, 尹文生, 穆海华, 胡金春 申请人:清华大学, 北京华卓精科科技有限公司