步进扫描光刻机的自消除振动力的扫描狭缝装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体设备制造技术领域，尤其涉及一种步进扫描光刻机的自消除振动力的扫描狭缝装置。
技术背景
[0002]大规模集成电路生产是现代微电子技术的核心，而半导体光刻设备是发展集成电路的基础。步进扫描光刻机利用扫描狭缝限定掩模面照明视场大小及其中心位置，并通过与掩模台/硅片台的同步运动，使物镜视场光强分布轮廓在硅片面的光强形成积分，完成对硅片的曝光。在曝光视场的起始与终止位置处，扫描狭缝可以避免位于曝光视场之外的部分照明视场照射到相邻曝光场上，保证曝光场以外的区域不受成像光束的影响。
[0003]产率是半导体光刻设备三大性能参数之一。为了提高产率，需要提高步进扫描光刻机的扫描速度。由于扫描狭缝装置的振动力直接作用在光刻机主框架上，因此当扫描速度提高后，扫描过程中产生的振动力对光刻机整机框架也将产生较大影响。
[0004]在先技术CN 103163738 A介绍了一种用于补偿照明扫描向刀口驱动反力的装置，但此装置通过支撑簧片连接安装座和照明刀口安装支架，刀口驱动反力实际上仍能通过支撑簧片传递到安装座上，因此该装置无法完全消除由于刀口驱动反力产生的振动力的影响，且支撑簧片变形将导致刀口位置发生变化，影响刀口的定位。
[0005]现有技术欲解决在不影响刀口运动和定位的基础上，实现振动力的完全自消除。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于克服在先技术的缺点，提供一种步进扫描光刻机的自消除振动力的扫描狭缝装置，该装置在不影响刀口的运动和定位的同时，可完全消除振动力。
[0007]为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案如下:
[0008]—种步进扫描光刻机的自消除振动力的扫描狭缝装置，特点在于该装置包括狭缝基框、上组件、下组件、Y向平衡质量系统、右组件、左组件和X向平衡质量系统:
[0009]所述的狭缝基框由沿水平方向的第一 X向支架的两端分别与沿竖直方向的第一 Y向支架、第三Y向支架构成Π形结构，在第一 Y向支架和第三Y向支架之间设有与第一 X向支架平行且相近的第二 X向支架，在第一 Y向支架、第三Y向支架的外侧具有并与之相连且平行的第二 Y向支架、第四Y向支架，所述的第二 Y向支架和第四Y向支架关于狭缝基框的中垂面对称，在第三Y向支架内侧还有两根X向支杆和第二 X向支架，在所述的第一 X向支架的内侧面设有X向光栅尺，在所述的第二 Y向支架的内侧面设有Y向光栅尺；
[0010]所述的X向平衡质量系统包括X向平衡质量块和第三滑块和第四滑块，所述的第三滑块和第四滑块套在所述的第二 X支架上，所述的X向平衡质量块的两端分别与所述的左滑块和右滑块相连并与所述的第二 Y向支架平行，在所述的X向平衡质量块的两端与所述的第一 Y支架和第三Y支架之间设有完全相同的左拉伸弹簧和右拉伸弹簧，在所述的X向平衡质量块上设有驱动电机定子；
[0011]所述的左组件包括左刀片、左电机动子、左滑块、左光栅读数头和左连杆，所述的左滑块套在第二 X向支架上，所述的左光栅读数头、左滑块、左电机动子和左刀片通过所述的左连杆依次相接在一起，所述的左滑块套在第二 X向支架上，所述的左光栅读数头位于所述的左连杆的上端并指向所述的X向光栅尺，所述的左电机动子位于所述的驱动电机定子上，所述的左刀片在所述的左连杆的下端，所述的左组件在所述的左电机动子的驱动下通过所述的左滑块沿所述的X支架在水平方向移动；
[0012]所述的右组件由右刀片、右电机动子、右滑块和右光栅读数头和右连杆构成，所述的右滑块套在所述的第二 X支架上，所述的右光栅读数头位于所述的右连杆的上端并指向所述的X向光栅尺，所述的右电机动子位于所述的驱动电机定子上，所述的右刀片在所述的右连杆的下端，所述的右组件在所述的右电机动子的驱动下通过所述的右滑块沿所述的X支架在水平方向移动；
[0013]所述的Y向平衡质量系统包括Y向平衡质量块、y向驱动电机定子、配重电机动子、第一 Y向滑块、第二 Y向滑块和第三Y向滑块，所述的Y向平衡质量块呈准方框形结构，该方框形的左上角、左下角和右边中间各延伸一支杆并分别连接所述的第一 Y向滑块、第二 Y向滑块和第三Y向滑块，所述的第一 Y向滑块和第二 Y向滑块位于第一 Y支架上可移动，所述的第三Y向滑块位于第四Y支架上可移动，所述的Y向平衡质量块经所述的第三Y向滑块延伸的支杆的末端连接所述的配重电机动子，该配重电机动子位于与竖直安装在第三Y支架上的配重电机定子上，所述的Y向平衡质量块右边中间支杆和狭缝基框的两支杆之间布设有两个完全相同的第一 I向拉伸弹簧和第二 I向拉伸弹簧；所述的配重电机动子和配重电机定子之间产生竖直向上恒定的电磁力，抵消Y向平衡质量系统、上组件(2)和下组件的重力；
[0014]所述的上组件由上刀片、上电机动子、上滑块和上连杆构成，所述的上刀片、上电机动子、上滑块和上光栅读数头均固装在所述的上连杆上，所述的上光栅读数头位于所述的上连杆的左端并指向所述的Y向光栅尺，所述的上滑块位于所述的第一 Y支架上可滑动，所述的上电机动子位于所述的y向驱动电机定子上，所述的上刀片位于所述的上连杆的另一端；
[0015]所述的下组件由下刀片、下电机动子、下滑块、下光栅读数头和下连杆构成，所述的下刀片、下电机动子、下滑块和下光栅读数头均固装在下连杆上，所述的下光栅读数头位于所述的下连杆的左端并指向所述的Y向光栅尺，所述的下滑块位于所述的第一 Y支架上可滑动，所述的下电机动子位于所述的y向驱动电机定子上，所述的下刀片位于所述的下连杆的右端；所述的下刀片、上刀片、左刀片和右刀片构成扫描狭缝；所述的上组件和下组件分别利用上电机动子和下电机动子与y向驱动电机定子间的电磁力驱动上刀片和下刀片在Y向产生运动，所述的右组件、左组件分别利用左电机动子和右电机动子与X向驱动电机定子间的电磁力驱动右刀片和左刀片在X向产生运动。
[0016]所述的X向平衡质量块的质量约为左组件6和右组件5质量之和的10倍。
[0017]所述的左拉伸弹簧和右拉伸弹簧的弹性系数小于0.lN/mm，所述的左拉伸弹簧和右拉伸弹簧的合作用力使X向平衡质量块回到水平方向的中间位置。
[0018]所述的第一 y向拉伸弹簧和第二 y向拉伸弹簧的弹性系数小于0.lN/mm的值，所述的第一I向拉伸弹簧和第二I向拉伸弹簧的合作用力使I向平衡质量块回到竖直方向的中间位置。
[0019]所述的Y向平衡质量块的质量为上组件和下组件质量之和的10倍。
[0020]在水平方向上，X向平衡质量系统的左右两边与狭缝基框的Y支架之间连接一对相同的拉伸弹簧；在竖直方向上，Y向平衡质量系统通过一对相同的拉伸弹簧与狭缝基框的支杆连接。所述的配重电机的定子固定在狭缝基框的Y支架上，动子沿竖直方向固定在Y向平衡质量系统上。
[0021 ] 所述的左右两个组件均包括沿水平方向运动的刀片，沿水平方向驱动的组件电机，沿水平方向运动的组件滑块，沿水平方向运动的光栅读数头以及X向组件连杆，该沿水平方向驱动的组件电机包括水平安装在X向平衡质量系统上的定子和固定在X向组件连杆上沿水平方向运动的动子，所述的上下两个组件均包括沿竖直方向运动的刀片，沿竖直方向驱动的组件电机，沿竖直方向运动的组件滑块，沿竖直方向运动的光栅读数头以及Y向组件连杆，该沿竖直方向驱动的组件电机包括竖直安装在Y向平衡质量系统上的定子和固定在Y向组件连杆上沿竖直方向运动的动子。还包括沿X向平行的光栅尺以及沿Y向平行的光栅尺，该沿X向平行的光栅尺位于狭缝基框的X向支架上，该沿Y向平行的光栅尺位于狭缝基框的Y向支架上。
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