專利名稱：一種光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光刻設(shè)備領(lǐng)域，且特別涉及一種光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體光刻設(shè)備中，硅片臺精密工件臺運(yùn)動系統(tǒng)是極其重要的關(guān)鍵部件，其定位精度直接影響光刻設(shè)備的性能，其運(yùn)行速度直接影響光刻設(shè)備的生產(chǎn)效率。隨著超大規(guī)模集成電路器件集成度的不斷提高，光刻分辨率的不斷增強(qiáng)，對光刻機(jī)的特征線寬指標(biāo)要求也在不斷提升，對應(yīng)的工件臺的運(yùn)行速度、加速度以及精度要求也不斷提高。光刻機(jī)工件臺系統(tǒng)典型的結(jié)構(gòu)形式為粗、微動相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，由于平面電機(jī)具有出力密度高，高速度、高可靠性等特點，并且易于將其集成到被控對象中，具有響應(yīng)速度快、控制靈敏度高、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，目前已經(jīng)被應(yīng)用于半導(dǎo)體光刻設(shè)備中，實現(xiàn)硅片臺的長行程粗動。但由于采用平面電機(jī)來實現(xiàn)長行程粗動的硅片臺無X、Y向?qū)к?，而用于給硅片臺配套的各種通信線纜、功率線纜以及氣管、水管等管線設(shè)施需要跟隨硅片臺在XY平面內(nèi)運(yùn)動，因此需要設(shè)置線纜支撐導(dǎo)向裝置。常見的硅片臺線纜設(shè)施是被動跟隨硅片臺在XY平面內(nèi)運(yùn)動，在娃片臺進(jìn)行高速運(yùn)動和納米級精確定位時，拖動的管線設(shè)施對娃片臺產(chǎn)生的擾動將不可忽略?，F(xiàn)有技術(shù)公布的一種采用平面電機(jī)驅(qū)動硅片臺實現(xiàn)長行程粗動的工件臺系統(tǒng)，其線纜支撐導(dǎo)向裝置主要包括一組通過一個轉(zhuǎn)動副連接在一起的V型連桿組件，連桿組件的一端通過轉(zhuǎn)動副安裝在滑臺上，另一端通過轉(zhuǎn)動副安裝在硅片臺上，硅片臺線纜設(shè)施從滑臺沿連桿組件傳送到娃片臺上，并與連桿組件一起在Y向被動跟隨娃片臺運(yùn)動。該方案管線設(shè)施在垂向有支撐，避免了下垂與工作臺面摩擦，但在Y向被動跟隨硅片臺運(yùn)動，會影響娃片臺運(yùn)動定位精度。再如現(xiàn)有技術(shù)公布的一種采用多關(guān)節(jié)機(jī)械手的光刻機(jī)硅片臺的線纜臺，該線纜臺包含一個控制裝置和至少一個多關(guān)節(jié)機(jī)械手，硅片臺管線設(shè)施通過多關(guān)節(jié)機(jī)械手走到硅片臺上，通過控制各關(guān)節(jié)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)角來保證管線設(shè)施主動跟隨硅片臺在XY平面內(nèi)運(yùn)動，避免了管線設(shè)施對硅片臺運(yùn)動定位精度的影響，但該線纜臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械手關(guān)節(jié)數(shù)較多導(dǎo)致使用的驅(qū)動器數(shù)量較多，同時冗余自由度機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計比較復(fù)雜，開發(fā)成本相對較聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，實現(xiàn)對線纜臺的主動控制和線纜臺對硅片臺在X-Y平面的跟隨運(yùn)動。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，包括Y向滑臺，Y向?qū)к壓臀暹B桿機(jī)構(gòu)，所述Y向滑臺通過氣浮軸承設(shè)置在所述Y向?qū)к壣?，所述五連桿機(jī)構(gòu)一端連接于所述Y向滑臺，另一端通過線纜設(shè)施連接于硅片臺，其中，所述Y向滑臺由電機(jī)驅(qū)動在Y向與硅片臺保持同步運(yùn)動，所述線纜設(shè)施經(jīng)由所述Y向滑臺沿所述五連桿機(jī)構(gòu)輸送到所述硅片臺上，所述五連桿機(jī)構(gòu)具有主動驅(qū)動關(guān)節(jié)，用于驅(qū)動所述五連桿機(jī)構(gòu)沿X向運(yùn)動,從而帶動所述線纜設(shè)施沿X向運(yùn)動。進(jìn)一步的，所述五連桿機(jī)構(gòu)包括五根連桿，形成A字形連接，其中靠近所述Y向滑臺的兩根連桿的端點分別固定于所述Y向滑臺的兩點，單獨的中間連桿連接于上述兩根連桿的中間段，靠近所述硅片臺的兩根連桿的一端分別與靠近所述Y向滑臺的兩根連桿相連，另一端彼此相連形成尖端并通過所述線纜設(shè)施與所述硅片臺柔性連接。進(jìn)一步的，所述五根連桿的端點都設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸樞和軸承，使得所述五連桿機(jī)構(gòu)向正Y方向或負(fù)Y方向折彎，從而帶動靠近所述硅片臺的所述五連桿機(jī)構(gòu)的尖端沿X方向水平運(yùn)動。進(jìn)一步的，在靠近所述Y向滑臺的兩根連桿其中之一的末端設(shè)置有限位銷或角度限位裝置，用以限定所述五連桿機(jī)構(gòu)僅在單向設(shè)計角度的范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)，所述連桿末端同時設(shè)置有復(fù)位彈簧。進(jìn)一步的，所述五根連桿內(nèi)側(cè)面和/或外側(cè)面設(shè)置有用于線纜設(shè)施走線的卡扣。進(jìn)一步的，靠近所述硅片臺的兩根連桿設(shè)置有用來測量連桿相對于硅片臺空間位置的平面三自由度位移傳感器。進(jìn)一步的，所述五連桿機(jī)構(gòu)為懸臂結(jié)構(gòu)，所述五根連桿選用鋁合金、鎂合金、鈦合金、碳纖維、陶瓷或者其他無磁性材料來加工制造。進(jìn)一步的，所述主動驅(qū)動關(guān)節(jié)由旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)采用直流伺服電機(jī)，電機(jī)軸上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)編碼器或者圓光柵，用來測量和控制電機(jī)轉(zhuǎn)角。進(jìn)一步的，所述五連桿機(jī)構(gòu)和硅片臺之間通過所述線纜設(shè)施的線纜柔性連接。進(jìn)一步的，所述線纜的長度為IOmm 20mm。進(jìn)一步的，所述硅片臺為平面氣浮單硅片臺、平面氣浮多硅片臺、平面磁浮單硅片臺或者平面磁浮多硅片臺。進(jìn)一步的，所述線纜設(shè)施包括通信線纜、功率線纜、氣管、水管。本發(fā)明提出一種光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，提出了一種五連桿機(jī)構(gòu)裝置作為機(jī)械手臂，用于實現(xiàn)從線纜臺跟隨工件臺在X方向的一維自由運(yùn)動，以線纜臺布置在Y向水平導(dǎo)軌上，用于實現(xiàn)線纜臺在Y方向的一維自由運(yùn)動；整套線纜臺裝置具備在X-Y平面的
二維自由度。在五連桿機(jī)構(gòu)裝置機(jī)構(gòu)中僅設(shè)置一個主動控制的伺服電機(jī)，用于實現(xiàn)機(jī)構(gòu)頭部線纜在X向的自由度的主動控制和跟隨微動臺運(yùn)動。其余樞紐采用被動自由度的軸承連接，機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動靈活，摩擦損耗低，對微動臺的干擾小；以此實現(xiàn)對線纜臺的主動控制和線纜臺對微動臺在X-Y平面的跟隨運(yùn)動。降低系統(tǒng)主動控制單元的個數(shù)(伺服電機(jī))，增加被動控制單元(軸承樞紐和連桿)，以此來提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。通過機(jī)械五連桿機(jī)構(gòu)的方式對系統(tǒng)有效解耦，系統(tǒng)一個輸入對應(yīng)一個輸出，降低系統(tǒng)設(shè)計和控制策略的難度，降低線纜臺裝置的成本，便于主動跟隨的線纜臺控制的實現(xiàn)。線纜模塊裝配在五連桿機(jī)構(gòu)上，整套系統(tǒng)具備柔性特點，符合線纜柔性設(shè)計的需求。
一種線纜支架裝置，它既能實現(xiàn)主動線纜控制又能作為被動拖動裝置，其中被動裝置和主動裝置的區(qū)別在于將伺服電機(jī)安裝處改為軸承。本發(fā)明的有益效果為:I)降低系統(tǒng)主動控制單元個數(shù)，增加被動控制單元，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。2)降低系統(tǒng)設(shè)計和控制策略的難度，降低裝置的設(shè)計成本。便于主動跟隨的線纜臺控制的實現(xiàn)。3)線纜臺垂向尺寸小，占用空間少、質(zhì)量輕，裝置適用于高速運(yùn)動。4)減少線纜臺對微動臺的擾動，縮短工件臺的穩(wěn)定時間，提高光刻機(jī)整機(jī)效率。


圖1所示為本發(fā)明較佳實施例的光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示為本發(fā)明較佳實施例的五連桿機(jī)構(gòu)向負(fù)Y方向折彎的工作示意圖。圖3所示為本發(fā)明較佳實施例的五連桿機(jī)構(gòu)向正Y方向折彎的工作示意圖。圖4所示為本發(fā)明較佳實施例的Y向滑臺和五連桿機(jī)構(gòu)配合的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5所示為本發(fā)明較佳實施例的五連桿機(jī)構(gòu)的連桿結(jié)構(gòu)示意圖。圖6所示為本發(fā)明另一較佳實施例的光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺結(jié)構(gòu)示意圖。圖7所示為本發(fā)明另一較佳實施例的Y向滑臺和五連桿機(jī)構(gòu)配合的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8所示為本發(fā)明較佳實施例的被動驅(qū)動線纜臺結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。本發(fā)明提出的一種應(yīng)用于光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，尤其適用于采用平面電機(jī)來實現(xiàn)硅片臺長行程粗動的工件臺運(yùn)動系統(tǒng)，對采用傳統(tǒng)的H型架構(gòu)的雙工件臺系統(tǒng)也適用。本發(fā)明以平面電機(jī)作為實現(xiàn)硅片臺長行程粗動系統(tǒng)進(jìn)行介紹。請參考圖1，圖1所示為本發(fā)明較佳實施例的光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺結(jié)構(gòu)示意圖。硅片臺11、12各自對應(yīng)有一個獨立的線纜臺410、420，線纜臺410、420的結(jié)構(gòu)完全一致。現(xiàn)以上半部分的線纜臺410為例詳述其結(jié)構(gòu):本發(fā)明提出一種光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺410，包括Y向滑臺41，Y向?qū)к?1和五連桿機(jī)構(gòu)21，所述Y向滑臺41通過氣浮軸承設(shè)置在所述Y向?qū)к?1上，所述五連桿機(jī)構(gòu)21 —端連接于所述Y向滑臺41，另一端通過線纜設(shè)施連接于硅片臺11，其中，所述Y向滑臺41由電機(jī)驅(qū)動在Y向與硅片臺11保持同步運(yùn)動，所述線纜設(shè)施23經(jīng)由所述Y向滑臺41沿所述五連桿機(jī)構(gòu)21輸送到所述硅片臺11上，所述線纜設(shè)施23包括通信線纜、功率線纜、氣管、水管等管線，所述五連桿機(jī)構(gòu)21具有主動驅(qū)動關(guān)節(jié)31，用于驅(qū)動所述五連桿機(jī)構(gòu)21沿X向運(yùn)動，從而帶動所述線纜設(shè)施沿X向運(yùn)動。當(dāng)硅片臺11沿X向運(yùn)動時，五連桿機(jī)構(gòu)21既能夠?qū)€纜設(shè)施23起支撐導(dǎo)向作用，又能夠在主動驅(qū)動關(guān)節(jié)31的驅(qū)動下帶動線纜設(shè)施23沿X向運(yùn)動，同時控制整個驅(qū)動主動驅(qū)動線纜臺410在XY平面內(nèi)主動跟隨硅片臺11運(yùn)動，避免線纜設(shè)施23在X向和Y向運(yùn)動所產(chǎn)生的擾動傳遞到娃片臺11，影響娃片臺11的運(yùn)動精度。
再請參考圖2和圖3，圖2所示為本發(fā)明較佳實施例的五連桿機(jī)構(gòu)向負(fù)Y方向折彎的工作示意圖，圖3所示為本發(fā)明較佳實施例的五連桿機(jī)構(gòu)向正Y方向折彎的工作示意圖。整套五連桿機(jī)構(gòu)可以向正Y方向折彎，以使得前端點C準(zhǔn)確的沿X方向水平運(yùn)動。同時，五連桿機(jī)構(gòu)也可以對稱的向負(fù)Y方向折彎，以使得前端點C準(zhǔn)確的沿X方向水平運(yùn)動。其線纜支架折彎的方向選擇原則上任意，實際中取決于工件臺空間的布局，以工件臺空間布局合適為宜。所述五連桿機(jī)構(gòu)包括五根連桿，形成“A”字形連接，分別是AB桿、BC桿、⑶桿、DE桿和GF桿。AB桿和DE桿是一對對稱的連桿，BC桿和CD桿也是一對對稱的連桿，中間連桿GF單獨搭接在連桿AB和DE中間段。在其端點A、B、C、D、E、F和G，都設(shè)有可以提供旋轉(zhuǎn)的軸樞和軸承，選取其中某一端點(例如A或B)作為主動轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的安裝點。該五連桿機(jī)構(gòu)的A點和E點固定在Y向滑臺上(或底座上)，AB桿和DE桿能夠在一定的角度范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)，以GF桿作為主要自由度約束，控制五連桿機(jī)構(gòu)、收縮和延展，確保C點能夠沿OC水平直線的方向做往復(fù)運(yùn)動，即C點的運(yùn)動軌跡在沿OA直線上做往復(fù)運(yùn)動，其中OC于AE垂直。所述五連桿機(jī)構(gòu)2和硅片臺I之間通過所述線纜設(shè)施的線纜3柔性連接，所述線纜3的長度為IOmm 20mm。以線纜3(電線和氣管)自身的柔性特性，補(bǔ)償六自由度硅片臺I在Z向、Rx、Ry和Rz的微量的運(yùn)動所產(chǎn)生的差值。為限制五連桿機(jī)構(gòu)2支架向正向和負(fù)向兩個方向任意折彎，在五連桿AB桿(或DE桿)末端設(shè)置有限位銷(或角度限位裝置)4限定AB桿(或DE桿)僅在單向設(shè)計角度的范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)，同時設(shè)置有復(fù)位彈簧5，當(dāng)五連桿機(jī)構(gòu)2處于收縮狀態(tài)時，復(fù)位彈簧5處于無彈力狀態(tài)。當(dāng)五連桿機(jī)構(gòu)2處于延展?fàn)顟B(tài)時，復(fù)位彈簧5處于拉伸狀態(tài)(彈簧回復(fù)力最大)。以此來實現(xiàn)單邊往返運(yùn)動，并控制偏轉(zhuǎn)角度避免跨越臨界延展?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換點的問題。再請參考圖4，圖4所示為本發(fā)明較佳實施例的Y向滑臺和五連桿機(jī)構(gòu)配合的結(jié)構(gòu)示意圖。在連桿內(nèi)側(cè)面和/或外側(cè)面(例如AB桿側(cè)面100和BC桿側(cè)面200)安裝有用于固定線纜設(shè)施的管線卡扣400。連桿AB —端A點同在線纜臺300上安裝，內(nèi)有轉(zhuǎn)動軸樞500相連。主動驅(qū)動關(guān)節(jié)上安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)600和旋轉(zhuǎn)編碼器(圖中未示)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)600采用直流伺服電機(jī)，提供整套連桿選擇所需的力，并控制五連桿在X方向的伸縮，電機(jī)軸上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)編碼器或者圓光柵，用來測量和控制電機(jī)轉(zhuǎn)角；連桿BC與連桿CD之間通過一個轉(zhuǎn)動軸樞500相連，其末端設(shè)置有用來測量連桿相對于硅片臺空間位置的平面三自由度位移傳感器(圖中未示)；所有連桿在垂向與關(guān)節(jié)電機(jī)的總高度必須小于硅片臺激光干涉儀反射鏡在垂向的高度，以保證硅片臺正常工作時不會遮擋激光干涉儀的測量光路。圖5所示為本發(fā)明較佳實施例的五連桿機(jī)構(gòu)的連桿結(jié)構(gòu)示意圖，為AB桿和BC桿的結(jié)構(gòu)三維視圖，連桿AB的A端與線纜臺固定連接在一起，內(nèi)有軸樞/軸承使之繞A1A2點中心軸旋轉(zhuǎn)，連桿AB的B端(B1B2為中心軸)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子軸承座固定連接在一起。連桿BC的B端(B1B2為中心軸)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的動子軸固定連接在一起，以使得旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過選擇動子控制AB桿和BC桿，以B1B2為共同的中心軸開合的角度。連桿BC的C端與⑶桿的C端同軸(C1C2為中心軸)，由于受AB桿和BC桿開合的角度的變化和整個五連桿機(jī)構(gòu)的幾何約束，使得C端能夠沿X方向進(jìn)行一維水平運(yùn)動。連桿AB的B端通過兩個軸承安裝在轉(zhuǎn)軸B1B2上，其中連桿AB與軸承外圈過盈配合。軸承內(nèi)圈則與轉(zhuǎn)動軸B1B2以過盈配合連接在一起，電機(jī)通過小型連軸器與轉(zhuǎn)動軸B1B2連接，連桿BC的B端固定安裝在轉(zhuǎn)動軸B1B2上，連桿BC的C端上則安裝有測量連桿相對于硅片臺的平面三自由度位移傳感器。連桿AB和BC外側(cè)上安裝有用于固定線纜設(shè)施的管線卡扣400，連桿機(jī)構(gòu)的左側(cè)用于信號線纜、功率線纜等直徑較小，對應(yīng)彎曲半徑相對較小的線纜設(shè)施走線，右側(cè)則用于氣管、水管等直徑較大，彎曲半徑也相對較大的線纜設(shè)施走線。進(jìn)一步的，所述五連桿機(jī)構(gòu)為懸臂結(jié)構(gòu)，為了減少懸臂質(zhì)量，同時考慮到應(yīng)用在采用磁浮平面電機(jī)的場合，連桿選用鋁合金、鎂合金、鈦合金、碳纖維或者陶瓷等密度較小的無磁性材料來加工制造，所述硅片臺為平面氣浮單硅片臺、平面氣浮多硅片臺、平面磁浮單硅片臺或者平面磁浮多硅片臺?？偨Y(jié)以上實施例，它包含一個主動驅(qū)動關(guān)節(jié)的五連桿機(jī)構(gòu)為一維自由度運(yùn)動機(jī)構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)作用下可以使該連桿機(jī)構(gòu)的末端C到達(dá)以AE線段為中點的對稱線上的任意一點，使得C點沿X向水平往復(fù)運(yùn)動。此外，結(jié)合Y向滑臺在Y向的移動行程，線纜臺可驅(qū)動整套無連桿線纜設(shè)施在XY平面內(nèi)主動跟隨硅片臺運(yùn)動，保證線纜設(shè)施運(yùn)動時產(chǎn)生的擾動不會傳遞到硅片臺系統(tǒng)。同時由一個電機(jī)控制的機(jī)構(gòu)大大減低了系統(tǒng)控制的難度和相關(guān)的裝置及成本。再請參考圖6和圖7，圖6所示為本發(fā)明另一較佳實施例的光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺結(jié)構(gòu)示意圖，圖7所示為本發(fā)明另一較佳實施例的Y向滑臺和五連桿機(jī)構(gòu)配合的結(jié)構(gòu)示意圖。其中線纜和管道的布局可以布置在五連桿機(jī)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，沿AB和BC布置，線纜和軟管同隨五連桿一起向內(nèi)折彎。此外，作為五連桿機(jī)構(gòu)的主動驅(qū)動關(guān)節(jié)31的旋轉(zhuǎn)電機(jī)可以布置在A端或E端，以控制AB桿的選擇角度，來控制整套五連桿機(jī)構(gòu)的伸縮，進(jìn)而控制C點沿X向的一維運(yùn)動。由于對稱性的原理，AB和DE桿對稱，BC和⑶桿對稱。此處以AB桿和BC桿為例說明了相應(yīng)的布置方式，其中管線卡扣布置在兩桿的內(nèi)側(cè)。管線可以根據(jù)配置需要選擇在內(nèi)側(cè)配置、或外側(cè)配置，或兩者同時配置。其中五連桿的驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)電機(jī)可以布置在A端，使得五連桿前端懸臂質(zhì)量減輕，使得結(jié)構(gòu)簡單和系統(tǒng)可靠。圖8所示為本發(fā)明較佳實施例的被動驅(qū)動線纜臺結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置也能作為一種被動線纜支架裝置，實行因工件臺運(yùn)動而拖動線纜的被動控制。當(dāng)作為被動裝置時，它和主動裝置的區(qū)別在于將伺服電機(jī)安裝處310改為軸承安裝。以此實現(xiàn)五連桿線纜支架的在X方向的自由伸縮。當(dāng)作為主動控制裝置時，整個五連桿機(jī)構(gòu)依賴伺服電機(jī)驅(qū)動，控制收縮或延展?fàn)顟B(tài)，控制五連桿機(jī)構(gòu)C點在X方向做一維運(yùn)動。當(dāng)作為被動拖拉裝置時，整個五連桿機(jī)構(gòu)依賴微動臺驅(qū)動，控制收縮或延展?fàn)顟B(tài)，控制五連桿機(jī)構(gòu)C點在X方向做一維往復(fù)運(yùn)動。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，其特征在于，包括Y向滑臺，Y向?qū)к壓臀暹B桿機(jī)構(gòu)，所述Y向滑臺通過氣浮軸承設(shè)置在所述Y向?qū)к壣?，所述五連桿機(jī)構(gòu)一端連接于所述Y向滑臺，另一端通過線纜設(shè)施連接于硅片臺，其中，所述Y向滑臺由電機(jī)驅(qū)動在Y向與硅片臺保持同步運(yùn)動，所述線纜設(shè)施經(jīng)由所述Y向滑臺沿所述五連桿機(jī)構(gòu)輸送到所述硅片臺上，所述五連桿機(jī)構(gòu)具有主動驅(qū)動關(guān)節(jié)，用于驅(qū)動所述五連桿機(jī)構(gòu)沿X向運(yùn)動，從而帶動所述線纜設(shè)施沿X向運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，其特征在于，所述五連桿機(jī)構(gòu)包括五根連桿，形成A字形連接，其中靠近所述Y向滑臺的兩根連桿的端點分別固定于所述Y向滑臺的兩點，單獨的中間連桿連接于上述兩根連桿的中間段，靠近所述硅片臺的兩根連桿的一端分別與靠近所述Y向滑臺的兩根連桿相連，另一端彼此相連形成尖端并通過所述線纜設(shè)施與所述硅片臺柔性連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，其特征在于，所述五根連桿的端點都設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸樞和軸承，使得所述五連桿機(jī)構(gòu)向正Y方向或負(fù)Y方向折彎，從而帶動靠近所述硅片臺的所述五連桿機(jī)構(gòu)的尖端沿X方向水平運(yùn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，其特征在于，在靠近所述Y向滑臺的兩根連桿其中之一的末端設(shè)置有限位銷或角度限位裝置，用以限定所述五連桿機(jī)構(gòu)僅在單向設(shè)計角度的范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)，所述連桿末端同時設(shè)置有復(fù)位彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，其特征在于，所述五根連桿內(nèi)側(cè)面和/或外側(cè)面設(shè)置有用于線纜設(shè)施走線的卡扣。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，其特征在于，靠近所述硅片臺的兩根連桿設(shè)置有用來測量連桿相對于硅片臺空間位置的平面三自由度位移傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，其特征在于，所述五連桿機(jī)構(gòu)為懸臂結(jié)構(gòu)，所述五根連桿選用鋁合金、鎂合金、鈦合金、碳纖維、陶瓷或者其他無磁性材料來加工制造。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，其特征在于，所述主動驅(qū)動關(guān)節(jié)由旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)采用直流伺服電機(jī)，電機(jī)軸上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)編碼器或者圓光柵，用來測量和控制電機(jī)轉(zhuǎn)角。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，其特征在于，所述五連桿機(jī)構(gòu)和硅片臺之間通過所述線纜設(shè)施的線纜柔性連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，其特征在于，所述線纜的長度為10_ 20mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，其特征在于，所述硅片臺為平面氣浮單硅片臺、平面氣浮多硅片臺、平面磁浮單硅片臺或者平面磁浮多硅片臺。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，其特征在于，所述線纜設(shè)施包括通信線纜、功率線纜、氣管、水管。
全文摘要
本發(fā)明提出一種光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，包括Y向滑臺，Y向?qū)к壓臀暹B桿機(jī)構(gòu)，所述Y向滑臺通過氣浮軸承設(shè)置在所述Y向?qū)к壣希鑫暹B桿機(jī)構(gòu)一端連接于所述Y向滑臺，另一端通過線纜設(shè)施連接于硅片臺，其中，所述Y向滑臺由電機(jī)驅(qū)動在Y向與硅片臺保持同步運(yùn)動，所述線纜設(shè)施經(jīng)由所述Y向滑臺沿所述五連桿機(jī)構(gòu)輸送到所述硅片臺上，所述五連桿機(jī)構(gòu)具有主動驅(qū)動關(guān)節(jié)，用于驅(qū)動所述五連桿機(jī)構(gòu)沿X向運(yùn)動，從而帶動所述線纜設(shè)施沿X向運(yùn)動。本發(fā)明提出的光刻機(jī)硅片臺的主動驅(qū)動線纜臺，實現(xiàn)對線纜臺的主動控制和線纜臺對硅片臺在X-Y平面的跟隨運(yùn)動。
文檔編號G03F7/20GK103176366SQ20111043668
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者吳飛, 陳軍, 袁志揚(yáng), 劉劍, 劉育, 郭琳 申請人:上海微電子裝備有限公司