光刻機工作臺及其工作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光刻機工作臺，通過無線信號控制平面電機動子驅(qū)動工件臺，實現(xiàn)無線工件臺控制和運動，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的線纜構(gòu)架的工件臺結(jié)構(gòu)設(shè)計，減少了線纜擾動對高精密工件臺六自由度運動的干擾，提高了整機運動精度，降低了控制難度，提高了穩(wěn)定性；本發(fā)明提供的光刻機工作臺還能夠通過冷卻裝置，利用雙工件臺在曝光位工作時間長，而在測量位工作時間短的特性，將這兩者之間的差作為交換窗口時間(等待位時間)，在這段時間內(nèi)將工件臺移動到等待位并對其進行冷卻，使其恒溫，在不影響該光刻機工作臺工作效率的情況下，保證了工件臺每個工作循環(huán)的溫度穩(wěn)定性。
【專利說明】光刻機工作臺及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體光刻工藝，尤其涉及一種光刻機工作臺及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導體行業(yè)光刻設(shè)備中，工件臺精密運動裝置是極重要的關(guān)鍵分系統(tǒng)，其定位精度直接影響光刻設(shè)備的性能，其運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，對光刻機的特征線寬指標要求也在不斷提升，對應(yīng)的工件臺的運行速度、加速度以及精度要求也不斷提高。
[0003]光刻機工作臺系統(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、機械結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，目前已經(jīng)被應(yīng)用于半導體光刻設(shè)備中，實現(xiàn)工件臺的長行程粗動。但由于采用平面電機來實現(xiàn)長行程粗動的工件臺無X、Y向?qū)к?，而用于給工件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)施需要跟隨工件臺在XY平面內(nèi)運動，因此需要設(shè)置線纜支撐導向裝置。常見的工件臺線纜設(shè)施是被動跟隨工件臺在XY平面內(nèi)運動，在工件臺進行高速運動和納米級精確定位時，拖動的管線設(shè)施對工件臺產(chǎn)生的擾動將不可忽略。
[0004]隨工件臺粗動臺驅(qū)動技術(shù)磁浮平面電機的發(fā)展，其平面電機的技術(shù)方案由“動線圈”向“動磁鐵”轉(zhuǎn)型，以真正實現(xiàn)微動臺“自由的”、“無牽掛”的6自由度運動，其中對于粗動臺(平面電機)的無線控制方案在現(xiàn)有技術(shù)中已有應(yīng)用，而對于微動臺(工件臺)的高精度、小行程無線纜方案尚未實現(xiàn)。
[0005]于2011年8月11日公開的專利號為US2011/0194085A1的專利中，提出了一種供水和放水式冷卻電機用于光刻機領(lǐng)域的方案，然而在短時間周期循環(huán)內(nèi)，既無外界冷卻介質(zhì)交換，又自身系統(tǒng)不具備制冷能力的前提下，如何解決溫升的問題在該專利中并未加以解決，并且在接口處殘余水滴的處理問題也未加以考慮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種光刻機工作臺及其工作方法，以實現(xiàn)無線纜工件臺的控制和運動，并通過冷卻裝置保證工件臺長期溫度穩(wěn)定。
[0007]為達到上述技術(shù)效果，本發(fā)明提供一種光刻機工作臺，所述光刻機工作臺包括平面電機、工件臺、冷卻裝置和控制系統(tǒng)，所述工件臺設(shè)置于所述平面電機上，所述控制系統(tǒng)與所述平面電機、工作臺和冷卻裝置通過無線信號連接，所述平面電機能夠帶動所述工件臺做長行程運動，所述工件臺能夠在所述平面電機上做六自由度運動，所述冷卻裝置設(shè)置于所述工件臺內(nèi)部，所述冷卻裝置用于給工件臺提供冷卻劑以保證其溫度的穩(wěn)定性。
[0008]進一步的，所述平面電機包括粗動平面電機定子、粗動平面電機動子和第一無線信號接收裝置，所述粗動平面電機動子安裝于所述工件臺的底部，所述粗動平面電機動子設(shè)置于所述粗動平面電子定子上所述第一無線信號接收裝置設(shè)置于所述粗動平面電機定子上，所述控制系統(tǒng)通過所述第一無線信號接收裝置控制所述粗動平面電機動子驅(qū)動所述工件臺在粗動平面電機定子上做六自由度運動。
[0009]進一步的，所述工件臺包括承片臺、支撐臺、進水口、排水口、方鏡和第二無線信號接收裝置，所述支撐臺通過平面電機動子設(shè)置于所述平面電機定子上，所述承片臺設(shè)置于所述支撐臺上，所述進水口設(shè)置于所述支撐臺的一側(cè)，所述排水口設(shè)置于所述支撐臺的另一側(cè)，所述方鏡設(shè)置于所述承片臺相對的兩側(cè)，所述第二無線信號接收裝置設(shè)置于所述承片臺上，所述控制系統(tǒng)通過所述第二無線信號接收裝置控制所述工件臺中的冷卻裝置進行該工件臺的冷卻控溫工作。
[0010]進一步的，所述冷卻裝置包括微型水泵、內(nèi)部溫度傳感器、第一電磁閥和第二電磁閥，所述微型水泵和內(nèi)部溫度傳感器串接構(gòu)成回路，該回路設(shè)置于所述工件臺的內(nèi)部，所述第一電磁閥與第二電磁閥均與所述回路連接，所述進水口與所述第一電磁閥連接，所述排水口與所述第二電磁閥連接。
[0011]進一步的，所述無線纜光刻機工作臺還包括充電裝置，所述工件臺中支撐臺的一側(cè)還設(shè)有充電接口，所述充電裝置能夠通過所述充電接口對工件臺進行充電。
[0012]進一步的，所述無線纜光刻機工作臺還包括換水機械臂，所述換水機械臂在工件臺需要冷卻時與所述進水口相接。
[0013]進一步的，所述無線纜光刻機工作臺還包括充電機械臂，所述充電機械臂在工件臺需要充電時與所述充電接口相接。
[0014]進一步的，所述冷卻裝置的使用方法為:
[0015]步驟一:導通第二電磁閥，從排水口處抽空回路中使用后的冷卻劑；
[0016]步驟二:關(guān)閉第二電磁閥，導通第一電磁閥，從進水口泵入冷卻劑；
[0017]步驟三:關(guān)閉第一電磁閥，并從進水口與排水口處抽出殘留的冷卻劑；
[0018]步驟四:冷卻劑通過微型水泵的驅(qū)動在回路中循環(huán)流動。
[0019]進一步的，所述冷卻劑為固液兩相混合物。
[0020]進一步的，采用調(diào)控固液兩相混合物中固體冷介質(zhì)與流體的混合比例的方式來控制工件臺的溫度。
[0021]進一步的，在冷卻劑達不到冷卻效果時，即內(nèi)部溫度傳感器測出的冷卻劑的溫度長時間高于設(shè)定值時，重復步驟一至步驟四。
[0022]進一步的，所述冷卻劑為22°C的水和冰的兩相混合物，所述混合物中的冰不能夠阻礙所述水的流動。
[0023]進一步的，所述冷卻劑能夠在22°C時固液共存。
[0024]進一步的，還包括硅片吸盤裝置，所述硅片吸盤裝置設(shè)置于所述工件臺中，所述硅片吸盤裝置用于將硅片吸附于所述工件臺上。
[0025]本發(fā)明還提供一種上述光刻機工作臺的工作方法，其運用于雙光刻機工作臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于硅片的曝光工作，該系統(tǒng)中設(shè)有第一工件臺與第二工件臺，所述工作方法包括:
[0026]步驟一:控制系統(tǒng)控制第一工件臺從第一等待位移動到測量位，完成上、下片與測量工作，接著將第一工件臺從測量位移動到曝光位，進行曝光工作，同時將第二工件臺從第二等待位移動到測量位，進行上、下片與測量工作；[0027]步驟二:在第一工件臺進行曝光工作時，控制系統(tǒng)控制第二工件臺從測量位移動到第二等待位，并通過冷卻裝置對其進行換水冷卻工作；
[0028]步驟三:控制系統(tǒng)控制第一工件臺從曝光位移動到測量位，進行上、下片及測量工作，同時將第二工件臺從第二等待位移動到曝光位，進行曝光工作；
[0029]步驟四:在第二工件臺進行曝光工作時，控制系統(tǒng)控制第一工件臺從測量位移動到第一等待位，并通過冷卻裝置對其進行換水冷卻工作；
[0030]步驟五:控制系統(tǒng)控制第二工件臺從曝光位移動到測量位，進行上、下片及測量工作，同時將第一工作臺從第一等待位移動到曝光位，進行曝光工作；
[0031]步驟六:重復步驟二至步驟五，直至完成所有硅片的曝光及下片工作。
[0032]進一步的，在步驟二與步驟四中，對處于等待位上第二工件臺或第一工件臺進行充電工作。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0034]本發(fā)明提供了一種光刻機工作臺，通過無線信號控制平面電機動子驅(qū)動工件臺，實現(xiàn)無線工件臺控制和運動，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的線纜構(gòu)架的工件臺結(jié)構(gòu)設(shè)計，減少了線纜擾動對高精密工件臺六自由度運動的干擾，提高了整機運動精度，降低了控制難度，提高了穩(wěn)定性；本發(fā)明提供的光刻機工作臺還能夠通過冷卻裝置，利用雙工件臺在曝光位工作時間長，而在測量位工作時間短的特性，將這兩者之間的差作為交換窗口時間(等待位時間)，在這段時間內(nèi)將工件臺移動到等待位并對其進行冷卻，使其恒溫，在不影響該光刻機工作臺工作效率的情況下，保證了工件臺每個工作循環(huán)的溫度穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
[0036]圖1為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺中工件臺的主視圖；
[0038]圖3為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺中冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖4為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺中冷卻裝置的使用方法流程圖；
[0040]圖5為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺的工作方法流程圖；
[0041]圖6為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺的工作流程示意圖(第一工件臺位于曝光位，第二工件臺位于測量位)；
[0042]圖7為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺的工作流程示意圖(第一工件臺位于曝光位，第二工件臺位于第二等待位)；
[0043]圖8為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺的工作流程示意圖(第一工件臺位于測量位，第二工件臺位于曝光位)；
[0044]圖9為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺的工作流程示意圖(第一工件臺位于第一等待位，第二工件臺位于曝光位)；
[0045]圖10為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺所用冷卻劑為單相介質(zhì)(冷卻水)時冷卻裝置中內(nèi)部溫度傳感器所測得的溫度隨時間變化的示意圖；
[0046]圖11為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺所用冷卻劑為雙相介質(zhì)(冷卻水加少量冰)時冷卻裝置中內(nèi)部溫度傳感器所測得的溫度隨時間變化的示意圖；[0047]圖12為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺所用冷卻劑的預(yù)備控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖13為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺中冷卻裝置內(nèi)部冷卻循環(huán)的控制系統(tǒng)流程框圖；
[0049]圖14為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺中冷卻裝置外部冷卻循環(huán)的控制系統(tǒng)流程框圖。
[0050]在圖1至圖14中，
[0051]1:平面電機；11:粗動平面電機定子；12:粗動平面電機動子；2:工件臺；WS1:第一工件臺；WS2:第二工件臺；21:承片臺；22:支撐臺；23:進水口 ；24:排水口 ；25:方鏡；26:充電接口 ；3:冷卻裝置；31:微型水泵；32:內(nèi)部溫度傳感器；33:第一電磁閥；34:第二電磁閥；35:散熱模塊；36:冷卻介質(zhì)存儲箱；4:控制系統(tǒng)；51:第一無線信號接收裝置；52:第二無線信號接收裝置；6:充電裝置；7:換水機械臂；8:充電機械臂；9:預(yù)備控制裝置；91:計量控制閥；92:外部溫度傳感器；93:液態(tài)冷卻劑；94:固態(tài)冷卻劑。
【具體實施方式】
[0052]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的光刻機工作臺及其工作方法作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0053]本發(fā)明的核心思想在于，提供一種光刻機工作臺，通過無線信號控制平面電機動子驅(qū)動工件臺，實現(xiàn)無線工件臺控制和運動，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的線纜構(gòu)架的工件臺結(jié)構(gòu)設(shè)計，減少了線纜擾動對高精密工件臺六自由度運動的干擾，提高了整機運動精度，降低了控制難度，提高了穩(wěn)定性；本發(fā)明提供的光刻機工作臺還能夠通過冷卻裝置，利用雙工件臺在曝光位工作時間長，而在測量位工作時間短的特性，將這兩者之間的差作為交換窗口時間(等待位時間)，在這段時間內(nèi)將工件臺移動到等待位并對其進行冷卻，使其恒溫，在不影響該光刻機工作臺工作效率的情況下，保證了工件臺每個工作循環(huán)的溫度穩(wěn)定性。
[0054]請參考圖1至圖14，圖1為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺中工件臺的主視圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺中冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺中冷卻裝置的使用方法流程圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺的工作方法流程圖；圖6為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺的工作流程示意圖(第一工件臺位于曝光位，第二工件臺位于測量位)；圖7為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺的工作流程示意圖(第一工件臺位于曝光位，第二工件臺位于第二等待位)；圖8為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺的工作流程示意圖(第一工件臺位于測量位，第二工件臺位于曝光位)；圖9為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺的工作流程示意圖(第一工件臺位于第一等待位，第二工件臺位于曝光位)；圖10為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺所用冷卻劑為單相介質(zhì)(冷卻水)時冷卻裝置中內(nèi)部溫度傳感器所測得的溫度隨時間變化的示意圖；圖11為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺所用冷卻劑為雙相介質(zhì)(冷卻水加少量冰)時冷卻裝置中內(nèi)部溫度傳感器所測得的溫度隨時間變化的示意圖；圖12為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺所用冷卻劑的預(yù)備控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺中冷卻裝置內(nèi)部冷卻循環(huán)的控制系統(tǒng)流程框圖；圖14為本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺中冷卻裝置外部冷卻循環(huán)的控制系統(tǒng)流程框圖。
[0055]實施例一
[0056]請重點參考圖1，如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種光刻機工作臺，所述光刻機工作臺包括平面電機1、工件臺2、冷卻裝置3和控制系統(tǒng)4，所述工件臺2設(shè)置于所述平面電機I上，所述控制系統(tǒng)4與所述平面電機1、工作臺2和冷卻裝置3通過無線信號連接，所述平面電機I能夠帶動所述工件臺2做長行程運動，所述工件臺2能夠在所述平面電機I上做六自由度運動，所述冷卻裝置3設(shè)置于所述工件臺2內(nèi)部，所述冷卻裝置3用于給工件臺2提供冷卻劑以保證其溫度的穩(wěn)定性。
[0057]本發(fā)明實施例提供的光刻機工作臺，通過無線信號控制平面電機動子12驅(qū)動工件臺2，實現(xiàn)無線工件臺2的控制和運動，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的線纜構(gòu)架的工件臺結(jié)構(gòu)設(shè)計，減少了線纜擾動對高精密工件臺2六自由度運動的干擾，提高了整機運動精度，降低了控制難度，提高了穩(wěn)定性；該光刻機工作臺還使用冷卻裝置3對工件臺2進行冷卻，以保持工件臺2的恒溫。
[0058]所述平面電機包括粗動平面電機定子11、粗動平面電機動子12和第一無線信號接收裝置51，所述粗動平面電機動子12安裝于所述工件臺2的底部，所述粗動平面電機動子12設(shè)置于所述粗動平面電子定子11上所述第一無線信號接收裝置51設(shè)置于所述粗動平面電機定子11上，所述控制系統(tǒng)4通過所述第一無線信號接收裝置51控制所述粗動平面電機動子12驅(qū)動所述工件臺2在粗動平面電機定子11上做六自由度運動。
[0059]請重點參考圖2，如圖2所示，所述工件臺2包括承片臺21、支撐臺22、進水口 23、排水口 24、方鏡25和第二無線信號接收裝置52，所述支撐臺22通過平面電機動子12設(shè)置于所述平面電機定子11上，所述承片臺21設(shè)置于所述支撐臺22上，所述進水口 23設(shè)置于所述支撐臺22的一側(cè)，所述排水口 24設(shè)置于所述支撐臺22的另一側(cè)，所述方鏡25設(shè)置于所述承片臺21相對的兩側(cè)，所述第二無線信號接收裝置52設(shè)置于所述承片臺21上，所述控制系統(tǒng)4通過所述第二無線信號接收裝置52控制所述工件臺2中的冷卻裝置3進行該工件臺2的冷卻控溫工作。
[0060]請重點參考圖3，如圖3所示，所述冷卻裝置包括微型水泵31、內(nèi)部溫度傳感器32、第一電磁閥33、第二電磁閥34、散熱模塊35和冷卻介質(zhì)存儲箱36,所述微型水泵31、散熱模塊35、冷卻介質(zhì)存儲箱36和內(nèi)部溫度傳感器32串接構(gòu)成回路，該回路設(shè)置于所述工件臺22的內(nèi)部，所述第一電磁閥33與第二電磁閥34均與所述回路連接，所述進水口 23與所述第一電磁閥33連接，所述排水口 24與所述第二電磁閥34連接，所述散熱模塊35用于降低回路內(nèi)冷卻劑的溫度，所述冷卻劑介質(zhì)存儲箱36用于存儲冷卻劑，以提高換液效率。
[0061]進一步的，所述無線纜光刻機工作臺還包括充電裝置6，所述工件臺中支撐臺22的一側(cè)還設(shè)有充電接口 26，所述充電裝置6能夠通過所述充電接口 26對工件臺2進行充電，所述充電裝置6在不降低工件臺2工作效率的前提下，利用等待時間對工件臺2進行充電。
[0062]進一步的，所述無線纜光刻機工作臺還包括換水機械臂7，所述換水機械臂7在工件臺2需要冷卻時與所述進水口 23相接，冷卻劑水源能夠通過所述換水機械臂7遠距離流入到冷卻裝置3中，而不用將冷卻劑直接充入進水口 23中。
[0063]進一步的，所述無線纜光刻機工作臺還包括充電機械臂8，所述充電機械臂8在工件臺2需要充電時與所述充電接口 26相接，充電機械臂8的使用使得充電裝置6能夠遠距離通過充電機械臂8來與充電接口 26連接，而無需與充電接口 26直連。
[0064]請重點參考圖4,如圖4所示,所述冷卻裝置的使用方法為:
[0065]步驟一:導通第二電磁閥34，從排水口 24處抽空回路中使用后的冷卻劑；
[0066]步驟二:關(guān)閉第二電磁閥34，導通第一電磁閥33，從進水口 23泵入冷卻劑；
[0067]步驟三:關(guān)閉第一電磁閥33，并從進水口 23與排水口 24處抽出殘留的冷卻劑；
[0068]步驟四:冷卻劑通過微型水泵31的驅(qū)動在回路中循環(huán)流動。
[0069]進一步的，在冷卻劑達不到冷卻效果時，即內(nèi)部溫度傳感器32測出的冷卻劑的溫度長時間高于設(shè)定值時，重復步驟一至步驟四。
[0070]當工作臺2的承片臺22 (E-Chuck)與投影物鏡存在溫度差時，會使投影物鏡底部與承片臺22 (E-Chuck)之間形成溫度梯度，發(fā)生不均勻的熱串擾，從而引起焦面飄移和對準飄移，同時，當承片臺22 (E-Chuck)溫度和設(shè)定點溫度有差別時，調(diào)平傳感器的重復性精度會變差，因此，投影物鏡和承片臺22 (E-Chuck)之間的溫度差應(yīng)滿足|TE-ChuCk-TlenS|〈0.1。C。此外，工件臺2的方鏡25到硅片邊緣的最大距離為360mm (Y向)，如果產(chǎn)生Inm熱膨脹，工件臺2的方鏡25和承片臺22 (E-Chuck)的材料選擇微晶玻璃，其熱膨脹系數(shù)為0.15ppm/K，計算得出工件臺方鏡25的溫度指標為小于18X10_3° C/360mm。硅片與承片臺22 (E-Chuck)之間會由于溫度差而產(chǎn)生飄移，因此硅片與承片臺22 (E-Chuck)之間的初始溫度差應(yīng)小于0.1° C (300mm硅片)，硅片入口溫度偏差為22±2° C。為滿足以上設(shè)計指標，考慮采用工件臺2外部提供冷媒，工件臺2中間換液和結(jié)構(gòu)臺內(nèi)部熱交換的技術(shù)策略。此外采用溫度傳感器策略和內(nèi)部和外部雙反饋控制的方案，進而保證工件臺和硅片的溫度恒定。
[0071]當工件臺到達等待位之后，換水機械臂7分別連接進水口 23和排水口 24，充電機械臂8連接充電接口 26，導通第二電磁閥34，抽空回路中的高溫水，關(guān)閉第二電磁閥34，導通第一電磁閥33，泵入冷卻劑，關(guān)閉第一電磁閥33，然后抽空進水口 23和排水口 24的殘留水滴(以避免殘留水滴影響工件臺2內(nèi)部環(huán)境)，同時對工件臺2進行充電工作，完成后斷開換水機械臂7和充電機械臂8。循環(huán)回路中的水在微型水泵31的驅(qū)動作用下循環(huán)流動，對工件臺2內(nèi)部進行冷卻，內(nèi)部溫度傳感器32用來監(jiān)測回路中的水溫，并向控制系統(tǒng)4做反饋，以控制整個工件臺2的溫度。
[0072]請重點參考圖13，如圖13所示，內(nèi)部冷卻循環(huán)溫度控制系統(tǒng)是由各支路構(gòu)成的一個閉環(huán)負反饋控制系統(tǒng)。首先由控制系統(tǒng)4設(shè)定工件臺2的內(nèi)部參考溫度，同時由內(nèi)部溫度傳感器32檢測工件臺2內(nèi)部的實際溫度，通過比較兩個溫度值來發(fā)送控制信號，控制環(huán)節(jié)通過驅(qū)動執(zhí)行裝置(微型水泵41的電機)來調(diào)節(jié)回路中的溫度。
[0073]進一步的，所述冷卻劑為固液兩相混合物。
[0074]進一步的，采用調(diào)控固液兩相混合物中固體冷介質(zhì)與流體的混合比例的方式來控制工件臺2的溫度。
[0075]進一步的，所述冷卻劑為22°C的水和冰的兩相混合物，所述混合物中的冰不能夠阻礙所述水的流動。[0076]請重點參考圖10和圖11，如圖10和圖11所示，因為雙相介質(zhì)的比單相介質(zhì)的恒溫效果明顯，又由于光刻機整機內(nèi)部(工件臺2和物鏡)的環(huán)境溫度一般都控制在22°C，在考慮選擇工件臺2的冷卻劑時，應(yīng)采用例如22°C的水和少量冰塊的兩相混合物作為冷卻劑，如表1所示，選項I。一方面因為水的比熱大，導致溫度變化的熱量比大，另一方面由于冰在22°C的水中并不會馬上融解，在冰融解的過程中，工件臺2也在工作，冷卻劑吸收外界熱量，其冷卻劑吸收的外界熱量同冰融解所需的熱量大致相等，通過冰的融解吸熱，使得冷卻劑的溫度控制22°C的小范圍內(nèi)波動，重要的是控制冰混入冷卻水的劑量，其液固兩相冷媒的配比例范圍在1/100至1/10之間的范圍，以使冷卻劑的溫度不致有太大波動。
【權(quán)利要求】
1.一種光刻機工作臺，其特征在于，包括平面電機、工件臺、冷卻裝置和控制系統(tǒng)，所述工件臺設(shè)置于所述平面電機上，所述控制系統(tǒng)分別與所述平面電機、工作臺和冷卻裝置通過無線信號連接，所述平面電機帶動所述工件臺做長行程運動，所述工件臺在所述平面電機上做六自由度運動，所述冷卻裝置設(shè)置于所述工件臺內(nèi)部，所述冷卻裝置用于給工件臺提供冷卻劑以保證其溫度的穩(wěn)定性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述光刻機工作臺，其特征在于，所述平面電機包括粗動平面電機定子、粗動平面電機動子和第一無線信號接收裝置，所述粗動平面電機動子安裝于所述工件臺的底部，所述粗動平面電機動子設(shè)置于所述粗動平面電子定子上，所述第一無線信號接收裝置設(shè)置于所述粗動平面電機定子上，所述控制系統(tǒng)通過所述第一無線信號接收裝置控制所述粗動平面電機動子驅(qū)動所述工件臺在粗動平面電機定子上做六自由度運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述光刻機工作臺，其特征在于，所述工件臺包括承片臺、支撐臺、進水口、排水口、方鏡和第二無線信號接收裝置，所述支撐臺通過平面電機動子設(shè)置于所述平面電機定子上，所述承片臺設(shè)置于所述支撐臺上，所述進水口設(shè)置于所述支撐臺的一側(cè)，所述排水口設(shè)置于所述支撐臺的另一側(cè)，所述方鏡設(shè)置于所述承片臺相對的兩側(cè)，所述第二無線信號接收裝置設(shè)置于所述承片臺上，所述控制系統(tǒng)通過所述第二無線信號接收裝置控制所述工件臺中的冷卻裝置進行該工件臺的冷卻控溫工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述光刻機工作臺，其特征在于，所述冷卻裝置包括微型水泵、內(nèi)部溫度傳感器、第一電磁閥和第二電磁閥，所述微型水泵和內(nèi)部溫度傳感器串接構(gòu)成回路，該回路設(shè)置于所述工件臺的內(nèi)部，所述第一電磁閥與第二電磁閥均與所述回路連接，所述進水口與所述第一電磁閥連接，所述排水口與所述第二電磁閥連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述光刻機工作臺，其特征在于，還包括充電裝置，所述工件臺中支撐臺的一側(cè)還設(shè)有充電接口，所述充電裝置能夠通過所述充電接口對工件臺進行充電。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述光刻機工作臺，其特征在于，還包括換水機械臂，所述換水機械臂在工件臺需要冷卻時與所述進水口相接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述光刻機工作臺，其特征在于，還包括充電機械臂，所述充電機械臂在工件臺需要充電時與所述充電接口相接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述光刻機工作臺，其特征在于，所述冷卻裝置的使用方法為: 步驟一:導通第二電磁閥，從排水口處抽空回路中使用后的冷卻劑； 步驟二:關(guān)閉第二電磁閥，導通第一電磁閥，從進水口泵入冷卻劑； 步驟三:關(guān)閉第一電磁閥，并從進水口與排水口處抽出殘留的冷卻劑； 步驟四:冷卻劑通過微型水泵的驅(qū)動在回路中循環(huán)流動。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述光刻機工作臺，其特征在于，所述冷卻劑為固液兩相混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述光刻機工作臺，其特征在于，采用調(diào)控固液兩相混合物中固體冷介質(zhì)與流體的混合比例的方式來控制工件臺的溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述光刻機工作臺，其特征在于，在冷卻劑達不到冷卻效果時，即內(nèi)部溫度傳感器測出的冷卻劑的溫度長時間高于設(shè)定值時，重復步驟一至步驟四。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述光刻機工作臺，其特征在于，所述冷卻劑為22°C的水和冰的兩相混合物，所述混合物中的冰不能夠阻礙所述水的流動。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述光刻機工作臺，其特征在于，所述冷卻劑能夠在22°C時固液共存。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13任一項所述光刻機工作臺，其特征在于，還包括硅片吸盤裝置，所述硅片吸盤裝置設(shè)置于所述工件臺中，所述硅片吸盤裝置用于將硅片吸附于所述工件臺上。
15.—種如權(quán)利要求1中所述光刻機工作臺的工作方法，其運用于雙光刻機工作臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于硅片的曝光工作，該系統(tǒng)中設(shè)有第一工件臺與第二工件臺，其特征在于，包括: 步驟一:控制系統(tǒng)控制第一工件臺從第一等待位移動到測量位，完成上、下片與測量工作，接著將第一工件臺從測量位移動到曝光位，進行曝光工作，同時將第二工件臺從第二等待位移動到測量位，進行上、下片與測量工作； 步驟二:在第一工件臺進行曝光工作時，控制系統(tǒng)控制第二工件臺從測量位移動到第二等待位，并通過冷卻裝置對其進行換水冷卻工作； 步驟三:控制系統(tǒng)控制第一工件臺從曝光位移動到測量位，進行上、下片及測量工作，同時將第二工件臺從第二等待位移動到曝光位，進行曝光工作； 步驟四:在第二工件臺進行曝光工作時，控制系統(tǒng)控制第一工件臺從測量位移動到第一等待位，并通過冷卻裝置對其進行換水冷卻工作； 步驟五:控制系統(tǒng)控制第二工件臺從曝光位移動到測量位，進行上、下片及測量工作，同時將第一工作臺從第一等待位移動到曝光位，進行曝光工作； 步驟六:重復步驟二至步驟五，直至完成所有硅片的曝光及下片工作。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述光刻機工作臺的工作方法，其特征在于，所述第一工件臺和第二工作臺均分別包括承片臺、支撐臺、進水口、排水口、方鏡和第二無線信號接收裝置，所述支撐臺通過平面電機動子設(shè)置于所述平面電機定子上，所述承片臺設(shè)置于所述支撐臺上，所述進水口設(shè)置于所述支撐臺的一側(cè)，所述排水口設(shè)置于所述支撐臺的另一側(cè)，所述方鏡設(shè)置于所述承片臺相對的兩側(cè)，所述第二無線信號接收裝置設(shè)置于所述承片臺上，所述控制系統(tǒng)通過所述第二無線信號接收裝置控制所述工件臺中的冷卻裝置進行該工件臺的冷卻控溫工作。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述光刻機工作臺的工作方法，其特征在于，所述冷卻裝置包括微型水泵、內(nèi)部溫度傳感器、第一電磁閥和第二電磁閥，所述微型水泵和內(nèi)部溫度傳感器串接構(gòu)成回路，該回路設(shè)置于所述工件臺的內(nèi)部，所述第一電磁閥與第二電磁閥均與所述回路連接，所述進水口與所述第一電磁閥連接，所述排水口與所述第二電磁閥連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述光刻機工作臺的工作方法，其特征在于，所述冷卻裝置的使用方法為: 步驟一: 導通第二電磁閥，從排水口處抽空回路中使用后的冷卻劑； 步驟二:關(guān)閉第二電磁閥，導通第一電磁閥，從進水口泵入冷卻劑； 步驟三:關(guān)閉第一電磁閥，并從進水口與排水口處抽出殘留的冷卻劑； 步驟四:冷卻劑通過微型水泵的驅(qū)動在回路中循環(huán)流動。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光刻機工作臺的工作方法，其特征在于，在步驟二與步驟四中，對處于等待位上第二工件臺或第一工件臺進行充電工作。
【文檔編號】G03F7/20GK103576463SQ201210254039
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月20日
【發(fā)明者】吳飛, 劉劍, 張志鋼, 鄭樂平, 袁志揚 申請人:上海微電子裝備有限公司