工件臺與掩模臺公用的平衡質(zhì)量系統(tǒng)及光刻的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種工件臺與掩模臺公用的平衡質(zhì)量系統(tǒng)，這種平衡質(zhì)量系統(tǒng)，包括平衡質(zhì)量體以及平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置，所述平衡質(zhì)量體包括用于安裝工件臺系統(tǒng)的平衡質(zhì)量體的工件臺部分、用于安裝掩模臺系統(tǒng)的平衡質(zhì)量體的掩模臺部分以及平衡質(zhì)量體的連接部分，所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分與所述平衡質(zhì)量體的掩模臺部分通過所述平衡質(zhì)量體的連接部分連接，所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分懸浮支撐于基礎(chǔ)框架上，所述平衡質(zhì)量體的連接部分通過所述平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置與所述基礎(chǔ)框架相連，所述平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置靠近整個所述平衡質(zhì)量體的重心位置設(shè)置。本發(fā)明能夠節(jié)省掩模臺系統(tǒng)的外部支架，減小整機(jī)的體積和重量，以及較少所需平衡質(zhì)量的質(zhì)量，使得整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。
【專利說明】工件臺與掩模臺公用的平衡質(zhì)量系統(tǒng)及光刻機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光刻設(shè)備，尤其涉及一種工件臺與掩模臺公用的平衡質(zhì)量系統(tǒng)及光刻機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]光刻機(jī)的光刻精度和產(chǎn)率高低直接影響著芯片的集成度和制造成本，而產(chǎn)率和光刻精度是一對矛盾體，客戶既要系統(tǒng)提高產(chǎn)率，又要改善和提高系統(tǒng)的曝光質(zhì)量和曝光精度。而光刻機(jī)整機(jī)系統(tǒng)中的任何微小振動都會干擾并影響到光刻精度，尤其是運動臺的驅(qū)動反力的影響。
[0003]平衡質(zhì)量技術(shù)正是在這種條件下出現(xiàn)的。通過平衡質(zhì)量技術(shù)，運動臺傳遞給基礎(chǔ)框架的作用力會大幅降低，這在很大程度上減少了光刻機(jī)系統(tǒng)的減振難度，避免了運動反力對曝光系統(tǒng)的干擾。
[0004]當(dāng)前的運動臺平衡質(zhì)量系統(tǒng)主要有單層和雙層兩種。ASML公司的Twinscan系列光刻機(jī)的工件臺采用單層平衡質(zhì)量系統(tǒng)，具體可以參見2006年04月25日公開的美國專利US7034920，它是利用一層平衡質(zhì)量框架來平衡長行程電機(jī)在X，Y，Rz三個方向上因運動加減速所產(chǎn)生的反作用力，并采用兩組五連桿裝置實現(xiàn)工件臺平衡質(zhì)量系統(tǒng)與基礎(chǔ)框架間的物理連接。兩組五連桿裝置可以完成工件臺平衡質(zhì)量系統(tǒng)的初始化回零，以及運動模式下對工件臺平衡質(zhì)量系統(tǒng)跟蹤補(bǔ)償作用。不過，兩組五連桿機(jī)構(gòu)擁有四個控制電機(jī)，四個電機(jī)聯(lián)合一體跟蹤控制X，Y，Rz三個自由度，系統(tǒng)需解耦，控制策略復(fù)雜。
[0005]Nikon公司的Tandem雙臺系統(tǒng)采用雙層平衡質(zhì)量系統(tǒng)，具體可以參見2005年04月26日公開的美國專利US6885430，它采用兩層平衡質(zhì)量分別平衡長行程電機(jī)在X，Y，Rz三個方向上加減速運動時所產(chǎn)生的運動反力；頂層平衡質(zhì)量用來平衡一個線性運動方向(X或Y)和Rz向上所產(chǎn)生的運動反力，頂層平衡質(zhì)量體與底層平衡質(zhì)量體間通過補(bǔ)償電機(jī)連接，用以實現(xiàn)頂層兩個平衡質(zhì)量體的同步運動以及糾偏和補(bǔ)償作用，該補(bǔ)償電機(jī)為一直線電機(jī)。底層平衡質(zhì)量體則用來平衡另外一個線性運動方向上(Y或X)所產(chǎn)生的運動反力。Tandem雙層平衡質(zhì)量系統(tǒng)采用三個獨立的直線電機(jī)用來實現(xiàn)工件臺平衡質(zhì)量系統(tǒng)與基礎(chǔ)框架間的連接作用，直線電機(jī)的定子安裝在基礎(chǔ)框架上，動子安裝在工件臺底層平衡質(zhì)量系統(tǒng)上。三個直線電機(jī)聯(lián)合起來可以完成工件臺平衡質(zhì)量系統(tǒng)的初始化回零，以及運動模式下對工件臺平衡質(zhì)量系統(tǒng)的跟蹤補(bǔ)償作用。三個直線電機(jī)可以對X，Y，Rz三個自由度的獨立控制，不存在運動耦合問題，系統(tǒng)無需解耦，控制策略簡單。該直線電機(jī)是Nikon公司特別開發(fā)的具有側(cè)向間隙和位移的直線電機(jī)，普通直線電機(jī)不具有這種功能。
[0006]因此當(dāng)前的光刻機(jī)平衡質(zhì)量典型代表系統(tǒng)分別為ASML公司的Twinscan平臺和Nikon公司的Tandem平臺，不管是Twinscan平臺還是Tandem平臺，依托這種平臺的光刻機(jī)的工件臺和掩模臺均是使用獨立的平衡質(zhì)量系統(tǒng)，這是這兩種平臺的共同特點，均具有如下缺點:
[0007]( I)整機(jī)結(jié)構(gòu)不夠緊湊；[0008](2)需要掩模臺系統(tǒng)的外部支架，整機(jī)的體積和重量比較大；
[0009](3)兩個獨立的平衡質(zhì)量體之和比較大。
[0010]因此，如何提供一種整體結(jié)構(gòu)更加緊湊、體積更小的平衡質(zhì)量系統(tǒng)及光刻機(jī)是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種平衡質(zhì)量系統(tǒng)及光刻機(jī)，能夠節(jié)省掩模臺系統(tǒng)的外部支架，減小整機(jī)的體積和重量，以及較少所需平衡質(zhì)量的質(zhì)量，使得整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。
[0012]為了達(dá)到上述的目的，發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0013]一種平衡質(zhì)量系統(tǒng)，包括平衡質(zhì)量體以及平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置，所述平衡質(zhì)量體包括用于安裝工件臺系統(tǒng)的平衡質(zhì)量體的工件臺部分、用于安裝掩模臺系統(tǒng)的平衡質(zhì)量體的掩模臺部分以及平衡質(zhì)量體的連接部分，所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分與所述平衡質(zhì)量體的掩模臺部分通過所述平衡質(zhì)量體的連接部分連接，所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分懸浮支撐于基礎(chǔ)框架上，所述平衡質(zhì)量體的連接部分通過所述平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置與所述基礎(chǔ)框架相連，所述平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置安裝在靠近整個所述平衡質(zhì)量體的重心位置處。
[0014]優(yōu)選的,在上述的平衡質(zhì)量系統(tǒng)中，還包括反質(zhì)量運動系統(tǒng),所述反質(zhì)量運動系統(tǒng)包括反質(zhì)量支撐框架以及反質(zhì)量運動體，所述反質(zhì)量支撐框架與所述平衡質(zhì)量體的連接部分固定連接，所述反質(zhì)量運動體能夠沿著支撐框架上下運動，用以補(bǔ)償運動臺系統(tǒng)重心的實時變化以及補(bǔ)償該運動臺平衡質(zhì)量系統(tǒng)的傾覆力矩。
[0015]優(yōu)選的，在上述的平衡質(zhì)量系統(tǒng)中，所述防漂及補(bǔ)償裝置與所述平衡質(zhì)量體的重心位置相對應(yīng)。
[0016]本發(fā)明還公開了一種光刻機(jī)，包括照明系統(tǒng)、基礎(chǔ)框架、主減振單元、安裝有物鏡的主基板、用于裝載曝光光阻載體的工件臺系統(tǒng)、用于裝載曝光圖形載體的掩模臺系統(tǒng)以及如上所述的平衡質(zhì)量系統(tǒng)，所述主基板通過所述主減振單元安裝于所述基礎(chǔ)框架上，所述工件臺系統(tǒng)懸浮支撐于所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分上，所述掩模臺系統(tǒng)懸浮支撐于所述平衡質(zhì)量體的掩模臺部分上，所述照明系統(tǒng)將所述曝光圖形載體上的圖形經(jīng)過所述物鏡投影到所述裝載曝光光阻載體上。
[0017]優(yōu)選的，在上述的光刻機(jī)中，所述工件臺系統(tǒng)包括工件臺粗動臺氣浮、工件臺粗動臺、工件臺長行程驅(qū)動電機(jī)以及用于支撐所述曝光光阻載體的工件臺微動臺，所述工件臺粗動臺通過所述工件臺粗動臺氣浮懸浮支撐于所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分上，所述工件臺微動臺設(shè)置于粗動臺上，所述工件臺粗動臺通過所述長行程驅(qū)動電機(jī)與所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分連接。
[0018]優(yōu)選的，在上述的光刻機(jī)中，所述掩模臺系統(tǒng)包括掩模臺長行程驅(qū)動電機(jī)、掩模臺粗動臺、掩模臺粗動臺氣浮以及用于吸附曝光圖形載體的掩模臺微動臺，所述掩模臺粗動臺通過所述掩模臺粗動臺氣浮懸浮支撐于所述平衡質(zhì)量體的掩模臺部分上，所述掩模臺微動臺設(shè)置于所述粗動臺上，所述掩模臺粗動臺通過掩模臺長行程驅(qū)動電機(jī)與平衡質(zhì)量體的掩模臺部分連接。
[0019]優(yōu)選的，在上述的光刻機(jī)中，還包括工件臺位置測量系統(tǒng)，所述工件臺位置測量系統(tǒng)包括工件臺干涉儀、工件臺垂向反射鏡以及主基板垂向反射鏡，所述工件臺干涉儀與所述主基板固定連接，所述主基板垂向反射鏡安裝于所述主基板的下方，所述工件臺垂向反射鏡安裝于所述工件臺微動臺的側(cè)面，所述工件臺干涉儀通過將工件臺干涉儀水平向測量光束射在工件臺微動臺上以及工件臺干涉儀水平向參考光束射在物鏡上來測量工件臺系統(tǒng)與所述物鏡的水平向位置關(guān)系，所述工件臺干涉儀通過將工件臺干涉儀垂向測量光束射到工件臺垂向反射鏡后，經(jīng)反射至主基板垂向反射鏡來測量所述工件臺微動臺與所述物鏡的垂向位置關(guān)系。
[0020]優(yōu)選的，在上述的光刻機(jī)中，還包括掩模臺位置測量系統(tǒng)，所述掩模臺位置測量系統(tǒng)包括掩模臺干涉儀以及用于反射掩模臺干涉儀垂向測量光束的掩模臺垂向反射鏡，所述掩模臺干涉儀與所述主基板固定連接，所述掩模臺垂向反射鏡安裝于所述物鏡的上部側(cè)面，所述掩模臺干涉儀通過將掩模臺干涉儀水平向測量光束射在掩模臺微動臺上以及將掩模臺干涉儀水平向參考光束射在物鏡上來測量所述掩模臺系統(tǒng)與所述物鏡的水平向位置關(guān)系，所述掩模臺干涉儀通過將掩模臺干涉儀垂向測量光束射到掩模臺反射鏡后反射至掩模臺微動臺來測量所述掩模臺微動臺與所述物鏡的垂向位置關(guān)系。
[0021]優(yōu)選的，在上述的光刻機(jī)中，還包括照明支架，所述照明支架與所述基礎(chǔ)框架固定連接，所述照明系統(tǒng)通過所述照明支架安裝于所述曝光圖形載體的上方。
[0022]優(yōu)選的，在上述的光刻機(jī)中，所述主基板上設(shè)有用于安裝所述物鏡的通孔，所述物鏡的一部分位于所述主基板的一側(cè)，所述物鏡的另一部分位于所述主基板的另一側(cè)。
[0023]本發(fā)明的平衡質(zhì)量系統(tǒng)及光刻機(jī)，該平衡質(zhì)量系統(tǒng)包括用于安裝工件臺系統(tǒng)的平衡質(zhì)量體的工件臺部分、用于安裝掩模臺系統(tǒng)的平衡質(zhì)量體的掩模臺部分、連接前述兩者的平衡質(zhì)量體的連接部分、以及平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置，本發(fā)明改變現(xiàn)有的工件臺系統(tǒng)和掩模臺系統(tǒng)均使用獨立的平衡質(zhì)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，而是將工件臺系統(tǒng)和掩模臺系統(tǒng)公用一套平衡質(zhì)量系統(tǒng)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0024]( I)整體結(jié)構(gòu)更為緊湊；
[0025](2)公用的平衡質(zhì)量系統(tǒng)可以直接支撐掩模臺系統(tǒng)，從而節(jié)省了掩模臺系統(tǒng)的外部支架，減小整機(jī)的體積和重量；
[0026](3)工件臺系統(tǒng)及掩模臺系統(tǒng)公用一套平衡質(zhì)量系統(tǒng)及其平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置，運動臺的運動反力一定程度上可以相互抵消，使得公用的平衡質(zhì)量體的質(zhì)量要小于工件臺系統(tǒng)及掩模臺系統(tǒng)各自對應(yīng)的獨立的平衡質(zhì)量體的和。
[0027]另外，通過在平衡質(zhì)量系統(tǒng)中配置垂向運動的反質(zhì)量系統(tǒng)，可以補(bǔ)償運動過程中的重心變化和產(chǎn)生的傾覆力矩。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]發(fā)明的平衡質(zhì)量系統(tǒng)及光刻機(jī)由以下的實施例及附圖給出。
[0029]圖1為本發(fā)明一實施例的光刻機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中，1:基礎(chǔ)框架，2:主減振單元，3:主基板垂向反射鏡，4:工件臺干涉儀水平向參考光束，5:工件臺干涉儀垂向測量光束，6:工件臺干涉儀水平向測量光束，7:工件臺垂向反射鏡，8:平衡質(zhì)量體氣浮，9:工件臺粗動臺氣浮，10:工件臺微動臺，11:平衡質(zhì)量體的工件臺部分，12:工件臺粗動臺，13:工件臺長行程驅(qū)動電機(jī)，14:平衡質(zhì)量體的連接部分，15:平衡質(zhì)量體的重心位置，16:平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置，17:反質(zhì)量支撐框架，18:反質(zhì)量運動體，19:物鏡，20:平衡質(zhì)量體的掩模臺部分，21:掩模臺長行程驅(qū)動電機(jī)，22:掩模臺粗動臺，23:掩模臺微動臺，24:曝光圖形載體,25,掩模臺粗動臺氣浮,26:掩模臺干涉儀水平向測量光束，27:曝光光阻載體，28:掩模臺干涉儀水平向參考光束，29:掩模臺干涉儀垂向測量光束，30:掩模臺干涉儀測量支架，31:掩模臺垂向反射鏡，32:工件臺干涉儀測量支架，33:主基板，34:照明系統(tǒng)，35:照明支架。
【具體實施方式】
[0031]下面將參照附圖對發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了發(fā)明的優(yōu)選實施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的發(fā)明而仍然實現(xiàn)發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對發(fā)明的限制。
[0032]為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因為它們會使發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實際實施例的開發(fā)中，必須作出大量實施細(xì)節(jié)以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個實施例改變?yōu)榱硪粋€實施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費時間的，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0033]為使發(fā)明的目的、特征更明顯易懂，下面結(jié)合附圖對發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步的說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明發(fā)明實施例的目的。
[0034]請參閱圖1，這種光刻機(jī)，包括照明系統(tǒng)34、基礎(chǔ)框架1、主減振單元2、安裝有物鏡19的主基板33、用于裝載曝光光阻載體27的工件臺系統(tǒng)、用于裝載曝光圖形載體24的掩模臺系統(tǒng)以及所述的平衡質(zhì)量系統(tǒng)，所述主基板33通過所述主減振單元2安裝于所述基礎(chǔ)框架I上，所述工件臺系統(tǒng)懸浮支撐于所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分11上，所述掩模臺系統(tǒng)懸浮支撐于所述平衡質(zhì)量體的掩模臺部分20上，所述照明系統(tǒng)34將所述曝光圖形載體24上的圖形經(jīng)過所述物鏡19投影到所述裝載曝光光阻載體27上。
[0035]這種平衡質(zhì)量系統(tǒng)，包括平衡質(zhì)量體以及平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置16，所述平衡質(zhì)量體包括用于安裝工件臺系統(tǒng)的平衡質(zhì)量體的工件臺部分、用于安裝掩模臺系統(tǒng)的平衡質(zhì)量體的掩模臺部分20以及平衡質(zhì)量體的連接部分14，所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分與所述平衡質(zhì)量體的掩模臺部分20通過所述平衡質(zhì)量體的連接部分14連接，所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分懸浮支撐于基礎(chǔ)框架上，所述平衡質(zhì)量體的連接部分14通過所述平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置16與所述基礎(chǔ)框架相連，所述平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置16靠近整個所述平衡質(zhì)量體的重心位置15設(shè)置。
[0036]本發(fā)明改變現(xiàn)有的工件臺系統(tǒng)和掩模臺系統(tǒng)均使用獨立的平衡質(zhì)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，而是將工件臺系統(tǒng)和掩模臺系統(tǒng)公用一套平衡質(zhì)量系統(tǒng)，圖中，平衡質(zhì)量體的工件臺部分11，平衡質(zhì)量體的連接部分14及平衡質(zhì)量體的掩模臺部分20共同組成工件臺系統(tǒng)及掩模臺系統(tǒng)的公用的平衡質(zhì)量體。一方面，可以使得整體結(jié)構(gòu)更為緊湊；另一方面，公用的平衡質(zhì)量系統(tǒng)可以直接支撐掩模臺系統(tǒng)，從而節(jié)省了掩模臺系統(tǒng)的外部支架，減小整機(jī)的體積和重量；再一方面，工件臺系統(tǒng)及掩模臺系統(tǒng)公用一套平衡質(zhì)量系統(tǒng)及其平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置16，運動臺的運動反力一定程度上可以相互抵消，使得公用的平衡質(zhì)量體的質(zhì)量要小于工件臺系統(tǒng)及掩模臺系統(tǒng)各自對應(yīng)的獨立的平衡質(zhì)量體的和。
[0037]其中，所述防漂及補(bǔ)償裝置16用于控制及補(bǔ)償所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分11、所述平衡質(zhì)量體的掩模臺部分20以及所述平衡質(zhì)量體的連接部分14組成的整體的水平向位置(X，y，Rz)。
[0038]優(yōu)選的，所述防漂及補(bǔ)償裝置與所述平衡質(zhì)量體的重心位置相對應(yīng)，本身實施例中，為同一水平位置上，從而可以更好的平衡運動臺系統(tǒng)及掩模臺系統(tǒng)傳遞給基礎(chǔ)框架I的作用力，減少光刻機(jī)系統(tǒng)的減振難度，避免運動反力對曝光過程的干擾。
[0039]因工件臺長行程驅(qū)動電機(jī)13以及掩模臺長行程驅(qū)動電機(jī)21高度不同、不共面，勢必會造成傾覆力矩，同時工件臺系統(tǒng)及掩模臺系統(tǒng)不同步運動時，會使整個運動臺(包括工件臺系統(tǒng)及掩模臺系統(tǒng))及平衡質(zhì)量系統(tǒng)的重心發(fā)生變化，為了應(yīng)對這一工況，在上述的平衡質(zhì)量系統(tǒng)中引入一反質(zhì)量運動系統(tǒng)。所述反質(zhì)量運動系統(tǒng)包括反質(zhì)量支撐框架17以及反質(zhì)量運動體18，所述反質(zhì)量支撐框架17與所述平衡質(zhì)量體的連接部分14固定連接，所述反質(zhì)量運動體18能夠沿著支撐框架17上下運動，可以補(bǔ)償重心的實時變化，同時，反質(zhì)量運動體18的加速減速運動，可以產(chǎn)生一個反力矩，用以補(bǔ)償運動臺平衡質(zhì)量系統(tǒng)的傾覆力矩。
[0040]優(yōu)選的，所述工件臺系統(tǒng)包括工件臺粗動臺氣浮9、工件臺粗動臺12、工件臺長行程驅(qū)動電機(jī)13以及用于支撐所述曝光光阻載體27的工件臺微動臺10，所述工件臺粗動臺12通過工件臺粗動臺氣浮9懸浮支撐于所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分11上，所述工件臺微動臺10設(shè)置于粗動臺12上，所述工件臺粗動臺12通過所述長行程驅(qū)動電機(jī)13與所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分11連接。
[0041]優(yōu)選的，所述掩模臺系統(tǒng)包括掩模臺長行程驅(qū)動電機(jī)21、掩模臺粗動臺22、掩模臺粗動臺氣浮25以及用于吸附曝光圖形載體24的掩模臺微動臺23，所述掩模臺粗動臺22通過所述掩模臺粗動臺氣浮25懸浮支撐于所述平衡質(zhì)量體的掩模臺部分20上，所述掩模臺微動臺23設(shè)置于所述粗動臺22上，所述掩模臺粗動臺22通過所述掩模臺長行程驅(qū)動電機(jī)21與所述平衡質(zhì)量體的掩模臺部分20連接。
[0042]優(yōu)選的，所述的光刻機(jī)還包括工件臺位置測量系統(tǒng)，所述工件臺位置測量系統(tǒng)包括工件臺干涉儀測量支架32、設(shè)置在工件臺干涉儀測量支架32上的工件臺干涉儀(圖中未示出)、工件臺垂向反射鏡7以及主基板垂向反射鏡3，所述工件臺干涉儀測量支架32與所述主基板33固定連接，所述主基板垂向反射鏡3安裝于所述主基板33的下方，所述工件臺垂向反射鏡7安裝于所述工件臺微動臺10的側(cè)面，所述工件臺干涉儀通過將工件臺干涉儀水平向測量光束6射在工件臺微動臺10上以及將工件臺干涉儀水平向參考光束4射在物鏡19上來測量工件臺系統(tǒng)與物鏡19的水平向位置關(guān)系，所述工件臺干涉儀通過將工件臺干涉儀垂向測量光束5射至工件臺垂向反射鏡7上，經(jīng)垂向反射鏡7反射至主基板垂向反射鏡3來測量所述工件臺微動臺10與所述物鏡19的垂向位置關(guān)系。具體的，從工件臺干涉儀發(fā)出的工件臺干涉儀水平向測量光束6射至所述工件臺微動臺10并被反射回所述工件臺干涉儀32 ;從所述工件臺干涉儀發(fā)出的工件臺干涉儀水平向參考光束4，射至所述物鏡并被反射回所述工件臺干涉儀；從工件臺干涉儀32發(fā)出的工件臺干涉儀垂向測量光束5，經(jīng)所述工件臺垂向反射鏡7反射至主基板垂向反射鏡3后原路反回到所述工件臺干涉儀。
[0043]優(yōu)選的，所述的光刻機(jī)還包括掩模臺位置測量系統(tǒng)，所述掩模臺位置測量系統(tǒng)包括掩模臺干涉儀測量支架30、設(shè)置在掩模臺干涉儀測量支架30上的掩模臺干涉儀(圖中未示出)以及用于反射掩模臺干涉儀垂向測量光束29的掩模臺垂向反射鏡31，所述掩模臺干涉儀測量支架30與所述主基板33固定連接，所述掩模臺垂向反射鏡31安裝于所述物鏡19的上部側(cè)面，所述掩模臺干涉儀30通過將掩模臺干涉儀水平向測量光束26射在掩模臺微動臺23上以及將掩模臺干涉儀水平向參考光束28射在物鏡19上測量掩模臺系統(tǒng)與物鏡19的水平向位置關(guān)系，所述掩模臺干涉儀通過掩模臺干涉儀垂向測量光束29測量所述掩模臺微動臺23與物鏡19的垂向位置關(guān)系。具體的，從掩模臺干涉儀發(fā)出的掩模臺干涉儀水平向測量光束26射至所述掩模臺微動臺23并被反射回掩模臺干涉儀；從所述掩模臺干涉儀發(fā)出的掩模臺干涉儀水平向參考光束28，射至所述物鏡19并被反射回所述掩模臺干涉儀；從所述掩模臺干涉儀發(fā)出的掩模臺干涉儀垂向測量光束29，經(jīng)所述掩模臺垂向反射鏡31反射至掩模臺微動臺23后原路反回到所述掩模臺干涉儀。
[0044]所述主基板33以及安裝于主基板33上的物鏡19、工件臺干涉儀32、掩模臺干涉儀30以及主基板垂向反射鏡3均通過所述主減振單元2與所述基礎(chǔ)框架I的外部世界隔離。
[0045]優(yōu)選的，所述的光刻機(jī)還包括照明支架35，所述照明支架35與所述基礎(chǔ)框架I固定連接，所述照明系統(tǒng)34通過所述照明支架35安裝于所述曝光圖形載體24的上方。
[0046]優(yōu)選的，所述主基板33上設(shè)有用于安裝所述物鏡19的通孔，所述物鏡19的一部分位于所述主基板33的一側(cè)(本實施例中為主基板33的下方),所述物鏡19的另一部分位于所述主基板33的另一側(cè)(本實施例中為主基板33的上方)。
[0047]綜上所述本發(fā)明的平衡質(zhì)量系統(tǒng)及光刻機(jī)，本發(fā)明的平衡質(zhì)量系統(tǒng)包括用于安裝工件臺系統(tǒng)的平衡質(zhì)量體的工件臺部分、用于安裝掩模臺系統(tǒng)的平衡質(zhì)量體的掩模臺部分、連接前述兩者的平衡質(zhì)量體的連接部分、以及平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置，本發(fā)明改變現(xiàn)有的工件臺系統(tǒng)和掩模臺系統(tǒng)均使用獨立的平衡質(zhì)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，而是將工件臺系統(tǒng)和掩模臺系統(tǒng)公用一套平衡質(zhì)量系統(tǒng)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0048](4)整體結(jié)構(gòu)更為緊湊；
[0049](5)公用的平衡質(zhì)量系統(tǒng)可以直接支撐掩模臺系統(tǒng)，從而節(jié)省了掩模臺系統(tǒng)的外部支架，減小整機(jī)的體積和重量；
[0050](6)工件臺系統(tǒng)及掩模臺系統(tǒng)公用一套平衡質(zhì)量系統(tǒng)及其平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置，運動臺的運動反力一定程度上可以相互抵消，使得公用的平衡質(zhì)量體的質(zhì)量要小于工件臺系統(tǒng)及掩模臺系統(tǒng)各自對應(yīng)的獨立的平衡質(zhì)量體的和。
[0051]另外，通過在平衡質(zhì)量系統(tǒng)中配置垂向運動的反質(zhì)量系統(tǒng)，可以補(bǔ)償運動過程中的重心變化和產(chǎn)生的傾覆力矩。
[0052]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若發(fā)明的這些修改和變型屬于發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種工件臺與掩模臺公用的平衡質(zhì)量系統(tǒng)，其特征在于，包括平衡質(zhì)量體以及平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置，所述平衡質(zhì)量體包括用于安裝工件臺系統(tǒng)的平衡質(zhì)量體的工件臺部分、用于安裝掩模臺系統(tǒng)的平衡質(zhì)量體的掩模臺部分以及平衡質(zhì)量體的連接部分，所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分與所述平衡質(zhì)量體的掩模臺部分通過所述平衡質(zhì)量體的連接部分連接，所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分懸浮支撐于基礎(chǔ)框架上，所述平衡質(zhì)量體的連接部分通過所述平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置與所述基礎(chǔ)框架相連，所述平衡質(zhì)量體防漂及補(bǔ)償裝置靠近整個所述平衡質(zhì)量體的重心位置設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工件臺與掩模臺公用的平衡質(zhì)量系統(tǒng)，其特征在于，還包括反質(zhì)量運動系統(tǒng)，所述反質(zhì)量運動系統(tǒng)包括反質(zhì)量支撐框架以及反質(zhì)量運動體，所述反質(zhì)量支撐框架與所述平衡質(zhì)量體的連接部分固定連接，所述反質(zhì)量運動體能夠沿著所述反質(zhì)量支撐框架上下運動，用以補(bǔ)償重心的實時變化以及補(bǔ)償該平衡質(zhì)量系統(tǒng)的傾覆力矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工件臺與掩模臺公用的平衡質(zhì)量系統(tǒng)，其特征在于，所述防漂及補(bǔ)償裝置設(shè)置在所述平衡質(zhì)量體的重心位置。
4.一種光刻機(jī)，其特征在于，包括照明系統(tǒng)、基礎(chǔ)框架、主減振單元、安裝有物鏡的主基板、用于裝載曝光光阻載體的工件臺系統(tǒng)、用于裝載曝光圖形載體的掩模臺系統(tǒng)以及如權(quán)利要求1-3中任意一項所述的工件臺與掩模臺公用的平衡質(zhì)量系統(tǒng)，所述主基板通過所述主減振單元安裝于所述基礎(chǔ)框架上，所述工件臺系統(tǒng)懸浮支撐于所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分上，所述掩模臺系統(tǒng)懸浮支撐于所述平衡質(zhì)量體的掩模臺部分上，所述照明系統(tǒng)將所述曝光圖形載體上的圖形經(jīng)過所述物鏡投影到所述裝載曝光光阻載體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光刻機(jī)，其特征在于，所述工件臺系統(tǒng)包括工件臺粗動臺氣浮、工件臺粗動臺、工件臺長行程驅(qū)動電機(jī)以及用于支撐所述曝光光阻載體的工件臺微動臺，所述工件臺粗動臺通過所述工件臺粗動臺氣浮懸浮支撐于所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分上，所述工件臺微動臺設(shè)置于粗動臺上，所述工件臺粗動臺通過所述長行程驅(qū)動電機(jī)與所述平衡質(zhì)量體的工件臺部分連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光刻機(jī)，其特征在于，所述掩模臺系統(tǒng)包括掩模臺長行程驅(qū)動電機(jī)、掩模臺粗動臺、掩模臺粗動臺氣浮以及用于吸附曝光圖形載體的掩模臺微動臺，所述掩模臺粗動臺通過所述掩模臺粗動臺氣浮懸浮支撐于所述平衡質(zhì)量體的掩模臺部分上，所述掩模臺微動臺設(shè)置于所述粗動臺上，所述掩模臺粗動臺通過所述掩模臺長行程驅(qū)動電機(jī)與所述平衡質(zhì)量體的掩模臺部分連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光刻機(jī)，其特征在于，還包括工件臺位置測量系統(tǒng)，所述工件臺位置測量系統(tǒng)包括工件臺干涉儀測量支架、工件臺干涉儀、工件臺垂向反射鏡以及主基板垂向反射鏡，所述工件臺干涉儀設(shè)置在所述工件臺干涉儀支架上，所述工件臺干涉儀測量支架與所述主基板固定連接，所述主基板垂向反射鏡安裝于所述主基板的下方，所述工件臺垂向反射鏡安裝于所述工件臺微動臺的側(cè)面，所述工件臺干涉儀通過將工件臺干涉儀水平向測量光束射在工件臺微動臺上以及工件臺干涉儀水平向參考光束射在物鏡上測量工件臺系統(tǒng)與物鏡的水平向位置關(guān)系，所述工件臺干涉儀通過所述工件臺干涉儀垂向測量光束測量所述工件臺微動臺與所述物鏡的垂向位置關(guān)系。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光刻機(jī)，其特征在于，還包括掩模臺位置測量系統(tǒng)，所述掩模臺位置測量系統(tǒng)包括掩模臺干涉儀測量支架、設(shè)置在所述掩模臺測量支架上的掩模臺干涉儀以及用于反射掩模臺干涉儀垂向測量光束的掩模臺垂向反射鏡，所述掩模臺干涉儀測量支架與所述主基板固定連接，所述掩模臺垂向反射鏡安裝于所述物鏡的上部側(cè)面，所述掩模臺干涉儀通過將掩模臺干涉儀水平向測量光束射在掩模臺微動臺上以及將掩模臺干涉儀水平向參考光束射在物鏡上來測量所述掩模臺系統(tǒng)與所述物鏡的水平向位置關(guān)系，所述掩模臺干涉儀通過所述掩模臺干涉儀垂向測量光束測量所述掩模臺微動臺與所述物鏡的垂向位置關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光刻機(jī)，其特征在于，還包括照明支架，所述照明支架與所述基礎(chǔ)框架固定連接，所述照明系統(tǒng)通過所述照明支架安裝于所述曝光圖形載體的上方。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光刻機(jī)，其特征在于，所述主基板上設(shè)有用于安裝所述物鏡的通孔，所述物鏡的一部分 位于所述主基板的一側(cè)，所述物鏡的另一部分位于所述主基板的另一側(cè)。
【文檔編號】G03F7/20GK103809384SQ201210451784
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月12日
【發(fā)明者】王天明 申請人:上海微電子裝備有限公司