一種適用于可變狹縫刀片運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)的裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種集成電路裝備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于可變狹縫刀片運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)檢測(cè)的裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 可變狹縫是應(yīng)用在光刻機(jī)照明系統(tǒng)中的一種機(jī)械裝置，其具有四個(gè)可動(dòng)刀片，分 別為X方向兩個(gè)，Y方向兩個(gè)，其中X方向的刀片可以沿X向運(yùn)動(dòng)，Y方向的刀片可以沿Y向 運(yùn)動(dòng)。通過對(duì)X向、Y向刀片的位置及其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的設(shè)置，可以對(duì)光刻機(jī)照明系統(tǒng)的通光尺 寸和位置進(jìn)行設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)曝光視場(chǎng)大小及位置的控制，從而對(duì)掩模上不需要曝光的區(qū) 域進(jìn)行遮擋，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)曝光動(dòng)作，得到完美曝光圖像。
[0003] 可變狹縫(下文簡(jiǎn)稱VS)有兩種工作模式：一種是靜態(tài)曝光；另一種是動(dòng)態(tài)掃描曝 光。在靜態(tài)曝光狀態(tài)下，根據(jù)掩模上需要曝光區(qū)域的位置信息，由電機(jī)帶動(dòng)VS的4個(gè)可動(dòng) 刀片運(yùn)動(dòng)到合適的位置進(jìn)行曝光動(dòng)作，在曝光過程中，4個(gè)可動(dòng)刀片的位置保持不動(dòng)。在動(dòng) 態(tài)掃描曝光過程中，掩模要實(shí)現(xiàn)Y方向勻速掃描，在這種曝光過程下，VS的X方向的刀片在 設(shè)置到合適的位置后保持不動(dòng)，而Y向可動(dòng)刀片則要保持與掩模同步的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(具體Y向 刀片的運(yùn)動(dòng)速度由Y向刀片和掩模之間的光路縮放比例決定)。由此可以看出，VS刀片運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)復(fù)雜多變，另外，又由于刀片運(yùn)動(dòng)要求以很高的速度實(shí)現(xiàn)期望運(yùn)動(dòng)，同時(shí)其誤差精度 又要求在微米級(jí)范圍內(nèi)，因此VS刀片的運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)是一個(gè)復(fù)雜和高要求的任務(wù)，為實(shí)現(xiàn) 該復(fù)雜的任務(wù)，需要大量的位置傳感器、限位傳感器、零位傳感器等檢測(cè)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的檢測(cè) 裝置。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中VS刀片運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)主要通過以下方式實(shí)現(xiàn)：在每個(gè)刀片的運(yùn)動(dòng)范 圍的兩個(gè)極端處，除設(shè)有機(jī)械限位裝置外，還各裝有一個(gè)電氣限位開關(guān)。刀片在行程范圍內(nèi) 的運(yùn)動(dòng)位置由光柵尺(或編碼尺）來檢測(cè)得到。同時(shí)為設(shè)置刀片的位置，需要有初始基準(zhǔn)位 置來設(shè)置刀片的位置。現(xiàn)有VS運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置為實(shí)現(xiàn)這一功能，在兩個(gè)電氣限位傳感器之間 的固定位置處裝有一零位傳感器。刀片在執(zhí)行運(yùn)動(dòng)過程中，先回到該零位處，然后根據(jù)要求 運(yùn)動(dòng)到期望位置。這樣一來，每個(gè)刀片有2個(gè)電氣限位開關(guān)、1個(gè)零位傳感器、1個(gè)光柵尺(或 編碼尺)，四個(gè)刀片則共有8個(gè)電氣限位開關(guān)、4個(gè)零位傳感器、4個(gè)光柵尺(或編碼尺)。如 此數(shù)量龐大又復(fù)雜的檢測(cè)設(shè)備主要帶來以下弊端： 第一，復(fù)雜的走線設(shè)計(jì)問題，VS單元裝在照明系統(tǒng)中，非常有限的空間內(nèi)要考慮如此數(shù) 量多的傳感器的信號(hào)線、供電線的走線問題，走線設(shè)計(jì)的不合理，不僅各類傳感器信號(hào)之間 彼此互相影響，降低檢測(cè)精度，同時(shí)還會(huì)對(duì)照明系統(tǒng)內(nèi)其他元器件產(chǎn)生電磁干擾，影響其正 常工作。
[0005] 第二，各類傳感器的供電問題，限位開關(guān)、零位傳感器、光柵此(或編碼尺）的供電 電壓各不相同，這就要求為如此多類型與數(shù)量的傳感器提供不同電壓的供電電源，增加了 電氣設(shè)計(jì)難度。
[0006] 第三，不同傳感器占用信號(hào)處理通道問題，如此多的傳感器勢(shì)必需要提供大量的 信號(hào)處理通道，加重了信號(hào)處理板卡的負(fù)擔(dān)，增加了功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種供電設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，檢測(cè)精度高，功 耗低，占用信號(hào)處理通道少的可變狹縫刀片運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)的裝置與方法。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種適用于可變狹縫刀片運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)的裝 置，包括：直線方向上可動(dòng)刀片單元，包括可動(dòng)刀片和直線導(dǎo)軌，所述可動(dòng)刀片在所述直線 導(dǎo)軌上作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；光電測(cè)距裝置，用于測(cè)量所述可動(dòng)刀片相對(duì)所述直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的 位置；所述光電測(cè)距裝置包括測(cè)量光波發(fā)射端、光波接收端和反射器單元；一套所述直線 方向上可動(dòng)刀片單元配套使用一套所述光電測(cè)距裝置；所述光波發(fā)射端和所述光波接收端 組成光電測(cè)距傳感器單元，與所述反射器單元相對(duì)應(yīng)地可互換地分別固定在所述可動(dòng)刀片 上和所述直線導(dǎo)軌上。
[0009] 更進(jìn)一步地，所述直線方向上可動(dòng)刀片單元，包括X方向可動(dòng)刀片單元和Y方向可 動(dòng)刀片單元；所述X方向可動(dòng)刀片單元，所述X方向可動(dòng)刀片沿X作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述Y方向 可動(dòng)刀片單元，所述Y方向可動(dòng)刀片沿Y作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；一套所述光電測(cè)距裝置內(nèi)所述光電測(cè) 距傳感器單元包括發(fā)射一特定波長(zhǎng)光線的發(fā)射端和一接收端；一套所述光電測(cè)距裝置內(nèi)所 述反射器單元反射對(duì)應(yīng)所述發(fā)射端發(fā)出的特定波長(zhǎng)光線反射至所述接收端。
[0010] 更進(jìn)一步地，所述發(fā)射端為一GaAs二極管。
[0011] 更進(jìn)一步地，所述可變狹縫形成至少包括1套所述X方向可動(dòng)刀片單元和1套所 述Y方向可動(dòng)刀片單元。
[0012] 更進(jìn)一步地，所述可變狹縫刀片運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)的裝置還包括一框架單元，所述框 架單元用于承載所述X方向可動(dòng)刀片單元、Y方向可動(dòng)刀片單元、光電測(cè)距傳感器單元和反 射器單元。
[0013] 更進(jìn)一步地，所述X向?qū)к壓蚘向?qū)к壣暇O(shè)置電氣限位開關(guān)。
[0014] 更進(jìn)一步地，一套所述光電測(cè)距裝置內(nèi)的所述光電測(cè)距傳感器單元和所述反射器 安裝位于同一直線上。
[0015] 本發(fā)明還公開一種適用于可變狹縫刀片運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)方法，其特征在于， 步驟一、使一直線方向的可動(dòng)刀片沿所述直線方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 步驟二、一套所述直線方向上可動(dòng)刀片單元配套使用一套所述光電測(cè)距裝置，所述一 套光電測(cè)距裝置包括光電測(cè)距傳感器單元和反射器單元，所述光電測(cè)距傳感器單元的發(fā)射 端和接收端，所述反射器單元包括反射器； 步驟三、在所述直線方向?qū)к壣显O(shè)置所述發(fā)射端和接收端，在所述可動(dòng)刀片上設(shè)置所 述反射器； 步驟四、根據(jù)所述發(fā)射端所發(fā)射光束的速度以及所述光束自發(fā)射端至接收端的時(shí)間， 計(jì)算所述在直線方向上所述可動(dòng)刀片的運(yùn)動(dòng)信息。
[0016] 更進(jìn)一步地，所述運(yùn)動(dòng)信息包括速度、距離、加速度和加加速度。
[0017] 更進(jìn)一步地，所述同一套光電測(cè)距裝置內(nèi)的所述光電測(cè)距傳感器單元的所述發(fā)射 端和接收端和所述反射器位于同一直線上。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，由于本發(fā)明采用4個(gè)同類型光電測(cè)距傳感器來對(duì)刀片的運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，相比現(xiàn)有技術(shù)多類型、大數(shù)量傳感器的技術(shù)方案，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便 于安裝與維護(hù)保養(yǎng)，同時(shí)還具有占有空間小的優(yōu)點(diǎn)。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所涉及的信號(hào)線、電源線更少，可以在有限的空間里實(shí) 現(xiàn)更好的布局設(shè)計(jì)，能夠達(dá)到減小現(xiàn)有技術(shù)方案中信號(hào)之間的彼此干擾，并能取得降低對(duì) 其他元器件造成的電磁干擾的卓越效果。
[0020] 相比現(xiàn)有技術(shù)方案需要給多種不同類型傳感器分別提供供電電源的情況，本發(fā)明 采用同類型的光電測(cè)距傳感器，使用同類型的供電電源，同時(shí)數(shù)量上也大大減少，相比現(xiàn)有 技術(shù)方案，具有明顯進(jìn)步效果。
[0021] 相比現(xiàn)有技術(shù)方案中需要處理多路傳感器信號(hào)，信號(hào)處理板卡處于滿負(fù)荷工作狀 態(tài)或同時(shí)需要多塊信號(hào)處理板卡協(xié)同工作的情況，本發(fā)明只需處理4路檢測(cè)信號(hào)，大大減 少了信號(hào)處理板卡的負(fù)荷量，節(jié)省了資源，同時(shí)功耗也得到有效降低。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明中的光電測(cè)距傳感器采用GaAS二極管做光源，無需另 配專門的調(diào)制器，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明中光電測(cè)距傳感器采用光電倍 增管作為光電轉(zhuǎn)換單元，同時(shí)采用相位法進(jìn)行距離測(cè)算，具有檢測(cè)精度高的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0023] 關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了 解。
[0024] 圖1是本發(fā)明所涉及的適用于可變狹縫刀片運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明所涉及的可動(dòng)刀片運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)的原理示意圖； 圖3是本發(fā)明所涉及的可動(dòng)刀片位置控制結(jié)構(gòu)圖； 圖4是本發(fā)明所涉及的適用于可變狹縫刀片運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)的裝置的另一實(shí)施方式?！揪唧w實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的一種具體實(shí)施例的適用于可變狹縫刀片運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)檢測(cè)的裝置與方法。然而，應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明理解成并不局限于以下描述的這種實(shí)施方式，并 且本發(fā)明的技術(shù)理念可以與其他公知技術(shù)或功能與那些公知技術(shù)相同的其他技術(shù)組合實(shí) 施。
[0026] 在以下描述中，為了清楚展示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作方式，將借助諸多方向性詞語 進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)將"前"、"后"、"左"、"右"、"外"、"內(nèi)"、"向外"、"向內(nèi)"、"上"、"下"等詞 語理解為方便用語，而不應(yīng)當(dāng)理解為限定性詞語。此外，在以下描述中所使用的"X向"一 詞主要指與水平向平行的方向；"Y向"一詞主要指與水平向平行，且與X向垂直的方向；"Z 向"一詞主要指與水平向垂直，且與X、Y向均垂直的方向。
[0027] 本發(fā)明中采用4路光電測(cè)距傳感器組成的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)VS可動(dòng)刀片的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn) 行檢測(cè)，其結(jié)構(gòu)布局如圖1