專利名稱：一種對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備精密定位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行定向的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體，特別涉及對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備精密定位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行控制。
背景技術(shù)：
超精密氣浮定位工作臺(tái)在半導(dǎo)體超精密加工裝備及檢測(cè)裝備中有著廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮著重要作用。氣浮導(dǎo)軌在工作臺(tái)中起著承載和導(dǎo)向的作用，決定著工件臺(tái)的導(dǎo)向精度。氣浮導(dǎo)軌具有運(yùn)動(dòng)精度高、摩擦和振動(dòng)小、工作溫度范圍寬、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)、無(wú)爬行現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也具有使用條件要求苛刻、費(fèi)用高和調(diào)整困難等缺點(diǎn)。由于作為氣浮軸承承載介質(zhì)的氣體具有可壓縮性，氣浮間隙大小易受內(nèi)外因素的 影響，從而可能導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的導(dǎo)向不穩(wěn)定，造成預(yù)定定向的困難。現(xiàn)有精密定位運(yùn)動(dòng)裝置的特點(diǎn)是采用氣浮導(dǎo)軌；在運(yùn)動(dòng)體中心處，與預(yù)定定向平行的方向安置一個(gè)位置傳感器；在運(yùn)動(dòng)體外圍(不與運(yùn)動(dòng)體固接)安置四個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)，四個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)共用中心處的位置傳感器作為位置反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)定位控制。由于氣浮軸承的氣膜厚度大小可變，使氣浮導(dǎo)向方向不能與運(yùn)動(dòng)部件的水平面保持垂直，也就是說(shuō)運(yùn)動(dòng)圓盤在上升或下降過(guò)程中存在輕微的搖擺。運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，圓盤上表面中心位置處由于位置傳感器的存在能精確定位，而圓盤面存在不定向傾斜，不符合超精密工作臺(tái)的定位精度要求。

實(shí)用新型內(nèi)容從以上描述的現(xiàn)有技術(shù)可以看出，現(xiàn)有的定向技術(shù)僅參照運(yùn)動(dòng)體中心的定位進(jìn)行定向，不能滿足運(yùn)動(dòng)體上表面較高水平度的技術(shù)要求。提出一種能夠更加精確地對(duì)運(yùn)動(dòng)體進(jìn)行定向的方法將會(huì)是十分具有優(yōu)勢(shì)的。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備精密定位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行定向的裝置，其特征在于，所述平臺(tái)上存在定義了該平臺(tái)的平面的第一、第二和第三參考處，該裝置包括-第一、第二和第三驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)參考處并驅(qū)動(dòng)所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)；-第一、第二和第三位置傳感器,分別用于傳感與該第一、第二和第三參考處的位置相關(guān)的信號(hào)值；-處理器，與各位置傳感器相連，用于獲得使所述平臺(tái)平面與該預(yù)定定向一致的各信號(hào)值之間的相互關(guān)系；-調(diào)節(jié)器，與各驅(qū)動(dòng)單元相連，用于在第一驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)第一參考處到預(yù)定位置后，根據(jù)所述相互關(guān)系，控制該第二和第三驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)相應(yīng)參考處，以將所述平臺(tái)定向?yàn)樵擃A(yù)定定向。在本方面中，首先，相對(duì)于在中心位置的單個(gè)位置的一維定向，本方面使用與定義了平臺(tái)平面的三個(gè)位置相關(guān)的信號(hào)來(lái)對(duì)平臺(tái)(運(yùn)動(dòng)體)進(jìn)行三維地定向，這樣提高了定向的精確性，彌補(bǔ)氣浮導(dǎo)向剛性不夠的缺陷。并且，處理器參照所需的預(yù)定定向，對(duì)三個(gè)位置進(jìn)行定標(biāo)，確定相互關(guān)系，而后在每次實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)，使用定標(biāo)得到的相互關(guān)系直接調(diào)整各個(gè)位置，不需要進(jìn)行再次測(cè)量等操作，十分簡(jiǎn)便。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述預(yù)定定向是水平，所述處理器包括-距離傳感器，位于一個(gè)水平平面，用于測(cè)量與各參考處至該平面的垂直距離有關(guān)的信號(hào)；-控制器，與所述距離傳感器和各驅(qū)動(dòng)單元相連，用于分別控制各驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)相應(yīng)參考處，在該距離傳感器傳感的對(duì)于各參考處的信號(hào)一致時(shí)，獲得相應(yīng)位置傳感器所傳感的信號(hào)值；-計(jì)算器，用于根據(jù)所獲得的各信號(hào)值，計(jì)算所述相互關(guān)系。該實(shí)施方式在定標(biāo)過(guò)程中，距離傳感器測(cè)量與各參考處至該平面的垂直距離有關(guān) 的信號(hào)，當(dāng)該信號(hào)一致時(shí)確定各位置與預(yù)定定向一致，能夠準(zhǔn)確地參照水平方向進(jìn)行定標(biāo)，具有很高精度。在一個(gè)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，距離傳感器包括一個(gè)聚焦系統(tǒng)，所述裝置還包括平移系統(tǒng)，與所述聚焦系統(tǒng)或所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連，用于驅(qū)動(dòng)所述聚焦系統(tǒng)或所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)水平地移動(dòng)，并使各參考處分別處于所述聚焦系統(tǒng)的垂直方向；所述聚焦系統(tǒng)用于測(cè)量該聚焦系統(tǒng)至各參考處的離焦誤差信號(hào)；所述控制器用于當(dāng)對(duì)于各個(gè)參考處的離焦誤差信號(hào)相同時(shí)，獲得該位置傳感器所提供的信號(hào)值。在該實(shí)施方式中，距離傳感器重用了半導(dǎo)體測(cè)量設(shè)備中的、例如用于輔助測(cè)量膜厚和關(guān)鍵尺寸的聚焦系統(tǒng)，簡(jiǎn)單易行。并且，聚焦系統(tǒng)提供的離焦誤差信號(hào)在指示與距離相關(guān)的信號(hào)時(shí)具有非常高的分辨率，能夠準(zhǔn)確地確定各位置與預(yù)定定向一致，因此具有很高的精度。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第一、第二和第三參考處位于同一圓周上且均勻間隔。該實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于，具有比較好的定位精度。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述位置傳感器用于傳感與該參考處的位置有關(guān)的位置值，所述相互關(guān)系包括使所述平臺(tái)平面與該預(yù)定定向一致的、第二位置傳感器的位置值與該第一位置傳感器的位置值之間的第一位置差(AP21)，和第三位置傳感器的位置值與該第一位置傳感器的位置值之間的第二位置差(AP31)。所述位置傳感器用于傳感該參考處的位置值或者該驅(qū)動(dòng)單元在行程范圍內(nèi)的位
置值，在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)被驅(qū)動(dòng)之后，所述調(diào)節(jié)器用于a.從第一位置傳感器提取當(dāng)前的第一位置值(P1)；b.控制第二驅(qū)動(dòng)單元移動(dòng)第二參考處至第二位置傳感器為第二位置值(P2)的位置，其中該第二位置值(P2)為該第一位置值(P1)與第一位置差(AP21)之和；c.控制第三驅(qū)動(dòng)單元移動(dòng)至第三位置傳感器為第三位置值(P3)的位置，其中該第三位置值(P3)為該第一位置值(P1)與第二位置差(AP31)之和。在該實(shí)施方式中，使平臺(tái)平面水平的相互關(guān)系是位置傳感器之間的位置差，在某個(gè)參考處被驅(qū)動(dòng)到所需位置后，根據(jù)將其他兩個(gè)參考處移動(dòng)到與該參考處之間存在該位置差的位置，即可保證平臺(tái)平面水平，十分簡(jiǎn)便。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述驅(qū)動(dòng)單元包括電動(dòng)機(jī)，所述調(diào)節(jié)器用于在b步驟中，在控制第二驅(qū)動(dòng)單元移動(dòng)前，將第一驅(qū)動(dòng)單元的電動(dòng)機(jī)伺服模式使能打開；在c步驟中，在控制第三驅(qū)動(dòng)單元移動(dòng)前，將第一和第二驅(qū)動(dòng)單元的電動(dòng)機(jī)都伺服模式使能打開；該裝置還包括-電機(jī)控制單元，用于在該調(diào)節(jié)器定向所述平臺(tái)后，將各電動(dòng)機(jī)設(shè)置為傳動(dòng)模式，并將一個(gè)電動(dòng)機(jī)設(shè)置為主動(dòng)，將其他電動(dòng)機(jī)設(shè)置為從動(dòng)。在該實(shí)施方式中，提供了使用電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)單元的技術(shù)方案，首先將第一驅(qū)動(dòng) 單元的電動(dòng)機(jī)伺服模式使能打開，從而固定了第一參考處的位置，避免在調(diào)整第二參考處時(shí)誤引起第一參考處移動(dòng)，而后將第一和第二驅(qū)動(dòng)單元的電動(dòng)機(jī)都伺服模式使能打開，從而固定了第一參考處和第二參考處的位置，避免在調(diào)整第三參考處時(shí)誤引起第一或第二參考處移動(dòng)，進(jìn)一步提聞了定向的精確性。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，該裝置還包括-設(shè)定單元，用于在所述調(diào)節(jié)器運(yùn)作后，分別將第二位置傳感器和第三位置傳感器的位置值設(shè)定為與第一位置傳感器的位置值相同。這樣，在之后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，控制三個(gè)驅(qū)動(dòng)單元將參考處移動(dòng)至位置傳感器傳感相同位置值的定向，就可以使得該定向是水平方向，比較簡(jiǎn)便。進(jìn)一步優(yōu)選的，該處理器、該調(diào)節(jié)器和該設(shè)定單元在以下任一情況發(fā)生時(shí)運(yùn)作運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的控制卡斷電并重新上電后；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)被使用一段時(shí)間后；弓丨起運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的定向偏離預(yù)定方向的情況發(fā)生后?？刂瓶〝嚯姾?，所設(shè)位置值可能丟失，因此在控制卡斷電并重新上電后，需要在之前定標(biāo)得到的相互關(guān)系的基礎(chǔ)上再進(jìn)行調(diào)整。而平臺(tái)在使用過(guò)程中也優(yōu)選地需要定期重新調(diào)整或在偏離后重新調(diào)整。這樣能夠保證運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的為預(yù)定定向。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述參考處位于以下任一位置該平臺(tái)本身上；被放置在該平臺(tái)上、用于承載晶片的夾具上；被放置在該平臺(tái)上的晶片上。

通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯圖I示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式結(jié)合在半導(dǎo)體設(shè)備精密定位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的中示意圖；圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的對(duì)半導(dǎo)體精密定位的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行定向的方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的流程圖。在圖中，相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的部件。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。本實(shí)用新型提出了一種對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備精密定位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行定向的裝置，所述平臺(tái)上存在定義了該平臺(tái)的平面的第一、第二和第三參考處，該裝置包括-第一、第二和第三驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)參考處并驅(qū)動(dòng)所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)；-第一、第二和第三位置傳感器,分別用于傳感與該第一、第二和第三參考處的位置相關(guān)的信號(hào)值；-處理器，與各位置傳感器相連，用于獲得使所述平臺(tái)平面與該預(yù)定定向一致的、各信號(hào)值之間的相互關(guān)系； -調(diào)節(jié)器，與各驅(qū)動(dòng)單元相連，用于在第一驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)第一參考處到預(yù)定位置后，根據(jù)所述相互關(guān)系，控制該第二和第三驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)相應(yīng)參考處，以將所述平臺(tái)定向?yàn)樵擃A(yù)定定向。圖I示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式結(jié)合在半導(dǎo)體設(shè)備精密定位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的中示意圖。如圖I所示，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(即運(yùn)動(dòng)體)10由驅(qū)動(dòng)單元20、22和24所驅(qū)動(dòng)，其中驅(qū)動(dòng)單元20包括電動(dòng)機(jī)200和電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器202,類似地,驅(qū)動(dòng)單元22和24也包括相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)220、240和電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器222、242。電動(dòng)機(jī)200、220和240分別在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)10上存在的第一參考處A、第二參考處B和第三參考處C的正下方連接到運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。優(yōu)選地，第一參考處A、第二參考處B和第三參考處C位于同一圓周上且均勻間隔。優(yōu)選的，由于需要對(duì)晶片進(jìn)行處理，所以需要晶片處于水平。所以，如圖I所示，第一、第二和第三參考處是直接位于放置于平臺(tái)10上的晶片14之上。在其他實(shí)施方式中，在放置晶片之前，也可以將平臺(tái)10或者平臺(tái)10上承載晶片的夾具12定向?yàn)樗?，這樣也能夠在一定程度上使放置在上的晶片處于水平。在這種情況下，參考處是位于平臺(tái)10上或放置于平臺(tái)10上的夾具12上。半導(dǎo)體設(shè)備精密定位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)還包括控制電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)控制卡，以及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。在運(yùn)作過(guò)程中，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制卡來(lái)控制各驅(qū)動(dòng)單元垂直移動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)垂直移動(dòng)。本實(shí)用新型的實(shí)施方式還包括第一、第二和第三位置傳感器30、32和34，在圖I所示的例子中，它們分別與驅(qū)動(dòng)單元20、22和24相連，用于傳感相應(yīng)驅(qū)動(dòng)單元在行程范圍內(nèi)的位置值。本實(shí)用新型的實(shí)施方式還包括處理器40，它通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制卡與各位置傳感器相連，處理器40優(yōu)選地包括距離傳感器400、控制器402和計(jì)算器404。如圖I所示，距離傳感器400能夠重用半導(dǎo)體測(cè)量設(shè)備所帶有的自動(dòng)聚焦系統(tǒng)。該自動(dòng)聚焦系統(tǒng)是在膜厚或關(guān)鍵尺寸測(cè)量中用于聚焦以采集光譜的?？刂破?02和計(jì)算器404實(shí)現(xiàn)在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中。本實(shí)用新型的實(shí)施方式還包括調(diào)節(jié)器50，它通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制卡與各驅(qū)動(dòng)單元相連。優(yōu)選地，本實(shí)用新型的實(shí)施方式還包括電機(jī)控制單元60和設(shè)定單元70。在圖I所示的例子中，控制器402和計(jì)算器404、調(diào)節(jié)器50、電機(jī)控制單元60和設(shè)定單元70可以優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中。一般來(lái)說(shuō)，在安裝位置傳感器30、32和34時(shí)，理想的狀況是將它們?nèi)叩牧泓c(diǎn)放置在同一水平面上，這樣，驅(qū)動(dòng)單元在行程范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)各自的位置傳感器指示相同位置值時(shí)，三個(gè)參考處應(yīng)處于相同的平面。但是，由于安裝問題，在安裝運(yùn)動(dòng)平臺(tái)時(shí)，很難保證將位置傳感器的零點(diǎn)放置在同一水平面上。而根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式首先使用處理器40對(duì)已經(jīng)安裝的位置傳感器進(jìn)行定標(biāo)，獲得使平臺(tái)平面與預(yù)定定向，例如水平方向一致的、位置傳感器提供的信號(hào)值之間的相互關(guān)系；而后將一個(gè)參考處驅(qū)動(dòng)到預(yù)定位置后，使用調(diào)節(jié)器50，根據(jù)該相互關(guān)系，控制該其他驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)相應(yīng)參考處，以將平臺(tái)定向?yàn)樵擃A(yù)定定向，例如水平方向。下面結(jié)合圖2，對(duì)根據(jù)本實(shí)用新型的對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備精密定位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行定向的裝置的運(yùn)作過(guò)程進(jìn)行詳述。首先，如圖2所示，處理器40進(jìn)行定標(biāo)。本實(shí)施方式中，使用至同一水平面的距離相同來(lái)對(duì)三個(gè)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行定標(biāo)。具體的，在步驟SI中，處理器40的控制器402控制驅(qū)動(dòng)單元20來(lái)驅(qū)動(dòng)參考處A。與此同時(shí)，安裝在水平面上的距離傳感器400測(cè)量水平面至參考處A的距離。在一個(gè)實(shí)施方式中，距離傳感器400安裝在一個(gè)平移系統(tǒng)上，平移系統(tǒng)將距離傳感器400移動(dòng)到參考處A的正上方，使距離傳感器400進(jìn)行測(cè)量。在另一個(gè)實(shí)施方式中， 該運(yùn)動(dòng)平臺(tái)10本身可以安裝在一個(gè)平移系統(tǒng)上，平移系統(tǒng)將運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的參考處A移動(dòng)到距離傳感器400的正下方，使距離傳感器400進(jìn)行測(cè)量。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，該距離傳感器400包括一個(gè)聚焦系統(tǒng)，它測(cè)量該聚焦系統(tǒng)至參考處A的離焦誤差信號(hào)(FES)。離焦誤差信號(hào)與聚焦系統(tǒng)至參考處A的距離有關(guān)，并且在一定區(qū)域內(nèi)是單調(diào)的。因此，能夠以離焦誤差信號(hào)相同來(lái)指示各參考處至該水平面的距離相同。所以，可將三個(gè)驅(qū)動(dòng)單元調(diào)整至產(chǎn)生同一離焦誤差信號(hào)的位置，該位置能夠使得三個(gè)參考處定義的平面與水平面平行。為了方便起見，在步驟S2中，使用離焦誤差信號(hào)等于O來(lái)作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，可以理解，單調(diào)區(qū)域內(nèi)的其他值也是可以適用的?？刂破?02控制第一驅(qū)動(dòng)單元20驅(qū)動(dòng)參考處A，聚焦系統(tǒng)持續(xù)測(cè)量離焦誤差信號(hào)，直至離焦誤差信號(hào)等于
O。此時(shí)，在步驟S3中，控制器402獲得第一位置傳感器30所指示的第一驅(qū)動(dòng)單元20在行程范圍內(nèi)的位置值，記為P/。在步驟S4中，判斷還需要對(duì)參考處B和C進(jìn)行定標(biāo)。則分別對(duì)于參考處B和參考處C，控制器402控制驅(qū)動(dòng)單元20驅(qū)動(dòng)參考處，聚焦系統(tǒng)持續(xù)測(cè)量離焦誤差信號(hào)，直至離焦誤差信號(hào)等于O。控制器402獲得在對(duì)于第二參考處B的離焦誤差信號(hào)等于O時(shí)，第二位置傳感器32所指示的第二驅(qū)動(dòng)單元22在行程范圍內(nèi)的位置值，記為P2’ ；并且獲得在對(duì)于第三參考處C的離焦誤差信號(hào)等于O時(shí)，第三位置傳感器34所指示的第三驅(qū)動(dòng)單元24在行程范圍內(nèi)的位置值，記為P/。之后，在步驟S5中，計(jì)算器404根據(jù)所獲得的各信號(hào)值，計(jì)算它們的相互關(guān)系。該相互關(guān)系包括使離焦誤差信號(hào)等于0，即與同一水平面距離相同，換句話說(shuō)是運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與水平面平行的，第二位置傳感器32的位置值P2’與該第一位置傳感器30的位置值P/之間的第一位置差(Λ P21)，和第三位置傳感器34的位置值Ρ3’與該第一位置傳感器30的位置值P/之間的第二位置差(AP31)。至此，定標(biāo)過(guò)程結(jié)束。而后，在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)實(shí)際使用時(shí)，控制卡控制第一、第二和第三驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)體10移動(dòng)。在將第一驅(qū)動(dòng)單元20驅(qū)動(dòng)到第一位置傳感器30的傳感器值是P1的預(yù)定位置后，需要控制第二驅(qū)動(dòng)單元22和第三驅(qū)動(dòng)單元24將運(yùn)動(dòng)平臺(tái)10調(diào)整為水平。具體的，在步驟S6中，調(diào)節(jié)器50根據(jù)以上的位置差Λ P21，控制該第二驅(qū)動(dòng)單元22驅(qū)動(dòng)參考處B。具體的，調(diào)節(jié)器50首先將第一驅(qū)動(dòng)單元20的電動(dòng)機(jī)200伺服模式使能打開，以固定第一參考處Α，而后控制第二驅(qū)動(dòng)單元22移動(dòng)第二參考處B至第二位置傳感器為P1+ Δ P21的位置。在步驟S7中，調(diào)節(jié)器50根據(jù)以上的位置差Λ P31，控制該第三驅(qū)動(dòng)單元24驅(qū)動(dòng)參考處C。 具體的，調(diào)節(jié)器50首先將第一和第二驅(qū)動(dòng)單元的電動(dòng)機(jī)200和220伺服模式使能打開，以固定第一參考處A和第二參考處B，而后控制第三驅(qū)動(dòng)單元24移動(dòng)第三參考處C至第三位置傳感器為PJAP31的位置。這樣，由第一、第二和第三參考處Α、B和C所定義的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)體10被定向?yàn)樗?。在該調(diào)節(jié)器50將平臺(tái)10定向?yàn)樗胶螅O(shè)定單元70將第二位置傳感器和第三位置傳感器的位置值設(shè)定為P115這樣，在之后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，控制三個(gè)驅(qū)動(dòng)單元將參考處移動(dòng)至位置傳感器傳感相同位置值的定向，就可以使得該定向是水平方向。電機(jī)控制單兀60將各電動(dòng)機(jī)設(shè)置為傳動(dòng)模式,并將一個(gè)電動(dòng)機(jī)設(shè)置為主動(dòng),將其他電動(dòng)機(jī)設(shè)置為從動(dòng)。這樣，在通過(guò)電動(dòng)機(jī)控制平臺(tái)移動(dòng)時(shí)，主動(dòng)地控制設(shè)置為主動(dòng)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)作即可，其他電動(dòng)機(jī)將跟隨其運(yùn)動(dòng)。在平臺(tái)控制卡重新上電后，所設(shè)的位置值能夠被清空。平臺(tái)被使用一段時(shí)間后，或在引起平臺(tái)定向偏離水平方向的情況發(fā)生的情況下，平臺(tái)可能偏離水平方向，在這些情況下，處理器40、調(diào)節(jié)器50和設(shè)定單元70可以重復(fù)以上步驟，將平臺(tái)重新定向?yàn)樗椒较颍⑷齻€(gè)位置傳感器的位置值設(shè)置為相同。本實(shí)用新型還有很多變化的實(shí)施方式，例如，以上的位置傳感器能夠被替換為直接與平臺(tái)上的參考處相連、并傳感參考處的位置值。以上的控制器402和計(jì)算器404，以及調(diào)節(jié)器50也能夠以硬件、軟件或其結(jié)合的形式實(shí)現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)控制卡之中。在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備精密定位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(10)進(jìn)行定向的裝置，其特征在于，所述平臺(tái)上存在定義了該平臺(tái)的平面的第一、第二和第三參考處(A、B、C)，該裝置包括 -第一、第二和第三驅(qū)動(dòng)單元(200、202，220,222, 240，242)，用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)參考處并驅(qū)動(dòng)所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)； -第一、第二和第三位置傳感器(30、32、34),分別用于傳感與該第一、第二和第三參考處的位置相關(guān)的信號(hào)值； -處理器(400、402、404)，與各位置傳感器相連，用于獲得使所述平臺(tái)平面與該預(yù)定定向一致的、各信號(hào)值之間的相互關(guān)系； -調(diào)節(jié)器(50)，與各驅(qū)動(dòng)單元相連，用于在第一驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)第一參考處到預(yù)定位置后，根據(jù)所述相互關(guān)系，控制該第二和第三驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)相應(yīng)參考處，以將所述平臺(tái)定向?yàn)樵擃A(yù)定定向。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)定定向是水平，所述處理器包括 -距離傳感器(400)，位于一個(gè)水平平面，用于測(cè)量與各參考處至該平面的垂直距離有關(guān)的信號(hào)； -控制器(402)，與所述距離傳感器和各驅(qū)動(dòng)單元相連，用于分別控制各驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)相應(yīng)參考處，在該距離傳感器傳感的對(duì)于各參考處的信號(hào)一致時(shí)，獲得相應(yīng)位置傳感器所傳感的信號(hào)值； -計(jì)算器(404)，用于根據(jù)所獲得的各信號(hào)值，計(jì)算所述相互關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述距離傳感器(400)包括一個(gè)聚焦系統(tǒng)， 所述裝置還包括平移系統(tǒng)，與所述聚焦系統(tǒng)或所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連，用于驅(qū)動(dòng)所述聚焦系統(tǒng)或所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)水平地移動(dòng)，并使各參考處分別處于所述聚焦系統(tǒng)的垂直方向；所述聚焦系統(tǒng)用于測(cè)量該聚焦系統(tǒng)至各參考處的離焦誤差信號(hào)(FES)； 所述控制器用于當(dāng)對(duì)于各個(gè)參考處的離焦誤差信號(hào)相同時(shí)，獲得該位置傳感器所提供的信號(hào)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第一、第二和第三參考處位于同一圓周上且均勻間隔；和/或， 所述相互關(guān)系包括 使所述平臺(tái)平面與該預(yù)定定向一致的、第二位置傳感器的位置值與該第一位置傳感器的位置值之間的第一位置差(AP21)，和第三位置傳感器的位置值與該第一位置傳感器的位置值之間的第二位置差(AP31)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述位置傳感器用于傳感該參考處的位置值或者該驅(qū)動(dòng)單元在行程范圍內(nèi)的位置值， 在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)被驅(qū)動(dòng)之后，所述調(diào)節(jié)器用于 a.從第一位置傳感器提取當(dāng)前的第一位置值(P1)； b.控制第二驅(qū)動(dòng)單元移動(dòng)第二參考處至第二位置傳感器為第二位置值(P2)的位置，其中該第二位置值(P2)為該第一位置值(P1)與第一位置差(AP21)之和； c.控制第三驅(qū)動(dòng)單元移動(dòng)至第三位置傳感器為第三位置值(P3)的位置，其中該第三位置值(P3)為該第一位置值(P1)與第二位置差(AP31)之和。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元包括電動(dòng)機(jī)(200、220、240)，所述調(diào)節(jié)器用于 在b步驟中，在控制第二驅(qū)動(dòng)單元移動(dòng)前，將第一驅(qū)動(dòng)單元的電動(dòng)機(jī)(200)伺服模式使能打開； 在c步驟中，在控制第三驅(qū)動(dòng)單元移動(dòng)前，將第一和第二驅(qū)動(dòng)單元的電動(dòng)機(jī)(200、220)都伺服模式使能打開； 該裝置還包括 -電機(jī)控制單元(60)，用于 在該調(diào)節(jié)器定向所述平臺(tái)后，將各電動(dòng)機(jī)設(shè)置為傳動(dòng)模式，并將一個(gè)電動(dòng)機(jī)設(shè)置為主動(dòng)，將其他電動(dòng)機(jī)設(shè)置為從動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括 -設(shè)定單元(70)，用于在所述調(diào)節(jié)器運(yùn)作后，分別將第二位置傳感器和第三位置傳感器的位置值設(shè)定為與第一位置傳感器的位置值相同； 該處理器、該調(diào)節(jié)器和該設(shè)定單元在以下任一情況發(fā)生時(shí)運(yùn)作 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的控制卡斷電并重新上電后； 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)被使用一段時(shí)間后； 弓I起運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的定向偏離預(yù)定方向的情況發(fā)生后。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述參考處位于以下任一位置 該平臺(tái)(10)本身上； 被放置在該平臺(tái)上、用于承載晶片的夾具(12)上； 被放置在該平臺(tái)上的晶片(14)上。
專利摘要現(xiàn)有的半導(dǎo)體設(shè)備精密定位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的定向技術(shù)僅參照運(yùn)動(dòng)體中心的定位進(jìn)行定向，不能滿足較高的水平度要求。本實(shí)用新型提出了一種對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備精密定位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行定向的裝置，平臺(tái)(10)上存在定義了該平臺(tái)的平面的第一、第二和第三參考處(A、B、C)，該裝置包括三個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)參考處并驅(qū)動(dòng)所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)；三個(gè)位置傳感器，分別用于傳感與參考處的位置相關(guān)的信號(hào)值；處理器，用于獲得使所述平臺(tái)平面與該預(yù)定定向一致的、各信號(hào)值之間的相互關(guān)系；調(diào)節(jié)器，用于在第一驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)第一參考處到預(yù)定位置后，根據(jù)所述相互關(guān)系，控制該第二和第三驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)相應(yīng)參考處，以將所述平臺(tái)定向?yàn)樵擃A(yù)定定向。
文檔編號(hào)H01L21/68GK202549813SQ20122005060
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者李賓, 王英, 邱青菊 申請(qǐng)人:睿勵(lì)科學(xué)儀器(上海)有限公司