[發明專利]一種用于光刻機雙工件臺的二維微位移測量方法及傳感裝置

無效

• 申請號: 201210385257.4
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102866595A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 王雷;趙勃;陳彥均
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G01B7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于光刻機雙工件臺的二維微位移測量方法，其特征在于該測量方法步驟為：

第一步，光刻機宏微雙工件臺的宏動機構與微動機構產生相對位移，垂直于霍爾元件表面的磁場分量隨相對位移線性改變，呈90°相位關系的第一霍爾微位移傳感器和第二霍爾微位移傳感器的輸出霍爾電壓信號變化；

第二步，第一霍爾微位移傳感器和第二霍爾微位移傳感器的輸出霍爾電壓信號經外部檢測電路的信號調理模塊進行放大和濾波處理；獲得代表宏微雙工件臺宏動機構與宏微雙工件臺微動機構相對位移量的大小和方向的電壓幅值和相位；

第三步，將電壓幅值和相位經外部檢測電路的數據采集模塊進行數據的采集和控制，最后送入上位機進行處理和綜合。

2.一種用于光刻機雙工件臺的二維微位移測量傳感裝置，包括光刻機雙工件臺(1)、雙工件臺宏動機構(2)和雙工件臺微動機構(3)，其特征在于該裝置還包括第一霍爾連接架(4)、第一霍爾微位移傳感器(5)、第二霍爾連接架(6)、第二霍爾微位移傳感器(7)和外部檢測電路(8)；所述的第一、二霍爾微位移傳感器(5、7)均由動子永磁鐵組基座(9)、永磁鐵組(10)和定子砷化鎵霍爾元件(11)組成；其中動子永磁鐵組基座(9)固定在雙工件臺宏動機構(2)或雙工件臺微動機構(3)上，永磁鐵組(10)平行且水平固裝在動子永磁鐵組基座(9)上，第一霍爾微位移傳感器(5)的定子砷化鎵霍爾元件(11)安裝在第一霍爾連接架(4)的一側端部上，第二霍爾微位移傳感器(7)的定子砷化鎵霍爾元件(11)安裝在第二霍爾連接架(6)的一側端部上，且兩個定子砷化鎵霍爾元件(11)均平行于永磁鐵組(10)的上表面或下表面；第一、二霍爾微位移傳感器(5、7)的定子砷化鎵霍爾元件(11)的輸出端均與外部檢測電路(8)的輸入端相連；第一霍爾連接架(4)與第二霍爾連接架(6)之間的夾角為90°；第一霍爾連接架(4)的另一側端部固定在雙工件臺微動機構(3)或雙工件臺宏動機構(2)上；第二霍爾連接架(6)的另一側端部固定在雙工件臺微動機構(3)或雙工件臺宏動機構(2)上。

3.根據權利要求2所述的一種用于光刻機雙工件臺的二維微位移測量傳感裝置，其特征在于外部檢測電路(8)包括霍爾傳感模塊(8-1)、信號調理模塊(8-2)和數據采集模塊(8-3)；霍爾傳感模塊(8-1)由電源穩壓電路(8-1-1)、壓控恒流電路(8-1-2)和溫度補償電路(8-1-3)組成；信號調理模塊(8-2)由零偏電壓電路(8-2-1)、儀用放大電路(8-2-2)、偏置矯正電路(8-2-3)、主放大電路(8-2-4)和二階低通濾波電路(8-2-5)組成；數據采集模塊(8-3)由A/D芯片(8-3-1)、控制芯片(8-3-2)和上位機(8-3-3)組成；所述的電源穩壓電路(8-1-1)的輸出端與壓控恒流電路(8-1-2)的電源輸入端連接，壓控恒流電路(8-1-2)的信號輸出端與溫度補償電路(8-1-3)的信號輸入端及第一霍爾微位移傳感器(5)和第二霍爾微位移傳感器(7)的電源輸入端連接；第一霍爾微位移傳感器(5)和第二霍爾微位移傳感器(7)的位移信號輸出端與儀用放大電路(8-2-2)的信號正向輸入端連接，零偏電壓電路(8-2-1)的輸出端與儀用放大電路(8-2-2)的信號負向輸入端連接，偏置矯正電路(8-2-3)的輸出端與儀用放大電路(8-2-2)的基準電壓輸入端連接，儀用放大電路(8-2-2)的信號輸出端與主放大電路(8-2-4)的信號輸入端連接，主放大電路(8-2-4)的信號輸出端與二階低通濾波電路(8-2-5)的信號輸入端連接，二階低通濾波電路(8-2-5)的輸出端與A/D芯片(8-3-1)的模擬信號輸入端連接；A/D芯片(8-3-1)的數字信號輸出端與控制芯片(8-3-2)的位移信號輸入端連接，控制芯片(8-3-2)的位移測量信號輸出端與上位機(8-3-3)的信號輸入端連接；上位機(8-3-3)與電腦顯示屏相連。