[發明專利]帶激光干涉儀測量的具有六自由度粗動臺的掩膜臺系統

有效

• 申請號: 201310048743.1
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103116250A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 朱煜;張鳴;楊開明;成榮;劉召;劉昊;徐登峰;張利;田麗;葉偉楠;張金;胡金春;穆海華;尹文生
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G01B9/02
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

1.帶激光干涉儀測量的具有六自由度粗動臺的掩膜臺系統，該系統包括精動臺、粗動臺和機架，所述的粗動臺含有一個粗動臺臺體（2）和驅動裝置，其特征在于：所述的粗動臺臺體（2）設置在精動臺的外部，將精動臺包圍在中間；所述的驅動裝置包括大行程驅動模塊和小行程驅動模塊兩部分，大行程驅動模塊由兩組關于X軸方向對稱布置在粗動臺臺體（2）兩側的X方向直線電機組成，小行程驅動模塊由四組同時驅動Y方向和Z方向的兩自由度直線電機組成，四組兩自由度直線電機兩兩關于X軸方向對稱布置在粗動臺臺體（2）兩側，并位于大行程驅動模塊下方；

所述的粗動臺還包含兩個粗動臺重力平衡組件，所述的兩個粗動臺重力平衡組件布置在粗動臺臺體（2）上方，沿X軸方向對稱布置在粗動臺臺體（2）兩側，每個粗動臺重力平衡組件包含一個粗動臺重力平衡導磁板（11）和兩個粗動臺重力平衡永磁體（12），粗動臺重力平衡導磁板（11）與X方向直線電機的永磁體陣列連接在一起，粗動臺重力平衡永磁體（12）分別布置在粗動臺臺體（2）上表面，沿X軸方向的側邊關于Y軸方向對稱布置，并與粗動臺重力平衡導磁板（11）留有間隙；

所述掩膜臺系統還包含有激光干涉儀測量組件，所述的激光干涉儀測量組件包含兩個激光光源（49）、光路組件、激光干涉儀和測量架（10），所述的激光干涉儀包括一個雙軸激光干涉儀（41）和兩個四軸激光干涉儀（9）；所述的光路組件包括激光分束器（48）、彎光器（50）和反射鏡；所述的激光光源（49）固定在測量架（10）上，所述的激光分束器（48）和彎光器（50）固定在測量架（10）上；所述的反射鏡包含第一平面反射鏡（44）、第二平面反射鏡（45）和45°反射鏡；

從一個激光光源（49）發出的激光經過激光分束器（48），按激光分束器（48）的分光比例被分為相互垂直的兩束激光，其中一束激光經過彎光器（50）到達所述的雙軸激光干涉儀（41），另一束激光直接射入其中的一個四軸激光干涉儀；另外一個激光光源（49）發出的激光經過一個彎光器（50）直接射入另一個四軸激光干涉儀；所述的雙軸激光干涉儀（41）布置在掩膜臺系統沿Y軸方向的中心軸線一端，且固定在測量架（10）上；所述的兩個四軸激光干涉儀沿Y軸方向對稱布置在粗動臺臺體（2）下方，并固定在測量架（10）上；

從所述的雙軸激光干涉儀（41）出來的光被分成相互平行的一束測量光和一束參考光，測量光經過固定在精動臺上的第一平面反射鏡（44）反射后返回雙軸激光干涉儀，參考光經過固定在測量架（10）上的第二平面反射鏡（45）反射后返回雙軸激光干涉儀；

從每個四軸激光干涉儀出來的光被分成四束相互平行的測量光，該四束測量光分成上下對稱的兩排，位于上面一排的兩束測量光經過精動臺臺體（1）相對應的側面反射后返回四軸激光干涉儀，位于下面一排的兩束測量光經過一個固定在測量架（10）上的45°反射鏡（46）將兩束光彎折90度后射向精動臺臺體（1）底面再反回該四軸激光干涉儀。

2.按照權利要求1所述的帶激光干涉儀測量的具有六自由度粗動臺的掩膜臺系統，其特征在于：所述每個X方向直線電機由兩組永磁體陣列和一組線圈陣列組成；所述每個兩自由度直線電機由一組永磁體陣列和一組線圈陣列組成，且沿X方向同側的兩個兩自由度直線電機共用一組永磁體陣列；X方向直線電機的兩組永磁體陣列以及兩自由度直線電機的四組永磁體陣列都固定在機架上的水平面上；X方向直線電機的兩組線圈陣列和兩自由度直線電機的四組線圈陣列均分別固定在粗動臺臺體（2）上。

3.按照權利要求1所述的帶激光干涉儀測量的具有六自由度粗動臺的掩膜臺系統，其特征在于：所述的精動臺包含精動臺臺體（1）、洛倫茲電機和精動臺重力補償組件；所述的洛倫茲電機包含三種洛倫茲電機，每種洛倫茲電機對稱分布在精動臺臺體（1）沿Y軸方向的兩側面，其中，第一種洛倫茲電機的驅動方向為沿X軸方向，關于X軸對稱布置，每側至少兩個，驅動精動臺臺體（1）沿X方向和繞Z軸旋轉方向運動；第二種洛倫茲電機的驅動方向沿Y軸方向并通過精動臺質心，每側至少一個，驅動精動臺臺體（1）沿Y方向運動；第三種洛倫茲電機的位于精動臺臺體的四個角上，同時關于X軸對稱布置，每側兩個，其驅動方向沿Z軸方向，驅動精動臺臺體沿Z方向、繞X軸旋轉方向和Y軸旋轉方向運動。

4.按照權利要求3所述的帶激光干涉儀測量的具有六自由度粗動臺的掩膜臺系統，其特征在于：所述的精動臺臺體（1）為方形結構，其四個外側面和底面均加工成鏡面，用于使激光干涉儀反射激光。