[發明專利]基于雙層水冷動磁鋼氣磁結合氣浮雙工件臺矢量圓弧換臺方法及裝置

在審

• 申請號: 201610023017.8
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105425551A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 譚久彬;楊遠源;王雷
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于雙層水冷動磁鋼氣磁結合氣浮雙工件臺矢量圓弧換臺方法，其特征在于該方法包括以下步驟：初始工作狀態，測量位第一工件臺處于預對準狀態，曝光位第二工件臺處于曝光狀態；第一步，測量位第一工件臺預對準完畢后由動磁鋼驅動運動到測量位換臺預定位置A并等待，曝光位第二工件臺曝光完畢后由動磁鋼驅動運動到曝光位換臺預定位置B；第二步，第一工件臺與第二工件臺通過平面電機矢量控制沿圓弧軌跡逆時針運動，在運動過程中，兩個工件臺的相位不發生變化，運動位置由平面光柵進行測量，與此同時，第一線纜臺跟隨第一工件臺由測量位一側向曝光位運動，第二線纜臺跟隨第二工件臺由曝光位一側向測量位運動，當第一工件臺運動到曝光位預定位置C、第二工件臺運動到測量位預定位置D時，換臺結束，第一工件臺在曝光位進行硅片光刻曝光，第二工件臺在測量位進行硅片上片及硅片預對準操作；第三步，測量位第二工件臺預對準完畢后由動磁鋼驅動運動到測量位換臺預定位置A'并等待，曝光位第一工件臺曝光完畢后由動磁鋼驅動運動到曝光位換臺預定位置B'；第四步，第二工件臺與第一工件臺通過平面電機矢量控制沿圓弧軌跡順時針運動，與此同時，第一線纜臺跟隨第一工件臺由曝光位一側向測量位運動，第二線纜臺跟隨第二工件臺由測量位一側向曝光位運動，當第二工件臺運動到曝光位預定位置C、第一工件臺運動到測量位預定位置D時，換臺結束，曝光位第二工件臺進入曝光狀態，測量位第一工件臺進行上下片及預對準操作，此時系統回到初始工作狀態，完成了包含兩次換臺操作的一個工作周期。

2.一種基于雙層水冷動磁鋼氣磁結合氣浮雙工件臺矢量圓弧換臺裝置，該裝置包括支撐框架（1）、平衡質量塊（2）、第一工件臺（4a）、第二工件臺（5a），所述平衡質量塊（2）位于支撐框架（1）上方，宏動平面電機定子（3）安裝在平衡質量塊（2）上的平面上，第一工件臺（4a）和第二工件臺（5a）配置在宏動平面電機定子（3）上方，所述第一工件臺（4a）和第二工件臺（5a）運行于測量位（11）和曝光位（12）之間，其特征在于在第一工件臺（4a）和第二工件臺（5a）上平面上分別安裝測量位平面光柵（8）和曝光位平面光柵（9），所述第一工件臺（4a）通過第一線纜臺線纜（4b）、第一工件臺防轉板（4c）與第一線纜臺（6a）相連接，第二工件臺（5a）通過第二線纜臺線纜（5b）、第二工件臺防轉板（5c）與第二線纜臺（7a）相連接，第一線纜臺（6a）和第二線纜臺（7a）分別安裝在第一線纜臺導軌（6b）和第二線纜臺導軌（7b）上；支撐框架（1）通過由平面片簧（13）和電磁阻尼器（14）并行組成的運動補償機構與平衡質量塊（2）相連接，所述平面片簧（13）由1對X向片簧（26）、1對Y向片簧（27）、1個Z向片簧（28）和1個Rz柔性鉸鏈（29）組成，電磁阻尼器（14）由阻尼器上背板（21）、阻尼器下背板（25）、Y向永磁鐵陣列（24a）和X向永磁鐵陣列（24b）、紫銅板（22）和不銹鋼立柱（23）裝配構成，其中阻尼器上背板（21）和阻尼器下背板（25）通過不銹鋼立柱（23）相連接，Y、X向永磁鐵陣列（24a、24b）安裝于阻尼器上、下背板（21、25）之間，紫銅板（22）固定于支撐框架（1）上，阻尼器上背板（21）與平衡質量塊（2）固定，相對于上、下背板（21、25）紫銅板（22）可以產生X、Y向平動和Rz轉動；第一工件臺（4a）和第二工件臺（5a）為六自由度磁浮微動臺，所述六自由度磁浮微動臺由Chuck（401）、吸盤（402）、角錐棱鏡（403）、防撞框（404）、宏動平面電機動子（405），零位傳感器（406）、調平調焦傳感器（407）組成，微動平面電機動子（408）與重力補償器動子（409）集成在一起，氣足（410）和真空吸附區（411）均分布在六自由度磁浮微動臺的底部；所述吸盤（402）安裝在Chuck（401）上，Chuck（401）四周安裝有四個角錐棱角（403），Chuck（401）四周安裝有防撞框（404），所述宏動平面電機動子（405）安裝在防撞框（404）下方，宏動平面電機動子（405）由磁鋼陣列（412）交錯排布構成，宏動平面電機定子（3）由上部水冷管道（3a）、線圈陣列（3b）及下部水冷管道（3c）構成，其中線圈陣列（3b）成人字形排布；六自由度磁浮微動臺底面的四個角分布有呈“7”字型的四個對稱均布的氣足（410），氣足（410）之間分布有矩形的真空吸附區（411），呈“口”字型圍繞在宏動平面電機動子（405）周圍。