[發明專利]光刻機平面電機動子懸浮高度測量系統的電渦流切換算法

有效

• 申請號: 201811572535.0
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109357614B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 朱煜;楊開明;成榮;張鳴;李鑫;王磊杰;孫浩博;甄玉旺;魯智銘
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京華卓精科科技股份有限公司
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 管士濤;張超艷

本發明提供了一種光刻機平面電機動子懸浮高度測量系統的電渦流切換算法，該測量系統包括十二個Z向電渦流傳感器，其中的四組為非切換組，兩組為切換組，每組設定主傳感器和輔傳感器；該算法對磁鋼表面進行分區；將有效測量動子懸浮高度的四組Z向電渦流傳感器等效到第一分區內；若主傳感器的靶區與散熱孔重合，則選取補償后的輔傳感器讀數，否則選取主傳感器的讀數；將四組傳感器組成的信號分別進行低通濾波處理，得到四組動子懸浮高度信號；最后根據動子的不同運動位置，將四組信號取加權平均得到最終的動子質心懸浮高度信號。本發明能夠減小傳感器切換過程中產生的測量值跳變，實現動子全運動范圍內懸浮高度的精確測量。

技術領域

本發明涉及半導體裝備技術領域，更為具體地，涉及一種光刻機平面電機動子懸浮高度測量系統的電渦流切換算法。

背景技術

平面電機直接利用電磁能產生二維平面運動，具有高精度、出力密度高、反應快等特點，因而在半導體、液晶屏幕等二維加工領域中有著重要的應用前景。與其它平面電機相比，磁懸浮平面電機更易于控制，定子表面加工要求也較低，因此逐漸受到人們的關注。

在磁懸浮平面電機中，為了實現動子的懸浮和運動，需要對動子的線圈通電，因而會有較多的熱量產生。為了更好地散熱，通常在磁鋼陣列的表面加工一些散熱孔。然而由于測量動子懸浮高度的向電渦流傳感器以磁鋼陣列的上表面為靶面，因此散熱孔的存在會對Z向電渦流傳感器的測量產生干擾，從而造成平面電機動子懸浮高度的測量誤差。

磁懸浮平面電機應用在光刻機雙磁浮工件臺系統中時，該系統為了提高芯片的產率，將對準測量、調平調焦與曝光等芯片制造過程在兩個工件臺上分解，因此兩個磁懸浮平面電機通過不斷的位置交換形成了并行工作機制。考慮降低系統能量損耗和提高系統效率，對磁鋼陣列的長度尺寸進行限制，使得兩個磁懸浮平面電機的長度之和大于磁鋼陣列的長度，導致兩個磁懸浮平面電機在交換位置的過程中，會出現磁懸浮平面電機動子的部分線圈運動到磁鋼陣列以外的情況，導致相應位置的Z向電渦流傳感器測量值失效。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的是提供一種光刻機平面電機動子懸浮高度測量系統的電渦流切換算法，以解決平面電機動子運動到磁鋼陣列以外導致部分Z向電渦流傳感器測量值失效以及平面電機磁鋼陣列表面的散熱孔對Z向電渦流傳感器測量產生干擾的問題。

為了實現上述目的，本發明通過以下的技術方案來實現的：

一種光刻機平面電機動子懸浮高度測量系統的電渦流切換算法，所述測量系統包括第一Z向電渦流傳感器、第二Z向電渦流傳感器、第三Z向電渦流傳感器、第四Z向電渦流傳感器、第五Z向電渦流傳感器、第六Z向電渦流傳感器、第七Z向電渦流傳感器、第八Z向電渦流傳感器、第九Z向電渦流傳感器、第十Z向電渦流傳感器、第十一Z向電渦流傳感器、第十二Z向電渦流傳感器、第一Y向電渦流傳感器和第二Y向電渦流傳感器、X向容柵尺和Y向光柵尺；

建立平面電機定子上的固定坐標系O-XYZ，固定坐標系O-XYZ中X軸和Y軸分別沿著定子垂直的兩邊，Z軸垂直于定子上表面向上，原點O位于定子上表面X方向和Y方向坐標均最小的散熱孔中心；