[發明專利]一種旋轉平臺的旋轉測控裝置

在審

• 申請號: 202110067126.0
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112835270A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 李艷麗;伍強
• 申請（專利權）人: 上海集成電路裝備材料產業創新中心有限公司;上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 張磊;吳世華

1.一種旋轉平臺的旋轉測控裝置，其特征在于，包括：

用于承載工件臺的旋轉平臺；

設置在所述旋轉平臺與所述光刻機的底板之間的磁懸浮平面旋轉電機；

設置在所述旋轉平臺的轉動中心的柱形光柵干涉儀，所述柱形光柵干涉儀包括柱形光柵尺、多個光柵尺讀數頭以及位于所述柱形光柵尺底部的平面干涉儀，柱形光柵干涉儀用于測量所述旋轉平臺轉動角度、在水平方向和豎直方向的偏移量以及在豎直方向的傾斜量；

所述磁懸浮平面旋轉電機根據所述柱形光柵干涉儀的測量結果，對旋轉平臺進行轉動控制，以及對水平方向和豎直方向的偏移量和豎直方向的傾斜量進行補償。

2.根據權利要求1所述的旋轉平臺的旋轉測控裝置，其特征在于，所述柱形光柵干涉儀的光柵尺讀數頭和平面干涉儀設置在所述旋轉平臺上，所述柱形光柵干涉儀的柱形光柵尺設置在所述旋轉平臺上方的測量支架上，所述柱形光柵尺的底部設置有平面反射鏡設置。

3.根據權利要求2所述的旋轉平臺的旋轉測控裝置，其特征在于，所述多個光柵尺讀數頭和平面干涉儀安裝在讀數頭總成上，所述讀數頭總成固定在升降機構上，所述升降機構用于在所述旋轉平臺開始轉動之前，將所述讀數頭總成提升至所述柱形光柵尺對應的測量位置，以及在所述旋轉平臺完成轉動之后，將所述讀數頭總成降低至低于所述柱形光柵尺的底面。

4.根據權利要求1至3任一所述的旋轉平臺的旋轉測控裝置，其特征在于，所述多個光柵尺讀數頭為至少5個光柵尺讀數頭，以X軸、Y軸和Z軸表示所述光柵尺讀數頭所在的空間坐標體系，其中，以穿過所述轉動中心的豎直方向為Z軸，X軸和Y軸處于所述旋轉平臺的轉動平面上，在所述X軸和Y軸構成的平面上，相隔90度設置三個至少3個光柵尺讀數頭，在至少其中兩個相隔90度的光柵尺讀數頭的正上方或者正下方的預定距離處，再分別各設置1個光柵尺讀數頭。

5.根據權利要求1至3任一所述的旋轉平臺的旋轉測控裝置，其特征在于，在所述柱形光柵尺的光柵尺讀數頭包括：激光光源、部分透射反射鏡、相位延遲器以及掃描探測器，

所述激光光源發出的光束的一部分經過部分透射反射鏡反射后，經過相位延遲器后，照射到所述掃描探測器，形成參考光路；

所述激光光源發出的光束的另一部分經過部分透射反射鏡透射后，照射到所述柱形光柵尺上，經過柱形光柵尺衍射后，照射到所述掃描探測器，形成測試光路；

當所述旋轉平臺處于運動狀態下，所述測試光路的光束和所述參考光路的光束存在頻率差，在所述掃描探測器上產生干涉光。

6.根據權利要求5所述的旋轉平臺的旋轉測控裝置，其特征在于，所述相位延遲器產生π/2的相位延遲，所述柱形光柵干涉儀通過如下方式計算所述旋轉平臺的運動量：

所述測試光路的光束和所述參考光路的光束之間的相位差表示為：

△ω△t＝2π△t(1/v)

其中，所述△t為單位時間差，△ω為所述測試光路的光束和所述參考光路的光束在單位時間差△t的頻率變化量，所述v為所述旋轉平臺的運動速度，

所述掃描探測器測量單位時間差△t對應的干涉光的光強變化，根據所述光強變化計算所述相位差，通過上述公式計算得到v，根據各個△t對應的運動速度對時間進行積分獲得所述旋轉平臺的運動位置，所述運動速度的初始值為0。

7.根據權利要求1至3任一所述的旋轉平臺的旋轉測控裝置，其特征在于，所述磁懸浮平面旋轉電機包括：設置在所述旋轉平臺底部的動子線圈以及設置在光刻機的底板上作為定子的環形霍爾巴赫永磁陣列。

8.根據權利要求7所述的旋轉平臺的旋轉測控裝置，其特征在于，所述動子線圈包括：

至少4組在圓周上呈均勻分布的r線圈，所述r線圈的纏繞方向為環形霍爾巴赫永磁陣列的切線方向，用于調整旋轉平臺的中心位置；

至少3組在圓周上呈均勻分布的φ線圈，所述φ線圈的纏繞方向為沿著環形霍爾巴赫永磁陣列的徑向，用于產生支撐所述旋轉平臺的磁懸浮力，以及執行在懸浮的狀態下圍繞轉軸旋轉。