[發明專利]一種基于六自由度控制的運動臺及其控制方法

有效

• 申請號: 202111110625.X
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN113917797B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 趙鵬越;王繼堯;吳劍威;劉江;李昌其;王輝;譚久彬
• 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: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

本發明涉及光刻機技術領域，公開了一種基于六自由度控制的運動臺及其控制方法，運動臺包括基座、工作臺和控制裝置，工作臺設置于基座的上方，工作臺的下表面設置有多個凹槽，控制裝置包括控制模塊和安裝在基座上的第一電機組、第二電機組、位置檢測模塊，第一電機組設置在工作臺的側面，用以驅動工作臺在X方向、Y方向和Rz方向的運動，第二電機組和位置檢測模塊分別設置在所述凹槽中，第二電機組抵在工作臺的底面，用以驅動工作臺在Z方向、Rx方向和Ry方向的運動，位置檢測模塊檢測工作臺的實時位置；第一電機組、第二電機組、位置檢測模塊均與控制模塊電連接。本發明可以實現對運動臺運動的六自由度控制，從而提高對運動臺的控制精度。

技術領域

本發明涉及光刻機技術領域，特別是涉及一種基于六自由度控制的運動臺及其控制方法。

背景技術

隨著芯片精度的不斷提高，半導體行業中的芯片制造設備，例如光刻機、晶圓切割機、芯片鍵合設備、晶圓熱處理設備等，和芯片檢測設備，例如晶圓膜厚檢測設備、晶圓缺陷檢測設備等，對運動部件的要求也越來越高，因此，高精度的超精密定位系統在半導體領域起著越來越重要的作用，其定位基準技術以其優越的性能逐漸被應用在半導體行業中。

光刻機工作臺系統典型的結構形式為宏動、微動相結合的結構，其中，工作臺精密運動是極重要的關鍵分系統，其定位精度直接影響光刻設備的性能，其運行速度直接影響光刻設備的生產效率，因此，對于高精度微動臺的驅動仍是限制光刻機發展的關鍵因素。而目前對光刻機工作臺運動控制的定位精度不夠。

發明內容

鑒于以上問題，本發明的目的是提供一種基于六自由度控制的運動臺及其控制方法，以解決現有技術對光刻機工作臺運動控制的定位精度不夠的問題。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的一個方面是提供一種基于六自由度控制的運動臺，包括基座、工作臺和控制裝置，所述工作臺設置于所述基座的上方，所述工作臺的下表面設置有多個凹槽，所述控制裝置包括控制模塊和安裝在所述基座上的第一電機組、第二電機組、位置檢測模塊，所述第一電機組設置在所述工作臺的側面，用以驅動所述工作臺在X方向、Y方向和Rz方向的運動，所述第二電機組和所述位置檢測模塊分別設置在所述凹槽中，所述第二電機組抵在所述工作臺的底面，用以驅動所述工作臺在Z方向、Rx方向和Ry方向的運動，所述位置檢測模塊與所述工作臺的表面之間具有間隙，以檢測所述工作臺的實時位置；所述第一電機組、所述第二電機組、所述位置檢測模塊均與所述控制模塊電連接。

優選地，所述第一電機組包括X向電機、第一Y向電機和第二Y向電機，所述X向電機設置在所述工作臺的一側，所述第一Y向電機和所述第二Y向電機均設置在所述工作臺的相鄰側，且所述第一Y向電機和所述第二Y向電機在所述相鄰側間隔設置。

優選地，所述第一電機組還包括安裝在基座上的X向電機支座、第一Y向電機支座和第二Y向電機支座，所述X向電機與所述X向電機支座固定，所述X向電機的電機動子與所述工作臺的側面固定，所述X向電機的電機定子固定在所述X向電機支座上；所述第一Y向電機與所述第一Y向電機支座固定，所述第一Y向電機的電機動子與所述工作臺的側面固定，所述第一Y向電機的電機定子固定在所述第一Y向電機支座上；所述第二Y向電機與所述第二Y向電機支座固定，所述第二Y向電機的電機動子與所述工作臺的側面固定，所述第二Y向電機的電機定子固定在所述第二Y向電機支座上。

優選地，所述第二電機組包括第一垂向電機、第二垂向電機和第三垂向電機，所述第一垂向電機、第二垂向電機和第三垂向電機在所述基座上呈正三角形布置。