The invention discloses a scanning exposure device based on aeromagnetic suspension and dynamic magnet steel, which arranges magnetic steels in parallel and places them in the middle of a double-layer coil, drives the linear motion of the moving slider component through the current in the coil, and the \sandwich\ type parallel dynamic magnet steel structure can provide sufficient motor output without generating additional deflection torque, but can eliminate the occurrence. In technology, the influence of coil and cable force on motion and positioning accuracy is analyzed. Then, the corresponding aeromagnetic suspension structure is set to support and guide the linear motion, which improves the load-bearing and rotational stiffness per unit area. Finally, the high-precision, high-speed and high-frequency motion is achieved by combining feedback control. The invention can establish a scanning exposure device with small volume, fast speed and high precision.
【技术实现步骤摘要】
基于气磁悬浮和动磁钢的扫描曝光装置
本专利技术属于精密仪器及机械
,特别涉及基于气磁悬浮和动磁钢的扫描曝光装置。
技术介绍
近年来,随着先进芯片制造业逐渐朝向功能集成化和体积微小化发展,气体静压直线运动基准以其高速度和高精度等显著优点而成为尖端光刻机中的关键部件之一;光刻机曝光系统中光阑片的高速、高加速以及高运动精度需求,对气体静压直线运动基准中的气体静压导轨提出了高承载能力、高转动刚度的要求;为避免直线运动机构遮挡光路或触碰光学器件,光阑片安装在直线运动基准的悬臂端,因此需要提高气体静压导轨的转动刚度,来抵抗光阑片高加速运动时产生的转动力矩;而光刻机曝光系统复杂而精密,其气体静压直线运动机构需要小型化,因此提高单位面积上的转动刚度,成为制约气体静压导轨在光刻机曝光系统中应用的主要技术难题。2008年,荷兰ASML公司所研发的TwinscanXT1950i型光刻机,可以实现38nm芯片激光刻蚀。其曝光系统中的直线运动基准采用机械导轨结构,并达到了40m/s2的加速度运动(Y.B.PatrickKwan,ErikL.Loopstra.NullifyingAccelerationForcesinNano-PositioningStagesforSub-0.1mmLithographyToolfor300mmWafers[J].proceedingofSPIC:OpticalMicrolithography,2010,4346:544-557);但随着芯片制造业的发展,传统的滑动/滚动导轨难以满足高加速度运动以及工作温度稳定性的要求。专利CN2013104 ...
【技术保护点】
1.基于气磁悬浮和动磁钢的扫描曝光装置,包括Y向扫描机构(a)、X向扫描机构(b)和柱状光源(3),所述X向扫描机构(b)的两侧分别安装有Y向扫描机构(a)和柱状光源(3),且X向扫描机构(b)与Y向扫描机构(a)相向安装;其特征在于:所述Y向扫描机构(a)包括Y基座(1)、Y向气磁滑块(4)、Y向上层线圈(5)、挡光侧板(6)、光电读数头(7);所述Y基座(1)内部设置有气路并留有垂向供气入口(12)和侧向供气入口(11),Y基座(1)的中心加工有矩形窗口(10);Y基座(1)上加工有轨道槽(13),轨道槽(13)的端部安装有限位阻尼器(9),在轨道槽(13)的中间安装有Y向下层线圈(16);Y基座(1)上设置有若干排气浮台面(14),气浮台面(14)上均安装有阵列分布的孔形节流器(15),孔形节流器(15)与垂向供气入口(12)和侧向供气入口(11)连通,调压阀(8)安装在侧向供气入口(11)和孔形节流器(15)之间;所述Y向气磁滑块(4)的两侧对称加工有L型爪(20),L型爪(20)的侧面安装有磁性贴片(19),L型爪(20)的端部安装有防撞阻尼器(22);Y向气磁滑块(4)上加 ...
【技术特征摘要】
1.基于气磁悬浮和动磁钢的扫描曝光装置,包括Y向扫描机构(a)、X向扫描机构(b)和柱状光源(3),所述X向扫描机构(b)的两侧分别安装有Y向扫描机构(a)和柱状光源(3),且X向扫描机构(b)与Y向扫描机构(a)相向安装;其特征在于:所述Y向扫描机构(a)包括Y基座(1)、Y向气磁滑块(4)、Y向上层线圈(5)、挡光侧板(6)、光电读数头(7);所述Y基座(1)内部设置有气路并留有垂向供气入口(12)和侧向供气入口(11),Y基座(1)的中心加工有矩形窗口(10);Y基座(1)上加工有轨道槽(13),轨道槽(13)的端部安装有限位阻尼器(9),在轨道槽(13)的中间安装有Y向下层线圈(16);Y基座(1)上设置有若干排气浮台面(14),气浮台面(14)上均安装有阵列分布的孔形节流器(15),孔形节流器(15)与垂向供气入口(12)和侧向供气入口(11)连通,调压阀(8)安装在侧向供气入口(11)和孔形节流器(15)之间;所述Y向气磁滑块(4)的两侧对称加工有L型爪(20),L型爪(20)的侧面安装有磁性贴片(19),L型爪(20)的端部安装有防撞阻尼器(22);Y向气磁滑块(4)上加工有光滑气浮面(23)和梯形刀口(21);Y向气磁滑块(4)上安装有动磁钢(17)、光栅尺(18);所述X向扫描机构(b)包括X基座(2)、X向气磁滑块(25)、X向上层线圈(26);所述X基座(2)的中心加工有透光窗口(27)和滑槽(28),在滑槽(28)之间安装有X向下层线圈(32),X向下层线圈(32)的两侧安装安装有磁性体(31);X基座(2)上安装有光电读数头(7)和气浮调整模块(24),在气浮调整模块(24)和滑槽(28)上加工有多排气浮支承点(30),气浮支承点(30)与供气孔(29)连通;所述X向气磁滑块(4)包括支架(34)、平行安装的气浮导轨(37)和对称分布的磁预紧模块(35),在X向气磁滑块(4)的端部安装有防撞阻尼器(22),磁预紧模块(35)通过转接头(36)安装在气浮导轨(37)内侧,支架(34)上安装有动磁钢(17)、光栅尺(18)和运动刀片(33);所述Y向扫描机构(a...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴剑威,温众普,崔继文,谭久彬,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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