【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种无接触式粗精动叠层定位装置运动控制系统,属于半导体光刻设备领域。
技术介绍
具有纳米级运动定位精度的超精密微动台是半导体装备关键部件之一,如光刻机中的硅片台、掩模台等。为实现超精密定位要求,以气浮和磁浮约束为支撑方式的执行单元作为一种超精密运动台被广泛应用。气浮约束作为支撑和导向作用时,减小了机械结构传动引起的摩擦力等作用,提高了系统运动定位精度。以直线电机为驱动单元时,由通电线圈在永磁阵列气隙磁场中产生的洛仑兹力提供驱动力,通过控制线圈中电流大小来改变执行 单元的推力,具有结构简单等优点。目前光刻设备中通常采用粗精动叠层的结构,包括两个粗动台和一个微动台,两个粗动台之间通过一个横梁连接,微动台安装在横梁上,通过横梁实现两个粗动台与微动台的同步运动。一方面连接横梁增加了结构设计的复杂性,增加了系统结构质量,较大的质量将影响系统运动响应性能,另一方面,当结构运动时,如果两个粗动台沿Y轴方向存在位置偏差,由于连接梁的作用,使得两个粗动平台之间产生作用力与反作用力的耦合,使得两个粗动平台的性能相互影响,将影响系统的运动定位精度。因此设计出无机械连接的粗精动叠层定位装置并设计出针对该定位装置的控制方法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种应用于半导体装备的定位装置以及位置测量与运动控制算法,不仅满足六自由度运动定位要求,同时解决目前掩模台粗精动叠层结构中由机械结构耦合作用引起的结构复杂、运动性能相互影响等问题。本专利技术的技术方案如下一种无接触式粗精动叠层定位系统,该控制系统包括定位装置、位置测量装置、驱动装置和控制单元;定位装置 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.06.28 CN 201110177084.21.一种无接触式粗精动叠层定位系统,其特征在于该控制系统包括定位装置、位置测量装置、驱动装置和控制单元; 所述的定位装置包括基架、一个微动台和两个对称布置在微动台两侧的粗动台,两个粗动台之间、粗动台与微动台之间无机械连接; 所述的位置测量装置包括 .1)一个激光尺,用于测量微动台质心沿Y轴的绝对位置; .2)两个光栅测量装置,每个光栅测量装置包括一个光栅尺和一个读数头,用于测量粗动台沿Y轴方向的位移; .3)七个电涡流传感器,其中 第一电涡流传感器和第二电涡流传感器安装在第一粗动台上,布置于一条沿Y轴的直线上,用于测量微动台沿X轴与粗动台的相对位置,第一和第二电涡流传感器测量值的差动作为微动台绕Z轴的转角; 第三电涡流传感器安装在第一粗动台上,测量第一粗动台与微动台之间沿Y轴方向的相对位置;第四电涡流传感器安装在第二粗动台上,测量第二粗动台与微动台之间沿Y轴方向的相对位置; 第五电涡流传感器和第六电涡流传感器安装在第一粗动台上,且位于一条沿Y轴的直线上,第七电涡流传感器安装在第二粗动台上,且与第五电涡流传感器位于一条沿X轴的直线上;该三个电涡流传感器用于测量微动台沿Z轴的绝对位置,第五电涡流传感器和第六电涡流传感器测量值的差动作为微动台绕X轴的转角,第五电涡流传感器和第七电涡流传感器测量值的差动作为微动台绕Y轴的转角; 所述驱动装置包括 O十个音圈电机 微动台包括四个沿Y轴方向驱动的音圈电机、两个沿X轴方向驱动的音圈电机和四个沿Z轴方向驱动的音圈电机;第一音圈电机、第二音圈电机、第五音圈电机的线圈组件固定在第一粗动台上,永磁体组件固定在微动台上,第三音圈电机、第四音圈电机、第六音圈电机的线圈组件固定在第二粗动台上,永磁体组件固定在微动台上; 第七音圈电机、第八音圈电机、第九...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨开明,朱煜,李鑫,苏哲欣,尹文生,胡金春,张鸣,徐登峰,穆海华,余东东,崔乐卿,
申请(专利权)人:清华大学,
类型:发明
国别省市:
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