一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)，主要用于光刻機(jī)系統(tǒng)中。該系統(tǒng)包括掩膜臺(tái)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和機(jī)架；驅(qū)動(dòng)電機(jī)為動(dòng)鐵式磁浮平面電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的永磁體陣列和掩膜臺(tái)連接在一起，組成了該掩膜臺(tái)系統(tǒng)的動(dòng)子部分；驅(qū)動(dòng)電機(jī)的線圈陣列和機(jī)架連接在一起，組成了該掩膜臺(tái)系統(tǒng)的定子部分；驅(qū)動(dòng)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)該掩膜臺(tái)系統(tǒng)的六自由度運(yùn)動(dòng)，平面光柵尺則作為該掩膜臺(tái)系統(tǒng)的測(cè)量傳感器用于掩膜臺(tái)的位置反饋測(cè)量。粗精動(dòng)一體磁浮掩膜臺(tái)在減小了掩模臺(tái)體積的同時(shí)既提高了掩模臺(tái)的速度、加速度和控制帶寬，又滿足了高運(yùn)動(dòng)精度和定位精度的要求，進(jìn)而提高了光刻機(jī)的生產(chǎn)率、套刻精度和分辨率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光刻機(jī)掩模臺(tái)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要應(yīng)用于半導(dǎo)體光刻機(jī)中，屬于半導(dǎo)體制造裝備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在集成電路芯片的生產(chǎn)過(guò)程中，芯片的設(shè)計(jì)圖形在硅片表面光刻膠上的曝光轉(zhuǎn)印(光刻)是其中最重要的工序之一，該工序所用的設(shè)備稱(chēng)為光刻機(jī)(曝光機(jī))。光刻機(jī)的分辨率和曝光效率極大的影響著集成電路芯片的特征線寬(分辨率)和生產(chǎn)率。而作為光刻機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)的掩膜臺(tái)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度和工作效率，又在很大程度上決定了光刻機(jī)的分辨率和曝光效率。
[0003]步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)基本原理如圖1所示。來(lái)自光源45的深紫外光透過(guò)掩膜臺(tái)上的掩模版47、透鏡系統(tǒng)49將掩模版上的一部分圖形成像在硅片50的某個(gè)Chip上。為進(jìn)行硅片上一個(gè)chip的曝光，掩膜臺(tái)和硅片臺(tái)需分別進(jìn)行加速運(yùn)動(dòng)，并在運(yùn)動(dòng)到曝光起始位置時(shí)同時(shí)達(dá)到掃描曝光所要求的4:1的速度。此后，硅片臺(tái)以均勻的速度向掃描運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)，掩膜臺(tái)以4倍于娃片臺(tái)掃描速度的速度向與娃片臺(tái)掃描運(yùn)動(dòng)的反方向作掃描運(yùn)動(dòng)，兩者的運(yùn)動(dòng)要求達(dá)到極其精確的同步，最終將掩模版上的全部圖形成像在硅片的特定芯片(Chip)上。當(dāng)一個(gè)chip掃描結(jié)束后,掩膜臺(tái)和娃片臺(tái)分別進(jìn)行減速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)娃片臺(tái)進(jìn)行步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，將下一個(gè)要曝光的chip移動(dòng)到投影物鏡下方。此后，掩膜臺(tái)向與上次掃描運(yùn)動(dòng)方向相反的方向加速、掃描、減速，硅片臺(tái)則按照規(guī)劃的方向加速、掃描、減速，在同步掃描過(guò)程中完成一個(gè)chip的曝光。如此不斷重復(fù)，掩膜臺(tái)往返進(jìn)行加速、掃描、減速的直線運(yùn)動(dòng)，硅片臺(tái)按照規(guī)劃的軌跡進(jìn)行步進(jìn)和掃描運(yùn)動(dòng)，完成整個(gè)硅片的曝光。
[0004]根據(jù)對(duì)掩膜臺(tái)的運(yùn)動(dòng)要求，掩膜臺(tái)主要提供沿掃描方向往返超精密高速直線運(yùn)動(dòng)的功能。其行程應(yīng)滿足chip長(zhǎng)度的4倍、并加上加減速的距離；其掃描速度應(yīng)為硅片臺(tái)掃描速度的4倍,最高加速度也相應(yīng)的會(huì)高于娃片臺(tái)的最高加速度。按照國(guó)外典型光刻機(jī)商品的技術(shù)指標(biāo)，掩膜臺(tái)的行程超過(guò)IOOmm (有的機(jī)型達(dá)到200mm)，掃描速度達(dá)到1000mm/s，最高加速度達(dá)到20m/s2，即2g。提高掩膜臺(tái)的掃描速度和加速度(硅片臺(tái)也同步提高)，能有效的提聞光刻機(jī)的生廣率。
[0005]最為重要的是，掩膜臺(tái)必需能夠?qū)崿F(xiàn)與硅片臺(tái)掃描運(yùn)動(dòng)的超高精度的同步運(yùn)動(dòng)，對(duì)45nm光刻機(jī)而言，其同步精度要求MA (移動(dòng)平均偏差)小于2.25nm，MSD (移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)偏差)小于5.4nm。其中，MA主要影響曝光的套刻精度，MSD主要影響曝光分辨率。
[0006]為了滿足掩膜臺(tái)大行程和高速高精度的苛刻要求，傳統(tǒng)的掩膜臺(tái)系統(tǒng)通常采用粗-精動(dòng)疊層的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。對(duì)掩膜臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)高精度的微調(diào)，滿足其運(yùn)動(dòng)精度的要求。這種疊層驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)時(shí)，上層音圈電機(jī)及其附屬結(jié)構(gòu)和掩膜臺(tái)都需要底層直線電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，大大增加了底層直線電機(jī)的負(fù)擔(dān)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，限制了掩膜臺(tái)的運(yùn)動(dòng)精度，妨礙了其加速度的提聞。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了提高光刻機(jī)掩模臺(tái)的加速度，速度和定位精度，進(jìn)而促進(jìn)光刻機(jī)的生產(chǎn)率、套刻精度和分辨率的提高，本發(fā)明提供了 一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括掩膜臺(tái)臺(tái)體、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和機(jī)架；所述的掩膜臺(tái)臺(tái)體位于該掩膜臺(tái)系統(tǒng)的中部，所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用兩組，兩組驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)稱(chēng)布置在掩膜臺(tái)臺(tái)體沿X方向的兩個(gè)側(cè)面上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的永磁體陣列和掩膜臺(tái)臺(tái)體連接在一起，構(gòu)成該掩膜臺(tái)系統(tǒng)的動(dòng)子部分，兩組驅(qū)動(dòng)電機(jī)的線圈陣列和機(jī)架連接在一起，構(gòu)成該掩膜臺(tái)系統(tǒng)的定子部分，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)在X方向、Y方向和Z方向的三個(gè)方向出力。
[0010]所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的線圈陣列的線圈采用疊層正交線圈，多個(gè)疊層正交線圈沿線性方向依次排列；或線圈陣列的線圈采用單層繞制線圈，多個(gè)單層線圈沿線性方向依次排列，且相鄰兩個(gè)線圈的繞線方向相互垂直；線圈陣列中的每個(gè)線圈由通電線圈和線圈骨架組成，整個(gè)線圈固定在機(jī)架上。
[0011]所述的一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)還含有平面衍射光柵測(cè)量系統(tǒng)，所述的平面衍射光柵測(cè)量系統(tǒng)包括用于測(cè)量掩膜臺(tái)與機(jī)架之間相對(duì)位置的兩個(gè)傳感器組件；所述的每個(gè)傳感器組件包括一個(gè)平面衍射光柵尺、多個(gè)光柵讀數(shù)頭和一個(gè)光柵讀數(shù)頭連接板；所述的兩個(gè)傳感器組件沿X軸方向?qū)ΨQ(chēng)布置在掩膜臺(tái)臺(tái)體的下方；所述的每個(gè)傳感器組件的光柵讀數(shù)頭通過(guò)光柵讀數(shù)頭連接板與機(jī)架連接在一起，所述的光柵讀數(shù)頭沿X軸方向等間距對(duì)稱(chēng)分布在掩膜臺(tái)臺(tái)體的兩側(cè)，且固定于光柵讀數(shù)頭連接板的上表面，所述的每側(cè)的光柵讀數(shù)頭共用一個(gè)平面衍射光柵尺；所述的平面衍射光柵尺安裝在掩膜臺(tái)臺(tái)體沿X軸方向的兩側(cè)邊上；所述的光柵讀數(shù)頭與平面衍射光柵尺之間保留間隙。
[0012]本發(fā)明所述的一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)，其特征在于:所述的掩膜臺(tái)臺(tái)體為薄壁殼體，由碳化硅陶瓷材料制成。
[0013]本發(fā)明所述的一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的永磁體陣列由主永磁體、附永磁體和永磁體背板組成，主永磁體與附永磁體以Halbach二維平面陣列形式粘接固定于永磁體背板的表面上，相鄰的主永磁體與附永磁體的磁場(chǎng)方向相互垂直，在各永磁體之間形成封閉磁路。
[0014]本發(fā)明所述的一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果:與采用氣浮導(dǎo)軌支承的傳統(tǒng)掩膜臺(tái)相比，本發(fā)明所述的掩膜臺(tái)采用磁懸浮支承，不需要?dú)飧∠到y(tǒng)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，避免了氣浮引入的振動(dòng)和噪聲，而且可以滿足極紫外光刻所需的高真空度環(huán)境；所有的驅(qū)動(dòng)裝置的額定功率很小，比較容易實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)的總功率將大大小于傳統(tǒng)的采用具備高速和高加速度性能直線電機(jī)的掩膜臺(tái)系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)熱也大大減小。
[0015]另一方面，與傳統(tǒng)的粗精動(dòng)疊層結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明所述的一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)取消了這種多個(gè)單自由度運(yùn)動(dòng)部件疊加的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)中動(dòng)子的結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，考慮到驅(qū)動(dòng)裝置的輕量化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)動(dòng)子的總質(zhì)量大大減小，動(dòng)子本身的模態(tài)和剛度也大大提高，進(jìn)而提高了掩膜臺(tái)的響應(yīng)速度和其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度，加速度和運(yùn)動(dòng)定位精度，最后大大提高了光刻機(jī)的生產(chǎn)率、套刻精度和分辨率。
[0016]圖附說(shuō)明
[0017]圖1是本發(fā)明所述一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明所述一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明所述一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)平面衍射光柵尺測(cè)量的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4a、圖4b是本發(fā)明所述一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)中兩種無(wú)鐵芯線圈的三維示意圖。
[0021]圖5a、圖5b是本發(fā)明所述一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)電機(jī)永磁體陣列充磁方向的示意圖。
[0022]圖中:1—掩膜臺(tái)臺(tái)體；2—機(jī)架；4一永磁體陣列；5—線圈陣列；9—線圈；10—線圈骨架；12—永磁體背板；13—主永磁體；14一附永磁體；25—光柵讀數(shù)頭；26—光柵讀數(shù)頭連接板；27—平面衍射光柵尺。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)、機(jī)理和工作過(guò)程作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0024]本發(fā)明提供的一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)，如圖1和圖2所示，該系統(tǒng)包括掩膜臺(tái)臺(tái)體1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和機(jī)架2，所述的掩膜臺(tái)臺(tái)體I位于該掩膜臺(tái)系統(tǒng)的中部，所述的掩膜臺(tái)臺(tái)體I為薄壁殼體，由碳化娃陶瓷材料制成。
[0025]本發(fā)明提供的一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)是采用動(dòng)鐵式磁浮平面電機(jī)，(如圖3所示)；所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)共有兩個(gè)，每個(gè)都含有固定在機(jī)架2上的線圈陣列5和固定在掩膜臺(tái)臺(tái)體I上的永磁體陣列4，對(duì)稱(chēng)布置在掩膜臺(tái)與其運(yùn)動(dòng)方向即X方向平行的兩個(gè)側(cè)面，采用雙邊驅(qū)動(dòng)方式，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)可同時(shí)提供掩膜臺(tái)在X方向、Y方向和Z方向的推力，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)同時(shí)工作負(fù)責(zé)調(diào)整掩膜臺(tái)沿X軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)、繞Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和繞Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)三個(gè)自由度。線圈陣列5是由采用銅線同心繞制的無(wú)鐵芯矩形線圈組成的一維陣列，線圈的支架采用非鐵磁性部件(如鋁合金)制成，所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的線圈陣列5的制造方式有兩種:第一種線圈陣列中的線圈單元采用由內(nèi)至外疊層正交繞制的方式，每個(gè)模塊由線圈9和線圈骨架10組成，將所述的若干個(gè)線圈單元沿線性方向緊挨著固定在機(jī)架2上，如圖4 (a)所示，采用該種線圈的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，當(dāng)線圈通電時(shí)，在線圈的相鄰兩個(gè)繞線層分別通大小相等方向相互垂直的電流il和i2 (電流方向如圖4 (a)所示)，每個(gè)線圈在這兩種電流在永磁體陣列中磁場(chǎng)范圍內(nèi)可同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)相互垂直的兩個(gè)方向的洛倫茲力，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的推力；第二種線圈陣列中的線圈單元采用單層繞制的方式，每個(gè)模塊由線圈9和線圈骨架10組成，將所述的若干個(gè)線圈單元沿線性方向，按照相鄰兩個(gè)線圈單元的繞線方向相互垂直并固定在機(jī)架2上，如圖4 (b)所示，用該種線圈的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，當(dāng)線圈通電時(shí)，相鄰的兩個(gè)線圈分別通大小相等方向相互垂直的電流il和i2 (電流方向如圖4 (b)所示)，這兩個(gè)線圈分別在永磁體陣列中磁場(chǎng)范圍內(nèi)可分別產(chǎn)生兩個(gè)相互垂直的兩個(gè)方向的洛倫茲力，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的推力。
[0026]所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的永磁體陣列由主永磁體13、附永磁體14和永磁體背板12組成，主永磁體13與附永磁體14以Halbach 二維平面陣列形式粘接固定于永磁體背板12的表面上，相鄰的主永磁體13與附永磁體14的磁場(chǎng)方向相互垂直，在各永磁體之間形成封閉磁路，(如圖5 (b)所示，圖中的“N”，“S”表示永磁體的N極和S極，此時(shí)永磁體的充磁方向垂直于紙面；箭頭表示永磁體的充磁方向，此時(shí)永磁體的充磁方向平行于紙面)。
[0027]該系統(tǒng)還含有平面衍射光柵測(cè)量系統(tǒng)，所述的平面衍射光柵測(cè)量系統(tǒng)包括用于測(cè)量掩膜臺(tái)與機(jī)架2之間相對(duì)位置的兩個(gè)傳感器組件；所述的每個(gè)傳感器組件包括一個(gè)平面衍射光柵尺27、若干個(gè)光柵讀數(shù)頭25和一個(gè)光柵讀數(shù)頭連接板26 ;所述的兩個(gè)傳感器組件沿X軸方向?qū)ΨQ(chēng)布置在掩膜臺(tái)臺(tái)體I的下方；所述的每個(gè)傳感器組件的光柵讀數(shù)頭25通過(guò)光柵讀數(shù)頭連接板26與機(jī)架2連接在一起，所述的光柵讀數(shù)頭25沿X軸方向等間距對(duì)稱(chēng)分布在光柵讀數(shù)頭連接板26的上表面，所述的每側(cè)的光柵讀數(shù)頭25共用一個(gè)平面衍射光柵尺27 ;所述的平面衍射光柵尺27安裝在掩膜臺(tái)臺(tái)體I沿X軸方向的兩側(cè)邊上；所述的光柵讀數(shù)頭25與平面衍射光柵尺27之間保留間隙；當(dāng)粗動(dòng)臺(tái)沿X軸方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，同一側(cè)的至少保證有兩個(gè)光柵讀數(shù)頭25同時(shí)進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)X方向、Y方向和Z方向的位移測(cè)量，該兩個(gè)光柵讀數(shù)頭25差動(dòng)，還進(jìn)行繞X軸和Z軸旋轉(zhuǎn)的角度的測(cè)量；關(guān)于X軸對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)光柵讀數(shù)頭25差動(dòng)，實(shí)現(xiàn)繞Y軸旋轉(zhuǎn)的角度的測(cè)量；
[0028]本發(fā)明所述的一種掩膜臺(tái)系統(tǒng)，其工作階段分為啟動(dòng)階段、正常工作階段和停止階段，共三個(gè)階段。啟動(dòng)階段的工作原理如下:在系統(tǒng)上電啟動(dòng)之前，掩膜臺(tái)停止在機(jī)架上的固定工位上。系統(tǒng)上電啟動(dòng)后，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用雙邊驅(qū)動(dòng)方式，提供Z方向向上的推力，推動(dòng)掩膜臺(tái)動(dòng)子部分向上運(yùn)動(dòng)到工作位置，然后在掩膜臺(tái)工作過(guò)程中一方面調(diào)節(jié)掩膜臺(tái)動(dòng)子部分沿Z軸方向的位置，使粗動(dòng)臺(tái)動(dòng)子部分及精動(dòng)臺(tái)始終處于懸浮狀態(tài)，及繞X軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和繞Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)這兩個(gè)自由度的姿態(tài)，與此同時(shí)，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供Y方向的推力，調(diào)整掩膜臺(tái)動(dòng)子部分沿Y軸的平動(dòng)和繞Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)自由度的姿態(tài)，使掩膜臺(tái)動(dòng)子部分達(dá)到工作所要求的位置和姿態(tài)，并在整個(gè)工作過(guò)程中實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)前述五個(gè)自由度，滿足系統(tǒng)對(duì)這五個(gè)自由度的定位要求。然后，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)沿掩膜臺(tái)動(dòng)子部分X方向進(jìn)行加、減速和勻速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到系統(tǒng)要求的工作速度，完成啟動(dòng)階段的工作。
[0029]此后，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作階段，驅(qū)動(dòng)電機(jī)在X方向的工作區(qū)域內(nèi)對(duì)掩膜臺(tái)動(dòng)子部分的速度和姿態(tài)進(jìn)行微調(diào)，滿足系統(tǒng)對(duì)其的速度和位置的要求，同時(shí)補(bǔ)償系統(tǒng)的能量耗散。當(dāng)掩膜臺(tái)動(dòng)子部分運(yùn)動(dòng)到+X方向行程的末段，X方向直線電機(jī)減速工作至停止，然后又反向加速，使掩膜臺(tái)動(dòng)子部分向-X方向運(yùn)動(dòng)至該行程的末段，X方向直線電機(jī)減速工作至停止,如此往復(fù)循環(huán)。
[0030]在停止階段，當(dāng)掩膜臺(tái)動(dòng)子部分低速運(yùn)動(dòng)靜止工位上方，然后驅(qū)動(dòng)電機(jī)配合減速停放在靜止工位上。
[0031]另一方面，與傳統(tǒng)的粗精動(dòng)疊層結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明所述的一種掩膜臺(tái)系統(tǒng)取消了這種多個(gè)單自由度運(yùn)動(dòng)部件疊加的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)中動(dòng)子的結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，考慮到驅(qū)動(dòng)裝置的輕量化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)動(dòng)子的總質(zhì)量大大減小，動(dòng)子本身的模態(tài)和剛度也大大提高，進(jìn)而提高了掩膜臺(tái)的響應(yīng)速度和其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度，加速度和運(yùn)動(dòng)定位精度，最后大大提高了光刻機(jī)的生產(chǎn)率、套刻精度和分辨率。
【權(quán)利要求】
1.一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括掩膜臺(tái)臺(tái)體(I)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和機(jī)架(2);所述的掩膜臺(tái)臺(tái)體(I)位于該掩膜臺(tái)系統(tǒng)的中部，所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用兩組，兩組驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)稱(chēng)布置在掩膜臺(tái)臺(tái)體(I)沿X方向的兩個(gè)側(cè)面上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的永磁體陣列(4)和掩膜臺(tái)臺(tái)體(I)連接在一起，構(gòu)成該掩膜臺(tái)系統(tǒng)的動(dòng)子部分，兩組驅(qū)動(dòng)電機(jī)的線圈陣列和機(jī)架(2)連接在一起，構(gòu)成該掩膜臺(tái)系統(tǒng)的定子部分，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)在X方向、Y方向和Z方向的三個(gè)方向出力； 所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的線圈陣列(5)的線圈采用疊層正交線圈，多個(gè)疊層正交線圈沿線性方向依次排列；或線圈陣列的線圈采用單層繞制線圈，多個(gè)單層線圈沿線性方向依次排列，且相鄰兩個(gè)線圈的繞線方向相互垂直；線圈陣列(5)中的每個(gè)線圈由通電線圈(9)和線圈骨架(10)組成，整個(gè)線圈固定在機(jī)架(2)上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)還含有平面衍射光柵測(cè)量系統(tǒng)，所述的平面衍射光柵測(cè)量系統(tǒng)包括用于測(cè)量掩膜臺(tái)與機(jī)架(2)之間相對(duì)位置的兩個(gè)傳感器組件；所述的每個(gè)傳感器組件包括一個(gè)平面衍射光柵尺(27)、若干個(gè)光柵讀數(shù)頭(25)和一個(gè)光柵讀數(shù)頭連接板(26);所述的兩個(gè)傳感器組件沿X軸方向?qū)ΨQ(chēng)布置在掩膜臺(tái)臺(tái)體(I)的下方；所述的每個(gè)傳感器組件的光柵讀數(shù)頭(25)通過(guò)光柵讀數(shù)頭連接板(26)與機(jī)架(2)連接在一起，所述的光柵讀數(shù)頭(25)沿X軸方向等間距對(duì)稱(chēng)分布在掩膜臺(tái)臺(tái)體(I)的兩側(cè)，且固定于光柵讀數(shù)頭連接板(26)的上表面，所述的每側(cè)的光柵讀數(shù)頭(25 )共用一個(gè)平面衍射光柵尺(27 );所述的平面衍射光柵尺(27 )安裝在掩膜臺(tái)臺(tái)體(I)沿X軸方向的兩側(cè)邊上；所述的光柵讀數(shù)頭(25)與平面衍射光柵尺(27)之間保留間隙。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)，其特征在于:所述的掩膜臺(tái)臺(tái)體(I)為薄壁殼體，由碳化娃陶瓷材料制成。
4.如權(quán)利要求1所述的一種粗精動(dòng)一體的磁浮掩膜臺(tái)系統(tǒng)，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的永磁體陣列由主永磁體(13)、附永磁體(14)和永磁體背板(12)組成，主永磁體(13)與附永磁體(14)以Halbach 二維平面陣列形式粘接固定于永磁體背板(12)的表面上，相鄰的主永磁體(13)與附永磁體(14)的磁場(chǎng)方向相互垂直，在各永磁體之間形成封閉磁路。
【文檔編號(hào)】G03F7/20GK103454864SQ201310390450
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】朱煜, 張鳴, 劉召, 楊開(kāi)明, 徐登峰, 田麗, 張利, 秦慧超, 葉偉楠, 張金, 穆海華, 尹文生, 胡金春, 胡楚雄, 趙彥坡, 胡清平 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 北京華卓精科科技有限公司