[发明专利]一种超精扫描镀膜及定位光刻设备

权利要求书

1.一种超精扫描镀膜及定位光刻设备，其特征在于：该设备主要包括减振平台、高精运动平台、化学涂胶或光刻处理盒（31）、冷却设备及空压过滤设备集成体（19）和CNC数控装置（18）；减振平台由调水平高度垫脚Ⅰ（1）、调水平高度垫脚Ⅱ（1A）、设备支架（2）、减振系统（3）和花岗岩基座（4）组成；高精运动平台主要由X1轴直线电机、X2轴直线电机、Z轴直线电机、Z轴配重气缸（6）、工作台左右移动块连接梁（13）、工作台托板移动块（12）、空气静压导轨Ⅰ（7）、空气静压导轨Ⅱ（7A）、空气静压滑块Ⅰ（8）、空气静压滑块Ⅱ（8A）和光栅组成；空气静压导轨Ⅰ（7）、空气静压导轨Ⅱ（7A）、空气静压滑块Ⅰ（8）、空气静压滑块Ⅱ（8A）、X1轴直线电机、X2轴直线电机、工作台托板移动块（12）对称布置于减振平台的花岗岩基座（4）上，工作台托板移动块（12）固定连接在空气静压滑块Ⅰ（8）和空气静压滑块Ⅱ（8A）上，被加工加工（14）放置于与工作台托板移动块（12）连接的工作台左右移动块连接梁（13）上，X1轴直线电机和X2轴直线电机通过X1轴直线电机动子（10）、X1轴电机连接块（11）、X2轴直线电机动子（10A）和X2轴电机连接块（11A）重心驱动被加工工件（14）精确运动，空气静压导轨Ⅰ（7）、空气静压滑块Ⅰ（8）、空气静压导轨Ⅱ（7A）和空气静压滑块Ⅱ（8A）对于被加工工件（14）的运动起到精密导向作用，X1轴光栅（15）和X2轴光栅（15A）将被加工工件（14）的位置实时闭环反馈到CNC数控装置（18）上，控制被加工工件（14）在X轴方向上以纳米级精度连续扫描或定位运动，所述的X1轴和X2轴都位于水平面上且互相平行；配重气缸滑杆（5）直接固定在减振系统（3）上，Z轴左直线电机磁轨（30）和Z轴右直线电机磁轨（30A）对称配置在Z轴配重气缸（6）上，Z轴左直线电机线圈（29）和Z轴右直线电机线圈（29A）对称固定在花岗岩基座（4）上，Z轴工作台（30）固接在Z轴配重气缸（6）上，化学涂胶或光刻处理盒（31）由Z轴工作台（30）支撑，Z轴左直线电机磁轨（30）和Z轴右直线电机磁轨（30A）通过Z轴配重气缸（6）和Z轴工作台（30）重心驱动化学涂胶或光刻处理盒（31）在Z轴方向上运动，Z轴指竖直方向并与X轴方向垂直，Z轴光栅（16）将化学涂胶或光刻处理盒（31）的位置实时闭环反馈到CNC数控装置（18）上，控制化学涂胶或光刻处理盒（31）在Z轴中心线上以纳米级精度精确定位。

2.根据权利要求1所述的一种超精扫描镀膜及定位光刻设备，其特征在于：设备支架（2）下方设置有水平高度垫脚Ⅰ（1）和（1A），水平高度垫脚（1）和（1A）可以调整设备的水平度，设备支架（2）上部布置有减振系统（3），花岗岩基座（4）位于该低频空气减振系统（3）上，该设备的高精运动平台设置在精密研磨的花岗岩基座（4）上，实现高精运动平台的振动频率在10HZ以下，消除设备固有的振动频率及环境的振动噪声影响。

3.根据权利要求1所述的一种超精扫描镀膜及定位光刻设备，其特征在于：X1轴直线电机和X2轴直线电机采用推力波动小于3%的大推力无芯直线电机，该大推力无芯直线电机采用内部冷却方式，并且具有良好的低速匀速性能，在120mm/s以下的速度波动小于0.2%，为高速微细超精密加工提供稳定的动力源。

4.根据权利要求1所述的一种超精扫描镀膜及定位光刻设备，其特征在于：所述设备的超精连续扫描运动、点对点精密定位和冷却设备及空压过滤设备集成体（19）都通过CNC数控装置（18）进行运算和伺服指令控制；采用具备数字电流伺服控制功能的CNC控制系统，使高精运动平台和化学涂胶或光刻处理盒（31）在控制卡同一DSP的同一时钟信号下协同工作。