[发明专利]基于干涉仪测量的动线圈磁浮双工件台矢量圆弧换台方法及装置

权利要求书

1.一种基于干涉仪测量动线圈磁浮双工件台矢量圆弧换台方法，其特征在于该方法包括以下步骤：初始工作状态，测量位第一工件台处于预对准状态，曝光位第二工件台处于曝光状态；第一步，测量位第一工件台预对准完毕后由动线圈驱动运动到测量位换台预定位置A并充电和等待，曝光位第二工件台曝光完毕后由动线圈驱动运动到曝光位换台预定位置B；第二步，第一工件台与第二工件台通过平面电机矢量控制沿圆弧轨迹逆时针运动，在运动过程中，两个工件台的相位不发生变化，运动位置由干涉仪进行测量，与此同时，第一线缆台跟随第一工件台由测量位一侧向曝光位运动，第二线缆台跟随第二工件台由曝光位一侧向测量位运动，当第一工件台运动到曝光位预定位置C、第二工件台运动到测量位预定位置D时，换台结束，第一工件台在曝光位进行硅片光刻曝光，第二工件台在测量位进行硅片上片及硅片预对准操作；第三步，测量位第二工件台预对准完毕后由动线圈驱动运动到测量位换台预定位置A'并充电和等待，曝光位第一工件台曝光完毕后由动线圈驱动运动到曝光位换台预定位置B'；第四步，第二工件台与第一工件台通过平面电机矢量控制沿圆弧轨迹顺时针运动，与此同时，第一线缆台跟随第一工件台由曝光位一侧向测量位运动，第二线缆台跟随第二工件台由测量位一侧向曝光位运动，当第二工件台运动到曝光位预定位置C、第一工件台运动到测量位预定位置D时，换台结束，曝光位第二工件台进入曝光状态，测量位第一工件台进行上下片及预对准操作，此时系统回到初始工作状态，完成了包含两次换台操作的一个工作周期。

2.一种基于干涉仪测量动线圈磁浮双工件台矢量圆弧换台装置，其特征在于该装置包括支撑框架（1）、平衡质量块（2）、第一工件台（4a）、第二工件台（4b），所述平衡质量块（2）位于支撑框架（1）上方，宏动平面电机定子（3）安装在平衡质量块（2）上的平面上，第一工件台（4a）和第二工件台（4b）配置在宏动平面电机定子（3）上方，所述第一工件台（4a）和第二工件台（4b）运行于测量位（11）和曝光位（12）之间，支撑架（10）固定在支撑框架（1）上，6台干涉仪（5）安装在支撑架上，第一工件台（4a）通过第一线缆台线缆（6c）与第一线缆台（6a）相连接，第二工件台（4b）通过第二线缆台线缆（7c）与第二线缆台（7a）相连接，第一线缆台（6a）和第二线缆台（7a）分别安装在第一线缆台导轨（6b）和第二线缆台导轨（7b）上；支撑框架（1）通过由两个双电机曲柄摇杆机构（13）组成的主动运动补偿机构与平衡质量块（2）相连接，所述双电机曲柄摇杆机构（13）由基座（18）、2个伺服电机（19）、一个输出轴（20）、两个光栅尺（14）、两个读数头（15）、两个曲柄（16）、两个摇杆（17）组成，伺服电机（19）转轴与曲柄（16）连接，两个曲柄（16）分别通过摇杆（17）连接到同一输出轴（20）上，输出轴（20）与平衡质量块（2）通过滚动轴承固连，光栅尺（14）与伺服电机（19）同轴连接，读数头（15）固定在基座（18）上；第一工件台（4a）和第二工件台（4b）为六自由度磁浮微动台，所述六自由度磁浮微动台由Chuck（401）、吸盘（402）、角锥棱镜（403）、防撞框（404）、宏动平面电机动子（405）、充电模块（406）、微动电机（407）组成，微动平面电机动子（408）与重力补偿器动子（409）集成在一起，所述吸盘（402）安装在Chuck（401）上，微动电机（407）安装在Chuck（401）下方，Chuck（401）四周安装有四个角锥棱镜（403），工件台四周安装有防撞框（404），宏动平面电机动子（405）安装在防撞框（404）下方，所述宏动平面电机动子（405）包括四个基本运动单元（F₁、F₂、F₃、F₄），每个单元由四个相绕组组成，其中每相电枢绕组由若干同心的方形线圈构成，各个线圈由里到外依次串联，固定在平板形的初级基板气隙侧，每相邻的两个线圈的绕向相反，宏动平面电机定子（3）采用Halbach永磁阵列组成，宏动平面电机定子（3）的Halbach永磁阵列之间含有气隙（9）。