[发明专利]基于平面光栅测量动磁钢气磁结合气浮双工件台矢量圆弧换台方法及装置

权利要求书

1.一种基于平面光栅测量动磁钢气磁结合气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磁钢驱动运动到测量位换台预定位置A并等待，曝光位第二工件台曝光完毕后由动磁钢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，运动位置由平面光栅进行测量，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磁钢驱动运动到测量位换台预定位置A'并等待，曝光位第一工件台曝光完毕后由动磁钢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。

2.一种基于平面光栅测量动磁钢气磁结合气浮双工件台矢量圆弧换台装置，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（5a），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（5a）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（5a）运行于测量位（11）和曝光位（12）之间，其特征在于在第一工件台（4a）和第二工件台（5a）上平面上分别安装测量位平面光栅（8）和曝光位平面光栅（9），所述第一工件台（4a）通过第一线缆台线缆（4b）、第一工件台防转板（4c）与第一线缆台（6a）相连接，第二工件台（5a）通过第二线缆台线缆（5b）、第二工件台防转板（5c）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）通过由平面片簧（13）和电磁阻尼器（14）并行组成的运动补偿机构与平衡质量块（2）相连接，所述平面片簧（13）由1对X向片簧（26）、1对Y向片簧（27）、1个Z向片簧（28）和1个Rz柔性铰链（29）组成，电磁阻尼器（14）由阻尼器上背板（21）、阻尼器下背板（25）、Y向永磁铁阵列（24a）和X向永磁铁阵列（24b）、紫铜板（22）和不锈钢立柱（23）装配构成，其中阻尼器上背板（21）和阻尼器下背板（25）通过不锈钢立柱（23）相连接，Y、X向永磁铁阵列（24a、24b）安装于阻尼器上、下背板（21、25）之间，紫铜板（22）固定于支撑框架（1）上，阻尼器上背板（21）与平衡质量块（2）固定，相对于上、下背板（21、25）紫铜板（22）可以产生X、Y向平动和Rz转动；第一工件台（4a）和第二工件台（5a）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），零位传感器（406）、调平调焦传感器（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，气足（410）和真空吸附区（411）均分布在六自由度磁浮微动台的底部；所述吸盘（402）安装在Chuck（401）上，Chuck（401）四周安装有四个角锥棱角（403），Chuck（401）四周安装有防撞框（404），所述宏动平面电机动子（405）安装在防撞框（404）下方，宏动平面电机动子（405）由磁钢阵列（412）交错排布构成，宏动平面电机定子（3）由线圈阵列（413）成人字形排布构成；六自由度磁浮微动台底面的四个角分布有呈“7”字型的四个对称均布的气足（410），气足（410）之间分布有矩形的真空吸附区（411），呈“口”字型围绕在宏动平面电机动子（405）周围。