[发明专利]一种磁悬浮式光刻机掩模台

说明书

本发明涉及光刻机设备技术领域，公开了一种磁悬浮式光刻机掩模台，其包括基座、微动台、掩模版，基座上表面设有驱动机构和磁悬浮导轨，磁悬浮导轨为长条状，两条磁悬浮导轨互相平行，每条磁悬浮导轨朝向另一磁悬浮导轨一侧设有导轨凹槽；微动台设有安装位，微动台上表面设有四个上电磁铁，上电磁铁以矩形分布，四个上电磁铁位于矩形四个边角位置，微动台下表面设有四个下电磁铁，下电磁铁与上电磁铁的位置一一对应，微动台悬浮于两条磁悬浮导轨之间，上电磁铁和下电磁铁位于导轨凹槽内，驱动机构驱动微动台做多自由度精密运动；掩模版安装于安装位；控制电路，其用于控制每个上电磁铁和每个下电磁铁的磁力大小，实现了微动台多自由度位姿调整。

技术领域

本发明涉及光刻机设备技术领域，特别是涉及一种磁悬浮式光刻机掩模台。

背景技术

光刻机的掩模台分系统是光刻机的关键子系统，具有快速步进、精密定位、精确逐场调平调焦和同步扫描的功能。其定位精度及其与工件台的同步精度决定了光刻机的套刻精度，并最终决定了光刻机所能实现的光刻特征线宽。

掩模台系统主要包括宏动台和微动台，宏动台完成大行程直线运动，微动台完成高精度微运动与定位。为保证光刻机光刻质量和产片效率，掩模台系统需具备大行程高速、高加速运动功能。传统的滑动导轨、精密滚珠丝杆配合精密运动电机组成的支撑与运动驱动方式，存在机械磨损、粉尘碎末、油污污染等问题，长时间高速高加速度运动会导致精度变差，影响掩模台的运动与定位精度。

专利CN101900952“一种采用磁悬浮技术的光刻机掩模台”提出了一种采用磁悬浮技术的光刻机掩模台，主要包括精密导轨、基座、悬浮体等。该掩模台两侧悬浮体采用C型连接件，通过竖直方向4对电磁铁和水平方向2对电磁铁实现掩模台悬浮在导轨上方，通过直线电机动子直接固定在悬浮体上，采用直线电机直接驱动悬浮体实现悬浮体精密直线定位运动。

虽然该方案可以实现掩模台大行程直线运动，然而该方案对掩模台直线运动方向自由度以外的其他5个自由度做了限制，使得该方案的微动台不能实现多自由度位姿调整。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何实现微动台多自由度位姿调整。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种磁悬浮式光刻机掩模台，其包括基座、微动台、掩模版，以及控制电路；所述基座上表面固设有驱动机构和一对磁悬浮导轨，所述磁悬浮导轨为长条状，且两条磁悬浮导轨互相平行，每条磁悬浮导轨朝向另一磁悬浮导轨的一侧设有导轨凹槽；所述微动台上设有安装位，所述微动台的上表面设有四个上电磁铁，所述上电磁铁以矩形分布，所述微动台的下表面设有四个下电磁铁，所述下电磁铁位于所述上电磁铁正下方且与所述上电磁铁一一对应，所述微动台悬浮于两条磁悬浮导轨之间，且所述上电磁铁和所述下电磁铁都位于所述导轨凹槽内，所述驱动机构驱动微动台运动，使微动台可以做多自由度精密运动；所述掩模版安装于所述安装位；所述控制电路用于控制每个上电磁铁和每个下电磁铁的磁力大小，改变上电磁铁和下电磁铁的差动磁悬浮力。

进一步地，所述驱动机构包括运动控制装置，所述运动控制装置包括第一直线电机，第二直线电机和第三直线电机，所述第三直线电机位于所述第一直线电机和所述第二直线电机之间，所述第一直线电机和所述第二直线电机驱动所述微动台沿y轴运动，所述第三直线电机驱动所述微动台沿x轴运动。

进一步地，所述第一直线电机的行程、所述第二直线电机的行程和所述第三直线电机的行程为正负1－3mm。

进一步地，所述驱动机构还包括宏动直线电机和宏动台，所述宏动直线电机的定子固定于基座上，所述宏动直线电机的动子与宏动台相固定，运动控制装置固定于宏动台，所述宏动直线电机驱动所述宏动台沿y轴运动。

进一步地，所述宏动直线电机的行程为正负5－10mm。

进一步地，所述安装位上设有用于吸附掩模版的真空吸盘，所述微动台内设有通气管道，所述通气管道与所述真空吸盘连通。