[发明专利]带平面衍射光栅测量的具有六自由度粗动台的掩膜台系统

摘要

带平面衍射光栅测量的具有六自由度粗动台的掩膜台系统，该系统包括粗动台、精动台和机架；粗动台含有一个粗动台台体、驱动装置和粗动台重力平衡组件，粗动台台体设置在精动台的外部，将精动台包围在中间，实现粗动台的六自由度运动。该掩膜台系统还含有平面衍射光栅传感器测量系统，该测量系统包含六组平面衍射光栅传感器组件，用于测量精动台与基座之间的相对位置，可同时进行三自由度的测量。本发明在调整掩模台姿态的同时既提高了掩模台的速度、加速度和控制带宽，又满足了高运动精度和定位精度的要求，进而提高了光刻机的生产率、套刻精度和分辨率，并且测量精度和测量速度也很高，可适应掩模台的高响应速度、高加速度和高运动定位精度。

主权项

带平面衍射光栅测量的具有六自由度粗动台的掩膜台系统，该系统包括精动台、粗动台和基座（10），所述的粗动台含有一个粗动台台体（2）和驱动装置，其特征在于：所述的粗动台台体（2）设置在精动台的外部，将精动台包围在中间；所述的驱动装置包括大行程驱动模块和小行程驱动模块两部分，大行程驱动模块由两组关于X轴方向对称布置在粗动台台体（2）两侧的X方向直线电机组成，小行程驱动模块由四组同时驱动Y方向和Z方向的两自由度直线电机组成，四组两自由度直线电机两两关于X轴方向对称布置在粗动台台体（2）两侧，并位于大行程驱动模块下方；所述的粗动台还包含两个粗动台重力平衡组件，所述的两个粗动台重力平衡组件布置在粗动台台体（2）上方，沿X轴方向对称布置在粗动台台体（2）两侧，每个粗动台重力平衡组件包含一个粗动台重力平衡导磁板（11）和两个粗动台重力平衡永磁体（12），粗动台重力平衡导磁板（11）与X方向直线电机的永磁体阵列连接在一起，粗动台重力平衡永磁体（12）分别布置在粗动台台体（2）上表面，沿X轴方向的侧边关于Y轴方向对称布置，并与粗动台重力平衡导磁板（11）留有间隙。所述掩膜台系统还含有平面衍射光栅测量系统，所述的平面衍射光栅测量系统包括用于测量精动台与基座（10）之间相对位置的六个传感器组件；所述的每个传感器组件包括平面衍射光栅尺（27）、光栅读数头（25）和光栅读数头支架（26）；所述的六个传感器组件布置在精动台的底面，且沿Y轴方向对称布置；六个光栅读数头（25）沿Y轴方向等间距对称分布，每侧的三个光栅读数头（25）共用一个平面衍射光栅尺（27）；所述的平面衍射光栅尺（27）安装在精动台底面沿Y轴方向的两侧边上，所述的光栅读数头（25）安装在光栅读数头支架（26）上，光栅读数头支架（26）安装在基座（10）的上表面，光栅读数头（25）与平面衍射光栅尺（27）之间保留间隙；当粗动台沿Y轴方向做往复运动时，保证每侧沿Y轴方向至少有两个光栅读数头（25）进行正常测量，同一侧的两组传感器共同实现X方向、Y方向和Z方向的位移测量，以及绕X轴和Z轴旋转的角度测量；关于Y轴对称的相对应的两组传感器共同实现绕Y轴旋转的角度测量。