CN108279551B - 光刻机运动平台及其微运动平台和控制方法 - Google Patents

光刻机运动平台及其微运动平台和控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光刻机运动平台及其微运动平台和控制方法。微运动平台在结构上采用由对称分布的磁阻式电机和高精度的音圈电机相结合的方式,由磁阻式电机提供高加速所需的大推力,由音圈电机提供高精度的定位能力,双重电机驱动模式的采用结合了两种电机的优点,同时规避了两种电机的缺点。在控制方案上,本发明公开了采用双通道双重电机的控制模式,前馈通道由开环控制的磁阻式电机组成,其大推力特性可以保证微动台高加/减速过程所需的大推力,磁阻式电机和功率放大器构成的电流环控制的带宽通常大于位置闭环控制的带宽,更加容易实现快速跟踪。而利用音圈电机作为反馈控制,可以进一步保证等速运动和定位时的精度。

Description

光刻机运动平台及其微运动平台和控制方法
技术领域
本发明属于集成电路芯片制造领域,具体涉及一种光刻机运动平台及其微运动平台和控制方法。
背景技术
依照摩尔定律,集成电路芯片的集成度每三年可提高四倍,而且近年来有超越此规律的趋势。在集成电路的飞速发展过程中,光刻机设备起到了基础支撑性的作用。在扫描式光刻机中,一方面,曝光成像是在高速运动中完成的,其扫描和定位精度直接影响到光刻机的成像精度和套刻精度,因而其扫描和定位精度需要达到纳米级精度。另一方面,运动加速度和速度直接影响产率大小,因而需要高加速度和高速度。但是,高加速、高速通常会引起振动从而导致精度恶化,而曝光前整定时间的加长又会导致产率的下降,使得高加速、高速度与高精度定位能力通常是矛盾的。所以说掩模台和工件台的高速高精度运动控制技术是极具挑战性的,是精密工程领域中精密定位技术的先进代表,也是光刻机的最核心技术之一。
目前,最先进的ArF(波长193nm)浸没式32nm量产光刻机的套刻精度达到2nm,产率≧200WPH,掩模台加速度与速度分别达到12g和2.8m/s,而这并不是技术的终点。随着IC芯片继续向20nm和10nm级节点迈进,对下一代光刻机的套刻及产率提出更苛刻的要求,掩模台加速度与速度将分别达到≥20g和5m/s。
一般地,光刻机的工件台和掩模台都采用粗微动结构。光刻机的微动台是实现高加速、高精度的关键所在,特别是在扫描和步进运动中,虽然光刻机微动台由粗动台来带动,但并不意味着在高加速阶段其驱动机构音圈电机不出力,而是和粗动台按照同样的加速度提供推力,否则粗微动会因为相对位置超过微动台的行程而发生碰撞。为了实现高加速度,光刻机微动台要求质量轻,另外,为了满足纳米级定位精度,光刻机微动台必须具有高刚度结构和高性能驱动机构以实现高带宽控制。从而,对光刻机微动台从结构、驱动机构到控制都要求极高。目前,光刻机微动台驱动技术主要采用直线音圈电机和洛伦茨力磁浮平面电机,磁阻式电机的出现也引起人们的关注,这三种电机的特点如下所述。
1、直线音圈电机具有低扰动、响应频率高等特点,是对位置、速度和力进行精确控制的最佳选择,被广泛采用为微动台的驱动机构,但其缺点是效率低、功耗大。高加速度需要大推力的电机,在目前几乎已经达到极限的状态下,如果下一代光刻机微动台仍然采用音圈电机来驱动以实现更大推力,其尺寸将变得非常庞大且其发热问题会直接影响激光干涉仪的测量精度,为其配套的冷却水管布线等将变得非常困难,使得音圈电机无法满足下一代光刻机微动台的要求。
2、洛仑兹力磁浮平面电机有可能实现粗微动一体化,而且可以实现高加速度所需要的大推力,但是由于电机常数脉动大而且很难实现精确测量和补偿,因而无法达到纳米级精度要求,预计在今后相当长的时间里无法取代音圈电机。目前光刻机巨头荷兰的ASML公司在最新型的光刻机(NXT3100)中,也只能把其作为工件台的粗动台的驱动机构。
3、磁阻式电机产生的推力与通过的电流平方成正比,通入很小的电流就可以产生很大的推力,是近年来非常引人注目的研究方向。但是,该电机的非线性特性使得控制较难,非线性磁滞引起的匀速运动和定位精度随着位置发生变化,重复性较差,对于微米级精度的应用来说可以忽略其影响,但是对于纳米级精度的光刻机微动台,这些问题若不解决将使其无法替代音圈电机作为驱动微动台的执行机构。
目前,尚未有很好的能满足光刻高加速、高速度以及高精度运动要求的下一代光刻机微动台驱动机构或者控制技术出现。
发明内容
本发明的目的是提供一种光刻机运动平台,该光刻机运动平台的微运动平台采用双重电机(即磁阻式电机和音圈电机)驱动、双通道控制的模式来满足纳米级精度光刻所要求的高加速度和高精度。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下所述:
根据本发明的一方面,提供了一种用于光刻机的微运动平台,其中,所述微运动平台包括微动台、相对于所述微动台的中心对称分布的两个或四个磁阻式电机、至少三个音圈电机以及至少两个激光干涉仪;其中,
所述磁阻式电机用于推动所述微动台沿X坐标轴和/或Y坐标轴正反方向上的的加/减速运动;
所述音圈电机用于推动所述微动台的直线运动和/或旋转运动,以及实现所述微动台的定位;以及
所述激光干涉仪用于检测所述微动台的位置,并将该位置信息反馈至所述音圈电机。
一实施例中,所述微运动平台为三自由度运动平台,所述磁阻式电机的数量为两个,所述音圈电机的数量为三个;两个所述磁阻式电机共用一个I型中心作为动子,两个所述磁阻式电机的两个电磁铁对称地设置在所述I型中心的两侧,所述I型中心与所述微动台为一体式结构;其中两个所述音圈电机设置在所述微动台的同一侧,另一个所述音圈电机设置在其相邻侧;其中,
两个所述磁阻式电机用于推动所述微动台沿X坐标轴正反方向上的加/减速运动;以及
设置在所述微动台同一侧的两个所述音圈电机用于推动所述微动台沿X坐标轴的直线运动和定位以及沿Z坐标轴圆周方向的旋转运动和定位;另一个所述音圈电机用于推动所述微动台沿Y坐标轴的直线运动及其定位。
一实施例中,所述微运动平台为六自由度运动平台,所述磁阻式电机的数量为四个,所述音圈电机的数量为六个;四个所述磁阻式电机共用一个H型中心作为动子,该四个所述磁阻式电机的四个电磁铁对称地设置在所述H型中心的四侧,所述H型中心与所述微动台为一体式结构;其中,
其中两个所述磁阻式电机用于推动所述微动台沿X坐标轴正反方向上的加/减速运动,另外两个所述磁阻式电机用于推动所述微动台沿Y坐标轴正反方向上的加/减速运动;
六个所述音圈电机用于推动所述微动台沿六自由度方向的直线运动和旋转运动及其定位。
一实施例中,所述激光干涉仪的数量为两个,其中之一所述激光干涉仪为双轴激光干涉仪,用于检测所述微动台沿X坐标轴正反方向和沿Z坐标轴圆周方向的位置;另一个所述激光干涉仪用于检测所述微动台沿Y坐标轴正反方向的位置。
根据本发明的另一方面,提供了一种光刻机运动平台,包括掩模台,其特征在于,所述掩模台包括三自由度的微运动平台和第一粗动台,所述三自由度的微运动平台包括第一微动台、两个磁阻式电机、三个音圈电机以及两个激光干涉仪;所述三自由度的微运动平台的两个所述磁阻式电机共用一个I型中心作为动子,该两个所述磁阻式电机的两个电磁铁对称地设置在所述I型中心的两侧,所述I型中心与所述第一微动台为一体式结构;其中两个所述音圈电机设置在所述第一微动台的同一侧,另一个所述音圈电机设置在其相邻侧;其中,
所述三自由度的微运动平台的两个所述磁阻式电机用于推动所述第一微动台沿X坐标轴正反方向上的加/减速运动;
设置在所述第一微动台同一侧的两个所述音圈电机用于推动所述第一微动台沿X坐标轴的直线运动和定位以及沿Z坐标轴圆周方向的旋转运动和定位;另一个所述音圈电机用于推动所述第一微动台沿Y坐标轴的直线运动及其定位。
一实施例中,所述三自由度的微运动平台的其中之一所述激光干涉仪为双轴激光干涉仪,用于检测所述第一微动台沿X坐标轴直线方向和沿Z坐标轴圆周方向的位置;另一个所述激光干涉仪用于检测所述第一微动台沿Y坐标轴直线方向的位置。
一实施例中,所述光刻机运动平台还包括工件台,所述工件台包括六自由度的微运动平台和第二粗动台,所述六自由度的微运动平台包括第二微动台、四个磁阻式电机、六个音圈电机以及至少两个激光干涉仪;所述六自由度的微运动平台的四个所述磁阻式电机共用一个H型中心作为动子,该四个所述磁阻式电机的四个电磁铁对称地设置在所述H型中心的四侧,所述H型中心与所述第二微动台为一体式结构;其中,
所述六自由度的微运动平台的其中两个所述磁阻式电机用于推动所述第二微动台沿X坐标轴正反方向上的加/减速运动,另外两个所述磁阻式电机用于推动所述第二微动台沿Y坐标轴正反方向上的加/减速运动;
所述六自由度的微运动平台的六个所述音圈电机用于推动所述第二微动台沿六自由度方向的直线运动和旋转运动及其定位。
一实施例中,所述六自由度的微运动平台的其中之一所述激光干涉仪为双轴激光干涉仪,用于检测所述第二微动台沿X坐标轴直线方向和沿Z坐标轴圆周方向的位置;另一个所述激光干涉仪用于检测所述第二微动台沿Y坐标轴直线方向的位置。
一实施例中,所述第一微动台和所述第一粗动台的结合处以及所述第二微动台和所述第二粗动台的结合处均设有若干差分位移传感器以检测所述第一微动台和所述第一粗动台之间以及所述第二微动台和所述第二粗动台之间的相对位置。
根据本发明的还一方面,提供了一种微运动平台的控制方法,所述方法包括以下步骤:
提供如权利要求1所述的微运动平台;
预先给定所述微动台的轨迹信号,所述轨迹信号依次经微分转换为加速度信号、第一功率放大器调整后供给所述磁阻式电机,从而所述磁阻式电机输出推力以实现所述微动台加/减速阶段的运动,该控制流程构成前馈通道的控制;
所述激光干涉仪检测出所述微动台的运动位置,输出并反馈该运动位置信号,所述轨迹信号与所述运动位置信号相抵减后的差值信号供给控制器,所述控制器输出的控制信号经第二功率放大器调整后供给所述音圈电机,所述音圈电机输出推力以实现所述微动台在加/减速阶段的动态补偿以及在匀速阶段的运动和定位,该控制流程构成反馈通道的控制;以及
所述前馈通道与所述反馈通道共同作用于所述微动台,以实现所述微动台的运动轨迹跟随预先给定的所述轨迹信号。
采用本发明具有如下的有益效果:
1、本发明采用高性能的对称式分布的磁阻式电机作为微运动平台的前馈驱动机构,其具有小体积、小电流且可产生大推力的特点,为微运动平台在运动自由度正反两个方向运动过程中提供高加速所需的推力。
2、本发明采用高精度的音圈电机作为光刻机微运动平台伺服控制的反馈驱动机构,来保证匀速段和定位精度的要求。
3、从控制角度看,本发明采用的双重电机驱动模式构成了一种新型的双通道伺服控制系统和控制模式,直接采用大推力的磁阻式电机作为前馈执行器,可以直接产生大推力,控制简单。而将音圈电机作为反馈执行器,由此生成了一种新型的双通道双重电机伺服控制系统
4、本发明所采用的双重电机驱动模式结合了两种电机(磁阻式电机和音圈电机)的优势,在驱动光刻机微运动平台在同一方向上运动时可以实现互补,从而同时兼具高加速度和高精度的优势。由于小体积的磁阻式电机分担了几乎所有的加速阶段所需的推力,使得采用小推力的音圈电机成为可能。
附图说明
图1为本发明实施例的三自由度的微运动平台结构示意图;
图2为本发明实施例的六自由度的微运动平台结构示意图;
图3为采用图1所示微运动平台的掩模台结构示意图;
图4为采用图2所示微运动平台的工件台结构示意图;
图5为微运动平台的控制框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参照图1和图2,示出了本发明所述的用于光刻机的三自由度的微运动平台100和六自由度的微运动平台200,其中,三自由度的微运动平台100和六自由度的微运动平台200的区别在于自由度数量的不同,究根结底,实质上的区别在于所采用的磁阻式电机的个数以及音圈电机的个数不同。
实施例一
根据图1,图中示出了三自由度的微运动平台100,包括第一微动台101,两个磁阻式电机111和112,三个音圈电机121、122和123,以及两个激光干涉仪131和132。磁阻式电机111和112共用一个I型中心102作为动子,磁阻式电机111和112的两个电磁铁对称地设置在I型中心102的两侧,I型中心102与第一微动台101为一体式结构。音圈电机121和122设置在第一微动台101的同一侧,音圈电机123设置在该侧的相邻侧。激光干涉仪131和132分别设置在第一微动台101的相邻的两侧。
磁阻式电机111和112可以推动第一微动台101沿X坐标轴(坐标系如图1中所示)正反方向上的加/减速运动,其基本工作原理如下所述:
1)当微运动平台100需要沿X坐标轴正方向加速运动时,磁阻式电机112工作,磁阻式电机111不工作。假设加速度大小为a,磁阻式电机112的电磁铁上的线圈流通的电流i为:
Figure BDA0001203569340000091
式中,m为质量,K为磁阻式电机系数。
产生的推力F2为:
Figure BDA0001203569340000092
式中,μ0为空气磁导率,Aapu为磁通面积,n为线圈匝数,x2为空气间隙。
2)当微运动平台100需要沿X坐标轴正方向减速运动时,磁阻式电机111工作,磁阻式电机112不工作。假设加速度大小为a,磁阻式电机112的电磁铁上的线圈流通的电流i为:
Figure BDA0001203569340000093
产生的推力F1为:
Figure BDA0001203569340000094
式中,x1为空气间隙;其他同上。
3)同理,当微运动平台100需要沿X坐标轴负方向加速运动时,磁阻式电机111工作,磁阻式电机112不工作。当微运动平台100需要沿X坐标轴负方向高减速运动时,磁阻式电机112工作,磁阻式电机111不工作。
由上述工作原理可以看出,沿I型中心102对称布置的磁阻式电机111和112作为前馈,在X自由度上以较高的加速度为光刻机的微运动平台100提供加/减速所需的推力(I型中心102为被驱动部位)。这里,微运动平台100通过磁阻式电机可实现高加/减速运动,加/减速运动的加速度可达到大于20g。
设置在第一微动台101同一侧的音圈电机121和122可以推动第一微动台101沿X坐标轴的直线运动和高精度定位以及沿Z坐标轴圆周方向的旋转运动和高精度定位。音圈电机123可以推动第一微动台101沿Y坐标轴的直线运动及其高精度定位。这里,通过磁阻式电机和音圈电机配合,第一微动台101在定位精度满足纳米级时,加速度可以达到20g。
在本发明中,音圈电机121、122和123可以作为光刻机的微运动平台100在三个自由度(X自由度、Y自由度以及Z圆周自由度)上的高精度运动执行器。其中,在X自由度方向上,由音圈电机121和122作为光刻机的微运动平台100伺服控制的反馈驱动机构,根据激光干涉仪131的位置信号反馈控制,在X自由度方向保证匀速段和定位精度。
激光干涉仪131和132均为双频激光干涉仪,可以检测微运动平台100的位置或位移,并将该位置/位移信息反馈至音圈电机用于速度或定位控制。其中,激光干涉仪131为双轴激光干涉仪,可以检测所述微运动平台100沿X坐标轴直线方向和沿Z坐标轴圆周方向的位置或位置变化。激光干涉仪132可以检测所述微运动平台沿Y坐标轴直线方向的位置或位置变化。激光干涉仪131和132作为位置测量单元,为微运动平台100的伺服控制提供位置反馈信息,可以实现动态定位偏差补偿。
根据图5,图中示出了微运动平台100的控制框图,如下所述:
预先给定第一微动台101的轨迹信号,轨迹信号依次经微分转换为加速度信号、第一功率放大器调整后供给磁阻式电机,从而磁阻式电机输出推力以实现第一微动台101加/减速阶段的运动,该控制流程构成前馈通道的控制;
激光干涉仪检测出第一微动台101的运动位置,输出并反馈该位运动置信号,轨迹信号与运动位置信号相抵减后的差值信号供给控制器,控制器输出的控制信号经第二功率放大器调整后供给音圈电机,音圈电机输出推力以实现所述第一微动台101在加/减速阶段的动态补偿以及在匀速阶段的运动和定位,该控制流程构成反馈通道的控制;以及
前馈通道与反馈通道共同作用于第一微动台101,以实现第一微动台101的运动轨迹跟随预先给定的轨迹信号(即通过前馈通道和反馈通道的结合,来保证第一微动台101完整的运动轨迹)。
从图5中所示的控制框图可以进一步地看出,磁阻式电机作为前馈控制,音圈电机作为反馈控制,微运动平台100由磁阻式电机和音圈电机组成的电机组进行联合控制。其中,前馈通道由开环控制的磁阻式电机组成,其大推力特性可以保证微运动平台100加/减速过程所需的大推力,磁阻式电机和第一功率放大器构成的电流环控制的带宽通常远远大于位置闭环控制的带宽,因而会更加容易实现快速跟踪。利用音圈电机作为反馈控制,可以进一步保证等速运动和定位时的精度。
根据图3,图中示出了采用三自由度的微运动平台100的掩模台10结构示意图。将采用双通道控制的、双重电机形式的、三自由度的微运动平台100和大行程粗动台(即第一粗动台11)结合起来,可以实现下一代光刻机所需要的高加速、高速度以及高精度的掩模台。
第一微动台101和第一粗动台11的结合处设有三个差分位移传感器141、142和143以检测其相对位置,第一微动台101和第一粗动台11之间可以通过差分方式进行零位标定。总的来说,第一微动台101通过激光干涉仪的位置反馈进行高精度定位,第一粗动台11根据差分信号进行跟随。设置差分位移传感器,一方面可以保证第一粗动台11与第一微动台101的位置跟随,另一方面可以消除磁阻式电机空气间隙的波动,对磁阻式电机的输出力参数K进行修正。
这种控制架构结合了两种电机(磁阻式电机和音圈电机)的优点,能够满足微运动平台的高加速、高精度要求。由于磁阻式电机的推力设定值来自于轨迹的理想加速度,在进入等速运动和停止时,其推力设定值为零,所以两个电机之间的切换是连续的。
实施例二
根据图2,图中示出了六自由度的微运动平台200,包括第二微动台201,四个磁阻式电机211、212、213和214,六个音圈电机221、222、223和224、225、226,以及两个激光干涉仪231和232。磁阻式电机211、212、213和214共用一个H型中心202作为动子,磁阻式电机211、212、213和214的四个电磁铁对称地设置在H型中心202的四侧,H型中心202与第二微动台201为一体式结构。音圈电机221、222、223的设置与实施例一中的音圈电机121、122、123相同,音圈电机221、222、223和音圈电机224、225、226的设置需要满足可以实现微运动平台200沿六自由度方向的直线运动和旋转运动以及定位(如2图中所示的设置)。六自由度的微运动平台200的其他结构设计以及其控制方式与实施例一相同或类似,在此不再赘述。
磁阻式电机211和212可以推动第二微动台201沿X坐标轴正反方向上的加/减速运动,磁阻式电机213和214可以推动第二微动台201沿Y坐标轴正反方向上的加/减速运动。
根据图4,图中示出了采用六自由度的微运动平台200的工件台20结构示意图。工件台20的结构设计以及控制方式与实施例一中的掩模台10相同或者类似,如第二粗动台21,三个差分位移传感器241、242和243的设置等,在此不再赘述。
此外,在另一实施例中,六自由度的微运动平台200还可以设置两个以上的激光干涉仪,以满足对微运动平台200的位置检测的需要(鉴于微运动平台200包括六个自由度,即X、Y、Z以及X周向、Y周向、Z周向,坐标系如图2和4中所述)。
应当理解,本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施例,本领域普通技术人员应当理解,在不脱离通过所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下,可以做出各种形式和细节的改变。

Claims (10)

1.一种用于光刻机运动平台的微运动平台,其特征在于,所述微运动平台包括微动台、相对于所述微动台的中心对称分布的两个或四个磁阻式电机、至少三个音圈电机以及至少两个激光干涉仪;其中,
所述磁阻式电机用于推动所述微动台沿X坐标轴和/或Y坐标轴正反方向上的加/减速运动,其中所述磁阻式电机进一步布置成开环控制,并在所述微动台进入匀速阶段时,所述磁阻式电机的推力设定值为零;
所述音圈电机用于推动所述微动台的直线运动和/或旋转运动,以及实现所述微动台在加/减速阶段的动态补偿以及在匀速阶段的运动和定位;以及
所述激光干涉仪用于检测所述微动台的位置,并将该位置信息反馈至所述音圈电机。
2.如权利要求1所述的微运动平台,其特征在于,所述微运动平台为三自由度运动平台,所述磁阻式电机的数量为两个,所述音圈电机的数量为三个;两个所述磁阻式电机共用一个I型中心作为动子,两个所述磁阻式电机的两个电磁铁对称地设置在所述I型中心的两侧,所述I型中心与所述微动台为一体式结构;其中两个所述音圈电机设置在所述微动台的同一侧,另一个所述音圈电机设置在其相邻侧;其中,
两个所述磁阻式电机用于推动所述微动台沿X坐标轴正反方向上的加/减速运动;以及
设置在所述微动台同一侧的两个所述音圈电机用于推动所述微动台沿X坐标轴的直线运动和定位以及沿Z坐标轴圆周方向的旋转运动和定位;另一个所述音圈电机用于推动所述微动台沿Y坐标轴的直线运动及其定位。
3.如权利要求1所述的微运动平台,其特征在于,所述微运动平台为六自由度运动平台,所述磁阻式电机的数量为四个,所述音圈电机的数量为六个;四个所述磁阻式电机共用一个H型中心作为动子,该四个所述磁阻式电机的四个电磁铁对称地设置在所述H型中心的四侧,所述H型中心与所述微动台为一体式结构;其中,
两个所述磁阻式电机用于推动所述微动台沿X坐标轴正反方向上的加/减速运动,另外两个所述磁阻式电机用于推动所述微动台沿Y坐标轴正反方向上的加/减速运动;以及
六个所述音圈电机用于推动所述微动台沿六自由度方向的直线运动和旋转运动及其定位。
4.如权利要求2或3所述的微运动平台,其特征在于,所述激光干涉仪的数量为两个,其中之一所述激光干涉仪为双轴激光干涉仪,用于检测所述微动台沿X坐标轴正反方向和沿Z坐标轴圆周方向的位置;另一个所述激光干涉仪用于检测所述微动台沿Y坐标轴正反方向的位置。
5.一种光刻机运动平台,包括掩模台,其特征在于,
所述掩模台包括三自由度的微运动平台和第一粗动台,所述三自由度的微运动平台包括第一微动台、两个磁阻式电机、三个音圈电机以及两个激光干涉仪;所述三自由度的微运动平台的两个所述磁阻式电机共用一个I型中心作为动子,该两个所述磁阻式电机的两个电磁铁对称地设置在所述I型中心的两侧,所述I型中心与所述第一微动台为一体式结构;其中两个所述音圈电机设置在所述第一微动台的同一侧,另一个所述音圈电机设置在其相邻侧;其中,
所述三自由度的微运动平台的两个所述磁阻式电机用于推动所述第一微动台沿X坐标轴正反方向上的加/减速运动,并且所述磁阻式电机进一步布置成开环控制,并在所述微动台进入匀速阶段时,所述磁阻式电机的推力设定值为零;
设置在所述第一微动台同一侧的两个所述音圈电机用于推动所述第一微动台沿X坐标轴的直线运动和定位以及沿Z坐标轴圆周方向的旋转运动和定位;另一个所述音圈电机用于推动所述第一微动台沿Y坐标轴的直线运动及其定位。
6.如权利要求5所述的光刻机运动平台,其特征在于,所述三自由度的微运动平台的其中之一所述激光干涉仪为双轴激光干涉仪,用于检测所述第一微动台沿X坐标轴直线方向和沿Z坐标轴圆周方向的位置;另一个所述激光干涉仪用于检测所述第一微动台沿Y坐标轴直线方向的位置。
7.如权利要求5或6所述的光刻机运动平台,其特征在于,所述光刻机运动平台还包括工件台,所述工件台包括六自由度的微运动平台和第二粗动台,所述六自由度的微运动平台包括第二微动台、四个磁阻式电机、六个音圈电机以及至少两个激光干涉仪;所述六自由度的微运动平台的四个所述磁阻式电机共用一个H型中心作为动子,该四个所述磁阻式电机的四个电磁铁对称地设置在所述H型中心的四侧,所述H型中心与所述第二微动台为一体式结构;其中,
所述六自由度的微运动平台的其中两个所述磁阻式电机用于推动所述第二微动台沿X坐标轴正反方向上的加/减速运动,另外两个所述磁阻式电机用于推动所述第二微动台沿Y坐标轴正反方向上的加/减速运动;
所述六自由度的微运动平台的六个所述音圈电机用于推动所述第二微动台沿六自由度方向的直线运动和旋转运动及其定位。
8.如权利要求7所述的光刻机运动平台,其特征在于,所述六自由度的微运动平台的其中之一所述激光干涉仪为双轴激光干涉仪,用于检测所述第二微动台沿X坐标轴直线方向和沿Z坐标轴圆周方向的位置;另一个所述激光干涉仪用于检测所述第二微动台沿Y坐标轴直线方向的位置。
9.如权利要求7所述的光刻机运动平台,其特征在于,所述第一微动台和所述第一粗动台的结合处以及所述第二微动台和所述第二粗动台的结合处均设有若干差分位移传感器以检测所述第一微动台和所述第一粗动台之间以及所述第二微动台和所述第二粗动台之间的相对位置。
10.一种微运动平台的控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
提供如权利要求1所述的微运动平台;
预先给定所述微动台的轨迹信号,所述轨迹信号依次经微分转换为加速度信号、第一功率放大器调整后供给所述磁阻式电机,从而所述磁阻式电机输出推力以实现所述微动台加/减速阶段的运动,该控制流程构成前馈通道的控制;
所述激光干涉仪检测出所述微动台的运动位置,输出并反馈该运动位置信号,所述轨迹信号与该运动位置信号相抵减后的差值信号供给控制器,所述控制器输出的控制信号经第二功率放大器调整后供给所述音圈电机,所述音圈电机输出推力以实现所述微动台在加/减速阶段的动态补偿以及在匀速阶段的运动和定位,该控制流程构成反馈通道的控制;以及
所述前馈通道与所述反馈通道共同作用于所述微动台,以实现所述微动台的运动轨迹跟随预先给定的所述轨迹信号。
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