CN112947007A - 一种光刻机的旋转平台的旋转装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了光刻机的旋转平台的旋转装置，包括：用于承载工件台的旋转平台；磁悬浮平面旋转电机，使旋转平台作水平旋转；感生电流线圈，用于测量所述旋转平台的转动角度和平移量，并反馈给所述磁悬浮平面旋转电机以及进行反馈控制；多个零位传感器，用于测量所述旋转平台的在六个自由度上的偏移量，并反馈给所述磁悬浮平面旋转电机，触发所述磁悬浮平面旋转电机补偿所述偏移量。本发明使用感生电流线圈对转动角度和平移量进行实时测量和反馈控制，还使用零位传感器对六个自由度的偏移量进行测量和补偿，从而确保旋转平台能够精准地将工件台交换到对应的工位，减少了工件台位置校准所需的时间，提高了光刻处理效率。

Description

一种光刻机的旋转平台的旋转装置

技术领域

本发明涉及集成电路制造光刻设备技术领域，特别是涉及一种光刻机的 旋转平台的旋转装置。

背景技术

为了提高光刻处理的效率，在光刻机上对应于测量工位和曝光工位设置 了两个工件台，每个工件台上分别放置硅片，同时进行硅片的测量和曝光工 序。其中，对测量工位上的硅片进行坐标对准和调平等处理，对曝光工位上 的硅片掩模版进行对准以及曝光等处理。然后，交换两个工件台的位置，经 过测量工序处理后的硅片随着工件台被交换到曝光工位上，进行曝光处理， 而之前经过曝光工序处理后的硅片可以替换为新的硅片，在测量工位上进行 测量工序的处理。

现有技术中，在工件台交换过程中，通过设置在工件台角部用于对准等 用途的位置传感器与工位进行对准，由于该位置传感器只有当工件台基本到 达工位对应区域时才能发挥作用，而在工件台的交换过程中，并未进行较为 精准的交换控制以及反馈调整等，导致在工件台交换完成后，可能会导致较 大的位置偏差，需要花费较长时间进行校准，严重影响了光刻处理效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种光刻机的旋 转平台的旋转装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种光刻机的旋转平台的旋转装置，包括：

用于承载工件台的旋转平台；

在所述旋转平台与所述光刻机的底板之间设置有磁悬浮平面旋转电机， 通过所述磁悬浮平面旋转电机使所述旋转平台作水平旋转，所述磁悬浮平面 旋转电机包括：设置在旋转平台底部的动子线圈以及设置在光刻机的底板上 作为定子的永磁阵列；

在所述旋转平台底部还设置有感生电流线圈，用于在所述旋转平台转动 的过程中，测量所述旋转平台的转动角度和平移量，并反馈给所述磁悬浮平 面旋转电机以及进行反馈控制；

在所述旋转平台与所述光刻机的底板之间还设置有多个零位传感器，所 述多个零位传感器相对于所述旋转平台的转轴中心，呈中心对称分布，所述 多个零位传感器用于在所述旋转平台转动完成后，测量所述旋转平台的在六 个自由度上的偏移量，并反馈给所述磁悬浮平面旋转电机，触发所述磁悬浮 平面旋转电机补偿所述偏移量。

进一步地，旋转区的永磁阵列为环形霍尔巴赫永磁阵列，设置在所述底 板上的平衡质量体上，所述环形霍尔巴赫永磁阵列中心对准所述旋转平台的 转轴中心。

进一步地，所述动子线圈包括：

至少4组在圆周上呈均匀分布的r线圈，所述r线圈的缠绕方向为环 形霍尔巴赫永磁阵列的切线方向，用于调整旋转平台的中心位置；

至少4组在圆周上呈均匀分布的φ线圈，所述φ线圈的缠绕方向为沿着 环形霍尔巴赫永磁阵列的径向，用于产生支撑所述旋转平台的磁悬浮力，以 及执行在悬浮的状态下围绕转轴旋转。

进一步地，每组φ线圈和每组r线圈横向周期等于环形霍尔巴赫永磁阵 列周期的2/3倍。

进一步地，所述感生电流线圈包括旋转平台底部还设置有φ感生电流线 圈和r感生电流线圈，其中，使用φ感生电流线圈产生的感生电流的周期数 来计算转动的角度，使用r感生电流线圈产生的感生电流的电流值变化量来 计算X、Y方向的平移量。

进一步地，所述φ感生电流线圈和所述r感生电流线圈在圆周上呈均匀 分布，

使用各组φ感生电流线圈产生的感生电流的平均值的周期数来计算转动 的角度；

使用r感生电流线圈在X方向上产生的感生电流的平均值的变化量来计 算X方向的平移量；

使用r感生电流线圈在Y方向上产生的感生电流的平均值的变化量来计 算Y方向的平移量。

进一步地，

通过同步调整位于X正方向的r线圈或者位于X负方向的r线圈的电 流和相位，引起旋转平台的平移，来补偿在X方向的平移量；

通过同步调整位于Y正方向的r线圈或者位于Y负方向的r线圈的电 流和相位，引起旋转平台的平移，来补偿在Y方向的平移量。

进一步地，所述零位传感器为四个，四个零位传感器的中心连成正方形 或者长方形，通过四个零位传感器，测量所述旋转平台的在六个自由度上的 偏移量。

进一步地，所述零位传感器包括：设置在所述旋转平台底部的角反射器 和嵌入到所述底板的凹槽中的光源、光路系统以及探测装置。

进一步地，

通过同步调整位于X正方向的r线圈或者位于X负方向的r线圈的电 流和相位，引起旋转平台的平移，来补偿在X方向的偏移量；

通过同步调整位于Y正方向的r线圈或者位于Y负方向的r线圈的电 流和相位，引起旋转平台的平移，来补偿在Y方向的偏移量；

通过同步调整各组φ线圈的电流和相位，改变旋转平台整体悬浮力的大 小，来补偿在Z方向的偏移量；

通过同步调整位于X轴同侧的φ线圈的电流和相位，引起旋转平台的悬 浮力的变化，来补偿在绕X方向的转动偏移；

通过同步调整位于Y轴同侧的φ线圈的电流和相位，引起旋转平台的悬 浮力的变化，来补偿在绕Y方向的转动偏移；

通过同步调整各组r线圈的电流和相位，引起顺时针或者逆时针的切 向力，来补偿在绕Z方向的转动偏移。

进一步地，在所述旋转平台两端设置有第一工件台和第二工件台，所述 第一工件台和所述第二工件台各自通过一套水平双频干涉仪进行位置测控。

本发明的光刻机的旋转平台的旋转装置，采用磁悬浮平面旋转电机对承 载工件台的旋转平台进行旋转驱动，在转动的过程中，使用感生电流线圈对 转动角度和平移量进行实时测量和反馈控制，并且转动完成后，还使用零位 传感器对六个自由度的偏移量进行测量和补偿，从而确保旋转平台能够精准 地将工件台交换到对应的工位，减少了工件台位置校准所需的时间，提高了 光刻处理效率。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的一种光刻装置结构示意图。

图2是本发明一较佳实施例的一种水平双频干涉仪的布置示意图。

图3是本发明一较佳实施例的光刻机的旋转平台的旋转装置的结构示意图。

图4是本发明一较佳实施例的磁悬浮电机设计示意图。

图5是本发明一较佳实施例的感生电流周期检测原理示意图。

图6是本发明一较佳实施例的平移检测以及反馈调整的原理示意图。

图7是本发明一较佳实施例的零位传感器的布置示意图。

图8是本发明一较佳实施例的工件台位置交换的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时， 为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比 例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本 发明的限定来加以理解。

在以下本发明的具体实施方式中，请参考图1，图1是本发明一较佳实 施例的一种光刻装置结构示意图。如图1所示，本发明的一种光刻装置，采 用双工件台11、15的构架设计，其中一个工件台11对应光刻装置中的测量 工位13，另一个工件台15对应光刻装置中的曝光工位14。测量工位13上 设有光刻装置的测量机构，曝光工位14上设有光刻装置的投影物镜。双工件 台(短程工件台(Short Stroke Stage))11、15具体可包括：对应设于测 量工位下方的第一工件台11，和对应设于曝光工位下方的第二工件台15。

其中，第一工件台11和第二工件台15可以同时进行针对2片不同晶 圆(硅片)1、2的操作，并可在完成针对各自放置的晶圆1、2的操作后， 通过作相对水平旋转，实现两个工件台在测量工位13和曝光工位14之间的 位置交换，从而能够节省曝光之外的待机时间，提高产能。

请参考图1。第一工件台11和第二工件台15共同设置在一个旋转平台 (长程工件台(Long stroke stage))17的两端上，旋转平台17设置在光 刻装置的底板16上。旋转平台17可相对于底板16水平旋转，带动第一工 件台11和第二工件台15在测量工位13和曝光工位14之间交换位置。第一 工件台11和第二工件台15的四角上可设有用于对准等用途的传感器12，例 如透射图像传感器(Transmission Image Sensor，TIS)等。

第一工件台11和第二工件台15与旋转平台17之间可以采用悬浮机构 (例如采用常规洛伦茨电机形式的悬浮机构)10，实现第一工件台11和第二 工件台15相对于旋转平台17的3个平移和3个倾转动作。

请参考图2，图2是本发明一较佳实施例的一种水平双频干涉仪的布置 示意图。第一工件台11和第二工件台15可以各自通过一套水平双频干涉仪 进行位置测控，即对应第一工件台11和第二工件台15分别设置一套水平双 频干涉仪进行位置测控。

较佳地，水平双频干涉仪可采用至少为6轴的水平双频干涉仪，以对应 第一工件台11和第二工件台15在三维空间上相对于旋转平台17的6个自 由度：即3个平移，3个倾转。图中x1、x2、x3、y1、y2、y3、z1和z2所 指示的线条，分别表示水平双频干涉仪沿X轴、Y轴和Z轴向的测量光路。 使用水平双频干涉仪测控时，每个轴需要拥有短程台绝对位置测量。

在旋转平台17的上方可设有光刻装置的测量支架(图略)，可将Z轴水 平双频干涉仪反射镜18固定在测量支架上。

请参考图3，图3是本发明的光刻机的旋转平台的旋转装置的结构示意 图，该旋转装置包括：旋转平台17、磁悬浮平面旋转电机、感生电流线圈以 及多个零位传感器19，下面将分别介绍各个部分的详细结构和功能。

磁悬浮平面旋转电机设置在所述旋转平台17与所述光刻机的底板之间， 通过所述磁悬浮平面旋转电机使所述旋转平台作水平旋转，所述磁悬浮平面 旋转电机包括：设置在旋转平台底部的动子线圈以及设置在光刻机的底板上 作为定子的永磁阵列。其中，上述的底板可以采用大理石材质的底板，在底 板上还可以设置平衡质量体，上述的永磁阵列可以设置在该平衡质量体20上。 旋转区的永磁阵列具体可以为环形霍尔巴赫永磁阵列，环形霍尔巴赫永磁阵 列中心对准所述旋转平台的转轴中心，另外，作为其他的可先实施方式，旋 转区的永磁阵列也可以为方形或者圆盘形，只要覆盖磁悬浮平面旋转电机动 子线圈的转动和平移范围即可。此外，在旋转平台17底面两端上还可以设置 磁悬浮平面电机。该磁悬浮平面电机可包括分设于旋转平台17两端底部的 动子线圈，和设置在平衡质量体上的霍尔巴赫永磁阵列，该部分的霍尔巴赫 永磁阵列可以为方形或者圆盘形，只要覆盖旋转平台17两端底部的动子线 圈的移动范围即可。磁悬浮平面电机可以位于第一工件台11和第二工件台 15的下方。磁悬浮平面电机和磁悬浮平面旋转电机工作在不同的阶段，当旋 转平台17旋转时，磁悬浮平面旋转电机起作用，在旋转平台旋转完成后，磁

图4(b)、图4(c)以及图4(d)为本发明的磁悬浮平面旋转电机 的设计示意图。本发明的磁悬浮平面旋转电机包括：至少4组在圆周上呈均 匀分布的r线圈，所述r线圈的缠绕方向为环形霍尔巴赫永磁阵列的切线方 向，用于调整旋转平台的中心位置；以及至少3组在圆周上呈均匀分布的

线圈，所述

线圈的缠绕方向沿着环形霍尔巴赫永磁阵列的径向，用于产 生支撑所述旋转平台的磁悬浮力，以及执行在悬浮的状态下围绕转轴旋转。 其中，

线圈至少3组可以实现调控功能，优选实施例为4组。感生电流线 圈的组数可以不与r线圈、

线圈对应。

参考图4(c)和图4(d)，作为较佳实施例，图中设置了4组r线圈 和16组

线圈，其中，每4组

线圈与1组r线圈邻近地设置在一起，在 实际的工作中，每4组

线圈作为一个整体进行电流和相位的调控，因 此，在后续描述过程中，将图中每4组相邻设置的

线圈作为一组来描 述，即相当于图4(d)中设置了4组

线圈和4组r线圈，相邻组的r线 圈和

线圈互呈90°，形成在圆周上均匀分布的状态。通过对

线圈的电流 和相位的控制，驱动旋转平台在悬浮的状态下围绕转轴旋转180°，以实现 工件台的位置交换。参考图4(b)所示，与图4(a)中X线圈和Y线圈的 原理相同，每组

线圈和每组r线圈横向周期(Pc)等于环形霍尔巴赫永磁 阵列周期(Pm)的2/3倍，即三相四极排布，每组

线圈和r线圈中的各 个线圈依次通三相交流电时，能够使得

线圈和r线圈提供稳定的磁悬浮 力，但是，由于r线圈是用来调整旋转平台中心位置的(即提供平移运动的 驱动力)，如果中心位置不发生变化，那么就用不到r线圈。而

线圈是提 供旋转作用力的，在旋转平台的转动主要靠

线圈来驱动，因此，

线圈既 提供旋转力也提供磁悬浮力。

在所述旋转平台底部还设置有感生电流线圈，用于在所述旋转平台转动 的过程中，测量所述旋转平台的转动角度和平移量，并反馈给所述磁悬浮平 面旋转电机以及进行反馈控制。具体地，感生电流线圈可以包括φ感生电流 线圈和r感生电流线圈，其中，使用φ感生电流线圈产生的感生电流的周期 数来计算转动的角度，使用r感生电流线圈产生的感生电流的电流值变化量 来计算X、Y方向的平移量。参考图4(c)以及图4(d)，φ感生电流线圈 和r感生电流线圈为至少4组且在圆周上呈均匀分布，作为较佳示例，图4 (c)以及图4(d)中所示为4组感生电流线圈和4组r感生电流线圈。具 体地，可以使用各组φ感生电流线圈产生的感生电流的平均电流值计算转动 的角度；使用r感生电流线圈在X方向上产生的感生电流的平均值的变化量 来计算X方向的平移量；使用r感生电流线圈在Y方向上产生的感生电流的 平均值的变化量来计算Y方向的平移量。

下面先详细介绍一下基于φ感生电流线圈获得的感生电流来计算转动角 度的技术原理。请参考图5，图5是本发明一较佳实施例的感生电流周期检 测原理示意图。如图5(a)所示，环形霍尔巴赫永磁阵列中，每个小磁铁 尺寸约为1cm*1cm，两个小磁铁组成一个霍尔巴赫磁场周期(感生电流呈正 弦波变化)。在整个环形的霍尔巴赫永磁阵列上方均匀放置了4组φ感生电 流线圈，用来测量由于旋转平台的旋转运动而产生的感生电流I_φ，求4组 φ感生电流线圈的感生电流I_φ后，取平均电流值，然后使用感生电流I_φ的 周期数来计算转动角度。一个感生电流的周期对应一个霍尔巴赫磁场的周 期，需要提前计算霍尔巴赫磁场的周期，例如：φ感生电流线圈所在圆周位 置对应的同心圈的直径D假设为350.14mm(约为35cm)，每个小磁铁尺寸 约为1cm*1cm，两个小磁铁形成一个磁场变化周期，如5(a)所示的小磁铁 的排布方式，假设小磁铁之间的距离非常小可以忽略，那么图5(a)中的 Pm约为2cm，整个圆周(360°)的霍尔巴赫磁场的周期数＝πD/2＝54.95， 取整后为55个霍尔巴赫磁场的周期，如果旋转平台旋转180°，经过半个 圆周的霍尔巴赫永磁阵列，对应的霍尔巴赫磁场的周期数为27.5即如果平 台完成了180°的转动，通过φ感生电流线圈能够检测到到27.5个感生电 流周期，此外，也可以通过调整环形的霍尔巴赫永磁阵列的直径，使得转动 180°后，检测到的感生电流周期为26个。由于每个感生电流I_φ的周期对 应于固定的转动角度，因此，检测到感生电流I_φ的周期数，就可以计算出 转动角度。

此外，上述的周期的计算可以从信号为0开始，可以从周期中任意一点 开始计算，如图5(b)所示，图中示出了两种不同的感生电流周期的计算方 法，感生电流周期a为从信号为0开始计算周期，感生电流周期b为从周期 中的某一点开始计算周期。

对于感生电流周期的计算可以通过机械电子传感器来实现，例如将接收 到的感生电流信号细分为100份，从而可以检测到感生电流的幅值变化，进 而检测到感生电流的周期数，以达到计算旋转角度的目的。具体地，常用的 小磁铁就是1cm*1cm的。两个小磁铁是一个周期，对应的周向距离为2cm即 20mm，可以将旋转平台的定位的精度控制在：20mm/100＝0.2mm。其中，如果 每个周期细分的份数越多，则定位精度越高。

基于φ感生电流线圈的产生的感生电流周期数，可以对磁悬浮平面旋转 电机的反馈控制，使得磁悬浮平面旋转电机驱动旋转平台精确地转动设定的 角度。

下面介绍一下通过检测r感生电流线圈的感生电流的电流值变化量来计 算的X、Y方向的平移量的技术原理。与转动角度的情形不同，旋转平台的平 移量一般不会很大，因此，r感生电流线圈的感生电流的变化可能不会超过 一个周期，不适合使用周期变化数来计算平移量，而是直接使用感生电流的 电流值变化量来计算平移量。

请参考图6，图6是本发明一较佳实施例的平移检测以及反馈调整的原 理示意图。如图6(a)所示，4组r感生电流线圈和4组φ感生电流线圈设 置在环形霍尔巴赫永磁阵列的X方向和Y方向上的对称位置处。使用φ感生 电流线圈检测旋转角度的工作原理在前面已经介绍了，这里主要介绍使用r 感生电流线圈进行的平移检测。结合图6(b)，将环形霍尔巴赫永磁阵列所 示在平面映射为平面坐标系，其中，4组r感生电流线圈分别设置在X1、X2、Y1、Y2的位置上，将在X方向(对应于图6(b)中X轴)上的平移量记作△ X,在Y方向(对应于图6(b)中Y轴)上的平移量记作△Y。X1和X2两处r 感生电流线圈的感生电流I_r的平均值可以反映在X方向上的平移量△X，Y1 和Y2两处r感生电流线圈的感生电流I_r的平均值可以反映在Y方向上的平 移量△Y。

上述的平移量△X和△Y，实时反馈到磁悬浮平面旋转电机上，以进行 实时的平移量的补偿，具体可以通过调整r线圈的电流和相位来实现平移量 的补偿。如图6(c)所示，作为较佳实施例，4组φ线圈A_φ、B_φ、C_φ、D_φ 和4组r线圈A_r、B_r、C_r、D_r均匀分布在环形霍尔巴赫永磁阵列所形成的 圆周上。图中的箭头方向表示，通过调整φ线圈和r线圈的电流和相位，能 够产生的洛伦兹力的方向。参考图6(d)所示的平面坐标系，通过调整r 线圈A_r、B_r、C_r、D_r的电流和相位，能够产生沿着径向方向的洛伦兹力， 从而用来调整平移量。具体地，通过同步调整位于X正方向的r线圈A_r和 B_r或者位于X负方向的r线圈C_r和D_r的电流和相位，引起旋转平台的平 移，来补偿在X方向的平移量△X。同理，通过同步调整位于Y正方向的r 线圈B_r和D_r或者位于Y负方向的r线圈A_r和C_r的电流和相位，引起旋转平 台的平移，来补偿在Y方向的平移量△Y。

以上介绍了在旋转平台进行旋转过程中的转动角度和平移量的检测以及 反馈控制，当旋转平台完整180°的转动后，由于旋转平台停止了运动，感 生电流线圈也就不会产生感生电流，从而无法再通过感生电流线圈来进行位 置检测，转而使用设置在旋转平台与所述光刻机的底板之间的多个零位传感 器来对旋转平台进行位置调整。

请参考图7，图7是本发明一较佳实施例的零位传感器的布置示意图。 如图7(a)所示，多个零位传感器相对于所述旋转平台的转轴中心，呈中心 对称分布。作为较佳实施例，在图7(a)中，在旋转平台和底板之间可以放 置了四个零位传感器，四个零位传感器的中心连成正方形或者长方形。

进一步地，如图7(b)所示，每个零位传感器可以包括：设置在所述旋 转平台底部的角反射器和嵌入到所述底板的凹槽中的光源、光路系统以及探 测装置，具体可以将光源、光路结构以及探测装置设置到套筒中，通过套筒 嵌入到底板的凹槽中。由于四个角反射器的中心连成正方形或者长方形，且 正方形或者长方形的中心是旋转时候转轴的中心，以便在旋转180°之后， 长程台上旋转后的反射部分仍然可以和大理石底板的探测器对应。

多个零位传感器用于在所述旋转平台转动完成后，测量所述旋转平台的 在六个自由度上的偏移量，并反馈给所述磁悬浮平面旋转电机，触发所述磁 悬浮平面旋转电机补偿所述偏移量。具体地，通过7(a)中的四个零位传感 器，测量旋转平台的在六个自由度上的偏移量表示为：△X’，△Y’，△Z， Rx，Ry，Rz。将这些偏移量反馈到磁悬浮平面旋转电机上，通过控制φ线圈 和r线圈的电流和相位，使旋转平台在六个自由度上进行移动或者转动，以 补偿上述偏移量。

参考图6(c)和图6(d)，补偿偏移量△X’和△Y’的原理与补偿平移 量△X和△Y是相同的，都是通过r线圈进行补偿。通过同步调整X正方向 的r线圈A_r和B_r或者位于X负方向的r线圈D_r和C_r的电流和相位，引起旋 转平台的平移，来补偿在X方向的偏移量△X’；同理，通过同步调整位于Y 正方向的r线圈A_r和C_r或者位于Y负方向的r线圈B_r和D_r的电流和相位，引起旋转平台的平移，来补偿在Y方向的偏移量△Y’。

偏移量△Z，Rx，Ry可以通过φ线圈进行补偿。参考图6(c)和图6(d)， φ线圈提供磁悬浮力，通过同步调整各组φ线圈A_φB_φC_φD_φ的电流和相位，改 变旋转平台整体悬浮力的大小，来补偿在Z方向的偏移量△Z；通过同步调整 位于X轴同侧的φ线圈A_φ和C_φ或者B_φ和D_φ的电流和相位，引起旋转平台的 悬浮力的变化，来补偿在绕X方向的转动偏移Rx(绕X轴的转动偏移)；通 过同步调整位于Y轴同侧的φ线圈A_φ和B_φ或者D_φ和C_φ的电流和相位，引起旋转平台的悬浮力的变化，来补偿在绕Y方向的转动偏移Ry(绕Y轴的转动 偏移)。

偏移量Rz的补偿方式和驱动旋转平台转动的原理是相同的，都是通过 φ线圈来实现。通过同步调整各组r线圈A_φB_φC_φD_φ的电流和相位，引起顺时 针或者逆时针的切向力，来补偿在绕Z方向的转动偏移Rz。

在旋转平台旋转180°后，通过零位传感器进行的六个自由度上的偏移 量的检测以及补偿，能够将工件台的定位精度从上述的0.2mm提高到um量 级。在经过零位传感器的校准后，旋转平台已经能够精确地转动到预定的位 置，之后，磁悬浮平面旋转电机将停止工作，磁悬浮平面电机开始工作，然 后进入工件台的位置校准处理。

工件台的位置校准通过设置在其四个角上的TIS传感器(捕获范围± 20um)来完成，最终可以将位置校准到nm精度。工件台的位置校准后，可以 将用于工件台测控的水平双频干涉仪进行清零，之后，工件台的位置调整就 交给水平干涉仪测控，从而开始新一轮测量和曝光。

参考图8，其为本发明一较佳实施例的工件台位置交换的流程示意图。 如图中所示，在曝光工位和测量工位上分别执行硅片曝光和硅片对准，当这 轮处理执行完后，就开始进入工件台的位置交换处理。

首先，用于曝光和测量工序的磁悬浮平面电机(图中简称平面电机)停 止工作，启动磁悬浮平面旋转电机(图中简称旋转电机)，驱动旋转平台进 行旋转。在旋转的过程中，分别通过r感生电流线圈(产生平移感生电流) 和φ感生电流线圈(产生旋转感生电流)产生的感生电流来计算平移量和旋 转角度，并实时反馈到磁悬浮平面旋转电机进行补偿。

然后，当旋转到180°后，旋转结束，通过零位传感器进行位置测量， 并通过磁悬浮平面旋转电机继续补偿，从而将工件台的位置精度从mm量级 提升到μm量级。

之后，磁悬浮平面旋转电机停止工作，磁悬浮平面电机开始工作，执行 工件台的进一步校准，从而将位置精度从μm量级提升到nm量级。最后，在 对准完成后，重新启动新的一轮的曝光和测量处理。

以上的仅为本发明的优选实施例，实施例并非用以限制本发明的保护范 围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均 应包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种光刻机的旋转平台的旋转装置，其特征在于，包括：

用于承载工件台的旋转平台；

在所述旋转平台与所述光刻机的底板之间设置有磁悬浮平面旋转电机，通过所述磁悬浮平面旋转电机使所述旋转平台作水平旋转，所述磁悬浮平面旋转电机包括：设置在旋转平台底部的动子线圈以及设置在光刻机的底板上作为定子的永磁阵列；

在所述旋转平台底部还设置有感生电流线圈，用于在所述旋转平台转动的过程中，测量所述旋转平台的转动角度和平移量，并反馈给所述磁悬浮平面旋转电机以及进行反馈控制；

在所述旋转平台与所述光刻机的底板之间还设置有多个零位传感器，所述多个零位传感器相对于所述旋转平台的转轴中心，呈中心对称分布，所述多个零位传感器用于在所述旋转平台转动完成后，测量所述旋转平台的在六个自由度上的偏移量，并反馈给所述磁悬浮平面旋转电机，触发所述磁悬浮平面旋转电机补偿所述偏移量。

2.根据权利要求1所述的光刻机的旋转平台的旋转装置，其特征在于，旋转区的永磁阵列为环形霍尔巴赫永磁阵列，设置在所述底板上的平衡质量体上，所述环形霍尔巴赫永磁阵列中心对准所述旋转平台的转轴中心。

3.根据权利要求2所述的光刻机的旋转平台的旋转装置，其特征在于，所述动子线圈包括：

至少4组在圆周上呈均匀分布的r线圈，所述r线圈的缠绕方向为环形霍尔巴赫永磁阵列的切线方向，用于调整旋转平台的中心位置；

至少4组在圆周上呈均匀分布的φ线圈，所述φ线圈的缠绕方向为沿着环形霍尔巴赫永磁阵列的径向，用于产生支撑所述旋转平台的磁悬浮力，以及执行在悬浮的状态下围绕转轴旋转。

4.根据权利要求3所述的光刻机的旋转平台的旋转装置，其特征在于，每组φ线圈和每组r线圈横向周期等于环形霍尔巴赫永磁阵列周期的2/3倍。

5.根据权利要求3所述的光刻机的旋转平台的旋转装置，其特征在于，所述感生电流线圈包括旋转平台底部还设置有φ感生电流线圈和r感生电流线圈，其中，使用φ感生电流线圈产生的感生电流的周期数来计算转动的角度，使用r感生电流线圈产生的感生电流的电流值变化量来计算X、Y方向的平移量。

6.根据权利要求5所述的旋转平台的旋转装置，其特征在于，所述φ感生电流线圈和所述r感生电流线圈在圆周上呈均匀分布，

使用各组φ感生电流线圈产生的感生电流的平均值的周期数来计算转动的角度；

使用r感生电流线圈在X方向上产生的感生电流的平均值的变化量来计算X方向的平移量；

使用r感生电流线圈在Y方向上产生的感生电流的平均值的变化量来计算Y方向的平移量。

7.根据权利要求5所述的光刻机的旋转平台的旋转装置，其特征在于，

通过同步调整位于X正方向的r线圈或者位于X负方向的r线圈的电流和相位，引起旋转平台的平移，来补偿在X方向的平移量；

通过同步调整位于Y正方向的r线圈或者位于Y负方向的r线圈的电流和相位，引起旋转平台的平移，来补偿在Y方向的平移量。

8.根据权利要求7所述的光刻机的旋转平台的旋转装置，其特征在于，所述零位传感器为四个，四个零位传感器的中心连成正方形或者长方形，通过四个零位传感器，测量所述旋转平台的在六个自由度上的偏移量。

9.根据权利要求8所述的光刻机的旋转平台的旋转装置，其特征在于，所述零位传感器包括：设置在所述旋转平台底部的角反射器和嵌入到所述底板的凹槽中的光源、光路系统以及探测装置。

10.根据权利要求8所述的光刻机的旋转平台的旋转装置，其特征在于，

通过同步调整位于X正方向的r线圈或者位于X负方向的r线圈的电流和相位，引起旋转平台的平移，来补偿在X方向的偏移量；

通过同步调整位于Y正方向的r线圈或者位于Y负方向的r线圈的电流和相位，引起旋转平台的平移，来补偿在Y方向的偏移量；

通过同步调整各组φ线圈的电流和相位，改变旋转平台整体悬浮力的大小，来补偿在Z方向的偏移量；

通过同步调整位于X轴同侧的φ线圈的电流和相位，引起旋转平台的悬浮力的变化，来补偿在绕X方向的转动偏移；

通过同步调整位于Y轴同侧的φ线圈的电流和相位，引起旋转平台的悬浮力的变化，来补偿在绕Y方向的转动偏移；

通过同步调整各组r线圈的电流和相位，引起顺时针或者逆时针的切向力，来补偿在绕Z方向的转动偏移。

11.根据权利要求1至10任一所述的光刻机的旋转平台的旋转装置，其特征在于，在所述旋转平台两端设置有第一工件台和第二工件台，所述第一工件台和所述第二工件台各自通过一套水平双频干涉仪进行位置测控。

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