一种超精扫描镀膜及定位光刻设备

摘要

一种超精扫描镀膜及定位光刻设备，属于高精度自动化刻蚀设备技术领域，其包括减振平台、高精运动平台、化学涂胶或光刻处理盒、冷却设备及空压过滤设备集成体和CNC数控装置。减振平台消除了设备固有的振动频率并隔绝环境的影响；高精运动平台采用大推力直线电机驱动，直线电机的高精连续扫描运动和超精定位运动，为化学涂胶或光刻处理盒的均匀扫描镀膜和超精定位光刻提供支持；CNC数控装置具备数字电流伺服控制功能，实现高精运动平台与化学涂胶或光刻处理盒在同一时钟信号下工作。该设备兼具镀膜和光刻功能，提高了大面积光栅制造的生产效率，降低了光栅制造设备的成本。

主权项

一种超精扫描镀膜及定位光刻设备，其特征在于：该设备主要包括减振平台、高精运动平台、化学涂胶或光刻处理盒(31)、冷却设备及空压过滤设备集成体(19)和CNC数控装置(18)；减振平台由调水平高度垫脚Ⅰ(1)、调水平高度垫脚Ⅱ(1A)、设备支架(2)、减振系统(3)和花岗岩基座(4)组成，调水平高度垫脚Ⅰ(1)和调水平高度垫脚Ⅱ(1A)设置在支架(2)下方，可以调整设备的水平度，设备支架(2)上部布置有减振系统(3)，花岗岩基座(4)位于该减振系统(3)上，该设备的高精运动平台设置在经过精密研磨的花岗岩基座(4)上，实现高精运动平台的振动频率在10Hz以下，消除设备固有振动并隔绝环境的影响；高精运动平台主要由X1轴直线电机、X2轴直线电机、Z轴直线电机、Z轴配重气缸(6)、工作台左右移动块连接梁(13)、工作台托板移动块(12)、空气静压导轨Ⅰ(7)、空气静压导轨Ⅱ(7A)、空气静压滑块Ⅰ(8)、空气静压滑块Ⅱ(8A)和光栅组成，Z轴直线电机包括Z轴左直线电机磁轨(30)和Z轴右直线电机磁轨(30A)和Z轴左直线电机线圈(29)和Z轴右直线电机线圈(29A)，Z轴直线电机与Z轴配重气缸(6)连接；空气静压导轨Ⅰ(7)、空气静压滑块Ⅰ(8)、X1轴直线电机组成的机构与空气静压导轨Ⅱ(7A)、空气静压滑块Ⅱ(8A)、X2轴直线电机组成的机构对称布置于减振平台的花岗岩基座(4)两侧，空气静压滑块Ⅰ(8)设置在空气静压导轨Ⅰ(7)上，空气静压滑块Ⅱ(8A)设置在空气静压导轨Ⅱ(7A)上，空气静压导轨Ⅰ(7)、空气静压导轨Ⅱ(7A)均设置在花岗岩基座(4)上；空气静压滑块Ⅰ(8)和空气静压滑块Ⅱ(8A)上均连接有工作台托板移动块(12)，被加工工件(14)放置于与工作台托板移动块(12)连接的工作台左右移动块连接梁(13)上，X1轴直线电机和X2轴直线电机分别通过X1轴直线电机动子(10)、X1轴电机连接块(11)、空气静压滑块Ⅰ(8)和X2轴直线电机动子(10A)、X2轴电机连接块(11A)、空气静压滑块Ⅱ(8A)驱动工作台托板移动块(12)、工作台左右移动块连接梁(13)和被加工工件(14)精确运动，空气静压导轨Ⅰ(7)、空气静压滑块Ⅰ(8)、空气静压导轨Ⅱ(7A)和空气静压滑块Ⅱ(8A)对于被加工工件(14)的运动起到精密导向作用，X1轴光栅(15)和X2轴光栅(15A)将被加工工件(14)的位置实时闭环反馈到CNC数控装置(18)上，控制被加工工件(14)在X轴方向上以纳米级精度连续扫描或定位运动，所述的空气静压导轨Ⅰ(7)沿X1轴设置，空气静压导轨Ⅱ(7A)沿X2轴设置，X1轴和X2轴都位于水平面上且互相平行；配重气缸滑杆(5)的一端直接固定在减振系统(3)上，配重气缸滑杆(5)的另一端与Z轴配重气缸(6)连接；Z轴左直线电机磁轨(30)和Z轴右直线电机磁轨(30A)对称配置在Z轴配重气缸(6)上，Z轴左直线电机线圈(29)和Z轴右直线电机线圈(29A)对称固定在花岗岩基座(4)上，Z轴工作台(32)固接在Z轴配重气缸(6)上，化学涂胶或光刻处理盒(31)由Z轴工作台(32)支撑，Z轴左直线电机磁轨(30)和Z轴右直线电机磁轨(30A)通过Z轴配重气缸(6)和Z轴工作台(32)重心驱动化学涂胶或光刻处理盒(31)在Z轴方向上运动，Z轴指竖直方向并与X轴方向垂直，Z轴光栅(16)将化学涂胶或光刻处理盒(31)的位置实时闭环反馈到CNC数控装置(18)上，控制化学涂胶或光刻处理盒(31)在Z轴中心线上以纳米级精度精确定位；Z轴左直线电机磁轨(30)和Z轴右直线电机磁轨(30A)通过Z轴工作台(32)调节化学涂胶或光刻处理盒(31)与被加工工件(14)之间的距离。