Панфилов Ю.В. и др. - Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы (1053470), страница 41
Текст из файла (страница 41)
?.24), размещенного на магнитовоздушной подвеске над плоской плитой статора 5. Статор представляет собой плиту из диабаза с наклеенным на нее листом из магнитомягкой стали, иа верхней поверхности которого вдоль осей Х и а' нарезаны канавки 3. Канавки заполняются немагнитным компаундом, после чего проводится шлифовка для обеспечения неплоскостности верхней поверхности статора не более 5 мкм. Индуктор 1 выполнен в виде группы магнитов 2, заключенных в общий корпус. В конструкцию индуктора (рис. 7.25,а) входят постоянный магнит ?, магнитопроводы 6, 9 и обмотки управления 5, 8.
Для перемещения и позиционирования индуктора относительно пластины статора используется сила магнитного взаимодействия между ними. Зазор между индуктором и пластиной (15 ...25 мкм) создается благодаря уравновешиванию сил притяжения, создаваемых постоянными магнитами, и сил отталкивания, создаваемых сжатым воздухом, подаваемым под давлением 3 !О' Па через жиклеры 4 (см. рис. 7.24). Применение магнитовоздушной подвески позволяет полностью исключить механическое трение„обеспечить высокую износостойкость деталей стола и высокую, не ухудшающуюся в процессе работы, точность позиционирования. 13» 193 дазВд а1 В Б 7 В В В йт а) 1 2Г 7В 27 Рнс.
7.24. Схема двухкоордннатного ладейного шагового дннгателя (ЛШД) (а) размешенне нндуктора на статоре (б) Рнс. 7,2б. Этапы работы лннейного шагояого двигателя Управление ЛШД включает следующие этапы, При возбуждении обмотки управления А магнитный поток постоянного магнита переключается в зубец 2 (рис. 7.25,а), который устанавливается против зубца пластины. Отключение обмотки А и возбуждение обмотки В приводит к переключению магнитного потока в зубец 3 и перемещению индуктора на 1/4 периода зубчатой структуры пластины вправо (рис. 7.25,б).
При изменении направления тока в обмотке А и отключении тока в обмотке В магнитный поток снова перемещается на 174 периода вправо (рис. 7.25,в). Далее изменяется направление тока в обмотке В и отключается ток в обмотке А. Магнитный поток переключается в зубец 4, и индуктор перемешается на 1/4 периода вправо (рис. 7.25,г). Затем коммутация обмоток управления повторяется в том же порядке, обеспечивая движение индуктора над пластиной вправо. Для передвижения индуктора вдоль оси Х влево изменяется порядок коммутации обмоток управления. Перемещение индуктора вдоль оси Х осугцествляется аналогично. Дискретность перемещений может быть повышена за счет квантования тока в обмотках управления. Например, четырехфазный ЛДШ с периодом зубчатой структуры 480 мкм и числом уровней квантования 48 будет иметь шаг перемещения 10 мкм. Регулировка частоты питающего тока позволяет 196 В) дт П 72 ГУ Ж Рнс.
7.2б. Схема (а) к датчик (б) координатной измерительной системы обеспечить разгон н торможение индуктора с ускорением 9,8 и/сх при максимальной скорости перемещения 100 ...300 мм!с. Координатная измерительная система (рис. 7.26) контролирует положение координатного стола с подложкой относительно проекционного объектива. Для этого производится преобразование механических перемегцений стола в электрические сигналы, которые используются для управления приводом стола. Система включает в себя два канала преобразования перемегцений по оси Х и один канал по оси Х, что позволяет контролировать также угловой разворот стола 2.
Все три преобразователя перемещений построены идентично, каждый из них содержит лазерный излучатель 7 (рис. 7.26,а), прозрачную дифракционную 197 решетку 1, уголковый отражатель 4, закрепленный на держателе объектива 3, датчик 6, зеркало 5. В среднем датчике используются также отклоняющие зеркала 8. Луч Не-Ые-лазера 7 после телескопического расширителя 9 проходит сквозь отверстие датчика 6 и под углом 42' к горизонтальной плоскости падает на дифракционную решетку 1 (рис.
7.26,6). Дифракция лазерного луча на решетке приводит к появлению нескольких максимумов освещенности, расходящихся под различными углами ~р к направлению падения лазерного луча (рис. 7.26,а). Эти углы могут быть рассчитаны по формуле з(п ~р=тЛ/д, где Х 0,63 мкм — длина волны Не-Ые-лазера, б — шаг дифракционной решетки, гп=0, 1, 2,...— порядок дифракции. Так, при 6=4 мкм для используемого лазерного излучения максимумы нулевого порядка лежат на направлении лазерного луча, максимумы первого и второго порядков составляют с этим направлением углы 9 и 18' соответственно. Пучки, расходящиеся под углом 9' по отношению к направлению падающего луча, отражаются от зеркальных поверхностей уголковых отражателеи 4, закрепленных на неподвижном держателе объектива, и возвращаются на дифракционную решетку. После повторной дифракции пучков снова образуется несколько дифракционных максимумов, расходящихся под различными углами относительно падающих на решетку пучков.
Максимумы 1-го порядка каждого из этих пучков распространяются вдоль направления падающего на решетку лазерного луча 10, при этом они накладываются друг на друга, формируя единый выходной пучок 11 (рис. 7.26,6). Этот пучок идет под углом 42' к горизонталь. ной плоскости и составляет угол 1'24' с падающим лучом 10. Поскольку формирующие пучок 11 лучи когерентны, они ннтерферируют между собой, образуя систему иитерференционных муаровых полос максимальной и минимальной освещенности. Светоделительные зеркала 12 ... 14 направляют пучок 11 во входные зрачки линз 15 вспомогательного (1) и двух рабочих (П и П1) каналов датчика 6.
Линзы 15 фокусируют пучок на светочувствительных площадках фотодиодов датчика. В каналах П и Ш перед линзами установлены растры 16. Они выполнены в виде наборов прозрачных и непрозрачных линий одинаковой ширины с шагом 1 мм, установленных параллельно интерференционным муаровым полосам пучка 11. При смещении интерференционных муаровых полос поперек растров происходит модуляция светового потока, попадающего в фотоприемник. Это приводит к появлению синусоидальной переменной составляющей в сигнале фотоприемника.
Для контроля направления перемещения стола переменные составляющие должны иметь фазовый сдвиг, равный 90'. Такой сдвиг обеспечивается за счет смещения растра, установленного в щв Рис. 7.27. Система совмешеиии канале 111 в направлении, перпендикулярном направлению штрихов. При настройке системы ширину интерференционных муаровых полос можно регулировать разворотом уголкового отражателя. С и с т е м а с о в м е щ е н и я установки выполнена на базе фотоэлектрического микроскопа (ФЭМ), контролирующего положение знаков совмещения полупроводниковой подложки относительно оптической оси проекционного объектива (рис. 7.27).
Осветитель ФЭМ содержит источник света 12, который через конденсоры 13, зеркала 11, волоконно-оптические световоды 10, светофильтры 9 и зеркала 5 направляет два луча на линзы 4, а через ннх — на маски 3 и 18. Маски выполнены на верхних тор- 199 цах светоделительных кубиков 2 и 19, закрепленных на измери'тельном шаблоне 20. Объектив 24 проецирует изображения реперных знаков масок 3 и 18 на поверхность подложки 25, перемещающейся на индукторе 26 относительно статора 27 ЛШД.
Отразившиеся от подложки лучи в обратном ходе образуют в фокальной плоскости объектива, т. е. в плоскости масок 3 и 18, автоколлимационное изображение их реперных знаков. Формирующие это изображение лучи отклоняются полупрозрачными гранями кубиков 2 и 19 на линзы 16 и 17, установленные на кубиках. Эти линзы строят уменьшенное изображение зрачка объектива 24 в плоскости фотоприемников 14 датчика совмещения 15. Спектральный диапазон излучения, выделяемый диэлектрическими зеркалами 11, светофильтрами 9 и материалом масок 3 и 18, составляет 0,52 ... 0,59 мкм. Реперные знаки масок 3 и 18 выполнены в виде набора нерегулярно расположенных щелей в маскирующем покрытии, их изображение на подложке выглядит в виде светящихся полос. Реперные знаки подложки 28 аналогичны по форме и размерам знакам масок.
Отличие их состоит в том, что они выполнены в виде полос, рассеивающих падающее на них излучение. Расстояние между штрихами реперных знаков на маске и на подложке выбрано таким, что при любом их взаимном положении, кроме одного точного, одновременно совпадают не более одного штриха. При точном совмещении происходит полное совпадение всех штрихов на подложке и маске. Поскольку знаки на подложке рассеивают излучение, момент совмещения знаков соответствует минимуму светового потока, попадающему через объектив 24 в фотоприемники 14. По сигналам фотоприемников координатно-измерительная система производит отсчет координаты знака на подложке. После точной ориентации подложки и отсчета координат ее реперных знаков измерительный шаблон заменяется ПФО.
Для этого каретка 22 с закрепленным на ней ПФО 21 и измерительным шаблоном 20 смещается на шариковых направляющих 23 вдоль оси т'. Привод каретки включает электродвигатель 8, червячный редуктор 7 и тяги 6. Крайние положения каретки задаются упорами, для точной ориентации измерительного шаблона и ПФО используются знаки базирования 29, положение которых контролируется датчиками базирования 1 и 30. Система авто фокусировки. Необходимость применения такой системы и требования к ней определяются оптическими свойствами объективов. Глубина резкости Ьг высокоразрешающих проекционных объективов определяется длиной волны ультрафиолетового излучения Х и числовой апертурой объектива А: Лг=Х/2А'.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
