心逆时针旋转角度Θ，扭曲长方形且框架A右侧短边保持垂 直，短边中点到公转电机中心点的距离保持不变，此运动对Y向的测量读数的影响量；
[0067] Ay2< :在上述运动基础上，以框架A右侧短边中点为圆心逆时针旋转角度Θ，此 运动对Y向的测量读数的影响量；
[0068] (二）、在框架A旋转后，沿X向位移ΛΧ，此时对Y向读数的影响，设变化为Ay"，
[0069] Δ y " = Δ X*tan Θ
[0070] (三）、在上述运动的基础上，框架A沿Y向位移Λ Y，设此运动对Y向读数的影响 为 Δγ"'，
[0071] Ay"，= - ΔΥ
[0072] 第三三角光传感器3的读数变化为：
[0073] Δm3 = Ayr +Ay" +Ay" '
[0074] 艮P :
[0075]
[0076] 步骤五：以第二三角光传感器2为研宄对象，计算三个运动对第二三角光传感器2 读数的影响：
[0077] ( -）、框架A以公转电机中心为中心，逆时针旋转角度Θ后对X向的测量读数的 影响，记为Δ ，
[0078]
[0079] Ax1':以公转电机中心为圆心逆时针旋转角度Θ，并且保证框架A长边保持水 平，且长边中点到公转电机中心的距离保持不变，此运动对ΔΧ的影响量；
[0080] Δχ2':以长边中点为圆心逆时针旋转角度Θ，此运动对ΛΧ的影响量；
[0081] (二）、在框架A旋转后，沿Y向位移Λ Υ，此时对第二三角光传感器2的读数的影 响，设变化为Δχ"，
[0082] Δ X " = - Δ Y*tan Θ
[0083] (三）、在上述运动的基础上，框架A沿X向位移Λ X，此运动对第二三角光传感器 2的读数的影响为Λ X"'，
[0084] Δ X;/ ' = - Δ X
[0085] 第二三角光传感器2的读数变化为：
[0086] Δm2 = Δχ; +Δχ" +Δχ" '
[0087] 艮P :
[0088]
[0089] 三式联立：
[0090]
[0091] 得出框架A沿Y方向偏移的距离ΛΥ、在X向偏移的距离ΛΧ;根据θ，ΛΧ，ΛΥ的 值进行电机给定补偿；
[0092] 步骤六：
[0093] (3)补偿公转电机控制给定；
[0094] 公转电机同样以逆时针方向旋转为正方向，角度范围为0~180°，设G4Vft为框架 A偏移后公转的给定，得
[0095] G公转=G0公转+Θ
[0096] (4)补偿Χ/Υ电机的控制给定
[0097] 框架A旋转角度补偿后，补偿X、Y电机的控制给定；
[0098] 设补偿后，X1、X2电机的给定为Gxl、Gx2, YA1/YA2、YB1/YB2电机的控制给定为Gyl/2、 Gy3/4,得：
[0099] Gxl = G χ10- Δ Gx= G χ10- Δ Y*sin Θ - Δ X*cos Θ
[0100] Gyl72= G yl0/20- Δ Gy= G yl0/20- Δ Y*cos Θ + Δ X*sin Θ
[0101] Gx2= G x2(|- Δ Gx= G x2(|- Δ Y*sin Θ - Δ X*cos Θ
[0102] Gy3/4= G y30/40- Δ Gy= G y30/40- Δ Y*cos Θ + Δ X*sin Θ
[0103] 其中：
[0104] AGy: ΔΧ，Λ Y在YA1/YA2电机运行方向上的投影和；
[0105] AGx: ΔΧ，ΔΥ在Xl电机运行方向上的投影和。
【主权项】
1. 一种三自由度光刻机双工件台框架气浮补偿方法，其特征在于它的方法步骤为： 步骤一：在框架（A)的一个长边同一侧固定安装第一三角光传感器（1)、第二三角光传 感器（2)，在框架（A)的短边上固定安装第三三角光传感器（3); 步骤二：在框架（A)未被气族浮起之前，把此时框架（A)的位置记录为初始位置；以公 转电机⑷为中心，取框架（A)的长边为Y轴，框架（A)的短边为X轴，建立坐标，取框架 (A)逆时针旋转为正向，记录此初始位置的信息：取公转电机（4)的控制给定：轴上 的XI电机的控制给定为：Gxl(l;X轴上的X2电机的控制给定为：Gx2(l;Y轴上的YA1电机/YA2 电机的控制给定为：Gyl(l/2(I;Y轴上的YB1电机/YB2电机的控制给定为：Gy3(l/4(l;第一三角光传 感器（1)、第二三角光传感器（2)和第三三角光传感器（3)的测量值 ：m1Q，m2(l，m3Q;框架（A) 的所有偏移情况均可以用三个自由度的子运动来合成，分别为：①、框架（A)以公转电机为 中心旋转角度9 ;②、框架（A)沿Y方向偏移AY;③、框架（A)沿X方向偏移AX;框架（A) 的每一种偏移状态都可由：9，AY，AX坐标表不出来且 对应，求得三个量的值即可得 到框架（A)的偏移情况，可以根据这三个量来进行补偿；显然，在初始位置0 =AX=AY=〇 ； 步骤三：设传感器的测量值在初始值的基础上变化了Ami，Am2,Am3，利用Ami，Am2 求角度9 ;对于第一三角光传感器（1)、第二三角光传感器（2)有关系式：进而求框架（A)的旋转角度0 ; 步骤四：以第二三角光传感器（2)为研宄对象，计算三个运动对第二三角光传感器（2) 读数的影响： (一） 、框架（A)以公转电机中心位置为中心，逆时针旋转角度0后对Y向的测量读数 的影响，记为Ay' ；Ayl' ：以中心为圆心逆时针旋转角度0，扭曲长方形且框架（A)右侧短边保持垂直， 短边中点到公转电机中心点的距离保持不变，此运动对Y向的测量读数的影响量； Ay2' ：在上述运动基础上，以框架（A)右侧短边中点为圆心逆时针旋转角度0，此运 动对Y向的测量读数的影响量； (二） 、在框架（A)旋转后，沿X向位移AX，此时对Y向读数的影响，设变化为Ay"， Ay" =AX氺tanQ (三） 、在上述运动的基础上，框架（A)沿Y向位移AY，设此运动对Y向读数的影响为 Ay"，， Ay " , = -AY 第三三角光传感器（3)的读数变化为： Am3= Ay'+Ay" + Ay" ' 即：步骤五：以第二三角光传感器（2)为研宄对象，计算三个运动对第二三角光传感器（2) 读数的影响： (一）、框架（A)以公转电机中心为中心，逆时针旋转角度0后对X向的测量读数的影 响，记为Ax'，AXl' ：以公转电机中心为圆心逆时针旋转角度0，并且保证框架（A)长边保持水平， 且长边中点到公转电机中心的距离保持不变，此运动对AX的影响量； Ax2' ：以长边中点为圆心逆时针旋转角度0，此运动对AX的影响量； (二） 、在框架（A)旋转后，沿Y向位移AY，此时对第二三角光传感器（2)的读数的影 响，设变化为Ax"， AX" = -AY*tan9 (三） 、在上述运动的基础上，框架（A)沿X向位移AX，此运动对第二三角光传感器（2) 的读数的影响为AX"'， Ax",=-AX 第二三角光传感器（2)的读数变化为： Am2=Ax'+Ax" +Ax" ' 即：三式联立：得出框架（A)沿Y方向偏移的距离AY，在X向偏移的距离AX;根据0，AX，AY的值 进行电机给定补偿； 步骤六： 1、补偿公转电机控制给定； 公转电机同样以逆时针方向旋转为正方向，角度范围为〇~180°，设G/A$为框架（A) 偏移后公转的给定，得 G公转=公转+Q 2、补偿X/Y电机的控制给定 框架（A)旋转角度补偿后，补偿X、Y电机的控制给定； 设补偿后，X1、X2电机的给定为Gxl、Gx2,YA1/YA2、YB1/YB2电机的控制给定为Gyl/2、Gy3/4， 得： Gxl= Gxl(|-AGx= Gxl(|-AY*sin 9 _AX*cos 0 Gyi/2= G yl0/20- A Gy= G yl0/20- A Y*cos 0 + A X*sin 0 GX2= G x2Q- A Gx= G x2(|- A Y*sin 9 - A X*cos 9 Gy3/4= G y3〇/4〇- A Gy= G y30/40- A Y*cos 0 + A X*sin 0 其中： AGy:AX，AY在YA1/YA2电机运行方向上的投影和； AGx;AX，AY在XI电机运行方向上的投影和。
【专利摘要】一种三自由度光刻机双工件台框架气浮补偿方法，本发明属于光刻机双工件台框架运动控制的高精度控制定位的技术领域。它的方法步骤为：在框架的一个长边同一侧固定安装第一三角光传感器、第二三角光传感器，在框架的短边上固定安装第三三角光传感器；设传感器的测量值在初始值的基础上变化了△m1,△m2,△m3，利用△m1,△m2求角度θ；以第二三角光传感器为研究对象，计算三个运动对第二三角光传感器读数的影响；得出框架沿Y方向偏移的距离△Y，在X向偏移的距离△X；根据θ,△X,△Y的值进行电机给定补偿；补偿公转电机控制给定，补偿X/Y电机的控制给定。本发明可以实现光刻机双工件台的换台补偿，对于外界的对框架的干扰可以实时动态补偿宏动电机的控制给定，达到顺利换台的目的。
【IPC分类】G03F7/20
【公开号】CN104914683
【申请号】CN201510353919
【发明人】陈兴林, 万勇利, 宋法质, 韩记晓, 张常江, 赵为志, 何良辰, 刘洋, 宋跃, 陈震宇
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月24日