磁懸浮掩模臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其性能研究.pdf

1、磁懸浮支撐技術(shù)具有無摩擦、無磨損等優(yōu)點而獲得廣泛關(guān)注。掩模臺是光刻機(jī)的核心單元,對磁懸浮掩模臺的設(shè)計制造與控制的研究是一個復(fù)雜而又具有重要科研價值和實用意義的課題。磁懸浮掩模臺的結(jié)構(gòu)及其參數(shù)的設(shè)計很大程度上決定了磁懸浮系統(tǒng)承載能力。本文基于磁懸浮支撐技術(shù)和光刻掩模原理,采用CAD/CAE先進(jìn)技術(shù)手段,提出一種新型磁懸浮光刻機(jī)掩模臺,并進(jìn)行了詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計,以實現(xiàn)掩模臺的快速精密定位。
　　 提出U型和E型電磁鐵兩種方案,對兩種電磁

2、鐵分別進(jìn)行了電磁力的計算。然后利用有限元軟件對掩模臺工作臺進(jìn)行了電磁場仿真分析,確定了一種最大程度減弱磁場耦合的結(jié)構(gòu)布局方案。
　　 建立了掩模臺的力學(xué)模型,運用有限元軟件對掩模臺進(jìn)行了靜力學(xué)分析和模態(tài)分析。靜力學(xué)分析主要計算了掩模臺處于靜止停放和懸浮運動兩種工況下的彎曲變形和應(yīng)力分布情況。同時文章分別對掩模臺關(guān)鍵部件和整體進(jìn)行了模態(tài)分析,整體分析又分為靜止停放和懸浮運動兩種工況,結(jié)合靜力學(xué)分析和模態(tài)分析結(jié)果,發(fā)現(xiàn)掩模臺結(jié)構(gòu)設(shè)計

3、的薄弱環(huán)節(jié)是工作臺下方電磁鐵區(qū)域,并最終優(yōu)化了掩模臺關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)尺寸。
　　 文章就電磁鐵的發(fā)熱量、溫度場分布及其變化規(guī)律進(jìn)行了研究。針對掩模臺的電磁鐵的發(fā)熱問題,運用有限元軟件對其進(jìn)行了二維溫度場瞬態(tài)分析,并進(jìn)行了實驗驗證。結(jié)果顯示在空氣中掩模臺經(jīng)過一定時間后溫度將達(dá)到平衡狀態(tài),溫度在允許范圍內(nèi),不需要加裝冷卻裝置。同時通過仿真研究了掩模臺處于真空環(huán)境下的溫度場分布,討論了在真空環(huán)境下施加冷卻裝置的必要性,并進(jìn)行了冷卻設(shè)計