一种带自动抓取抬升机构的六自由度微动台

摘要

一种带自动抓取抬升机构的六自由度微动台，主要应用于半导体光刻设备中。本实用新型是在现有六自由度微动台的基础上增加了一个自动抓取抬升机构，该自动抓取抬升机构含有驱动模块、导向模块和测量模块；所述驱动模块是一个动圈式洛伦兹电机，导向模块由三个圆柱滚珠导套组成，测量模块采用一个线性光栅尺传感器组件。本实用新型与现有六自由度微动台结构相比，由于增加了一个自动抓取抬升机构，使得该六自由度微动台具有了一个沿垂直方向的大行程的单自由度抬升与抓取功能，满足了光刻机对于硅片的抬升与抓取的要求。

主权项

一种带自动抓取抬升机构的六自由度微动台，含有实现微动工作台在水平面内沿X方向、Y方向和绕Z轴旋转三个自由度运动的第一种电磁力驱动模块和实现微动工作台沿Z方向、绕X轴旋转和绕Y轴旋转的三个自由度的运动的第二种电磁力驱动模块，还含有真空吸盘（4）、微动台上盖（3）和基座（1），所述的真空吸盘（4）设置在微动台上盖（3）上表面的凹槽内，所述的第一种电磁力驱动模块和第二种电磁力驱动模块设置在微动台上盖（3）与基座（1）之间，所述的第一种电磁力驱动模块和第二种电磁力驱动模块的电机线圈部分为驱动模块的定子部分，所述的第一种电磁力驱动模块和第二种电磁力驱动模块的所有电机磁钢和铁轭部分为驱动模块的动子部分，真空吸盘（4）设置在微动台上盖（3）与驱动模块的动子部分连接在一起，其特征在于：所述的六自由度微动台还含有一个自动抓取抬升机构（5），所述的自动抓取抬升机构（5）布置在微动台上盖（3）的下方，该自动抓取抬升机构（5）包括驱动模块、导向模块和测量模块；所述的驱动模块是一个动圈式洛伦兹电机，该洛伦兹电机由第一瓦型永磁体（11）、第二瓦型永磁体（12）、圆柱线圈（13）、电机壳（14）、线圈骨架（15）和真空抓取柱（16）所组成，所述的电机壳（14）为空心圆柱型，在空心圆柱的内外壁之间设有一个环形深槽，环形深槽的外环表面均布有六块第一瓦型永磁体（11），沿电机壳（14）环形深槽的内环表面均布有六块第二瓦型永磁体（12），并一一对应；圆柱线圈（13）与电机壳（14）同轴放置，并位于环形深槽中的第一瓦型永磁体（11）和第二瓦型永磁体（12）形成的磁场中，在线圈骨架（15）上沿圆周方向均布有三个真空抓取柱（16），三个真空抓取柱（16）分别穿入真空吸盘（4）和微动台上盖（3）所对应的三个孔中；在电机壳（14）的外壁上沿圆周方向被三个竖向槽平均分为三段，所述的三个真空抓取柱（16）分别在三个竖向槽中沿垂直方向运动；洛伦兹电机的永磁体和电机壳（14）与基座（1）连接在一起；所述的导向模块由三个圆柱滚珠导套组成，所述的滚珠导套的轴套（21）分别固定在线圈骨架（15）中部的呈正三角形分布的三个圆孔中，所述的滚珠导套的导向杆（22）则分别固定在电机壳（14）底部，并分别穿入对应的滚珠导套的轴套（21）中；所述的测量模块采用一个线性光栅尺传感器组件，该线性光栅尺传感器组件由线性光栅尺（31）、线性光栅尺安装座（32）、光栅读数头（33）和光栅读数头安装座（34）组成；线性光栅尺（31）通过线性光栅尺安装座（32）安装在线圈骨架（15）中部沿竖直方向的槽中；光栅读数头（33）通过光栅读数头安装座（34）安装在电机壳（14）内与线性光栅尺安装座（32）相对应的位置，并使得光栅读数头（33）与线性光栅尺（31）相对布置，同时保证两者之间具有一定间隙。