一種可調磁浮力重力補償器制造技術

本發(fā)明專利技術公開了一種可調磁浮力重力補償器，包括定子、動子、底座和可調機構，定子設置在底座上，動子懸浮在定子的上方；定子包括音圈電機線圈和中心柱磁鐵，中心柱磁鐵通過可調機構固定在所述底座上；中心柱磁鐵由至少2個瓦型磁鐵圍成；可調機構一端固定在底座上，另一端與瓦型磁鐵固定連接，帶動瓦型磁鐵做定心收放運動，改變中心柱磁鐵與動子之間的磁浮力。本發(fā)明專利技術設置可調機構和中心柱磁鐵，通過可調機構帶動瓦型磁鐵做定心收放運動，以調節(jié)中心柱磁鐵的內外環(huán)半徑達到調節(jié)基礎磁浮力的功能，實現(xiàn)重力補償器的磁浮重力補償值在一定范圍內機械可調，采用磁浮重力被動補償與音圈電機主動補償相結合的方法，增大了重力補償器的調節(jié)范圍。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及光刻技術中的重力補償器，具體涉及一種可調磁浮力重力補償器。
技術介紹
光刻設備是一種將掩膜圖案曝光成像到硅片上的設備，主要用于集成電路IC或其它微型器件的制造，在掩膜圖案成像過程中，掩膜與硅片同時相對于投影系統(tǒng)和投影光束移動。隨著大規(guī)模集成電路器件集成度的不斷提高，光刻分辨率的不斷增強，對光刻機特征線寬指標要求也在不斷提升。當前，光刻機已經發(fā)展成為內部世界和外部世界的結合體，其中工件臺、掩膜臺及其照明系統(tǒng)三個獨立的世界分別進行減振。考慮微動模塊，需要對承片臺或承版臺進行有效的減振，使其在曝光過程中免受其他系統(tǒng)的干擾。重力補償器就是在此背景下發(fā)展起來的新型結構，通過主被動減振技術，完成對承片臺或承版臺的調平調焦，使微動模塊形成一個獨立的內部世界。現(xiàn)有的一種重力補償器采用機械式的重力補償結構，如圖1所示，采用板簧片1’、活動底板2’和拉簧(圖中未標出)形成垂向靜態(tài)重力補償模塊，并通過具有RX/RY自由度調節(jié)功能的連接塊3’與微動臺4’連接，達到減振的效果。該方案需要使用三個重力補償器來支撐微動臺4’，很難實現(xiàn)配重一致，補償力分配不均，且結構較復雜，剛度要求高，可控性、精度較差。針對以上問題，之后提出了一種具有磁浮重力平衡功能的音圈電機，如圖2所示，通過定子磁鋼組5’和動子磁鋼組6’之間產生靜態(tài)補償力，以平衡運動部
件的重力，同時大推力音圈電機提供調節(jié)重力補償力，實現(xiàn)對推力的調整。然而該方法存在發(fā)熱量大，且音圈電機對補償力的調節(jié)范圍有限等問題。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術為了克服以上不足，提供了一種可有效減少發(fā)熱量，并增大重力補償力調節(jié)范圍的可調磁浮力重力補償器。為了解決上述技術問題，本專利技術的技術方案是：一種可調磁浮力重力補償器，包括定子、動子、底座和可調機構，所述定子設置在所述底座上，所述動子懸浮在所述定子的上方；所述定子包括音圈電機線圈和中心柱磁鐵，所述中心柱磁鐵通過可調機構固定在所述底座上；所述中心柱磁鐵由至少2個瓦型磁鐵圍成；所述可調機構一端固定在底座上，另一端與所述瓦型磁鐵固定連接，帶動瓦型磁鐵做定心收放運動，改變所述中心柱磁鐵與動子之間的磁路，進而改變兩者之間的磁浮力。進一步的，所述動子包括內環(huán)磁鐵和外環(huán)磁鐵，所述中心柱磁鐵、內環(huán)磁鐵、音圈電機線圈和外環(huán)磁鐵由內向外依次同心設置。進一步的，所述內環(huán)磁鐵和外環(huán)磁鐵通過動子框架進行固定。進一步的，所述音圈電機線圈通過線圈框架固定在所述底座上。進一步的，所述可調機構包括主動件、與所述主動件相連的若干個從動件和調節(jié)件，所述主動件下方與所述底座連接，所述從動件還與所述瓦型磁鐵固定連接，所述調節(jié)件帶動主動件對從動件和瓦型磁鐵進行位置調節(jié)。進一步的，所述從動件的數(shù)量與所述瓦型磁鐵的數(shù)量相對應。進一步的，所述主動件為螺紋盤，所述從動件與所述螺紋盤螺紋嚙合，所述調節(jié)件設于所述底座上，旋轉調節(jié)件帶動所述螺紋盤轉動，使從動件和所述瓦型磁鐵做定心收放運動。進一步的，所述主動件為錐臺，所述從動件為與所述錐臺相對應的楔形塊，所述調節(jié)件設于所述底座上，旋轉調節(jié)件帶動所述錐臺上下運動，使從動件和
瓦型磁鐵做定心收放運動。進一步的，所述主動件為中部凸起的圓柱形基座，所述從動件為滑臺，兩者通過移動鉸鏈相連，所述調節(jié)件包括調節(jié)螺母和與所述調節(jié)螺母匹配的螺紋拉桿，所述螺紋拉桿設于圓柱形基座內部，螺紋拉桿上下兩端分別連接所述移動鉸鏈和底座。進一步的，所述瓦型磁鐵、內環(huán)磁鐵和外環(huán)磁鐵均由釹鐵硼材料制成。本專利技術提供的可調磁浮力重力補償器，設置可調機構和由若干個瓦型磁鐵圍成的中心柱磁鐵，通過可調機構帶動瓦型磁鐵做定心收放運動，以調節(jié)中心柱磁鐵的內外環(huán)半徑以改變中心柱磁鐵與動子之間的磁路，達到調節(jié)基礎磁浮力的功能，實現(xiàn)重力補償器的磁浮重力補償值在一定范圍內機械可調，采用磁浮重力被動補償與音圈電機主動補償相結合的方法，增大了重力補償器的調節(jié)范圍。附圖說明圖1是現(xiàn)有的機械式重力補償器結構圖；圖2是現(xiàn)有的具有磁浮重力平衡功能的音圈電機結構圖；圖3是本專利技術可調磁浮力重力補償器實施例1剖面示意圖；圖4是本專利技術可調磁浮力重力補償器實施例1結構圖；圖5a、5b是本專利技術實施例1瓦型磁鐵和從動件結構圖；圖6本專利技術實施例1調節(jié)機構的結構圖；圖7a、7b是本專利技術實施例1瓦型磁鐵和內外環(huán)磁鐵之間的磁力線變化圖；圖8是本專利技術實施例1內外環(huán)磁鐵受到的基礎磁浮力變化圖；圖9是本專利技術實施例2調節(jié)機構的結構圖；圖10是本專利技術實施例3調節(jié)機構的結構圖。圖1、2中所示：1’、板簧片；2’、活動底板；3’、連接塊；4’、微動臺；5’、定子磁鋼組；6’、動子磁鋼組；圖3-10中所示：1、定子；11、中心柱磁鐵；111、瓦型磁鐵；12、音圈電機線圈；2、動子；201、內環(huán)磁鐵；202外環(huán)磁鐵；203、動子框架；4、底座；5、線圈框架；6、可調機構；601、主動件；602、從動件；603、調節(jié)件；6031、調節(jié)螺母；6032；螺紋拉桿、604、移動鉸鏈。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作詳細描述：實施例1如圖3所示，本實施例的一種可調磁浮力重力補償器，包括定子1、動子2、底座4和可調機構6。其中，定子設置在底座4上，動子2通過磁力懸浮于定子1的上方。定子1包括音圈電機線圈12和中心柱磁鐵11，音圈電機線圈12、所述音圈電機線圈12通過線圈框架5固定在底座4上，中心柱磁鐵11由至少2個瓦型磁鐵111圍成，且充磁方向沿中心柱磁鐵11軸向，與動子2相互作用并提供一個穩(wěn)定低剛度的基礎磁浮力，可調機構6下端固定在底座4上，上端與所述瓦型磁鐵111固定連接，帶動瓦型磁鐵111做定心收放運動，即沿中心柱磁鐵11的中心做打開或收縮運動，動子2充磁方向為徑向。通過可調機構6帶動瓦型磁鐵111做定心收放運動，以調節(jié)中心柱磁鐵11的內外環(huán)半徑，改變所述中心柱磁鐵11與動子之間的磁路，達到調節(jié)基礎磁浮力的功能，實現(xiàn)重力補償器的磁浮重力補償值在一定范圍內機械可調，采用磁浮力重力被動補償與音圈電機主動補償相結合的方法，增大了重力補償器的調節(jié)范圍。優(yōu)選的，所述動子2包括內環(huán)磁鐵201和外環(huán)磁鐵202，中心柱磁鐵11、內環(huán)磁鐵201、音圈電機線圈12和外環(huán)磁鐵202由內向外依次同心設置，如圖4所示。瓦型磁鐵111、內環(huán)磁鐵201和外環(huán)磁鐵202均由釹鐵硼材料制成，內環(huán)磁鐵201和外環(huán)磁鐵202通過動子框架203進行固定，所述動子框架203的截面為倒U型，內環(huán)磁鐵201和外環(huán)磁鐵202分別與中心柱磁鐵11相互作用并提供一個穩(wěn)定低剛度的基礎磁浮力，同時內環(huán)磁鐵201和外環(huán)磁鐵202之間形
成一個穩(wěn)定的徑向磁場，使音圈電機線圈12產生洛倫茲力，以達到主動減振和重力補償?shù)男ЧＵ埨^續(xù)參照圖3，可調機構6包括主動件601、與主動件601相連的若干個從動件602和調節(jié)件603，主動件601下方與底座4連接，從動件602還與瓦型磁鐵111固定連接，調節(jié)件603帶動主動件601對從動件602和瓦型磁鐵111進行位置調節(jié)，從動件602的數(shù)量與瓦型磁鐵111的數(shù)量相對應，為了使瓦型磁鐵111在收放過程中更好地形成軸向充磁的圓柱型磁場，以降低水平寄生拉力剛度，采用盡可能多的瓦型磁鐵111，如圖5a、5b所示，瓦型磁鐵111的數(shù)量分別為6個和8個。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可調磁浮力重力補償器，其特征在于：包括定子、動子、底座和可調機構，所述定子設置在所述底座上，所述動子懸浮在所述定子的上方；所述定子包括音圈電機線圈和中心柱磁鐵，所述中心柱磁鐵通過可調機構固定在所述底座上；所述中心柱磁鐵由至少2個瓦型磁鐵圍成；所述可調機構一端固定在底座上，另一端與所述瓦型磁鐵固定連接，帶動瓦型磁鐵做定心收放運動，改變所述中心柱磁鐵與動子之間的磁路，進而改變定子和動子之間的磁浮力。

【技術特征摘要】
1.一種可調磁浮力重力補償器，其特征在于：包括定子、動子、底座和可調機構，所述定子設置在所述底座上，所述動子懸浮在所述定子的上方；所述定子包括音圈電機線圈和中心柱磁鐵，所述中心柱磁鐵通過可調機構固定在所述底座上；所述中心柱磁鐵由至少2個瓦型磁鐵圍成；所述可調機構一端固定在底座上，另一端與所述瓦型磁鐵固定連接，帶動瓦型磁鐵做定心收放運動，改變所述中心柱磁鐵與動子之間的磁路，進而改變定子和動子之間的磁浮力。2.根據權利要求1所述的可調磁浮力重力補償器，其特征在于：所述動子包括內環(huán)磁鐵和外環(huán)磁鐵，所述中心柱磁鐵、內環(huán)磁鐵、音圈電機線圈和外環(huán)磁鐵由內向外依次同心設置。3.根據權利要求2所述的可調磁浮力重力補償器，其特征在于：所述內環(huán)磁鐵和外環(huán)磁鐵通過動子框架進行固定。4.根據權利要求1所述的可調磁浮力重力補償器，其特征在于：所述音圈電機線圈通過線圈框架固定在所述底座上。5.根據權利要求1所述的可調磁浮力重力補償器，其特征在于：所述可調機構包括主動件、與所述主動件相連的若干個從動件和調節(jié)件，所述主動件與所述底座連接，所述從動件還與所述瓦型磁鐵固定連接...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：季漢川，陳慶生，
申請(專利權)人：上海微電子裝備有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31