[发明专利]多自由度粗动工件台

说明书

技术领域

本发明涉及光刻机，尤其涉及一种多自由度粗动工件台。

背景技术

光刻机的工件台大多采用“H”结构的形式，即Y向由两个长行程直线电机驱动，X向由一个长行程直线电机驱动。通过控制X、Y向长行程直线电机的运动，实现工件台的X、Y向运动；通过控制两个Y向长行程直线电机的相互运动，实现工件台Rz运动。当工件台做X向运动时，由于作用力与反作用力的影响，会给两侧Y向电机一定的冲击力，从而使Y向电机偏移正常位置。为了保证Y向长行程直线电机在工作中既能有很高的直线度，又能实现一定量的Rz运动，必须在两Y向直线电机之间连接相应的辅助机构。

如图1所示，中国专利CN201051210Y(公开日：2008年4月23日)披露的“一种柔性连接装置”中，工件台包括两个Y向直线电机的动子101a和101b(两个Y向直线电机的动子101a和101b分别由两个Y向直线电机驱动)和横梁103(X向直线电机设置在横梁103中，该X向直线电机驱动工件台4在横梁103上运动)，为保证两Y向直线电机在工作中有很高的直线度，该专利披露的技术方案采用侧向气浮导轨，即两个Y向直线电机各设置一侧向气浮导轨，但是，侧向气浮导轨与Y向直线电机之间的间隙很小，导致Rz运动范围很小，容易卡死粗动工件台，对粗动工件台的操作带来影响，因此，该专利披露的技术方案中还加入一Rz柔性连接装置，该Rz柔性连接装置包括主柔性块102a和副柔性块102b，该Rz柔性连接装置用以防止粗动工件台运动卡死。也就是说，该专利披露的技术方案采用侧向气浮导轨和Rz柔性连接装置来确保Y向直线电机在工作中的直线度和一定量的Rz运动。

这种现有技术的缺点是，加入柔性块，粗动工件台的结构变复杂了；同时，柔性块的设计和加工是一个难题，往往要进行大量的仿真分析，加工许多个柔性块，才有可能满足要求；另外，加入柔性块后，控制变得更复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多自由度粗动工件台，结构简单，既能保证Y向运动的直线度，又能实现大范围Rz运动。

为了达到上述的目的，本发明提供一种多自由度粗动工件台，包括两个Y向直线电机、设置在两个Y向直线电机之间的横梁、一工件台、一X向电机、一X向微动电机和一连接板；所述X向微动电机设置在一Y向直线电机的一侧，所述X向微动电机通过所述连接板与该Y向直线电机连接；所述横梁的一端与所述连接板连接，所述横梁的另一端与另一Y向直线电机连接；在所述X向微动电机驱动下所述两个Y向直线电机作X向微量运动，用以保证两个Y向直线电机Y向运动时的直线度；所述横梁穿过所述工件台，所述X向电机设置在所述横梁与所述工件台之间，该X向电机驱动所述工件台在所述横梁上作X向运动。

上述多自由度粗动工件台，其中，所述Y向直线电机包括Y向直线电机定子和能沿Y向直线电机定子移动的Y向直线电机动子。

上述多自由度粗动工件台，其中，所述横梁的一端通过所述连接板与一Y向直线电机的Y向直线电机动子连接，该横梁的另一端与另一Y向直线电机的Y向电机动子连接。

上述多自由度粗动工件台，其中，所述X向微动电机包括X向微动电机定子和能沿X向微动电机定子移动的X向微动电机动子，所述X向微动电机动子通过所述连接板与一Y向直线电机的Y向直线电机动子连接。

上述多自由度粗动工件台，其中，所述X向电机包括安装在所述横梁中的X向电机定子和安装在所述工件台中的X向电机动子。

上述多自由度粗动工件台，其中，还包括两个气浮块，所述两个气浮块分别支撑着所述横梁的两端。

上述多自由度粗动工件台，其中，所述两个气浮块均采用真空和气浮形成的稳定的气膜。

上述多自由度粗动工件台，其中，所述横梁相对所述气浮块静止。

本发明多自由度粗动工件台采用X向微动电机作辅助机构，由于X向微动电机的可控性，既保证了Y向直线电机在工作中有很高的直线度，又实现了大范围Rz运动；X向微动电机设计、加工简单，易于实现，降低了结构加工及装配难度，还大大降低了成本；两个气浮块均采用真空和气浮形成的稳定的气膜，很好地保证了即使重物作用下气浮块也不会下榻，而且保证运动过程中横梁相对气浮块静止；本发明多自由度粗动工件台结构简单、紧凑，安装便捷。

附图说明

本发明的多自由度粗动工件台由以下的实施例及附图给出。

图1是现有技术中粗动工件台的结构示意图；

图2是本发明多自由度粗动工件台的结构示意图；

图3是本发明中X向微动电机与Y向直线电机连接的示意图；

图4是本发明中Y向直线电机及X向微动电机驱动时的驱动方向示意图。