[发明专利]双工件台长行程测量装置及其使用方法

权利要求书

1.一种双工件台长行程测量装置，用于实时控制工件台的位置以进行精确的光刻加工作业，其特征在于，包括：

粗动平面电机装置，其用于移动所述工件台使所述工件台在该粗动平面电机装置的上表面沿X轴、Y轴或Z轴方向移动，或做Rx、Ry或Rz转动；

导轨，其设置于所述粗动平面电机装置的侧面；

长行程平面测量装置，其包括滑台部分和测量支架，所述滑台部分设置于所述导轨上；所述滑台部分沿所述导轨做Y向移动或Rz转动；所述测量支架一端连接于所述滑台部分，其另一端连接于所述工件台；所述导轨上设置有Y向光栅尺，所述滑台部分底部设置有与所述Y向光栅尺对应的Y向光栅编码器，所述Y向光栅尺与Y向光栅编码器结合测量所述滑台部分的Y向长行程运动位置；所述测量支架实时测量所述工件台X向的位置、所述工件台相对所述测量支架在Y向的位置以及所述工件台Rz向的角位移，并将测到的位置信息实时反馈到工件台控制系统；

以及

控制系统，其分别与所述粗动平面电机装置及所述滑台部分电信连接，所述控制系统根据反馈回该控制系统的工件台与长行程平面测量装置的位置信息来调整所述工件台与长行程平面测量装置在X-Y-Z空间内的位置。

2.根据权利要求1所述双工件台长行程测量装置，其特征在于，还包括长行程垂向测量装置，其由多个Z向位移传感器组成，所述Z向位移传感器设置于所述工件台的底部，所述Z向位移传感器用于测量工件台的Z向位移及Rx、Ry向的角位移。

3.根据权利要求2所述双工件台长行程测量装置，其特征在于，所述的测量支架包括支架本体、传感器支架、X向光栅尺、X向光栅编码器、传感器和永磁磁钢片，所述支架本体的一端与所述滑台部分连接；所述传感器支架设置在所述支架本体上并与所述工件台连接；所述X向光栅尺与永磁磁钢片均设置于所述支架本体上；所述X向光栅编码器与传感器均设置于所述传感器支架上；所述X向光栅尺与X向光栅编码器结合测量所述工件台X向的位置；所述传感器测量工件台相对测量支架在Y向的位置；多个所述传感器组和测量所述工件台Rz向的角位移。

4.根据权利要求2所述双工件台长行程测量装置，其特征在于，所述Z向位移传感器为电容式位移传感器或霍尔差分传感器。

5.根据权利要求3所述双工件台长行程测量装置，其特征在于，所述传感器为霍尔差分传感器。

6.根据权利要求3所述双工件台长行程测量装置，其特征在于，所述X向光栅编码器通过辨识X向光栅尺的刻度来读取工件台的X向位置；所述Y向光栅编码器通过辨识Y向光栅尺的刻度来读取工件台的Y向位置。

7.根据权利要求1至5任一项所述双工件台长行程测量装置，其特征在于，所述支架本体开有一矩形槽，所述传感器支架设置于所述矩形槽中，所述矩形槽限制所述传感器支架的活动范围；所述X向光栅尺设置于所述矩形槽Y向的一侧，所述X向光栅编码器设置于所述传感器支架上并在Y向对准所述X向光栅尺；所述永磁磁钢片设置于所述矩形槽Y向的另一侧，所述传感器设置于所述传感器支架上并在Y向对准所述永磁磁钢片。

8.根据权利要求7所述双工件台长行程测量装置，其特征在于，所述传感器支架Y向的两侧设有Y向弹性缓冲装置，所述传感器支架X向的靠近工件台的一侧设有X向弹性缓冲装置；所述X向弹性缓冲装置与Y向弹性缓冲装置用于减缓传感器支架撞击矩形槽内壁时的冲击。

9.根据权利要求1至5任一项所述双工件台长行程测量装置，其特征在于，所述传感器支架的剖面形状为U形，所述支架本体位于所述传感器支架的U形槽内，所述X向光栅尺与永磁磁钢片均设置于所述支架本体的底部，所述X向光栅编码器与传感器均设置于所述传感器支架U形槽内的平面上，所述X向光栅编码器与传感器分别Z向对准所述X向光栅编码器与永磁磁钢片，所述传感器支架U形槽的两侧内壁上均设有Y向弹性缓冲装置，所述支架本体靠近工件台的一端设有X向弹性缓冲装置，所述X向弹性缓冲装置与Y向弹性缓冲装置用于减缓传感器支架撞击支架本体时的冲击。

10.根据权利要求1至5任一项所述双工件台长行程测量装置，其特征在于，所述滑台部分包括滑台、导轨电机定子、导轨电机动子和气浮轴承，所述滑台通过所述气浮轴承设置于所述导轨上；所述导轨电机定子设置于所述导轨上；所述导轨电机动子设置在所述滑台底部；所述导轨电机动子与导轨电机定子组成直线电机带动所述滑台沿Y向运动。