一种宏动微动结合的磁悬浮运动台

本发明涉及一种磁悬浮运动台，具体涉及一种宏动微动结合的磁悬浮运动台，本发明属于磁悬浮。

背景技术：

1、在超精密加工和半导体制造领域，如euv光刻机中，需要满足高洁净度、高真空的工作条件，传统的气浮和机械运动台无法满足需求。但是由于磁悬浮运动台依靠电磁力驱动，具有阻尼小、无摩擦，可以满足真空环境的特点，磁浮运动台逐渐成为了超精密加工技术领域的解决方案。但是在euv光刻时，运动台不仅要完成大行程的换台操作，还需要高精度的定位精度保证光刻过程的准确可靠，这就对磁悬浮运动台提出了新的需求和挑战。传统的磁悬浮运动台采用宏动和微动叠加的方式，采用宏动台载着微动台，对宏动台的负载能力需求很高，这无疑增加了宏动台的设计难度，而且宏动微动系统之间割裂严重，需独立设计，增加了成本。

技术实现思路

1、本发明为解决传统的磁悬浮运动台结构复杂、负载大且成本高的问题，进而提出一种宏动微动结合的磁悬浮运动台。

2、本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

3、本发明包括宏动台单元和微动台单元，所述宏动台单元包括宏动台框架、绕组线圈、水冷中空板和宏动台晶圆支撑架，所述宏动台框架的中部设有矩形槽，矩形槽的四周分别设有四个安装槽，每个安装槽内设有一个水冷中空板，每个水冷中空板的下表面连接有一个绕组线圈，所述宏动台晶圆支撑架与宏动台框架连接，用于承载晶圆；所述微动台单元位于所述矩形槽内。

4、进一步的，所述宏动台框架为矩形框架，在宏动台框架的三个角各安装有一个宏动激光传感器；在所述宏动台框架的外侧壁安装有三个霍尔传感器；宏动台框架的内壁设有三个水平激光传感器。

5、进一步的，所述水冷中空板为为矩形板体，其左、右两侧对称设有多个圆柱形接口，水冷中空板的内表面设有多个凹槽。

6、进一步的，所述宏动台晶圆支撑架为四个支撑梁，四个支撑梁呈十字形布置，每个支撑梁的一端与宏动台框架的上表面连接，另一端向矩形槽延伸用于承载晶圆。

7、进一步的，所述微动台单元包括微动台框架、四个pcb线圈组、三个微动激光传感器、三个光栅读数头和微动台晶圆承载圈，微动台框架为矩形框架，微动台框架的上表面中部设有微动台晶圆承载圈，微动台框架上表面的三个角位置各设有一个光栅读数头；每个光栅读数头的外侧设有一个微动激光传感器；四个pcb线圈组与微动台框架的下表面连接。

8、进一步的，每个所述pcb线圈组的长度是磁场极距的2k倍，其中k为正整数，每个pcb线圈组的总宽度是磁场极距的2l倍，其中，l为正整数。

9、进一步的，所述pcb线圈组包括第一pcb线圈组、第二pcb线圈组、第三pcb线圈组和第四pcb线圈组，第一pcb线圈组和第三pcb线圈组同方向布置；所述第二pcb线圈组和第四pcb线圈组同方向布置。

10、本发明的有益效果是：

11、1、本发明提出一种宏动微动结合的磁悬浮运动台，宏动台负责大范围的换台流程，达到微米级定位精度，微动台负责光刻过程中的运动，可达到纳米级的定位精度。

12、2、本发明提出一种宏动微动结合的磁悬浮运动台，可以减轻宏动台的负载，减少设计复杂度，降低系统复杂度，缩小系统体积，节约成本，对超精密加工领域，尤其是光刻机领域有着重要意义。

13、3、本发明提出一种宏动微动结合的磁悬浮运动台，宏动台和微动台在结构上相互独立，宏动台无需承担微动台的重量，可以搭载其他辅助配件，如小型机械臂等，提高系统的智能化程度和集成度。

技术特征：

1.一种宏动微动结合的磁悬浮运动台，其特征在于：所述一种宏动微动结合的磁悬浮运动台，它包括宏动台单元(1)和微动台单元(2)，所述宏动台单元(1)包括宏动台框架(1-1)、绕组线圈、水冷中空板(1-3)和宏动台晶圆支撑架，所述宏动台框架(1-1)的中部设有矩形槽(1-1-1)，矩形槽的四周分别设有四个安装槽(1-1-2)，每个安装槽(1-1-2)内设有一个水冷中空板(1-3)，每个水冷中空板(1-3)的下表面连接有一个绕组线圈，所述宏动台晶圆支撑架与宏动台框架(1-1)的上表面(1-1)连接，用于承载晶圆；所述微动台单元(2)位于所述矩形槽(1-1-1)内。

2.根据权利要求1所述的一种宏动微动结合的磁悬浮运动台，其特征在于：所述宏动台框架(1-1)为矩形框架，在宏动台框架(1-1)的三个角各安装有一个宏动激光传感器；在所述宏动台框架(1-1)的外侧壁安装有三个霍尔传感器；宏动台框架(1-1)的内壁设有三个水平激光传感器。

3.根据权利要求1所述的一种宏动微动结合的磁悬浮运动台，其特征在于：所述水冷中空板(1-3)为为矩形板体，其左、右两侧对称设有多个圆柱形接口(1-3-1)，水冷中空板(1-3)的内表面设有多个凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种宏动微动结合的磁悬浮运动台，其特征在于：所述宏动台晶圆支撑架为四个支撑梁(1-4)，四个支撑梁(1-4)呈十字形布置，每个支撑梁(1-4)的一端与宏动台框架(1-1)的上表面连接，每个支撑梁(1-4)的另一端向矩形槽(1-1-1)延伸用于承载晶圆。

5.根据权利要求1所述的一种宏动微动结合的磁悬浮运动台，其特征在于：所述微动台单元(2)包括微动台框架(2-1)、四个pcb线圈组、三个微动激光传感器、三个光栅读数头和微动台晶圆承载圈(2-8)，微动台框架(2-1)为矩形框架，微动台框架(2-1)的上表面中部设有微动台晶圆承载圈(2-8)，微动台框架(2-1)上表面的三个角位置各设有一个光栅读数头；每个光栅读数头的外侧设有一个微动激光传感器；四个pcb线圈组与微动台框架(2-1)的下表面连接。

6.根据权利要求5所述的一种宏动微动结合的磁悬浮运动台，其特征在于：每个所述pcb线圈组(2-2)的长度是磁场极距的2k倍，其中k为正整数，每个pcb线圈组的总宽度是磁场极距的2l倍，其中，l为正整数。

7.根据权利要求5或6所述的一种宏动微动结合的磁悬浮运动台，其特征在于：所述四个pcb线圈组包括第一pcb线圈组(2-9)、第二pcb线圈组(2-10)、第三pcb线圈组(2-11)和第四pcb线圈组(2-12)，第一pcb线圈组(2-9)和第三pcb线圈组(2-11)同方向布置；所述第二pcb线圈组(2-10)和第四pcb线圈组(2-12)同方向布置。

技术总结一种宏动微动结合的磁悬浮运动台，它涉及一种磁悬浮运动台，本发明为解决传统的磁悬浮运动台结构复杂、负载大且成本高的问题，它包括宏动台单元和微动台单元，所述宏动台框架的中部设有矩形槽，矩形槽的四周分别设有四个安装槽，每个安装槽内设有一个水冷中空板，每个水冷中空板的下表面连接有一个绕组线圈，所述宏动台晶圆支撑架与宏动台框架连接，用于承载晶圆；所述微动台单元位于所述矩形槽内。本发明提出一种宏动微动结合的磁悬浮运动台，可以减轻宏动台的负载，减少设计复杂度，降低系统复杂度，缩小系统体积，节约成本，对超精密加工领域，尤其是光刻机领域有着重要意义。本发明属于磁悬浮技术领域。技术研发人员：马俊,樊春光,于旭阳,赵勃受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9