[發明專利]可變磁浮力重力補償器

有效

• 申請號: 201610876576.3
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107885039B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 季漢川;楊曉峰
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

本發明提供了一種可變磁浮力重力補償器，所述重力補償器包括：依次從內到外同心設置的調節磁鐵、中心柱磁鐵、外環磁鐵和外環磁鐵外殼、以及調節磁鐵垂向驅動機構，其中所述調節磁鐵設置在所述中心柱磁鐵的中心孔中并且其一端安裝在所述調節磁鐵垂向驅動機構上，所述調節磁鐵與所述中心柱磁鐵充磁方向相反，所述調節磁鐵垂向驅動機構用于調節所述調節磁鐵相對于中心柱磁鐵的垂向位移以調節所述重力補償器的磁浮力。本發明的可變磁浮力重力補償器通過增加垂向調節磁鐵能夠在不影響水平向行程的條件下提供50％的大范圍無極可調磁浮重力補償力，大大增加了重力補償器的應用范圍和靈活性。

技術領域

本發明涉及集成電路裝備制造領域，尤其涉及一種可變磁浮力重力補償器。

背景技術

隨著大規模集成電路器件集成度不斷提高，光刻加工的分辨率不斷提高，光刻系統對精密運動平臺各自由度方向的控制精度要求的指標也在不斷提升，其中振動的干擾是影響運動平臺的控制精度的重要因素。以工件臺系統為例，使Chuck微動臺在曝光過程中免受工件臺系統和基礎框架振動的干擾對提高控制精度至關重要，因此需要采用行之有效的方案對微動臺模塊進行減振和隔振。

磁浮重力補償器可對微動臺重力實現補償及隔振。對于chuck微動臺，通常使用多個重力補償器共同實現補償，但裝配時常常出現重力分配不均，無法適配的問題。對于某些大世代TFT光刻機，承版臺質量呈數量級的增大，這就需要產生足夠大的磁浮力來平衡重力。此外，TFT基板臺還有較大的水平行程需求。

請參考圖1，圖1示出了現有技術的一種磁浮重力補償器，這種磁浮重力補償器的特點在于可以調節重力補償器的基礎磁浮力的大小，其調節的方式是拆分中心柱磁鐵10。如圖1所示，中心柱磁鐵10被拆分成四個四分之一磁環，重力補償器工作時使其各部分同心聯動，達到改變工作氣隙，從而調節磁浮力的目的。這種磁浮重力補償器具有使用方便，適用范圍更廣泛的優點，但是其磁浮力調節范圍在20％以內而且工作氣隙和水平向行程不能解耦，在面對像TFT基板臺這種大尺寸，大質量的負載時，顯得磁浮力調節范圍不足和水平向行程小，無法兼顧調節性能和高磁浮力的性能。

需要說明的是，公開于該發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明提供一種可變磁浮力重力補償器，其具有行程大和磁浮力調節范圍廣的要求，能夠適用于各種需要重力補償和減震的應用場合。

為了達到上述目的，在本申請的一個方面，提供一種可變磁浮力重力補償器包括：依次從內到外同心設置的調節磁鐵、中心柱磁鐵、外環磁鐵和外環磁鐵外殼、以及調節磁鐵垂向驅動機構，其中所述調節磁鐵設置在所述中心柱磁鐵的中心孔中并且其一端安裝在所述調節磁鐵垂向驅動機構上，所述調節磁鐵與所述中心柱磁鐵垂向充磁且充磁方向相反，所述外環磁鐵徑向充磁，所述調節磁鐵垂向驅動機構用于調節所述調節磁鐵相對于中心柱磁鐵的垂向位移以調節所述重力補償器的磁浮力。

在一些實施例中，所述調節磁鐵垂向驅動機構包括調節磁鐵基座、調節機構框架、調節絲杠、調節螺紋套和旋轉調節機構，所述調節磁鐵安裝在所述調節磁鐵基座上，所述調節磁鐵基座通過所述調節絲杠和調節螺紋套與所述調節機構框架的底部螺紋旋轉連接，通過旋轉所述調節絲杠來調節所述調節磁鐵相對于中心柱磁鐵的垂向位移。

在一些實施例中，所述中心柱磁鐵和外環磁鐵是環形磁鐵。

在一些實施例中，所述外環磁鐵安裝在所述外環磁鐵外殼內并與所述外環磁鐵外殼一起作為動子，通過柔性鍵連接或者直接連接負載。

在一些實施例中，所述旋轉調節機構是電機或扳手。

在一些實施例中，所述中心柱磁鐵、調節磁鐵和外環磁鐵均由釹鐵硼(NdFeB)材料制成。