[发明专利]一种应用于光刻装置的被动式调平锁紧机构

权利要求书

1.一种应用于光刻装置的被动式调平锁紧机构，其特征在于：包括装载板(1)、电机安装(2)、读数头底座(3)、读数头安装板(4)、光栅尺(5)、步进电机(6)、执行电缸(7)、光栅尺传动件(8)、平动件(9)、三点压缩弹簧支撑(10)、螺杆(11)、电机安装件(12)、直线轴承(13)、转矩齿轮(14)、推力深沟球轴承(15)、滚珠花键(16)、电机安装座(17)、滚珠花键轴(18)、阻挡球头(19)、掩模架(20)、万向转接(21)、锁紧压头(22)和球头位移器(23)，装载板(1)通过球头位移器(23)将读数头底座(3)固定，光栅尺(5)与读数头安装板(4)连接固定，光栅尺(5)通过光栅尺传动件(8)与移动部件掩模架(20)球头连接，光栅尺传动件(8)带动平动件(9)跟随运动，带动安装在平动件(9)上的光栅尺产生运动，从而实现掩模架(20)的运动传递到光栅尺(5)，实时反映掩模架(20)的位移量，通过电机安装件(12)以及电机安装(2)将步进电机(6)固定在装载板(1)上，步进电机(6)头部齿轮与转矩齿轮(14)啮合，螺杆上安装有直线轴承(13)，转矩齿轮通过定位销同轴固定在直线轴承(13)上，电机传递力矩带动螺杆(11)与直线轴承(13)同步转动、平移，螺杆(11)一端径向固定，一端与滚珠花键轴(18)螺纹连接，两者之间采用推力深沟球轴承(15)实现轴向缓冲，滚珠花键轴(18)下部与阻挡球头(19)螺纹连接，实现悬吊掩模架(20)，执行电缸(7)通过安装板固定在装载板(1)上，头部连接万向转接(21)，万向转接(21)与锁紧压头连接，在执行电缸(7)，能够实现将掩模架(20)顶紧，并保证执行电缸(7)不受径向力；

在非工作时自由状态位置，在重力以及三点压缩弹簧支撑(10)作用下，掩模架(20)落在装置最低点，阻挡球头(19)限制最低点位置，步进电机(6)能够与转矩齿轮(14)啮合，带动直线轴承(13)转动，从而实现对掩模架(20)的最低位置控制，基片部分上移推动掩模架(20)向上运动，运动范围可人为决定，前提是必须超过调平认可值，移动行程完成后，将光栅尺(5)复位零值，将基片部分降下并脱离掩模架(20)，此时掩模架(20)已恢复到最低位置，确认三点光栅尺(5)的读数，并确认将三点光栅尺(5)数值接近到调平认可值范围内，通过信号控制步进电机(6)走步，带动转矩齿轮(14)旋转，使得直线轴承(13)带动滚珠花键轴(18)上下移动，从而改变阻挡球头(19)的Z向位置，步进电机走位完成，信号反馈输出到执行电缸(7)，通过万向转接(21)带动锁紧压头(22)向下运动，完成在掩模架(20)调平后的固定；

掩模架(20)以基片部分为基准面调平。

2.根据权利要求1所述一种应用于光刻装置的被动式调平锁紧机构，其特征在于：球头位移器(23)的调平连接头均采用铜质材料球头，三点球头尺寸一致，铜质材料屈服强度高，即可以保证施力部件不受径向力，也能够保证掩模架(20)只受到一个方向的推力，确保不出现侧移现象。

3.根据权利要求1所述一种应用于光刻装置的被动式调平锁紧机构，其特征在于：调平锁紧机构在掩模架(20)上方按照120°均匀分布，能够保证质心与中心重合。

4.根据权利要求1所述一种应用于光刻装置的被动式调平锁紧机构，其特征在于：使用阻挡掩模架Z向自由状态下降的为阻挡球头(19)，该球头特点为限制掩模架(20)向下运动，防止掩模架侧移。

5.根据权利要求1所述一种应用于光刻装置的被动式调平锁紧机构，体特征在于：当基片部分将掩模架向上推动到一定值后系统开始启动调平系统，实现被动调平锁紧掩模架。