[实用新型]一种超精密运动台防漂移电机

说明书

本实用新型涉及一种超精密运动台防漂移电机，包括相对设置的永磁体阵列定子组件，每个永磁体阵列定子组件包括背板、主永磁体和附永磁体，主永磁体和附永磁体以Halbach阵列形式安装于背板上，且相邻的主永磁体和附永磁体的磁场方向相互垂直；相对设置的侧板，每个侧板与背板相垂直，每个侧板分别与每个背板相连接；以及线圈动子组件，线圈动子组件位于永磁体阵列定子组件和侧板形成的腔体内，且线圈动子组件与永磁体阵列定子组件之间具有间隙。本实用新型通过采用相对设置的永磁体阵列定子组件，增大了电机的气隙磁通密度，从而增大了电磁推力常数；另一方面，通过采用动圈式永磁平面电机，电机反应灵敏度高、响应速度快，从而提升电机的性能。

技术领域

本实用新型涉及光刻机超精密双工作台设备技术领域，具体而言，涉及一种超精密运动台防漂移电机。

背景技术

双工件台是光刻机的核心设备，主要功能是满足光刻机测量流程和曝光流程并行处理时对硅片或基准板的定位要求。工件台采用粗微动叠加结构，粗动模块承载微动模块进行运动，通过配置漂移管理部件驱动平衡质量模块移动，以抵消粗微动模块电机产生的作用力，保证平衡质量模块初始化时处于设定的位置，并矫正平衡质量模块在运动过程中的过度漂移。

为了防止底部框架模块上的振动传递到平衡质量模块上，漂移管理部件一般采用非接触式的驱动方式，比如气浮或磁浮，减小了机械结构传动引起的摩擦力等作用，提高了系统运动定位精度。其中，以直线电机为驱动单元时，由通电线圈在永磁阵列气隙磁场中产生的洛仑兹力提供驱动力，通过控制线圈中电流大小来改变执行单元的推力，具有结构简单等优点。

防漂移平面电机有多种结构形式，现有技术中通常采用的是线圈组件和单层永磁阵列组件，线圈作为金属导体，因其本身具有的电阻特性，工作时会产生热量。为了防止热量影响上层工件台，把线圈定子组件安装于底部框架模块上，永磁阵列动子组件安装于平衡质量模块上。该技术方案还存在如下不足之处：电磁推力常数较小，难以满足质量平衡模块对防漂移电机的出力需求。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种超精密运动台防漂移电机，包括：永磁体阵列定子组件，所述永磁体阵列定子组件相对设置，每个所述永磁体阵列定子组件包括背板、主永磁体和附永磁体，所述主永磁体和所述附永磁体以Halbach阵列形式安装于所述背板上，且相邻的所述主永磁体和所述附永磁体的磁场方向相互垂直；

侧板，所述侧板相对设置，每个所述侧板与所述背板相垂直，每个所述侧板分别与每个所述背板相连接；以及

线圈动子组件，所述线圈动子组件位于所述永磁体阵列定子组件和所述侧板形成的腔体内，且所述线圈动子组件与所述永磁体阵列定子组件之间具有间隙。

本实用新型通过采用相对设置的永磁体阵列定子组件，增大了电机的气隙磁通密度，从而增大了电磁推力常数；另一方面，通过采用动圈式永磁平面电机，电机反应灵敏度高、响应速度快，从而提升电机的性能，此外，线圈动子组件与所述永磁体阵列定子组件之间具有间隙，防止摩擦导致电机损坏，延长电机的使用寿命。

进一步地，各所述主永磁体的宽度D1与各所述附永磁体的宽度D2的比值介于(13:12)-(17:8)之间。

本实用新型通过设定主永磁体的宽度D1与附永磁体的宽度D2的比值在一定范围之内，从而增大线圈所受的电磁推力常数，满足质量平衡模块对防漂移电机的出力需求。

进一步地，各所述主永磁体和各所述附永磁体的材质均为高剩磁的永磁材料。

本实用新型通过对主永磁体和附永磁体的材料进行限定，选择高剩磁的永磁材料，从而提高电机的气隙磁密度以及力能密度，满足质量平衡模块对防漂移电机的出力需求。

进一步地，各所述主永磁体和各所述附永磁体的材质为烧结钕铁硼 N52h材料。

进一步地，所述侧板的材质为不锈钢。