[发明专利]一种六自由度磁浮微动台

摘要

一种六自由度磁浮微动台属于半导体制造装备；该装置包括激光干涉测量系统、电容位移传感器、微动台本体及六自由度驱动电机，该电机水平和垂向驱动均采用呈三角形布置的三个驱动器解耦控制，单个水平驱动器采用在水平驱动线圈上下对称布置动子磁钢的方式，水平运动磁场均匀易于扩展水平行程，单个垂向驱动器运动磁钢仍采用上下对称布置方式，垂向运动定子采用永磁体和线圈复合形式，在提高垂向驱动力的同时具有永磁体磁浮重力补偿功能，有利于微动台保持恒温环境，该装置结构紧凑，水平驱动力大，水平行程易于扩展适用于光刻机工件台水平高速高加速运动的工作需求。

主权项

一种六自由度磁浮微动台，其特征在于该装置包括微动台本体(1)和激光干涉测量系统(2)，所述的微动台本体(1)由载物台(1‑1)、基座(1‑2)、电机安装架(1‑3)、电容位移传感器(1‑4)和六自由度驱动电机(1‑5)构成，其中六自由度驱动电机(1‑5)包括电机动子(1‑5‑1)和电机定子(1‑5‑2)，且载物台(1‑1)固装在电机动子(1‑5‑1)上，电机定子(1‑5‑2)通过电机安装架(1‑3)固装在基座(1‑2)上，电容位移传感器(1‑4)配置在载物台(1‑1)和基座(1‑2)之间；所述的电机动子(1‑5‑1)包括由磁钢安装架上板(1‑5‑1‑1)、磁钢安装架下板(1‑5‑1‑2)、立柱(1‑5‑1‑3)、支撑块(1‑5‑1‑4)、水平运动磁钢(1‑5‑3)以及垂向运动磁钢(1‑5‑4)，其中磁钢安装架上板(1‑5‑1‑1)和磁钢安装架下板(1‑5‑1‑2)通过位于二者之间的立柱(1‑5‑1‑3)和支撑块(1‑5‑1‑4)固装在一起，水平运动磁钢(1‑5‑3)和垂向运动磁钢(1‑5‑4)呈等边三角形状均布配装在磁钢安装架上板(1‑5‑1‑1)底面和磁钢安装架下板(1‑5‑1‑2)顶面对应位置上；所述的电机定子(1‑5‑2)包括线圈盒上板(1‑5‑2‑1)、线圈盒下板(1‑5‑2‑2)、水平运动线圈(1‑5‑5)以及由在垂向运动定子磁钢(1‑5‑6‑2)顶面和底面上配装的垂向运动定子线圈(1‑5‑6‑1)构成的垂向运动定子(1‑5‑6)，其中水平运动线圈(1‑5‑5)和垂向运动定子(1‑5‑6)呈等边三角形均匀配装在线圈盒下板(1‑5‑2‑2)的对应空腔内，由线圈盒上板(1‑5‑2‑1)覆盖密封；六自由度驱动电机(1‑5)位于初始状态时，水平运动线圈(1‑5‑5)位于上下两侧对称的水平运动磁钢(1‑5‑3)中心位置，且水平运动线圈(1‑5‑5)左、右部分分别位于磁场方向相反的水平运动磁钢(1‑5‑3)左、右部分中心，垂向运动定子(1‑5‑6)处于上下两侧对称垂向运动磁钢(1‑5‑4)中心位置，且垂向运动定子(1‑5‑6)和垂向运动磁钢(1‑5‑4)的轴线重合，上下两侧垂向运动磁钢(1‑5‑4)的磁极方向相同，并与垂向运 动定子磁钢(1‑5‑6‑2)的磁极方向相反，配置在垂向运动定子磁钢(1‑5‑6‑2)顶面和底面上的垂向运动定子线圈(1‑5‑6‑1)电流方向相反；所述的激光干涉测量系统(2)包括双频激光器(2‑1)、1/2分光棱镜(2‑2)、反射棱镜A(2‑3)、反射棱镜B(2‑4)、X向位移干涉测量光路(2‑5)、Y向位移干涉测量光路(2‑6)和L型反射镜(2‑7)，所述的1/2分光棱镜(2‑2)布置在双频激光器(2‑1)出射光路上，X向位移干涉测量光路(2‑5)布置在1/2分光棱镜(2‑2)透射光路上，反射棱镜A(2‑3)布置在1/2分光棱镜(2‑2)反射光路上，反射棱镜B(2‑4)布置在反射棱镜A(2‑3)的反射光路上，Y向位移干涉测量光路(2‑6)布置在反射棱镜B(2‑4)的反射光路上，L型反射镜(2‑7)配装在载物台(1‑1)上，其两个相互垂直的反射面分别与X向位移干涉测量光路(2‑5)和Y向位移干涉测量光路(2‑6)的出射光路垂直；所述的X向位移干涉测量光路(2‑5)包括偏振分光镜A(2‑5‑1)、角锥棱镜A(2‑5‑2)、角锥棱镜B(2‑5‑3)、1/4玻片A(2‑5‑4)和接收器A(2‑5‑5)，其中偏振分光镜A(2‑5‑1)位于1/2分光棱镜(2‑2)透射光路上，1/4玻片A(2‑5‑4)布置在偏振分光镜A(2‑5‑1)的透射光路上，且位于偏振分光镜A(2‑5‑1)与L型反射镜(2‑7)X向反射面之间，角锥棱镜A(2‑5‑2)和角锥棱镜B(2‑5‑3)对称布置在偏振分光镜A(2‑5‑1)的双向反射光路上，接收器A(2‑5‑5)布置在偏振分光镜A(2‑5‑1)的反向透射光路上；Y向位移干涉测量光路(2‑6)包括偏振分光镜B(2‑6‑1)、角锥棱镜C(2‑6‑2)、角锥棱镜D(2‑6‑3)、1/4玻片B(2‑6‑4)和接收器B(2‑6‑5)，其中偏振分光镜B(2‑6‑1)位于反射棱镜B(2‑4)反射光路上，1/4玻片B(2‑6‑4)布置在偏振分光镜B(2‑6‑1)的透射光路上，处于偏振分光镜A(2‑6‑1)与L型反射镜(2‑7)Y向反射面之间，角锥棱镜C(2‑6‑2)和角锥棱镜D(2‑6‑3)对称布置在偏 振分光镜B(2‑6‑1)的双向反射光路上，接收器B(2‑5‑5)布置在偏振分光镜B(2‑6‑1)的反向透射光路上。