[发明专利]可变磁浮力重力补偿器

说明书

本发明提供了一种可变磁浮力重力补偿器，所述重力补偿器包括：依次从内到外同心设置的调节磁铁、中心柱磁铁、外环磁铁和外环磁铁外壳、以及调节磁铁垂向驱动机构，其中所述调节磁铁设置在所述中心柱磁铁的中心孔中并且其一端安装在所述调节磁铁垂向驱动机构上，所述调节磁铁与所述中心柱磁铁充磁方向相反，所述调节磁铁垂向驱动机构用于调节所述调节磁铁相对于中心柱磁铁的垂向位移以调节所述重力补偿器的磁浮力。本发明的可变磁浮力重力补偿器通过增加垂向调节磁铁能够在不影响水平向行程的条件下提供50％的大范围无极可调磁浮重力补偿力，大大增加了重力补偿器的应用范围和灵活性。

技术领域

本发明涉及集成电路装备制造领域，尤其涉及一种可变磁浮力重力补偿器。

背景技术

随着大规模集成电路器件集成度不断提高，光刻加工的分辨率不断提高，光刻系统对精密运动平台各自由度方向的控制精度要求的指标也在不断提升，其中振动的干扰是影响运动平台的控制精度的重要因素。以工件台系统为例，使Chuck微动台在曝光过程中免受工件台系统和基础框架振动的干扰对提高控制精度至关重要，因此需要采用行之有效的方案对微动台模块进行减振和隔振。

磁浮重力补偿器可对微动台重力实现补偿及隔振。对于chuck微动台，通常使用多个重力补偿器共同实现补偿，但装配时常常出现重力分配不均，无法适配的问题。对于某些大世代TFT光刻机，承版台质量呈数量级的增大，这就需要产生足够大的磁浮力来平衡重力。此外，TFT基板台还有较大的水平行程需求。

请参考图1，图1示出了现有技术的一种磁浮重力补偿器，这种磁浮重力补偿器的特点在于可以调节重力补偿器的基础磁浮力的大小，其调节的方式是拆分中心柱磁铁10。如图1所示，中心柱磁铁10被拆分成四个四分之一磁环，重力补偿器工作时使其各部分同心联动，达到改变工作气隙，从而调节磁浮力的目的。这种磁浮重力补偿器具有使用方便，适用范围更广泛的优点，但是其磁浮力调节范围在20％以内而且工作气隙和水平向行程不能解耦，在面对像TFT基板台这种大尺寸，大质量的负载时，显得磁浮力调节范围不足和水平向行程小，无法兼顾调节性能和高磁浮力的性能。

需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种可变磁浮力重力补偿器，其具有行程大和磁浮力调节范围广的要求，能够适用于各种需要重力补偿和减震的应用场合。

为了达到上述目的，在本申请的一个方面，提供一种可变磁浮力重力补偿器包括：依次从内到外同心设置的调节磁铁、中心柱磁铁、外环磁铁和外环磁铁外壳、以及调节磁铁垂向驱动机构，其中所述调节磁铁设置在所述中心柱磁铁的中心孔中并且其一端安装在所述调节磁铁垂向驱动机构上，所述调节磁铁与所述中心柱磁铁垂向充磁且充磁方向相反，所述外环磁铁径向充磁，所述调节磁铁垂向驱动机构用于调节所述调节磁铁相对于中心柱磁铁的垂向位移以调节所述重力补偿器的磁浮力。

在一些实施例中，所述调节磁铁垂向驱动机构包括调节磁铁基座、调节机构框架、调节丝杠、调节螺纹套和旋转调节机构，所述调节磁铁安装在所述调节磁铁基座上，所述调节磁铁基座通过所述调节丝杠和调节螺纹套与所述调节机构框架的底部螺纹旋转连接，通过旋转所述调节丝杠来调节所述调节磁铁相对于中心柱磁铁的垂向位移。

在一些实施例中，所述中心柱磁铁和外环磁铁是环形磁铁。

在一些实施例中，所述外环磁铁安装在所述外环磁铁外壳内并与所述外环磁铁外壳一起作为动子，通过柔性键连接或者直接连接负载。

在一些实施例中，所述旋转调节机构是电机或扳手。

在一些实施例中，所述中心柱磁铁、调节磁铁和外环磁铁均由钕铁硼(NdFeB)材料制成。