CN114619411A - 一种柔性运动台及载台系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种柔性运动台及载台系统，属于高精机台领域，柔性运动台包括承载梁、端接头、气浮地脚、侧端气浮垫、侧端刹车垫、横向直线电机、纵向直线电机、距离传感器和偏移限位组件，横向直线电机和纵向直线电机用以在平面内驱动承载梁；多个距离传感器设置在端接头上，用以监测承载梁的位置；载台系统包括机架、侧边梁、晶圆载台、摩擦传动机构、X轴横梁、X轴驱动组、Y轴驱动组和消反力组件；柔性运动台被柔性支撑在机架和两个侧边梁之间；通过本申请的柔性运动台及载台系统，能够精确的柔性支撑、监测和调节承载梁的空间位置，保证载台系统的精度和稳定性，便于在带有运动台的半导体量检测、高精加工领域中推广应用。

Description

一种柔性运动台及载台系统
技术领域
本发明属于高精机台领域，涉及气浮支撑及驱动技术，具体公开了一种柔性运动台及载台系统。
背景技术
在检测、加工技术中，一般需要一个稳定的工作台，而工作台一般通过机架或地脚支撑于底面上。对于高精工作台，如晶圆、硅片、芯片等的载台，一般会因自身运动及外力产生振动，这是系统或工作台主要的误差来源之一，降低载台的精度和稳定性，需要消除。因此，亟需开发一种能够消除工作台震动的支撑方案。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种柔性运动台及载台系统，其能解决上述问题。
一种柔性运动台，柔性运动台包括承载梁、端接头、气浮地脚、侧端气浮垫、侧端刹车垫、横向直线电机、纵向直线电机和距离传感器；其中，两个所述端接头设置在所述承载梁的横向端部；所述气浮地脚设置在所述端接头的底部，所述侧端气浮垫设置在所述端接头的外端侧下部，所述侧端刹车垫设置在所述端接头的外端侧上部；通过所述气浮地脚、侧端气浮垫、侧端刹车垫柔性的支撑和限定承载梁的空间位置；所述横向直线电机设置在所述端接头外端侧中部；所述纵向直线电机设置在所述承载梁的横向侧面；所述横向直线电机和纵向直线电机用以在平面内驱动承载梁；多个所述距离传感器设置在所述端接头上，用以监测承载梁的位置。
进一步的，柔性运动台还包括偏移限位组件，所述偏移限位组件设置在端接头的纵向两端，用以限定柔性运动台的偏移量。
本发明还提供了一种载台系统，载台系统包括机架、侧边梁、晶圆载台、摩擦传动机构、X轴横梁、X轴驱动组、Y轴驱动组和消反力组件；两个侧边梁相对的纵向设置在所述机架上；所述X轴横梁横向的设置在两个所述侧边梁之间；所述晶圆载台和摩擦传动机构相对的设置在所述X轴横梁两侧，且所述摩擦传动机构在X轴向与所述晶圆载台同步运行；所述X轴驱动组设置在X轴横梁与晶圆载台之间，驱动晶圆载台和摩擦传动机构同步的沿着所述X轴横梁横向移动；两个所述Y轴驱动组设置在侧边梁与晶圆载台之间，驱动晶圆载台和摩擦传动机构同步的沿着所述Y轴驱动组纵向移动；所述X轴横梁采用前述的柔性运动台；所述柔性运动台的横向直线电机与X轴驱动组共用一组直线电机，所述柔性运动台的纵向直线电机与Y轴驱动组共用一组直线电机；所述柔性运动台被柔性支撑在机架和两个侧边梁之间。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过本申请的柔性运动台及载台系统，能够精确的柔性支撑、监测和调节承载梁的空间位置，保证载台系统的精度和稳定性，便于在带有运动台的半导体量检测、高精加工领域中推广应用。
附图说明
图1为柔性运动台一个视角的装配示意图；
图2为柔性运动台另一视角的示意图；
图3为柔性运动台的左视图；
图4为载台系统的一个视角的示意图；
图5为载台系统另一视角的示意图。
图中：
1、承载梁；
2、端接头；21、下端接头；22、上端接头；
3、气浮地脚；
4、侧端气浮垫；
5、侧端刹车垫；
6、横向直线电机；
7、纵向直线电机；
8、距离传感器；
9、偏移限位组件；91、限位杆；92、限位滚轮；
100、机架；
200、侧边梁；
300、晶圆载台；
400、摩擦传动机构；
500、X轴横梁；
600、X轴驱动组；
700、Y轴驱动组；
800、消反力组件；801、X轴消反力组件；802、Y轴消反力组件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
柔性运动台
一种柔性运动台，参见图1-图3，柔性运动台包括承载梁1、端接头2、气浮地脚3、侧端气浮垫4、侧端刹车垫5、横向直线电机6、纵向直线电机7和距离传感器8。
连接关系：两个所述端接头2设置在所述承载梁1的横向端部；所述气浮地脚3设置在所述端接头2的底部，所述侧端气浮垫4设置在所述端接头2的外端侧下部，所述侧端刹车垫5设置在所述端接头2的外端侧上部；通过所述气浮地脚3、侧端气浮垫4、侧端刹车垫5柔性的支撑和限定承载梁1的空间位置；所述横向直线电机6设置在所述端接头2外端侧中部；所述纵向直线电机7设置在所述承载梁1的横向侧面；所述横向直线电机6和纵向直线电机7用以在平面内驱动承载梁1；多个所述距离传感器8设置在所述端接头2上，用以监测承载梁1的位置。
其中，柔性运动台还包括偏移限位组件9，所述偏移限位组件9设置在端接头2的纵向两端，用以限定柔性运动台的偏移量。
其中，端接头2包括下端接头21和上端接头22，所述下端接头21用以安装气浮地脚3、侧端气浮垫4、横向监测的距离传感器8和偏移限位组件9，所述上端接头22用以安装侧端刹车垫5、纵向直线电机7和纵向监测的距离传感器8。
其中，偏移限位组件9包括限位杆91和限位滚轮92，所述限位杆91的内端安装在所述下端接头21的纵向外端并斜向外设置，所述限位滚轮92设置在所述限位杆91的外端。
一个示例中，在每个下端接头21上安装两个气浮地脚3、两个侧端气浮垫4、一个横向监测的距离传感器8和两组偏移限位组件9，在所述上端接头22上安装一个所述侧端刹车垫5、一个纵向直线电机7和一个纵向监测的距离传感器8。
载台系统
一种载台系统，参见图4和图5，载台系统包括机架100、侧边梁200、晶圆载台300、摩擦传动机构400、X轴横梁500、X轴驱动组600、Y轴驱动组700和消反力组件800。
布置关系：两个侧边梁200相对的纵向设置在所述机架100上；所述X轴横梁500横向的设置在两个所述侧边梁200之间；所述晶圆载台300和摩擦传动机构400相对的设置在所述X轴横梁500两侧，且所述摩擦传动机构400在X轴向与所述晶圆载台300同步运行；所述X轴驱动组600设置在X轴横梁500与晶圆载台300之间，驱动晶圆载台300和摩擦传动机构400同步的沿着所述X轴横梁500横向移动；两个所述Y轴驱动组700设置在侧边梁200与晶圆载台300之间，驱动晶圆载台300和摩擦传动机构400同步的沿着所述Y轴驱动组700纵向移动；消反力组件800中的两个X轴消反力组件801相对的设置在所述机架100的纵向两端，所述消反力组件800中的两个Y轴消反力组件802相对的设置在两个所述侧边梁200外侧，用于对所述晶圆载台300和摩擦传动机构400横向力和相对于质心扭矩的抵消。
其中，所述X轴横梁500采用前述的柔性运动台；所述柔性运动台的横向直线电机6与X轴驱动组600共用一组直线电机，所述柔性运动台的纵向直线电机7与Y轴驱动组700共用一组直线电机；所述柔性运动台被柔性支撑在机架100和两个侧边梁200之间。
上述的载台系统，不仅可以用于晶圆的支撑载台，还可以用于其他类似的板类产品的高精支撑，载台可应用于高精检测、加工机台上，如半导体晶圆、光伏晶圆的量检测机台，高精测量机构、三坐标测量机等的机台等中，以此提高稳定的支撑、吸振和定位作用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种柔性运动台，其特征在于：柔性运动台包括承载梁(1)、端接头(2)、气浮地脚(3)、侧端气浮垫(4)、侧端刹车垫(5)、横向直线电机(6)、纵向直线电机(7)和距离传感器(8)；
其中，两个所述端接头(2)设置在所述承载梁(1)的横向端部；所述气浮地脚(3)设置在所述端接头(2)的底部，所述侧端气浮垫(4)设置在所述端接头(2)的外端侧下部，所述侧端刹车垫(5)设置在所述端接头(2)的外端侧上部；通过所述气浮地脚(3)、侧端气浮垫(4)、侧端刹车垫(5)柔性的支撑和限定承载梁(1)的空间位置；
所述横向直线电机(6)设置在所述端接头(2)外端侧中部；所述纵向直线电机(7)设置在所述承载梁(1)的横向侧面；所述横向直线电机(6)和纵向直线电机(7)用以在平面内驱动承载梁(1)；
多个所述距离传感器(8)设置在所述端接头(2)上，用以监测承载梁(1)的位置。
2.根据权利要求1所述的柔性运动台，其特征在于：柔性运动台还包括偏移限位组件(9)，所述偏移限位组件(9)设置在端接头(2)的纵向两端，用以限定柔性运动台的偏移量。
3.根据权利要求2所述的柔性运动台，其特征在于：所述端接头(2)包括下端接头(21)和上端接头(22)，所述下端接头(21)用以安装气浮地脚(3)、侧端气浮垫(4)、横向监测的距离传感器(8)和偏移限位组件(9)，所述上端接头(22)用以安装侧端刹车垫(5)、纵向直线电机(7)和纵向监测的距离传感器(8)。
4.根据权利要求3所述的柔性运动台，其特征在于：所述偏移限位组件(9)包括限位杆(91)和限位滚轮(92)，所述限位杆(91)的内端安装在所述下端接头(21)的纵向外端并斜向外设置，所述限位滚轮(92)设置在所述限位杆(91)的外端。
5.一种载台系统，其特征在于：载台系统包括机架(100)、侧边梁(200)、晶圆载台(300)、摩擦传动机构(400)、X轴横梁(500)、X轴驱动组(600)、Y轴驱动组(700)和消反力组件(800)；
两个侧边梁(200)相对的纵向设置在所述机架(100)上；
所述X轴横梁(500)横向的设置在两个所述侧边梁(200)之间；
所述晶圆载台(300)和摩擦传动机构(400)相对的设置在所述X轴横梁(500)两侧，且所述摩擦传动机构(400)在X轴向与所述晶圆载台(300)同步运行；
所述X轴驱动组(600)设置在X轴横梁(500)与晶圆载台(300)之间，驱动晶圆载台(300)和摩擦传动机构(400)同步的沿着所述X轴横梁(500)横向移动；
两个所述Y轴驱动组(700)设置在侧边梁(200)与晶圆载台(300)之间，驱动晶圆载台(300)和摩擦传动机构(400)同步的沿着所述Y轴驱动组(700)纵向移动；
所述X轴横梁(500)采用权利要求1-4任一项所述的柔性运动台；所述柔性运动台的横向直线电机(6)与X轴驱动组(600)共用一组直线电机，所述柔性运动台的纵向直线电机(7)与Y轴驱动组(700)共用一组直线电机；所述柔性运动台被柔性支撑在机架(100)和两个侧边梁(200)之间。
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