CN115841936B - 运动平台用限位装置、运动平台及电子束检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种运动平台用限位装置、运动平台及电子束检测装置。该运动平台用限位装置包括底座、限位杆、限位结构、内磁套以及外磁套，限位杆的第一端设置在底座上；限位结构设置在限位杆的第二端，限位结构的至少部分被构造为能够位于运动平台内，限位结构包括第一限位座和第二限位座，第一限位座固定在限位杆的第二端，且具有第一限位表面；第二限位座固定在限位杆的第二端，第二限位座具有第二限位表面，内磁套套设在限位杆的外周并与限位杆连接；外磁套套设在内磁套的外周与运动平台连接，外磁套与内磁套之间具有磁性悬浮力。本发明的技术方案的运动平台用限位装置磁浮重力补偿功能，能有效简化运动平台的结构。

Description

运动平台用限位装置、运动平台及电子束检测装置

技术领域

本发明涉及半导体检测设备技术领域，具体而言，涉及一种运动平台用限位装置、运动平台及电子束检测装置。

背景技术

在半导体高端设备中，如电子束装备中，广泛应用了粗微动双层运动结构，从而构成一个超精密运动平台，其中的纳米级六自由度微动运动平台的定位精度决定了电子束装备的曝光精度，运行速度决定了生产效率。例如在电子束光刻或晶圆检测领域，纳米级的运动平台是必备的用于控制运动精度的设备。

由于在半导体领域中，运动平台上的晶圆与扫描电镜之间的距离很小，最大不超过1mm，因此，必须通过限位装置限定运动平台的移动范围，如果没有限位装置，容易造成运动平台的驱动装置的竖直方向驱动位移过大，容易导致晶圆与扫描电镜碰撞，造成晶圆和扫描电镜的损坏。

发明人所知的现有技术中的运动平台中具有多个功能部件，包括限位装置、驱动装置、重力补偿装置等，多个功能部件各自占据一定空间相互作用，使得运动平台内部结构复杂装配困难。由于各部件之间相互独立，使得运动平台不能很好地做到扁平化，限制了运动平台的运用环境。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种运动平台用限位装置、运动平台及电子束检测装置，限位装置具有磁浮重力补偿功能，能有效简化运动平台的结构。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种运动平台用限位装置，包括：底座；限位杆，限位杆的第一端设置在底座上；以及限位结构，设置在限位杆的第二端，限位结构的至少部分被构造为能够位于运动平台内，限位结构包括：第一限位座，第一限位座固定在限位杆的第二端，且第一限位座具有第一限位表面；第二限位座，第二限位座固定在限位杆的第二端，第二限位座具有第二限位表面，第一限位表面和第二限位表面之间形成限位空间；运动平台用限位装置还包括：内磁套，套设在限位杆的外周并与限位杆连接；以及外磁套，套设在内磁套的外周与运动平台连接，外磁套与内磁套磁性配合，且外磁套相对于内磁套可移动地设置，以使外磁套与内磁套之间具有磁性悬浮力，以利用磁性悬浮力对运动平台进行作用力的补偿，其中，第二限位座部分被套设在外磁套内。

进一步地，第一限位座与第二限位座分体设置，第一限位座套设在限位杆的外周，第一限位座包括相互连接且外径依次减小的第一轴向限位段和第一径向限位段，第一限位表面位于第一轴向限位段朝向第二限位座的端面上，第二限位座套设在限位杆外周，第二限位座包括相互连接且外径依次增大的第二径向限位段和第二轴向限位段，第二限位表面位于第二轴向限位段朝向第一限位座的端面上。

进一步地，第一限位座相对于限位杆沿限位杆的轴向方向可移动地设置，以调整第一限位座相对限位杆的高度。

进一步地，限位杆相对于底座沿限位杆的轴向方向可移动地设置，以调整整个限位结构相对底座的高度，限位杆与底座螺纹连接，限位杆能够通过旋拧的方式相对于底座轴向移动。

进一步地，限位杆的第一端套设在底座上，且限位杆的第一端上设置有锁紧孔，限位装置还包括锁紧件，锁紧件穿过锁紧孔与底座抵接。

进一步地，第二限位座还具有沿周向延伸的第三限位表面，第三限位表面能够限制运动平台水平方向的移动范围；和/或，第一限位座还具有沿周向延伸的第四限位表面，第四限位表面被构造为能够限制运动平台水平方向的移动范围。

进一步地，第一限位座为柔性件，第四限位表面的直径大于第三限位表面的直径；或者，第二限位座为柔性件，第三限位表面的直径大于第四限位表面的直径。

进一步地，底座包括依次相连接且外径依次减小的固定段、定位段和调节段，限位杆的第一端沿竖直方向开设有调节孔，定位段和调节段插入调节孔内部，限位杆上开设有与调节孔相连通的排气孔，以在真空环境下排出调节孔内部的空气。

根据本发明的一方面，还提供了一种运动平台，包括框架组件、驱动装置以及上述的运动平台用限位装置，框架组件包括微动框架和基座，限位装置沿竖直方向设置，底座与基座连接，驱动装置固定在微动框架和基座之间。

进一步地，微动框架开设有限位孔，限位结构的至少部分位于限位孔内，第一限位表面与限位孔的内壁之间形成竖直方向的第一微动间隙a2，第二限位表面与微动框架的下端面之间形成竖直方向的第二微动间隙a1，第三限位表面与限位孔的内壁之间形成水平方向的第三微动间隙b1，第四限位表面与限位孔的内壁形成水平方向的第四微动间隙b2。

进一步地，第二限位座为柔性件，第三微动间隙b1小于第四微动间隙b2。

进一步地，框架组件还包括固定盘，固定盘位于微动框架上，限位装置的最高点低于固定盘的最低点。

进一步地，驱动装置设置有至少三个，至少三个驱动装置周向均匀分布在基座上，驱动装置位于多个限位装置的内侧；和/或，限位装置设置为双数，所有限位装置周向均匀分布在基座上。

进一步地，框架组件还包括位于微动框架与基座之间的磁屏蔽罩壳。

根据本发明的一方面，还提供了一种电子束检测装置，包括水平运动台、扫描电镜、干涉仪以及上述的运动平台，运动平台位于水平运动台和扫描电镜之间，干涉仪位于运动平台的一侧。

应用本发明的技术方案，第一限位座和第二限位座相互配合实现限位的功能，内磁套和外磁套相互配合实现作用力补偿的功能，两种功能集成在同一个运动平台用限位装置中，相互之间结构紧凑、互不影响，相比于传统的多个功能部件独立的方式，本发明的运动平台用限位装置减小了各个功能部件对运动平台的空间的占用，使运动平台能够做到扁平化，减少对运动平台的运用环境的限制。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的实施例一的运动平台用限位装置的结构示意图；

图2示出了图1的运动平台用限位装置的底座的结构示意图；

图3示出了图1的运动平台用限位装置的限位杆的结构示意图；

图4示出了图1的运动平台用限位装置的内磁套和外磁套的结构示意图；

图5示出了图1的运动平台用限位装置与运动平台配合的部分截面示意图；

图6示出了本发明的实施例二的运动平台用限位装置的结构示意图；

图7示出了本发明的实施例三的运动平台的剖视图；

图8示出了图7中运动平台的局部放大示意图；

图9示出了本发明的实施例三的运动平台的结构示意图；

图10示出了本发明的实施例三中驱动装置为压电驱动模组的结构示意图；

图11示出了本发明的实施例三中磁屏蔽罩壳为方形的结构示意图；

图12示出了本发明的实施例三中磁屏蔽罩壳为波浪折边型的结构示意图；

图13示出了本发明的实施例四的电子束检测装置的结构示意图；

图14示出了图13中固定盘表面有剩磁的仿真图；

图15示出了图13中增加方形的磁屏蔽罩壳后固定盘表面有剩磁的仿真图；以及

图16示出了图13中增加波浪折边型的磁屏蔽罩壳后固定盘表面有剩磁的仿真图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、限位装置；101、底座；1011、固定段；1012、定位段；1013、调节段；102、限位杆；1021、排气孔；1022、锁紧段；1023、一级调节段；1024、二级调节段；1025、安装段；1026、连接段；103、外磁套；104、内磁套；105a、第二径向限位段；105b、第二轴向限位段；1051、第二限位表面；1052、第三限位表面；106a、第一轴向限位段；106b、第一径向限位段；1061、第一限位表面；1062、第四限位表面；107、螺栓；108、锁紧孔；109、定位环；20、框架组件；201、微动框架；202、反射镜；203、基座；204、固定盘；205、磁屏蔽罩壳；211、限位孔；30、驱动装置；60、真空罩；70、水平运动台；80、扫描电镜；90、干涉仪。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

参见图1至图5所示，本发明提供了一种运动平台用限位装置。该运动平台用限位装置包括底座101、限位杆102以及限位结构。限位杆102的第一端设置在底座101上；限位结构设置在限位杆102的第二端，限位结构的至少部分被构造为能够位于运动平台内，限位结构包括第一限位座和第二限位座，第一限位座固定在限位杆102的第二端，且第一限位座具有第一限位表面1061；第二限位座固定在限位杆102的第二端，第二限位座具有第二限位表面1051，第一限位表面1061和第二限位表面1051之间形成限位空间；运动平台用限位装置还包括内磁套104和外磁套103，内磁套104套设在限位杆102的外周并与限位杆102连接；外磁套103套设在内磁套104的外周与运动平台连接，外磁套103与内磁套104磁性配合，且外磁套103相对于内磁套104可移动地设置，以使外磁套103与内磁套104之间具有磁性悬浮力，以利用磁性悬浮力对运动平台进行作用力的补偿，其中，第二限位座部分被套设在外磁套103内。

上述运动平台用限位装置可以适用于运动平台上，具体地，如图5至图7所示，运动平台包括微动框架201和基座203等部件；第一，限位装置10沿竖直方向位于运动平台的微动框架201和基座203之间，限位结构位于微动框架201的限位孔211内，底座101与基座203固定。第二，外磁套103与微动框架201固定，外磁套103与内磁套104之间产生的磁性悬浮力能够支撑微动框架201，即对微动框架201进行重力补偿，减少用于驱动微动框架201进行微动的驱动装置30所承受的压力。第三，外磁套103为磁钢，由同极性磁铁环形交错排布，径向充磁，即由内向外充磁，内磁套104轴向充磁，外磁套103通过胶水粘接在微动框架201上，且外磁套103的轴向长度大于内磁套104的轴向长度。

通过上述设置，第一，第一限位座的第一限位表面1061和第二限位座的第二限位表面1051之间形成的限位空间，用于限定微动框架201在竖直方向的移动范围，也用于防止微动框架201上的晶圆碰撞到扫描电镜80，以及防止微动框架201与其他部件产生干涉。第二，外磁套103与内磁套104的磁性悬浮力，使得驱动装置30的竖直方向的驱动力减小，大大缓解驱动装置30的发热量。第三，内磁套104能以限位杆102作为支撑套设在限位杆102外，另外，内磁套104和外磁套103之间存在高度差，而限位结构也需要一个阶梯状的限定，所以，第二限位座部分被套设在外磁套103内，使得空间利用最大化，整体结构简洁紧凑。

参见图5所示，本发明的一个实施例中，第一限位座与第二限位座分体设置。具体地，第一限位座套设在限位杆102的外周，第一限位座包括相互连接且外径依次减小的第一轴向限位段106a和第一径向限位段106b，第一限位表面1061位于第一轴向限位段106a朝向第二限位座的端面上，第二限位座套设在限位杆102外周，第二限位座包括相互连接且外径依次增大的第二径向限位段105a和第二轴向限位段105b，第二限位表面1051位于第二轴向限位段105b朝向第一限位座的端面上。

在上述技术方案中，第一轴向限位段106a、第一径向限位段106b、第二径向限位段105a和第二轴向限位段105b沿限位杆102的轴线方向依次设置。第一限位表面1061位于第一轴向限位段106a的下端面，第二限位表面1051位于第二轴向限位段105b的上端面。

通过上述设置，便于第一限位座与第二限位座装配到微动框架201的限位孔211内，即第一限位座从限位孔211的上端装入限位孔211内，第二限位座从限位孔211的下端装入限位孔211内。

参见图6所示，本发明的一个实施例中，第一限位座相对于限位杆102沿限位杆102的轴向方向可移动地设置，以调整第一限位座相对限位杆102的高度。第一限位座与限位杆102螺纹连接，通过旋拧的方式调整第一限位座相对于限位杆102的高度。

在上述技术方案中，第一限位座相对于限位杆102沿轴向方向移动，能够改变第一限位表面1061与第二限位表面1051之间的距离，即改变微动框架201在竖直方向的移动范围。一方面，能够补偿运动平台的各部件之间的装配误差；另一方面，微动框架201的纵向行程不够时，能够通过调整第一限位座的高度的方式，使微动框架201的纵向行程满足需求。

参见图1至图5所示，本发明的一个实施例中，限位杆102相对于底座101沿轴向方向可移动地设置，以调整整个限位结构的高度。

在上述技术方案中，限位杆102相对于底座101沿轴向方向移动，改变微动框架201与基座203之间的距离。在运动平台的各部件之间存在装配误差时，能够通过调节限位杆102与底座101之间的距离的方式，补偿装配误差；一方面，保证微动框架201上升到极限位置时，即微动框架201接触到第一限位座的第一限位表面1061时，微动框架201上的晶圆不会碰撞到扫描电镜80；另一方面，防止微动框架201在竖直方向移动的行程不够；再者，能够保证微动框架201其他方向移动到极限位置时，不会与其他部件产生干涉。

参见图1至图3及图8所示，本发明的一个实施例中，底座101包括依次相连接且外径依次减小的固定段1011、定位段1012和调节段1013，限位杆102的第二端沿竖直方向开设有调节孔，定位段1012和调节段1013插入调节孔内部，限位杆102上开设有与调节孔相连通的排气孔1021，以在真空环境下排出调节孔内部的空气。

在上述技术方案中，固定段1011上开设有通孔，基座203上开设有螺纹孔，固定段1011与基座203通过螺栓固定连接。限位杆102包括依次相连接且外径依次减小的锁紧段1022、一级调节段1023、二级调节段1024、安装段1025和连接段1026；调节孔开设在锁紧段1022、一级调节段1023和二级调节段1024上，调节孔的轴线与限位杆102的轴线重合，调节孔的形状与定位段1012和调节段1013的形状相适配，为阶梯状；内磁套104套设在安装段1025上；第二限位座套设在连接段1026上；连接段1026的顶端开设有螺纹孔，第一限位座的顶端也开设有螺纹孔，第一限位座与连接段1026通过螺栓107旋入两个螺纹孔的方式连接；排气孔1021开设在一级调节段1023和二级调节段1024上，排气孔1021为分别沿一级调节段1023和二级调节段1024周向均匀设置的两组。

在一个实施例中，限位杆102的调节孔与底座101的定位段1012和/或调节段1013滑动配合。

通过上述设置，第一，底座101的定位段1012起到限位的作用，当限位杆102的一级调节段1023与底座101的定位段1012接触时，限位杆102无法继续竖直向下移动；二级调节段1024也起到限位的作用，当外磁套103与二级调节段1024接触时，限位杆102无法继续竖直向上移动。第二，限位杆102的调节孔与底座101的定位段1012和调节段1013之间均有空隙，当需要抽真空时，设置在一级调节段1023上的排气孔1021能够排出调节孔与定位段1012之间空隙中的空气，设置在二级调节段1024上的排气孔1021能够排出调节孔与调节段1013之间空隙中的空气，使得整个限位装置10能够顺利应用在真空环境中。

参见图1至图3及图8所示，本发明的一个实施例中，限位杆102与底座101螺纹连接，限位杆102能够通过旋拧的方式相对于底座101轴向移动。

在上述技术方案中，限位杆102的调节孔设置有内螺纹，底座101上设置有外螺纹，两者通过螺纹套接的方式来连接，在需要调整两者竖直方向的相对位置时，通过旋拧限位杆102的方式实现。

具体的，在一个实施例中，限位杆102的调节孔底部设置有内螺纹，底座101上的调节段1013顶部设置有外螺纹，调节孔底部与调节段1013顶部螺纹连接。在其他实施例中，也可以是限位杆102的调节孔的侧壁设置有内螺纹，底座101的定位段1012和/或调节段1013的外侧壁设置有外螺纹，调节孔的内侧壁与定位段1012和/或调节段1013的外侧壁螺纹连接。

上述设置中，螺纹连接的方式使得高度调节更加稳定，当限位杆102旋拧到任何位置时，都能够依靠与底座101螺纹连接的方式暂时固定在该位置处，不需要通过额外的锁紧结构才能将限位杆102固定，调节方便。

参见图1至图3及图8所示，本发明的一个实施例中，限位杆102的第一端套设在底座101上，且限位杆102的第一端上设置有锁紧孔108，限位装置10还包括锁紧件，锁紧件穿过锁紧孔108与底座101抵接。

在上述技术方案中，锁紧孔108沿限位杆102上锁紧段1022的径向开设，且锁紧孔108为沿锁紧段1022周向均匀布置的至少三个，锁紧件的数量与锁紧孔108相同。锁紧孔108为螺纹孔，锁紧件为顶丝，锁紧件通过旋拧的方式插入锁紧孔108内，并与限位杆102上定位段1012的壁面抵接，锁定限位杆102与底座101的最终位置。

在一个实施例中，锁紧孔108和锁紧件均为八个。

通过上述设置，由于限位杆102和底座101的配合应用于微动的运动环境中，因此，设置锁紧孔108和锁紧件，一方面，防止限位杆102与底座101之间的螺纹间隙对限位杆102与底座101之间的相对位置关系造成影响，另一方面，可以加强限位杆102与底座101之间的固定关系，使两者精准固定在调节后的高度位置处。

参见图5所示，本发明的一个实施例中，第二限位座还具有沿周向延伸的第三限位表面1052，第三限位表面1052能够限制运动平台水平方向的移动范围；第一限位座还具有沿周向延伸的第四限位表面1062，第四限位表面1062被构造为能够限制运动平台水平方向的移动范围。

在上述技术方案中，第三限位表面1052和第四限位表面1062共同限定微动框架201水平方向的移动范围，在微动框架201水平移动至接触到第三限位表面1052和第四限位表面1062时，微动框架201无法继续同向移动。需要说明的是，第三限位表面1052和第四限位表面1062可以根据与运动平台的间距单独起作用形成限位，或者通过第一限位座和第二限位座的不同材质同时起作用形成限位。

通过上述设置，能够防止微动框架201水平移动至与其他部件产生干涉。

参见图5所示，本发明的一个实施例中，第二限位座为柔性件，本实施例中的柔性件为橡胶垫圈，第三限位表面1052的直径大于第四限位表面1062的直径。第一限位座为刚性件。

在上述技术方案中，微动框架201的限位孔211的内壁先接触到柔性的第三限位表面1052，此时微动框架201还能够继续同向水平移动，并压缩第三限位表面1052，直至微动框架201接触到刚性的第四限位表面1062时，无法再继续同向水平移动，实现刚性限位。

通过上述设置，先柔性后刚性的限位方式，能够缓冲微动框架201限位时受到的冲击力，对微动框架201起到保护作用，防止微动框架201由于始终刚性限位的缘故而造成损坏，并且避免限位杆102多次经受刚性冲击后发生位置变化，从而影响位置精度的问题。微动框架201竖直向上的限位仅为刚性限位，因为微动框架201上方的扫描电镜80造价昂贵，必须保证微动框架201不与扫描电镜80发生接触，微动框架201竖直向上移动至极限位置的情况较少，如果再设置柔性限位将会由于柔性件被压缩的形变量未知而无法确定微动框架201在竖直方向上的行程。

在另一个实施例中，第一限位座为柔性件，柔性件为橡胶垫圈，第四限位表面1062的直径大于第三限位表面1052的直径，第二限位座为刚性件，此时可用于微动框架201与扫描电镜80距离较远的情况中。

实施例二

与实施例一的不同之处在于：增加定位环109。

如图3、图5和图6所示，本发明的实施例二中，运动平台用限位装置还包括定位环109，定位环109内壁设置有内螺纹，且限位杆102的连接段1026外壁设置有相匹配的外螺纹，定位环109与连接段1026螺纹连接，定位环109通过旋拧的方式相对于限位杆102在竖直方向上移动。

通过上述设置，实现第一限位座能够沿限位杆102的连接段1026在竖直方向上移动，并通过定位环109固定位置，使得第一限位座的竖直方向可调，进而使得第一微动间隙a2能够调节，配合限位杆102与底座101可调的结构，增加第一微动间隙a2和第二微动间隙a1的调节范围，使得限位装置10的应用范围更广。

实施例二中，限位装置10的其它结构与实施例一中相同，此处不再赘述。

实施例三

参见图7至图10所示，本发明还提供了一种运动平台。运动平台包括框架组件20、驱动装置30以及实施例一或实施例二的限位装置10，框架组件20包括微动框架201和基座203，底座101与基座203连接，驱动装置30固定在微动框架201和基座203之间。

在上述技术方案中，驱动装置30可以为音圈电机，也可以为压电驱动模组。驱动装置30用于为微动框架201提供垂向驱动力，驱动装置30的底部通过螺钉固定在基座203上，顶部通过螺钉与微动框架201连接。

通过上述设置，采用内外磁套产生磁浮力对微动框架201的重力进行补偿，可以减小驱动装置30的出力，缓解驱动装置30发热量过大的问题。

参见图5所示，本发明的一个实施例中，微动框架201开设有限位孔211，限位孔211为T型孔，限位结构的至少部分位于限位孔211的T型孔小孔段内，第一限位表面1061与限位孔211的T型孔大孔段的内底面之间形成竖直方向的第一微动间隙a2，第二限位表面1051与微动框架201的下端面之间形成竖直方向的第二微动间隙a1，第三限位表面1052与限位孔211的内壁之间形成水平方向的第三微动间隙b1，第四限位表面1062与限位孔211的内壁形成水平方向的第四微动间隙b2。

在上述技术方案中，限位结构实现了机械限位，第一限位座位于限位孔211水平方向的中心处，第一限位座竖直方向的位置没有特别限定。第一微动间隙a2为0.2mm±0.2mm，限定了微动框架201竖直向上的移动范围；第二微动间隙a1为0.9mm±0.2mm，限定了微动框架201竖直向下的移动范围；第三微动间隙b1为0.3mm±0.2mm，第四微动间隙b2为0.5mm±0.2mm，该两个微动间隙共同限定了微动框架201水平方向的移动范围。

通过上述设置，微动框架201通过压缩微动间隙的方式移动，通过设定微动间隙的大小，就能够限定微动框架201的移动范围。

参见图5所示，本发明的一个实施例中，第二限位座为柔性件，第三微动间隙b1小于第四微动间隙b2。

在上述技术方案中，由于第二限位座为柔性件，因此，微动框架201竖直向下的移动范围大于第二微动间隙a1。微动框架201在水平方向上移动b1的距离后，先触碰到第二限位座的第三限位表面1052，再同向移动至b2的距离后，压缩第二限位座，触碰到第一限位座的第四限位表面1062，无法再继续同向移动，因此，微动框架201在一个水平方向上的最大移动范围等于b2。

在一个实施例中，第二限位座为橡胶垫圈。

参见图5所示，本发明的一个实施例中，框架组件20还包括固定盘204，固定盘204位于微动框架201上，限位装置10的最高点低于固定盘204的最低点。

在上述技术方案中，固定盘204用于固定晶圆等待固定件，固定盘204的最低点即为晶圆的最低点；限位装置10的最高点即为螺栓107的最高点。

通过上述设置，保证晶圆在固定盘204上水平移动时，始终不会触碰到螺栓107，防止螺栓107与晶圆产生摩擦或刮蹭，损坏晶圆。

参见图9至图12所示，本发明的一个实施例中，驱动装置30设置有至少三个，至少三个驱动装置30周向均匀分布在基座203上，驱动装置30位于多个限位装置10的内侧；限位装置10设置为双数，所有限位装置10周向均匀分布在基座203上。

在上述技术方案中，基座203为矩形或长方形，驱动装置30设置为三个，三个驱动装置30之间的夹角为120°，限位装置10为四个，分别位于基座203的四角处，驱动装置30位于限位装置10围成的圈内部。

通过上述设置，三个驱动装置30能够实现微动框架201多个自由度的微动；四个限位装置10使得磁力补偿的功能能够均匀作用在整个微动框架201上，并防止仅单个限位装置10承受微动框架201竖直向下的压力，四个限位装置10之间相互分担微动框架201的重力，提高各个微动框架201的使用寿命。

参见图11和图12所示，本发明的一个实施例中，框架组件20还包括位于微动框架201与基座203之间的磁屏蔽罩壳205。

在上述技术方案中，如图14所示，由于固定盘204表面有剩磁，最大为170μT，因此增加方形的磁屏蔽罩壳205，能够在很大程度上减小剩磁的情况，如图15所示，此时固定盘204表面最大剩磁为48μT。

在一个实施例中，磁屏蔽罩壳205为波浪折边型，如图16所示，此时固定盘204表面最大剩磁为43μT，效果最优。需要说明的是，本实施例中的波浪折边型的磁屏蔽罩壳205与上述实施例中方形的磁屏蔽罩壳205的大小、厚度和摆放位置均相同。

实施例四

参见图13所示，本发明还提供了一种电子束检测装置，包括水平运动台70、扫描电镜80、干涉仪90以及上述的运动平台，运动平台位于水平运动台70和扫描电镜80之间，干涉仪90位于运动平台的一侧。

在一个实施例中，电子束检测装置位于真空罩60内，使电子束检测装置应用与真空环境，在真空环境中，外磁套103与内磁套104的配合补偿微动框架201的重力，也能够解决真空环境中驱动装置30发热的问题。运动平台的固定盘204为静电吸盘，用于吸附硅片，使硅片能够以稳定状态在扫描电镜80下方进行检测；由于扫描电镜80与运动平台上的硅片表面只有不足1mm的间隙，因此设置能够调整竖直方向高度的限位装置10，解决装配误差累积导致的扫描电镜80与硅片的干涉问题。水平运动台70能够补偿运动平台在水平方向上的误差。运动平台侧面配置水平方向的反射镜202，通过干涉仪90和两个反射镜202的测量，加上水平运动台70提供的水平方向的驱动力，能够实现运动平台水平方向伺服闭环控制，这样电子束检测平台就能够使静电吸盘上吸附的硅片进行五个自由度的伺服控制，实现硅片在扫描电镜80下的检测。

从以上的描述中，可以看出，本发明的上述的实施例实现了如下技术效果：第一限位座和第二限位座相互配合实现限位的功能，内磁套和外磁套相互配合实现作用力补偿的功能，两种功能集成在同一个运动平台用限位装置中，相互之间结构紧凑、互不影响，相比于传统的多个功能部件独立的方式，本发明的运动平台用限位装置减小了各个功能部件对运动平台的空间的占用，使运动平台能够做到扁平化，减少对运动平台的运用环境的限制。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种运动平台用限位装置，其特征在于，包括：

底座（101）；

限位杆（102），所述限位杆（102）的第一端设置在所述底座（101）上；以及

限位结构，设置在所述限位杆（102）的第二端，所述限位结构的至少部分被构造为能够位于运动平台内，所述限位结构包括：

第一限位座，所述第一限位座固定在所述限位杆（102）的第二端，且第一限位座具有第一限位表面；以及

第二限位座，所述第二限位座固定在所述限位杆（102）的第二端，所述第二限位座具有第二限位表面，所述第一限位表面和所述第二限位表面之间形成限位空间；

所述运动平台用限位装置还包括：

内磁套（104），套设在所述限位杆（102）的外周并与所述限位杆（102）连接；以及

外磁套（103），套设在所述内磁套（104）的外周与所述运动平台连接，所述外磁套（103）与所述内磁套（104）磁性配合，且所述外磁套（103）相对于所述内磁套（104）可移动地设置，以使所述外磁套（103）与所述内磁套（104）之间具有磁性悬浮力，以利用所述磁性悬浮力对所述运动平台进行作用力的补偿，其中，所述第二限位座的部分被套设在所述外磁套（103）内。

2.根据权利要求1所述的运动平台用限位装置，其特征在于，所述第一限位座与所述第二限位座分体设置，所述第一限位座套设在所述限位杆（102）的外周，所述第一限位座包括相互连接且外径依次减小的第一轴向限位段和第一径向限位段，所述第一限位表面位于所述第一轴向限位段朝向所述第二限位座的端面上，所述第二限位座套设在所述限位杆（102）外周，所述第二限位座包括相互连接且外径依次增大的第二径向限位段和第二轴向限位段，所述第二限位表面位于所述第二轴向限位段朝向所述第一限位座的端面上。

3.根据权利要求2所述的运动平台用限位装置，其特征在于，所述第一限位座相对于所述限位杆（102）沿所述限位杆（102）的轴向方向可移动地设置，以调整第一限位座相对所述限位杆（102）的高度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的运动平台用限位装置，其特征在于，所述限位杆（102）相对于所述底座（101）沿所述限位杆（102）的轴向方向可移动地设置，以调整整个所述限位结构相对所述底座（101）的高度，所述限位杆（102）与所述底座（101）螺纹连接，所述限位杆（102）能够通过旋拧的方式相对于所述底座（101）轴向移动。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的运动平台用限位装置，其特征在于，所述限位杆（102）的第一端套设在所述底座（101）上，且所述限位杆（102）的第一端上设置有锁紧孔（108），所述限位装置还包括锁紧件，所述锁紧件穿过所述锁紧孔（108）与所述底座（101）抵接。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的运动平台用限位装置，其特征在于，所述第二限位座还具有沿周向延伸的第三限位表面，所述第三限位表面能够限制所述运动平台水平方向的移动范围；和/或，所述第一限位座还具有沿周向延伸的第四限位表面，所述第四限位表面被构造为能够限制所述运动平台水平方向的移动范围。

7.根据权利要求6所述的运动平台用限位装置，其特征在于，所述第一限位座为柔性件，所述第四限位表面的直径大于所述第三限位表面的直径；或者，所述第二限位座为柔性件，所述第三限位表面的直径大于所述第四限位表面的直径。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的运动平台用限位装置，其特征在于，所述底座（101）包括依次相连接且外径依次减小的固定段（1011）、定位段（1012）和调节段（1013），所述限位杆（102）的第一端沿竖直方向开设有调节孔，所述定位段（1012）和所述调节段（1013）插入所述调节孔内部，所述限位杆（102）上开设有与所述调节孔相连通的排气孔（1021），以在真空环境下排出调节孔内部的空气。

9.一种运动平台，其特征在于，包括框架组件（20）、驱动装置（30）以及如权利要求1至8中任一项所述的运动平台用限位装置，所述框架组件（20）包括微动框架（201）和基座（203），所述限位装置（10）沿竖直方向设置，所述底座（101）与所述基座（203）连接，驱动装置（30）固定在所述微动框架（201）和所述基座（203）之间。

10.根据权利要求9所述的运动平台，其特征在于，所述微动框架（201）开设有限位孔（211），所述限位结构的至少部分位于所述限位孔（211）内，所述第一限位表面与所述限位孔（211）的内壁之间形成竖直方向的第一微动间隙a2，所述第二限位表面与所述微动框架（201）的下端面之间形成竖直方向的第二微动间隙a1，所述第二限位座还具有第三限位表面，所述第三限位表面与所述限位孔（211）的内壁之间形成水平方向的第三微动间隙b1，所述第一限位座还具有第四限位表面，所述第四限位表面与所述限位孔（211）的内壁形成水平方向的第四微动间隙b2。

11.根据权利要求10所述的运动平台，其特征在于，所述第二限位座为柔性件，所述第三微动间隙b1小于所述第四微动间隙b2。

12.根据权利要求10所述的运动平台，其特征在于，所述框架组件（20）还包括固定盘（204），所述固定盘（204）位于所述微动框架（201）上，所述限位装置（10）的最高点低于所述固定盘（204）的最低点。

13.根据权利要求9所述的运动平台，其特征在于，所述驱动装置（30）设置有至少三个，至少三个所述驱动装置（30）周向均匀分布在所述基座（203）上，所述驱动装置（30）位于多个所述限位装置（10）的内侧；和/或，所述限位装置（10）设置为双数，所有所述限位装置（10）周向均匀分布在所述基座（203）上。

14.根据权利要求11所述的运动平台，其特征在于，所述框架组件（20）还包括位于所述微动框架（201）与所述基座（203）之间的磁屏蔽罩壳（205）。

15.一种电子束检测装置，其特征在于，包括水平运动台（70）、扫描电镜（80）、干涉仪（90）以及如权利要求9至14中任一项所述的运动平台，所述运动平台位于所述水平运动台（70）和所述扫描电镜（80）之间，所述干涉仪（90）位于所述运动平台的一侧。

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