专利名称：高精度快速调平机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种快速调平机构，特别是一种应用于半导体制造领域的 精密仪器设备中的高精度快速调平机构。
背景技术：
在半导体制造领域中的精密仪器设备对工件的调平通常都要求高精度、高 效率并且不伤害工件表面。现有技术中的自动调平机构有的采用了电机加丝杠 螺母或者压电陶瓷在承件台下的三点或者四点调平工件，这种调平机构不损伤 工件表面，但是由于丝杠螺母存在间隙，而压电陶资有空回，因此难以达到^艮 高的精度，同时由于需要逐点反复调节，且因为是对工件背面进行调节，所以
调平完毕还需要再次进行检测，故整体效率不高；已有的另一种自动调平机构 则将工件的上表面与定标板直接相靠而调平，这种自动调平机构的效率较高， 但是由于工件的表面直接接触定标板，因此易损伤工件表面，且定标板的面形 误差直接影响调平精度。
中国专利98229568.5申请了一种快速调平机构，该机构通过调平板和浮于 碗形气浮轴承上的承件台之间形成气膜，达到承件台调平的目的。
另外，中国专利200610038909.1申请了 一种基于双簧片机构的三自由度弹 性连接机构，其中揭示了通过圓周方向均布的双簧片机构，实现水平及调平动 作，同时动作的实现是通过限位柱和位移调节柱实现的。
以上两项专利虽然都可实现平台的调平，但是中国专利98229568.5的调平 精度的实现，在很大程度上受到调平板机械初始安装精度的影响，虽然气膜的 均化效应可以适当提高精度，但总体调平精度还是比较低。而中国专利 200610038909.1釆用双簧片机构，但是动作的实现是通过机械限位来实现，不 能实现自动调平动作，同时双簧片在水平及侧向刚度分配及均匀性方面也存在 分配不均的问题，将直接影响到机构的稳定性及调平的精度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高精度快速调平机构，其能够有效地解决 现有技术中整体调平精度不高以及调平机构稳定性不足的缺憾。
为了达到上述的目的，本实用新型提供一种高精度快速调平机构，所述高 精度快速调平机构包括调平台、安装底座，以及均匀分布并设置于所述调平台 与所述安装底座之间的三组平行簧片、在线位置测量传感器组件、偏心轮/凸轮 组件、预紧拉簧和执行轮组件，其中所述每一组平行簧片的一端与安装底座的
边缘刚性连接，另一端与调平台的边缘刚性连接，且平行簧片上具有一通孔； 所述每一组在线位置测量传感器组件对应设置于平行簧片的内侧，其底部与安 装底座刚性连接，顶部穿过平行簧片上的通孔与调平台刚性连接；相邻两组在 线位置测量传感器组件之间设有相互啮合的 一组偏心轮/凸轮组件和执行轮组 件，该偏心轮/凸轮组件的上端与调平台刚性连接，该执行轮组件的下端与安装 底座刚性连接，并通过所述预紧拉簧与偏心轮/凸轮组件进行预紧并且通过与偏 心轮/凸轮组件相互的摩擦力实现传动，且所述三组平行簧片、在线位置测量传 感器组件、偏心轮/凸轮组件、以及执行轮组件之间以120。夹角均匀分布设置。
根据本实用新型所述的高精度快速调平机构，其中，所述在线位置测量传 感器组件更进一步包括在线位置测量传感器以及传感器安装支架，且所述在线 位置测量传感器通过所述传感器安装支架分别与所述调平台以及所述安装底座 直接机械刚性相连接。
才艮据本实用新型所述的高精度快速调平机构，其中，所述偏心轮/凸轮组件
更进一步包括偏心轮/凸轮安装支架、偏心轮/凸轮以及安装轴，且所述偏心轮/ 凸轮组件支架与所述调平台直接机械刚性连接。
根据本实用新型所述的高精度快速调平机构，其中，所述执行轮组件更进 一步包括执行轮、执行轮安装支架以及无隙连轴器，且所述执行轮支架与所述 安装底座直接机械刚性连接。
根据本实用新型所述的高精度快速调平机构，其中，所述高精度快速调平 机构还包括多个驱动马达，用于驱动所述在线测量传感器组件以及所述偏心4仑/ 凸轮组件。
本实用新型的高精度快速调平机构中采用平行簧片结构满足了调平台侧向
5较大刚度及垂向较低刚度分配要求，其中，侧向较大刚度可以保证平台在调平 过程中的机械稳定性，而垂向较低刚度引起的机械不稳定性通过结构本身的自 动调平系统可以得到位置的实时补偿，同时通过设计预紧弹簧体的刚度可以优 化得出马达驱动扭矩，直接安装于运动平台的测量传感系统可以有效消除传动 机构之间的间隙，提高了机构的精度。
通过以下对本实用新型的一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其
实用新型的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为
图1为本实用新型的高精度快速调平机构的结构示意图。 图2为本实用新型的高精度快速调平机构的除去平台之后的结构示意图。 图3为本实用新型的高精度快速调平机构的结构剖视图。
具体实施方式
以下将结合一个较佳的实施例对本实用新型的高精度快速调平机构作进一 步的详细描述。
请结合图1至图3所示，本实用新型高精度快速调平机构包括调平台1、安 装底座6，以及安装在调平台1与安装底座6之间的三组平行簧片2、在线位置 测量传感器组件3、偏心轮/凸轮组件4、预紧拉簧5、执行轮组件7以及驱动马 达8等，其中，在线位置测量传感器组件3更进一步包括在线位置测量传感器 3a以及传感器安装支架3b,偏心轮/凸轮组件4更进一步包括偏心轮/凸轮安装 支架4a、偏心轮/凸轮4b以及安装轴4c,执行轮组件7更进一步包括执行轮7a、 执行轮安装支架7b以及无隙连轴器7c。
本实用新型的高精度快速调平机构的调平台1通过机械连接的方式与平行 簧片2刚性连接，平行簧片2与安装底座6通过机械方式刚性连接，同时由于 平行簧片2是在结构上采用120。均布的形式，保证了水平向及垂向簧片刚度分 配的一致性，从而保证了调平机构执行的稳定性；在线位置测量传感器组件3 中的在线位置测量传感器3a通过传感器安装支架3b分别与调平台1和安装底 座6机械刚性连接。同样地，由于本实施例中包含了三组均匀分布于圓周上的在线位置测量传感器组件3，从而可以保证调平位置信息的在线实时测量；偏心 轮/凸轮组件4更进一步包含了偏心轮/凸轮安装支架4a、偏心轮/凸轮4b以及安 装轴4c,偏心轮/凸轮组件4与调平台1直接机械刚性连接；执行轮组件7更进 一步包含了执行轮7a、执行轮安装支架7b以及无隙连轴器7c，执行轮组件7 通过机械方式直接与安装底座6刚性连接；偏心轮/凸轮组件4和执行轮组件7 通过预紧拉簧5进行预紧，具体的，每一组偏心轮/凸轮组件4和执行轮组件7 的左右两侧均设有一预紧拉簧5，即每一组偏心轮/凸轮组件4和执行轮组件7 通过设置于其左右两侧的两组预紧拉簧5进行预紧。此外、在执行轮组件7上 还设置有对应的驱动马达8，用于驱动在线测量传感器组件3以及偏心轮/凸轮 组件4。
由于本实施例中包含了三组偏心轮/凸轮组件4和执行轮组件7,在控制上 分别对应于三组在线位置测量传感器组件3，可以实现调平台1的实时精密调 平动作；同时在线位置测量传感器组件3直接测量于调平台1可有效降低传动 机构之间的间隙和空程的影响，从而提高了调平台运动的精度。
综上所述，通过本实用新型的高精度快速调平机构相较于现有技术中的调 平机构而言，能够提供更加高效可靠的调平效果，并且能够实现更高的整体调 平精度。
需要特别说明的是，本实用新型的高精度快速调平机构不局限于上述实施 例中所限定的方式，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本 领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型进行修改或者等同替换， 而不脱离本实用新型的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范 围当中。
权利要求1、一种高精度快速调平机构，包括调平台(1)、安装底座(6)，以及均匀分布并设置于所述调平台(1)与所述安装底座(6)之间的三组平行簧片(2)、在线位置测量传感器组件(3)、偏心轮/凸轮组件(4)、预紧拉簧(5)和执行轮组件(7)，其特征在于，所述每一组平行簧片(2)的一端与安装底座(6)的边缘刚性连接，另一端与调平台(1)的边缘刚性连接，且平行簧片(2)上具有一通孔；所述每一组在线位置测量传感器组件(3)对应设置于平行簧片(2)的内侧，其底部与安装底座(6)刚性连接，顶部穿过平行簧片(2)上的通孔与调平台(1)刚性连接；相邻两组在线位置测量传感器组件(3)之间设有相互啮合的一组偏心轮/凸轮组件(4)和执行轮组件(7)，该偏心轮/凸轮组件(4)的上端与调平台(1)刚性连接，该执行轮组件(7)的下端与安装底座(6)刚性连接，并通过所述预紧拉簧(5)与偏心轮/凸轮组件(4)进行预紧并且通过与偏心轮/凸轮组件(4)相互的摩擦力实现传动，且所述三组平行簧片(2)、在线位置测量传感器组件(3)、偏心轮/凸轮组件(4)、以及执行轮组件(7)之间以120°夹角均匀分布设置。
2、 根据权利要求1所述的高精度快速调平机构，其特征在于，所述在线位 置测量传感器组件(3)更进一步包括在线位置测量传感器(3a)以及传感器安 装支架(3b)，其中，所述在线位置测量传感器(3a)通过所述传感器安装支架(3b)分别与所述调平台(1)以及所述安装底座(6)机械刚性相连接。
3、 根据权利要求1所述的高精度快速调平机构，其特征在于，所述偏心轮 /凸轮组件(4)更进一步包括偏心轮/凸轮安装支架(4a)、偏心轮/凸轮(4b)以 及安装轴(4c)，所述偏心轮/凸轮(4b)通过安装轴(4c)安装在偏心轮/凸轮 安装支架(4a)上，所述偏心轮/凸轮组件支架(4a)与所述调平台(1)机械刚 性连接。
4、 根据权利要求1所述的高精度快速调平机构，其特征在于，所述执行轮 组件(7)更进一步包括执行轮(7a)、执行轮安装支架(7b)以及无隙连轴器(7c),其中，所述执行轮(7a)通过无隙连轴器(7c)安装在执行轮安装支架 (7b)上，所述执行轮支架(7b)与所述安装底座(6)机械刚性连接。
5、 根据权利要求4所述的高精度快速调平机构，其特征在于，所述高精度 快速调平机构还包括多个驱动马达(8)，用于驱动所述执行轮(7a)。
6、 根据权利要求1所述的高精度快速调平机构，其特征在于，所述每一组 偏心轮/凸轮组件(4)和执行轮组件(7)通过设置于其左右两侧的两组预紧拉 簧(5)进行预紧。
专利摘要本实用新型提供一种高精度快速调平机构，其包括调平台、安装底座，以及设置于所述调平台与所述安装底座之间的三组平行簧片、在线位置测量传感器组件、偏心轮/凸轮组件、预紧拉簧、执行轮组件，其中，所述三组平行簧片、在线位置测量传感器组件、偏心轮/凸轮组件、预紧拉簧、执行轮组件均以120°且彼此对应地均匀设置在所述调平台与所述安装底座之间。本实用新型采用平行簧片结构满足了调平台侧向较大刚度及垂向较低刚度分配要求，同时通过设计预紧弹簧体的刚度可以优化得出马达驱动扭矩，直接安装于运动平台的测量传感系统可以有效消除传动机构之间的间隙，提高了机构的精度。
文档编号H01L21/00GK201142318SQ20072007604
公开日2008年10月29日 申请日期2007年11月13日 优先权日2007年11月13日
发明者朱岳彬 申请人:上海微电子装备有限公司