CN113739840B - 运动机构的检测装置及检测方法、光刻设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运动机构的检测装置及检测方法、光刻设备，该运动机构的检测装置包括位置检测模块和位置感应模块；该位置检测模块包括与运动机构的定子中至少两个检测位一一对应的至少两个位置检测区；每一位置检测区包括至少一个感应结构和/或至少一个非感应结构，且各位置检测区的感应结构和/或所述非感应结构的数量和/或位置不同；位置检测模块和位置感应模块中的一个模块设置于运动机构的定子侧，另一个模块设置于运动机构的动子侧；位置感应模块通过获取其感应区内的位置检测区的感应结构和/或非感应结构的数量和/或位置，输出检测结果，以确定运动机构的动子所带动的负载的当前位置。本发明实施例提高运动机构的稳定性和安全性。

Description

运动机构的检测装置及检测方法、光刻设备

技术领域

本发明实施例涉及光刻设备技术邻域，尤其涉及一种运动机构的检测装置及检测方法、光刻设备。

背景技术

光刻设备中设置有众多运动机构，例如用于传输和交接掩模版和半导体衬底的传输运动机构。其中，运动机构通常由多个运动轴系相互组合，例如旋转运动轴系和垂直运动轴系组合，其结构相对复杂，相应的驱动方式较复杂。

当前，在光刻设备上电时，通常会对设备进行初始化，此时默认设备的运动机构处于正常的状态，并通过驱动软件以正常的驱动方式控制设备的运动机构正常运行。现有技术中，对设备初始化后，设备的驱动软件会执行初始化的运行方式并驱动相应的运动机构，但是当运动机构出现异常时，无法准确获知运动机构当前的运动状态，从而无法追溯问题的根源，因此在运动机构运动过程中实时获取运动机构的位置和运动状态是当前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种运动机构的检测装置及检测方法、光刻设备，以能够实时获取运动机构的位置信息和运动状态信息，以提高设备运行的安全性和可靠性。

第一方面，本发明实施例提供一种运动机构的检测装置，该运动机构包括动子和定子，所述定子包括至少两个检测位；所述动子侧设置有负载，且所述动子带动所述负载在各所述检测位之间移动；所述运动机构的检测装置包括：位置检测模块和位置感应模块；

所述位置检测模块包括与至少两个所述检测位一一对应的至少两个位置检测区；每一所述位置检测区包括至少一个感应结构和/或至少一个非感应结构，且各所述位置检测区的所述感应结构和/或所述非感应结构的数量和/或位置不同；

所述位置检测模块设置于所述定子侧，所述位置感应模块设置于所述动子侧，所述动子带动所述位置感应模块在各所述位置检测区之间移动，以使所述位置检测区位于所述位置感应模块的感应区内；或者，所述位置检测模块设置于所述动子侧，所述位置感应模块设置于所述定子侧，所述动子带动所述位置检测模块在所述位置感应模块的一侧运动，控制所述位置检测区移动至所述位置感应模块的感应区内；

所述位置感应模块用于获取所述感应区内的所述位置检测区的感应结构和/或所述非感应结构的数量和/或位置，输出检测结果，以确定所述负载的当前位置。

第二方面，本发明实施例还提供一种光刻设备，包括运动机构和上述运动机构的检测装置；

其中，所述运动机构包括动子和定子，所述定子包括至少两个检测位；所述动子侧设置有负载，且所述动子带动所述负载在各所述检测位之间移动。

第三方面，本发明实施例还提供一种运动机构的检测方法，采用运动机构的检测装置执行，所述检测方法包括：

获取位置感应模块的检测结果和编码器的编码结果；

根据所述检测结果获取负载的当前位置，以及根据所述编码结果获取所述负载的预设位置；

根据所述当前位置和所述预设位置，确定所述运动机构的当前状态；

其中，所述运动机构包括动子和定子，所述定子包括至少两个检测位；所述动子侧设置有负载，且所述动子带动所述负载在各所述检测位之间移动；

所述位置检测装置包括位置检测模块、位置感应模块和编码器；所述位置检测模块包括与至少两个所述检测位一一对应的至少两个位置检测区；每一所述位置检测区包括至少一个感应结构和/或至少一个非感应结构，且各所述位置检测区的所述感应结构和/或所述非感应结构的数量和/或位置不同；所述位置检测模块设置于所述定子侧，所述位置感应模块设置于所述动子侧，所述动子带动所述位置感应模块在各所述位置检测区之间移动，以使所述位置检测区位于所述位置感应模块的感应区内；或者，所述位置检测模块设置于所述动子侧，所述位置感应模块设置于所述定子侧，所述动子带动所述位置检测模块在所述位置感应模块的一侧运动，控制所述位置检测区移动至所述位置感应模块的感应区内；所述位置感应模块用于获取所述感应区内的所述位置检测区的感应结构和/或所述非感应结构的数量和/或位置，输出检测结果；所述编码器设置于所述动子侧；所述编码器用于根据所述动子的运动路程输出编码结果。

本发明实施例提供的运动机构的检测装置及方法、光刻设备，通过运动机构的检测装置的位置检测模块和位置感应模块中的一个模块设置在运动机构的动子侧，另一个模块设置在运动机构的定子侧，采用位置感应模块检测其感应区内的位置检测模块的检测区的感应结构和/或非感应结构的数量和/或位置，并输出检测结果，以确定运动机构的动子所带动的负载的当前位置。本发明实施例能够实时获取负载的位置信息，以能够根据负载的位置信息控制运动机构的运动状态，从而能够提高运动机构的安全性和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种运动机构的检测装置的结构示意图；

图2是负载沿图1中负载移动方向移动后的一种运动机构的检测装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的又一种运动机构的检测装置的结构示意图；

图4是负载沿图3中负载移动方向移动后的一种运动机构的检测装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种位置检测模块的结构示意图；

图6是沿图5中A-A'截面的一种剖面结构示意图；

图7是本发明实施例提供的又一种位置检测模块的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种运动机构及其检测装置的结构示意图；

图9为与图8对应的一种运动机构及其检测装置的等效结构示意图；

图10为负载沿图9中的移动方向移动一个检测位后的一种运动机构及其检测装置的等效结构示意图；

图11是本发明实施例提供的又一种运动机构及其检测装置的结构示意图；

图12为与图11对应的一种运动机构及其检测装置的等效结构示意图；

图13为负载沿图12中的移动方向移动一个检测位后的一种运动机构及其检测装置的等效结构示意图；

图14是本发明实施例提供的一种运动机构的检测装置的结构框图；

图15是本发明实施例提供的一种光刻设备的结构框图；

图16是本发明实施例提供的一种运动机构的检测方法的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

本发明实施例提供一种运动机构的检测装置，该运动机构的检测装置能够检测运动结构中动子所带动的负载的位置。其中，运动机构包括动子和定子，且在运动机构的定子包括至少两个检测位，而在动子侧设置有负载，动子能够带动该负载在各检测位之间移动；相应的，运动机构的检测装置包括位置检测模块和位置感应模块；该位置检测模块包括与定子侧的至少两个检测位一一对应的至少两个位置检测区；每一位置检测区包括至少一个感应结构和/或至少一个非感应结构，且各位置检测区的感应结构和/或非感应结构的数量和/或位置不同；位置感应模块能够获取其感应区内的位置检测区的感应结构和/或非感应结构的数量和/或位置，并输出检测结果，以确定所述负载的当前位置。

其中，位置检测模块设置于定子侧，位置感应模块设置于动子侧，使得动子能够带动位置感应模块在各位置检测区之间移动，以使相应的位置检测区位于位置感应模块的感应区内；或者，位置检测模块设置于动子侧，位置感应模块设置于定子侧，使得动子带动位置检测模块在位置感应模块的一侧运动，以控制位置检测区移动至位置感应模块的感应区内。

具体的，运动机构例如可以为直线运动机构、旋转运动机构中的至少一种。其中，直线运动机构例如可以为水平方向的运动机构或竖直方向的运动机构。运动机构的定子可以为由电机带动的轴系运动部件，而运动机构的定子可以为该运动机构的框架结构，该框架结构上可以固定其它部件，例如工位、检测台，固定于框架结构上的部件所在的位置以及部件与部件之间区域的位置均可以称为检测位。当将位置检测模块和负载均设置于运动机构的动子侧，以及将位置感应模块设置于运动机构的定子侧时，该运动机构的动子能够带动位置检测模块和负载移动，而设置在运动机构的定子侧的位置感应模块则固定不动，使得位置感应模块能够对移动至其感应区的位置检测模块的位置检测区中的感应结构和/或非感应结构的数量和/或位置进行检测；由于位置检测模块的位置检测区与运动机构的定子侧的检测位一一对应设置，因此通过位置感应模块检测移动至其感应区的位置检测区中的感应结构和/或非感应结构的数量和/或位置，既能够获得运动机构的动子所带动的负载的当前位置。

示例性的，图1是本发明实施例提供的一种运动机构的检测装置的结构示意图，图2是负载沿图1中负载移动方向移动后的一种运动机构的检测装置的结构示意图。结合图1和图2所示，该运动机构的定子包括4个检测位201、202、203和204，位置检测模块10包括与检测位201、202、203和204对应的四个位置检测区101，且每个位置检测区101中的感应结构11和/或非感应结构12的数量和/或位置不同。通过将位置检测模块10和负载300均设置于运动机构的动子侧，以使动子的电机和与电机连接的轴系结构带动负载300和位置检测模块10一起沿Y方向运动；而将位置感应模块20固定于定子侧；此时，当动子带动负载300移动至检测位204时，位置感应模块20所能够检测到的位置检测区并非是与检测位204正对的位置检测区1014，而是位于该位置感应模块20的感应区内的位置检测区1011，该位置检测区1011中包括两个感应结构11；当动子带动负载300和位置检测模块10一起沿Y方向移动至检测位203时，检测位203会与位置检测区1014正对，此时位置感应模块20的感应区内的位置检测区101为位置检测区1012，该位置检测区1012包括一个感应机构11和一个非感应结构12，且感应结构11在位置2处，非感应结构12在位置1处；当动子带动负载300和位置检测模块10一起移动至检测位202时，位置感应模块20的感应区内的位置检测区1013包括两个非感应结构12；当动子带动负载300移动至检测位201时，位置感应模块20的感应区内的位置检测区1014包括一个感应机构11和一个非感应结构12，且感应结构11在位置1处，非感应结构12在位置2处；如此，通过位置感应模块20检测其感应区内的位置检测区101的感应结构11和/或非感应结构12的位置和/或数量，即可获知负载300的当前位置。

此外，本发明实施例的运动机构的检测装置的位置感应模块可以设置于运动机构的定子侧，而位置检测模块设置于动子侧；使得运动机构的动子带动负载和位置感应模块一起在定子侧的各检测位之间移动，而固定于运动机构的定子侧的位置检测模块的位置检测区与定子的各检测位一一对应；在动子带动位置感应模块移动的过程中，通过位置感应模块检测其感应区内的位置检测模块的位置检测区中感应结构和/或非感应结构的位置和/或数量，即可获知负载300的当前位置。

示例性的，图3是本发明实施例提供的又一种运动机构的检测装置的结构示意图，图4是负载沿图3中负载移动方向移动后的一种运动机构的检测装置的结构示意图。结合图3和图4所示，运动机构的定子包括4个检测位201、202、203和204，位置检测模块10包括与检测位201、202、203和204一一对应的四个位置检测区101，且每个位置检测区101中的感应结构11和/或非感应结构12的数量和/或位置不同。通过将位置感应模块20和负载300均设置于运动机构的动子侧，由动子的电机和与电机连接的轴系结构带动负载300和位置感应模块20一起沿Y方向运动；而将位置检测模块10固定于定子侧；此时，当动子带动负载300移动至检测位201时，设置在动子侧的位置感应模块20的感应区内的为与检测201正对的位置检测区1011，使得位置感应模块20检测到两个感应结构11；当动子带动负载300移动至检测位202时，位置感应模块20的感应区内的为与检测位202正对的位置检测区1012，此时位置感应模块20检测到一个感应机构11和一个非感应结构12，且感应结构11在位置2处，非感应结构12在位置1处；当动子带动负载300移动至检测位203时，位置感应模块20的感应区内的为位置检测区1013，此时位置感应模块20检测到两个非感应结构12；当动子带动负载300移动至检测位204时，位置感应模块20的感应区内的为位置检测区1014，此时位置感应模块20检测到一个感应结构11和一个非感应结构12，且感应结构11在位置1处，非感应结构12在位置2处；如此，通过位置感应模块20检测其感应区内的位置检测区101的感应结构11和/或非感应结构12的位置和/或数量，即可获知负载300的当前位置。

需要说明的是，图1、图2、图3和图4仅为本发明实施例示例性的附图，图1、图2、图3和图4中运动机构的定子包括四个检测位(201、202、203和204)，而在本发明实施例中，运动机构的定子可以包括至少两个检测位，即运动机构的定子可以包括两个检测位、三个检测位或三个以上的检测位，本发明实施例对此不做具体限定；相应的，位置检测模块包括与定子的检测位一一对应设置的至少两个位置检测区，即位置检测模块的位置检测区与定子侧的检测位的数量相同，此时位置检测模块的位置检测区的数量也可以为两个、三个或三个以上，本发明实施例对此也不做具体限定。

同时，位置检测模块的每个位置检测区中的感应结构和/或非感应结构的总数可以为一个、两个、三个或三个以上，在能够满足每个检测区的感应结构和/或非感应结构的位置和/或数量不同的前提上，本发明实施例对每个位置检测区中的感应结构和/或非感应结构的总数不做具体限定。

此外，在本发明实施例中位置检测模块和位置感应模块分别设置于运动机构的定子侧和动子侧；其中，当位置检测模块设置于运动机构的动子侧时，位置感应模块设置于运动机构的定子侧；而当位置检测模块设置于运动机构的定子侧时，位置感应模块设置于运动机构的动子侧；本发明实施例对此不做具体限定。为便于描述，在本发明实施例未明确说明的情况下，以位置检测模块位于运动机构的动子侧，而位置感应模块位于运动机构的定子侧为例对本发明实施例进行示例性的说明。

可选的，运动机构可以包括旋转运动机构和/或直线运动机构，其中旋转运动机构的定子能够带动负载旋转运动，直线运动机构能够带动负载直线运动。如此，当运动机构同时包括旋转运动机构和直线运动机构时，位置检测模块同时包括直线位置检测模块和旋转位置检测模块，位置感应模块同时包括直线位置感应模块和旋转位置感应模块；以通过直线位置感应模块获取其感应区内直线位置检测模块的位置检测区中的感应结构和/或非感应结构的数量和/或位置；而通过旋转位置感应模块获取其感应区内旋转位置检测模块的位置检测区中感应结构和/或非感应结构的数量和/或位置，从而能够分别获得旋转运动机构的动子带动负载旋转运动的位置和直线运动机构的动子带动负载直线运动的位置，以能够实时获知负载的实际位置。

相应的，当运动机构仅包括旋转运动机构时，该旋转运动机构的动子能够带动负载旋转运动，此时位置检测模块可以仅包括旋转位置检测模块，位置感应模块可以仅包括旋转位置感应模块；而当运动机构仅包括直线运动机构时，该直线运动机构的动子能够带动负载直线运动，此时位置检测模块可以仅包括直线位置检测模块，位置感应模块可以仅包括直线位置感应模块。在能够实时获取负载的当前位置的前提下，本发明实施例对位置检测模块和位置感应模块的具体结构不做具体限定。

可选的，运动机构的检测装置的位置检测模块包括检测面，且位置检测模块的检测面与位置感应模块的感应面相对设置；该位置检测模块的检测面包括凸起结构和凹陷结构；该凸起结构可以为位置检测模块的感应结构，而凹陷结构可以为位置检测模块的非感应结构。

示例性的，图5是本发明实施例提供的一种位置检测模块的结构示意图，图6是沿图5中A-A'截面的一种剖面结构示意图。结合图5和图6所示，位置检测模块10的检测面设置有凸起结构和凹陷结构，且凸起结构为位置检测模块10的感应结构11，凹陷结构为位置检测模块10的非感应结构12；此时，位置检测模块10的感应结构11处的厚度H2大于位置检测模块10的非感应结构12处的厚度H1；如此，位置感应模块20可通过检测其感应面与检测面之间的距离确定出位于其感应区内的位置检测区的感应结构11和/或非感应结构12的位置和/或数量，确定出负载的当前位置。

需要说明的是，图5中位置检测模块10为环形结构，其可应用于旋转运动机构中；此外位置检测模块10也可以为非环形结构，如图7所示，此时该位置检测模块10可应用于直线运动机构中。本发明实施例的位置检测模块可以为环形结构或其它结构，本发明实施例对此不做具体限定。

相应的，当位置检测模块的感应结构为凸起结构，位置检测模块的非感应结构为凹陷结构时，位置感应模块可以包括至少一个位置检测传感器，该位置检测传感器例如可以为接近开关；位置检测传感器能够检测预设距离内是否有位置检测模块的感应结构和/或非感应结构存在。

具体的，继续结合参考图5和图6，由于位置检测模块10的感应结构11为凸起结构，而非感应结构12为凹陷结构，因此当进入位置感应模块的感应区的位置检测模块10的位置检测区的感应结构11的凸起面1101和非感应结构12的凹陷面1201与位置感应模块的感应面相对设置时，位置感应模块的感应面至感应结构11的凸起面1101的距离与位置感应模块的感应面至非感应结构12的凹陷面1201的距离不同；如此，当位置感应模块的感应面至感应结构11的凸起面1101的距离小于位置感应模块的感应面至非感应结构12的凹陷面1201的距离时，可通过位置感应模块中的位置检测传感器检测预设距离内的感应结构的位置和数量，即可获得负载的位置。其中，该预设距离例如可以为位置检测传感器所能检测到有物体存在的最大距离，且当预设距离为L、位于位置感应模块的感应区内的位置检测模块的感应结构的凸起面与位置检测传感器的感应面之间的距离为L1、以及位于位置感应模块的感应区内的位置检测模块的非感应结构的凹陷面与位置检测传感器的感应面之间的距离为L2时，L1≤L＜L2。

示例性的，图8是本发明实施例提供的一种运动机构及其检测装置的结构示意图，图9为与图8对应的一种运动机构及其检测装置的等效结构示意图，图10为负载沿图9中的移动方向移动一个检测位后的一种运动机构及其检测装置的等效结构示意图。结合图8、图9和图10所示，负载300和位置检测模块10均设置于运动机构的动子210侧，位置感应模块20固定于运动机构的定子220侧。运动机构的动子210能够带动负载300和位置检测模块10沿Z方向旋转；而运动机构的定子220则固定不动，且该运动机构的定子220侧设置有初始工位Home、旋转工位G1、旋转工位G2、电气正限位L+和电气负限位L-，且初始工位Home所在位置处包括两个检测位2017和2018，旋转工位G1、旋转工位G2、电气正限位L+和电气负限位L-均包括一个检测位，即旋转工位G1包括检测位2015，旋转工位G2包括检测位2020，电气正限位L+包括检测位2023，电气负限位L-包括检测位2012；在电气负限位L-与电气正限位L+之间包括两个检测位2011和2024，在旋转工位G1与电气负限位L-之间包括两个检测位2013和2014，旋转工位G1与初始工位Home之间包括一个检测位2016，旋转工位G2与初始工位Home之间包括一个检测位2019，旋转工位G2与电气正限位L+之间包括两个检测位2021和2022；位置感应模块20固定于运动机构的定子220侧，使得该位置感应模块20能够始终处于静止状态；该位置感应模块20可以包括四个位置检测传感器21、22、23和24，且位置检测传感器均可以为接近开关；相应的，位置检测模块10的每个位置检测区101中感应结构11和非感应结构12的总数量为4。如此，在运动机构的动子210带动负载300和位置感应模块10沿Z方向旋转时，负载300能够在各工位之间移动。例如当负载300移动至初始工位Home的左检测位2017时，位置检测传感器21所在的位置1处能够检测到有感应结构11存在，而位置检测传感器22、23和24所在的位置2、3和4处未检测到有感应结构11存在；若位置检测传感器21、22、23或24检测到有感应结构11存在时输出结果为1，而未检测到有感应结构11存在时，即为检测到非感应结构12存在，且输出结构为0时，若以图中所示的状态为负载处于初始工位的左侧检测位2017时的状态，位置感应模块20的感应区内的位置检测模块10的位置检测区中有一个感应结构11和三个非感应结构12，且该感应结构位于位置检测传感器21的检测区内，三个非感应结构12分别位于位置检测传感器22、23和24的检测区内，使得位置检测传感器21的输出结果为“1”，位置检测传感器22、23和24输出的结果均为“0”，位置感应模块20的输出结果为“1000”，通过该输出结果即可获知负载300的当前位置为初始工位Home的左侧检测位2017；相应的，当动子210带动负载300和位置检测模块10均向左侧移动一个检测位的距离，位置感应模块20的感应区内的位置检测模块10的位置检测区中有两个感应结构11和两个非感应结构12，且该一个感应结构11位于位置检测传感器21的检测区内，另一个感应结构11位于位置检测传感器24的检测区内，其余两个非感应结构12分别位于位置检测传感器22和23的检测区内，使得位置检测传感器21和24的输出结果为“1”，位置检测传感器22和23输出的结果为“0”，位置感应模块20的最终输出结果为“1001”，可获知负载300的当前位置为旋转工位G1与初始工位Home之间的检测位2016；同理，当负载300位于其它检测位时，可通过位置感应为模块20的位置检测传感器21、22、23和24的输出结果确定出负载300的当前位置，以根据负载300的当前位置，确定出运动机构当前的运行状态是否异常。同时，还能够根据负载300的当前位置，控制运动机构的运动状态；例如，当第一时刻检测到负载300位于初始工位Home的左侧检测位2017，第二时刻检测到负载300位于初始工位Home与旋转工位G1之间的检测位2016时，可获知当前负载300正向旋转工位G1运动，可控制运动机构带动负载300加速运动，以能够快速到达旋转工位G1；而当第一时刻检测到负载300位于旋转工位G1的检测位2015，第二时刻检测到负载300位于旋转工位G1与电气负限位L-之间的检测位2014时，可控制运动机构带动负载300减速运动，以免撞击电气负限位L-处的限位结构。

示例性的，图11是本发明实施例提供的又一种运动机构及其检测装置的结构示意图，图12为与图11对应的一种运动机构及其检测装置的等效结构示意图，图13为负载沿图12中的移动方向移动一个检测位后的一种运动机构及其检测装置的等效结构示意图。结合图11、图12和图13所示，负载300和位置感应模块20均设置于运动机构的动子210侧，位置检测模块10固定于运动机构的定子220侧，且定子220侧的检测位可与位置检测模块10的位置检测区101一一对应设置。其中，运动机构的定子侧可设置有电气负限位L-'、初始工位Home'、垂直工位G1'、垂直工位G2'、垂直工位G3'和电气正限位L+'，且电气负限位L-'包括一个检测位2032，初始工位Home'包括一个检测位2033，垂直工位G1'包括一个检测位2035，垂直工位G2'包括两个检测位2036和2037，垂直工位G3'包括一个检测位2038，电气正限位L+'包括一个检测位2040，以及在电气负限位L-'背离初始工位Home'的一侧还设置有检测位2031，在初始工位Home'与垂直工位G1'之间设置有检测位2034，在垂直工位G3'与电气正限位L+'之间还设置有检测位2039，在电气正限位L+'背离垂直工位G3'的一侧还设置有检测位2041；而运动机构的动子210能够带动负载300和位置感应模块20沿Y方向垂直运动，该位置感应模块20包括四个位置检测传感器21、22、23和24，且位置检测传感器均可以为接近开关，使得运动机构同时带动负载300和位置感应模块20运动时，能够使负载300运动至各检测位，且使位置感应模块20的各位置检测传感器21、22、23和24运动至相应的位置检测区101；相应的，位置检测模块10的每个位置检测区101中感应结构11和非感应结构12的总数量为4。例如，负载300在初始工位Home'所在区域的检测位2033时，位置感应模块20的感应区内的位置检测区101设置有两个感应结构11和两个非感应结构12，且一个感应结构11位于位置检测传感器21的检测区域内，另一个感应结构11位于位置检测传感器23的检测区域内，两个非感应结构12分别位于位置检测传感器22和24的检测区域内，此时位置检测传感器21和23的输出结果为“1”，位置检测传感器22和24的输出结果为“0”，使得位置感应模块20的最终输出结果为“1010”，从而根据该输出结果可以判断出负载300位于检测位2033处；当负载300和位置感应模块20继续向下运动一个检测位，则位置检测传感器21、22和23的输出结果均为“1”，位置检测传感器24的输出结果为“0”，使得位置感应模块20的最终输出结果为“1110”，从而根据该输出结果可以判断出负载300位于检测位2034处；如此，可通过位置检测传感器21、22、23和24检测其各自感应区内是否有感应结构存在，而确定出当前位置感应模块10所到达的位置检测区10，从而根据该位置检测区获得负载300所处的位置。

此外，当位置检测传感器为接近开关时，预设距离L可以为接近开关的检测距离，例如当接近开关的检测距离为1.5mm时，可以使位于位置感应模块的感应区内的位置检测模块的感应结构的凸起面与位置检测传感器的感应面之间的距离L1≤1mm，而位于位置感应模块的感应区内的位置检测模块的非感应结构的凹陷面与位置检测传感器的感应面之间的距离L2≥2mm；如此，能够防止位置检测传感器漏检和错检。

需要说明的是，图8～图13仅为本发明实施例示例性的附图，图8～图13中的位置感应模块均包括四个位置检测传感器(接近开关)，而在本发明实施例中位置感应模块包括至少一个位置检测传感器，即位置感应模块的位置检测传感器的数量可以为一个、两个、三个或三个以上，本发明实施例对此不做具体限定；相应的，位置检测模块的每个位置检测区中感应结构和非感应结构的总数量可小于等于位置检测传感器的总数量，以使每个位置检测区的感应结构和非感应结构均能够被检测到，本发明实施例对位置检测模块的每个位置检测区中感应结构和非感应结构的总数量并不做具体限定。

可选的，图14是本发明实施例提供的一种运动机构的检测装置的结构框图。如图14所示，该运动机构的检测装置100除包括位置检测模块10和位置感应模块20外，还可以包括编码器30；该编码器30设置于动子侧，例如可以为动子侧的固有结构；该编码器30能够根据动子的运动路程输出编码结果，以确定负载的预设位置。如此，能够根据编码器输出的编码结果，确定出负载的预设位置，而根据位置感应模块输出的检测结果，确定出负载的当前位置，即实际位置，通过比较该预设位置和当前位置，即能够获知运动机构是否出现卡死等异常状态。

示例性的，编码器30可以设置于运动机构的动子的电机中，并根据电机旋转的圈数输出相应的脉冲信号，根据该脉冲信号即可获知负载应到达的预设位置；同时，通过位置感应模块20检测其感应区内位置检测模块10的检测区中感应结构和/或非感应结构的位置和/或数量，获知负载的当前位置；比较该当前位置和预设位置，若当前位置和预设位置一致，即当前位置和预设位置为同一位置，则可获知运动机构运动正常，而当前位置和预设位置不一致时，可获知运动机构可能出现异常，通过其它分析和排查了获知运动机构当前的故障情况。如此，能够通过实时获取负载的当前位置和预设位置，确定运动机构的运动状态，并在出现异常时，及时进行故障排除，从而提高运动机构的运行稳定性和安全性。

本发明实施例还提供一种光刻设备，该光刻设备包括运动机构和本发明实施例提供的运动机构的检测装置，因此本发明实施例提供的光刻设备也具有本发明实施例提供的运动机构的检测装置的有益效果，相同之处可参照上述对运动机构的检测装置的描述，在此不再赘述。

示例性的，图15是本发明实施例提供的一种光刻设备的结构框图。如图15所示，光刻设备400包括运动机构200和运动机构的检测装置100，该运动机构200可以为旋转运动机构或直线运动机构；该运动机构200至少包括动子和定子，且定子包括至少两个检测位，动子侧设置有负载，该动子能够带动负载在各检测位之间移动；运动机构的检测装置100能够通过相应的检测，实时获取动子所带动的负载的当前位置。

本发明实施例还提供一种运动机构的检测方法，该运动机构的检测方法采用本发明实施例提供的运动机构的检测装置进行执行；其中，运动机构包括动子和定子，定子侧设置有至少两个检测位；动子侧设置有负载，且动子带动负载在各检测位之间移动；位置检测装置包括位置检测模块、位置感应模块和编码器；位置检测模块包括与至少两个检测位一一对应的至少两个位置检测区；每一位置检测区包括至少一个感应结构和/或至少一个非感应结构，且各位置检测区的感应结构和/或非感应结构的数量和/或位置不同；位置检测模块设置于定子侧，位置感应模块设置于动子侧，动子带动位置感应模块在各位置检测区之间移动，以使位置检测区位于位置感应模块的感应区内；或者，位置检测模块设置于动子侧，位置感应模块设置于定子侧，动子带动位置检测模块在位置感应模块的一侧运动，控制位置检测区移动至位置感应模块的感应区内；位置感应模块用于获取感应区内的位置检测区的感应结构和/或非感应结构的数量和/或位置，输出检测结果；编码器设置于动子侧；编码器用于根据动子的运动路程输出编码结果。

相应的，图16是本发明实施例提供的一种运动机构的检测方法的结构示意图。如图16所示，该运动机构的检测方法包括：

S110、获取位置感应模块的检测结果和编码器的编码结果；

S120、根据检测结果获取负载的当前位置，以及根据编码结果获取负载的预设位置；

S130、根据当前位置和预设位置，确定运动机构的当前状态。

具体的，由位置感应模块的检测结果能够实时获取运动机构的动子所带动的负载实际运动至的当前位置，而由编码器的编码结果，能够实时获取运动机构的动子所带动的负载预计运动至的预设位置，通过比较该当前位置和预设位置，能够获知运动机构的当前状态，该运动机构的当前状态例如可以为正常状态或异常状态；如此，通过判断当前位置和预设位置是否为同一位置，当当前位置和预设位置为同一位置时，则可获知运动机构的当前状态为正常状态，没有出现卡死、滑轮等故障；而当当前位置和预设位置不是同一位置时，例如预设位置非初始工位，而当前位置却为初始工位，则可知虽然运动机构的动子运动了，但是其所带动的负载未正常运动，可能出现了卡死、滑轮等故障，此时运动机构的当前状态为异常状态。

此外，当运动机构的当前状态为异常状态时，可通过初始化过程对运动机构进行初始化，以使运动机构的动子所带动的负载恢复至初始位置，即对运动机构进行初始化，控制运动机构将负载移动至初始化位置，从而能够有利于故障排查，以及下次运行时能够确保运动机构处于初始化位置，放置因负载未处于初始化位置而影响运动机构的正常启动。

本实施例采用位置检测传感器输出的检测结果，实时获取负载实际运动的当前位置，且采用编码器输出的编码结果，实时获取负载预计运动的预设位置，并通过比较预设位置和当前位置，可获知运动机构的运动状态，以能够根据该检测结果控制该运动机构，例如在运动机构运行异常时，及时暂停运动机构，从而能够对运动机构形成闭环控制，提高运动机构的运行稳定性和安全性。

可选的，在运动机构停止运动时，可以记录负载的当前位置和运动机构的当前状态；并在运动机构再次启动时，能够根据当前位置和当前状态对所述运动机构进行初始化。

具体的，在运动机构每次次驱动上电时，可根据上一次运动机构停止运动时所记录的负载的当前位置，判断负载的当前位置是否为初始化位置，若负载的当前位置为初始化位置，则可正常驱动该运动机构；而当负载的当前位置不是初始化位置时，可控制运动机构间负载运动至初始化位置，或者安装负载的当前位置对负载继续驱动；而通过根据上一次运动机构停止运动时所记录的运动机构的运行状态，则可获知运动机构上一次停止运行的原因，从而能够在运动机构停止运行时的状态为异常状态时，可进一步排查故障情况，或者根据运动机构的运行状态，控制运动机构的运行状态，例如加速运动的预计时间、匀速运动的预计时间、减速运动的预设时间、停止运动的预计时间等。

可选的，当运动机构包括直线运动机构和旋转运动机构时，直线运动机构能够带动负载直线运动，旋转运动机构能够带动负载旋转运动；此时位置检测模块可以包括直线位置检测模块和旋转位置检测模块，位置感应模块可以包括直线位置感应模块和旋转位置感应模块；其中，直线位置感应模块用于获取所感应区内的直线位置检测模块的位置检测区的感应结构和/或非感应结构的数量和/或位置，输出平面位置检测结果；旋转位置感应模块用于获取感应区内的旋转位置检测模块的位置检测区的感应结构和/或非感应结构的数量和/或位置，输出旋转位置检测结果。

相应的，根据检测结果获取负载的当前位置具体为包括：根据平面位置检测结果获取负载的当前平面位置，根据旋转位置检测结果获取负载的当前旋转位置。如此，能够分别获知负载实际的平面位置和实际旋转位置，从而能够根据当前的平面位置和当前的旋转位置，确定出运动机构的当前运行状态。

可选的，当运动机构同时包括直线运动机构和旋转运动机构时，控制运动机构将负载移动至初始化位置具体为：判断当前平面位置是否为平面初始化位置；若否，则控制直线运动机构的动子带动负载移动至平面初始化位置；若是，则控制旋转运动机构的动子带动负载移动至旋转初始化位置；或者，判断当前旋转位置是否为旋转初始化位置；若否，则控制旋转运动机构的动子带动负载移动至旋转初始化位置；若是，则控制直线运动机构的动子带动负载移动至平面初始化位置。

具体的，通过负载的当前位置和预设位置可以获知运动机构的运行状态。根据该运行状态能够对运动机构的实体部件进行初始化，以使运动机构带动负载恢复至初始化位置。在对运动机构进行初始化时，可先初始化运动机构的直线运动机构，再初始化运动机构的旋转运动机构；或者，先初始化运动机构的旋转运动机构，再初始化运动机构的旋转运动机构。

以向初始化直线运动机构，再初始化旋转运动机构为例，通过判断当前平面位置是否为平面初始化位置，若当前平面位置不是平面初始化位置，则控制直线运动机构带动负载运动至平面初始化位置；然后判断当前旋转位置是否为旋转初始化位置，若当前旋转位置为旋转初始化位置，则停止对运动机构的硬件进行初始化的过程；若当前旋转位置不是旋转初始化位置，则控制旋转运动机构带动负载运动至旋转初始化位置，然后再停止对运动机构的硬件进行初始化。相应的，当当前平面位置是平面初始化位置，则直接判断当前旋转位置是否为旋转初始化位置，并在当前旋转位置为旋转初始化位置时，停止对运动机构的硬件进行初始化。如此，能够使运动机构在每次上电时均能够以正常的流程驱动，从而提高运动机构的运行可靠性和安全性。

可选的，在根据检测结果获取负载的当前位置之后，还包括：根据当前位置，控制动子的运动状态；该运动状态包括加速运动状态、减速运动状态和停止运动状态中的至少一种。

示例性的，当根据检测结果获知负载的当前位置为电气限位和正常工位之间的位置，且负载的运动方向为向电气限位的方向靠近时，可控制运动机构的动子减速运动，以使该动子带动的负载也做减速运动，以防止因运动速度较快而撞击电气限位，从而能够提高运动机构的运行稳定性和安全性。

本发明实施例提供的运动机构的检测方法采用本发明实施例提供的运动机构的检测装置进行执行，当本发明实施例提供的运动机构中仅包括位置检测模块和位置感应模块时，可以采用运动机构中的编码器输出的编码结果获知负载的预设位置，据此，本发明实施例对运动机构的检测装置中是否包括编码器不做具体限定。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (14)

1.一种运动机构的检测装置，其特征在于，所述运动机构包括动子和定子，所述定子包括至少两个检测位；所述动子侧设置有负载，且所述动子带动所述负载在各所述检测位之间移动；所述运动机构的检测装置包括：位置检测模块和位置感应模块；

所述位置检测模块包括与至少两个所述检测位一一对应的至少两个位置检测区；每一所述位置检测区包括至少一个感应结构和/或至少一个非感应结构，且各所述位置检测区的所述感应结构和/或所述非感应结构的数量和/或位置不同；

所述位置检测模块设置于所述定子侧，所述位置感应模块设置于所述动子侧，所述动子带动所述位置感应模块在各所述位置检测区之间移动，以使所述位置检测区位于所述位置感应模块的感应区内；或者，所述位置检测模块设置于所述动子侧，所述位置感应模块设置于所述定子侧，所述动子带动所述位置检测模块在所述位置感应模块的一侧运动，控制所述位置检测区移动至所述位置感应模块的感应区内；

所述位置感应模块用于获取所述感应区内的所述位置检测区的感应结构和/或所述非感应结构的数量和/或位置，输出检测结果，以确定所述负载的当前位置。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述位置检测模块包括检测面；所述位置感应模块的感应面与所述检测面相对设置；

所述检测面包括凸起结构和凹陷结构；所述凸起结构为所述感应结构，所述凹陷结构为所述非感应结构。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述位置感应模块包括至少一个位置检测传感器；

所述位置检测传感器用于检测预设距离内是否有所述感应结构和/或所述非感应结构存在，并输出检测结果。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述预设距离为L；

位于所述感应区的所述感应结构的凸起面与所述位置检测传感器的感应面之间的距离为L1；位于所述感应区的所述非感应结构的凹陷面与所述位置检测传感器的感应面之间的距离为L2；其中，L1≤L＜L2。

5.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述位置检测传感器包括接近开关。

6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括编码器；

所述编码器设置于所述动子侧；所述编码器用于根据所述动子的运动路程输出编码结果，以确定所述负载的预设位置。

7.根据权利要求1～6任一项所述的检测装置，其特征在于，所述运动机构包括直线运动机构和/或旋转运动机构；所述直线运动机构的动子带动所述负载直线运动，所述旋转运动机构的动子带动所述负载旋转运动；

所述位置检测模块包括直线位置检测模块和/或旋转位置检测模块；所述位置感应模块包括直线位置感应模块和/或旋转位置感应模块；

所述直线位置感应模块用于获取所述感应区内的所述直线位置检测模块的位置检测区的感应结构和/或所述非感应结构的数量和/或位置，输出平面位置检测结果，以确定所述负载的当前平面位置；

所述旋转位置感应模块用于获取所述感应区内的所述旋转位置检测模块的位置检测区的感应结构和/或所述非感应结构的数量和/或位置，输出旋转位置检测结果，以确定所述负载的当前旋转位置。

8.一种光刻设备，其特征在于，包括：运动机构和权利要求1～7任一项所述的运动机构的检测装置；

其中，所述运动机构包括动子和定子，所述定子包括至少两个检测位；所述动子侧设置有负载，且所述动子带动所述负载在各所述检测位之间移动。

9.一种运动机构的检测方法，其特征在于，采用运动机构的检测装置执行，所述检测方法包括：

获取位置感应模块的检测结果和编码器的编码结果；

根据所述检测结果获取负载的当前位置，以及根据所述编码结果获取所述负载的预设位置；

根据所述当前位置和所述预设位置，确定所述运动机构的当前状态；

其中，所述运动机构包括动子和定子，所述定子包括至少两个检测位；所述动子侧设置有负载，且所述动子带动所述负载在各所述检测位之间移动；

所述运动机构的检测装置包括位置检测模块、位置感应模块和编码器；所述位置检测模块包括与至少两个所述检测位一一对应的至少两个位置检测区；每一所述位置检测区包括至少一个感应结构和/或至少一个非感应结构，且各所述位置检测区的所述感应结构和/或所述非感应结构的数量和/或位置不同；所述位置检测模块设置于所述定子侧，所述位置感应模块设置于所述动子侧，所述动子带动所述位置感应模块在各所述位置检测区之间移动，以使所述位置检测区位于所述位置感应模块的感应区内；或者，所述位置检测模块设置于所述动子侧，所述位置感应模块设置于所述定子侧，所述动子带动所述位置检测模块在所述位置感应模块的一侧运动，控制所述位置检测区移动至所述位置感应模块的感应区内；所述位置感应模块用于获取所述感应区内的所述位置检测区的感应结构和/或所述非感应结构的数量和/或位置，输出检测结果；所述编码器设置于所述动子侧；所述编码器用于根据所述动子的运动路程输出编码结果。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，根据所述当前位置和所述预设位置，确定所述运动机构的当前状态，包括：

判断所述当前位置与所述预设位置是否为同一位置；

若是，则所述运动机构的当前状态为正常状态；

若否，则所述运动机构的当前状态为异常状态。

11.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，还包括：

在所述运动机构停止运动时，记录所述当前位置和所述当前状态；

当所述运动机构再次启动时，根据所述当前位置和所述当前状态对所述运动机构进行初始化。

12.根据权利要求11所述的检测方法，其特征在于，所述运动机构包括直线运动机构和旋转运动机构；所述直线运动机构的动子带动所述负载直线运动，所述旋转运动机构的动子带动所述负载旋转运动；

所述位置检测模块包括直线位置检测模块和旋转位置检测模块；所述位置感应模块包括直线位置感应模块和旋转位置感应模块；所述直线位置感应模块用于获取所述感应区内的所述直线位置检测模块的位置检测区的感应结构和/或所述非感应结构的数量和/或位置，输出平面位置检测结果；所述旋转位置感应模块用于获取所述感应区内的所述旋转位置检测模块的位置检测区的感应结构和/或所述非感应结构的数量和/或位置，输出旋转位置检测结果；

根据所述检测结果获取负载的当前位置包括：

根据所述平面位置检测结果获取所述负载的当前平面位置，根据所述旋转位置检测结果获取所述负载的当前旋转位置。

13.根据权利要求12所述的检测方法，其特征在于，所述控制所述运动机构将所述负载移动至初始化位置包括：

判断所述当前平面位置是否为平面初始化位置；

若否，则控制所述直线运动机构的动子带动所述负载移动至平面初始化位置；若是，则控制所述旋转运动机构的动子带动所述负载移动至旋转初始化位置；或者，

判断所述当前旋转位置是否为旋转初始化位置；

若否，则控制所述旋转运动机构的动子带动所述负载移动至旋转初始化位置；若是，则控制所述直线运动机构的动子带动所述负载移动至平面初始化位置。

14.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，在根据所述检测结果获取负载的当前位置之后，还包括：

根据所述当前位置，控制所述动子的运动状态；所述运动状态包括加速运动状态、减速运动状态和停止运动状态中的至少一种。

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