[發明專利]氣缸活塞減振裝置

有效

• 申請號: 200710046060.7
• 申請日: 2007-09-17
• 公開（公告）號: CN101126429A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 周宏權;嚴天宏;袁志揚
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: F16F9/02
• 分類號: F16F9/02;F16F9/36;F16F9/32;G03B27/62;G03B27/42
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及一種氣缸活塞減振裝置，特別是一種應用于半導體前道工序中光刻機中的氣缸活塞減振裝置。

背景技術

光刻機系統在工作過程中，工件臺和掩模臺分別以投影物鏡的兩面一軸(物面、焦面和光軸)為基準，在控制系統的驅動下，按要求的精度實現工件臺與掩模臺之間的相對位置，以及兩者相對物鏡的位置。由于光刻機高定位精度、高同步運動精度的特點，任何外界振動的傳入和內部振動的干擾，都會引起兩者之間或者兩者相對物鏡位置的短暫錯位，這將會嚴重影響光刻質量。其中，引起系統內部微振動并引發錯位的主要因素有地基振動的傳入，步進或者步進掃描過程中產生的反作用力和力矩，以及內部世界(氣液管路和氣膜的振動)和外部世界的隨機噪音等。

為了消除各種振動因素對光刻機曝光質量的影響，就要對整機系統采取有效的隔振和減振措施。通常的解決辦法是設法將光刻機的曝光單元(主要包括照明系統、掩模臺、物鏡和工件臺)通過一套被動隔振器同安裝地基隔離開來，這樣就可以避免外界的振動通過地基傳給曝光單元。但當光刻技術發展到納米時代以后，被動減振措施已經無法滿足系統的減振需求，這時，主動減振技術被應用到了光刻機系統中。主動減振器不但能隔離外界振動的影響，同時也能對曝光單元的低頻振動進行主動補償。

光刻機減振系統發明專利US6226075(專利權人：ASM?Lithography，荷蘭)的機械裝置基本結構為一個中空的活塞與氣缸的組合，而活塞外緣與氣缸內緣之間是存在間隙的，由靜壓空氣所填充。垂直方向上為空氣彈簧減振，地面振動低頻部分將通過空氣彈簧傳遞到光刻機內部，地面振動高頻部分在通過空氣彈簧后得到衰減。在水平方向上，由于不存在機械接觸，地面的振動將不會傳遞到光刻機內部，而光刻機內部的振動也不會傳遞到外界。這樣是存在不利之處的，當光刻機內部的工件臺和掩模臺發生移動時，不可避免地會引起物鏡的質心坐標的在水平面上的偏移。而光刻機曝光單元中的物鏡是掩模臺與工件臺的基準。基準的坐標變化，顯然會體現在掩模臺與工件臺的振動上。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有水平回復力的氣缸活塞減振裝置，其能夠在垂直和水平方向減振，從而避免現有技術中物鏡質心坐標在水平面上發生偏移而引起水平振動的現象。

為了達到上述的目的，本發明提供一種氣缸活塞減振裝置，所述氣缸活塞減振裝置包括一第一氣缸以及與所述第一氣缸相互咬合的第一活塞，所述第一活塞可以在所述第一氣缸腔體內部活動，所述氣缸活塞減振裝置還包括一設置于所述第一氣缸腔體內并位于第一氣缸以及第一活塞之間的偏擺機構，所述的偏擺機構進一步包括一個第二氣缸和一個柔性活塞長桿，所述第二氣缸裝配在第一活塞上或裝配在第一氣缸腔體內壁上，所述柔性活塞長桿一端置于第二氣缸內并與第二氣缸相互咬合且可在第二氣缸腔體內活動，另一端與第二氣缸相對應的裝配在第一氣缸腔體內壁上或裝配在第一活塞上。

所述的柔性活塞長桿的活動端與第二氣缸咬合的外側壁上還套設一活塞長桿密封圈，以保證所述柔性活塞長桿的自由端與第二氣缸的內壁之間緊密接觸。

所述的第一活塞與第一氣缸咬合的外側壁上還套設一第一活塞密封圈，以保證所述第一活塞與第一氣缸的密封性能。

所述的第一活塞更進一步包括一環狀活塞以及一內活塞，所述環狀活塞與內活塞之間通過一圓盤薄膜聯接，其中，所述內活塞的外徑小于環狀活塞的內徑。

所述的第二氣缸上還設有至少一橫向氣孔，用于連通所述第一氣缸與第二氣缸。

所述的第一活塞上還設有一活塞蓋，所述活塞蓋的中心位置還設有一活塞蓋孔。

本發明的氣缸活塞減振裝置在垂直方向采用氣缸活塞等效為空氣彈簧實現減振，在水平方向采用柔性活塞長桿等效為撓性變形彈簧實現減振，從而實現垂直和水平方向上的同步減振，避免了現有技術中物鏡質心坐標在水平面上發生偏移而引起水平振動的現象。

附圖說明

通過以下對本發明的一實施例結合其附圖的描述，可以進一步理解其發明的目的、具體結構特征和優點。其中，附圖為：

圖1為本發明的氣缸活塞減振裝置在光刻機等精密機械設備中的應用示例圖；

圖2a為本發明的氣缸活塞減振裝置的第一實施例的結構示意圖；

圖2b為本發明的氣缸活塞減振裝置的第二實施例的結構示意圖；

圖3a為本發明的氣缸活塞減振裝置的第一實施例更詳細的結構示意圖；

圖3b為本發明的氣缸活塞減振裝置的第二實施例更詳細的結構示意圖；