[發(fā)明專利]解耦機(jī)構(gòu)及使用所述解耦機(jī)構(gòu)的曝光臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910200946.1
• 申請(qǐng)日: 2009-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102109766A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳立偉;鄭樂(lè)平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時(shí)云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及Rz向解耦機(jī)構(gòu)，由其涉及用于光刻設(shè)備的解耦機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

在H型雙邊驅(qū)動(dòng)工件臺(tái)系統(tǒng)中，由于早期微動(dòng)臺(tái)對(duì)粗動(dòng)臺(tái)平面運(yùn)動(dòng)速度要求不高，其XY粗動(dòng)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的反作用力被引到整機(jī)內(nèi)部框架上，其負(fù)面效應(yīng)由主動(dòng)隔振系統(tǒng)加以彌補(bǔ)。但隨著當(dāng)前對(duì)微動(dòng)臺(tái)的XY粗動(dòng)速度要求越來(lái)越高，于是引入了平衡質(zhì)量塊技術(shù)，用以實(shí)時(shí)抵消微動(dòng)臺(tái)平面粗動(dòng)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的反作用力，但由于平衡塊為自由平面運(yùn)動(dòng)，它產(chǎn)生的附加旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致上層運(yùn)動(dòng)部件跟隨偏轉(zhuǎn)。由于微動(dòng)臺(tái)與粗動(dòng)臺(tái)，以及粗動(dòng)臺(tái)與平衡質(zhì)量之間在平面Rz方向剛性連接或者弱耦合連接，平衡塊的旋轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致微動(dòng)臺(tái)旋轉(zhuǎn)超出規(guī)定限度。

美國(guó)專利US6635887公開(kāi)了一種柔性連接技術(shù)。該柔性塊連接直線電機(jī)及其導(dǎo)軌，橫梁和兩個(gè)直線電機(jī)剛性連接。該結(jié)構(gòu)通過(guò)依靠柔性塊的機(jī)械變形來(lái)吸收Rz方向粗動(dòng)臺(tái)與平衡質(zhì)量之間的扭矩變形能，從而減輕對(duì)粗動(dòng)導(dǎo)軌側(cè)向氣浮的壓迫變形，使得整機(jī)具備較好的動(dòng)力學(xué)特性，并達(dá)到Rz向的精密定位控制。此專利的保護(hù)重點(diǎn)在H型布局時(shí)要進(jìn)行Rz的旋轉(zhuǎn)和X向的拉伸。但是該結(jié)構(gòu)仍然為結(jié)構(gòu)弱耦合形式，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)粗動(dòng)與平衡質(zhì)量的完全解耦，對(duì)Rz結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計(jì)工藝要求和加工、裝調(diào)要求難度較大，Rz結(jié)構(gòu)本身的壽命設(shè)計(jì)受到嚴(yán)格限制。

中國(guó)專利CN200720071434.6公開(kāi)了一種柔性連接裝置。該柔性塊連接直線電機(jī)及其導(dǎo)軌。通過(guò)主柔性塊和副柔性塊的不同自由度的變形，實(shí)現(xiàn)Rz向運(yùn)動(dòng)解耦。在柔性塊上安裝了緩沖器和接觸開(kāi)關(guān)對(duì)系統(tǒng)起保護(hù)作用。但是這種柔性塊不能控制Rz向旋轉(zhuǎn)中心。所述曝光臺(tái)采用了過(guò)定位結(jié)構(gòu)安裝直線電機(jī)及其導(dǎo)軌，均不利于曝光臺(tái)的裝調(diào)和控制。

為消除上述的不足，本專利給出了一種結(jié)構(gòu)，特別涉及一種用于納米級(jí)精度曝光臺(tái)的Rz向解耦機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種消除粗動(dòng)臺(tái)與微動(dòng)臺(tái)之間Rz向耦合的解耦機(jī)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)粗動(dòng)臺(tái)與微動(dòng)臺(tái)的Rz向旋轉(zhuǎn)解耦的解耦機(jī)構(gòu)，所述解耦機(jī)構(gòu)在所述粗動(dòng)臺(tái)與所述微動(dòng)臺(tái)之間形成浮動(dòng)連接。

較佳地，所述解耦機(jī)構(gòu)包括連接在一起的半圓柱形氣浮模塊、半圓柱形滑塊、以及側(cè)向平面氣浮模塊其中所述半圓柱形氣浮模塊與所述微動(dòng)臺(tái)的承片臺(tái)連接，而所述側(cè)向平面氣浮模塊與所述粗動(dòng)臺(tái)的橫梁導(dǎo)軌連接。

較佳地，所述解耦機(jī)構(gòu)包括連接在一起的半圓柱形磁浮模塊、半圓柱形滑塊、以及側(cè)向平面磁浮模塊，其中所述半圓柱形磁浮模塊與所述微動(dòng)臺(tái)的承片臺(tái)連接，所述側(cè)向平面磁浮模塊與所述粗動(dòng)臺(tái)的橫梁導(dǎo)軌連接。

根據(jù)本發(fā)明的解耦機(jī)構(gòu)使得粗動(dòng)臺(tái)和微動(dòng)臺(tái)之間為浮動(dòng)軸承連接，從而實(shí)現(xiàn)粗微動(dòng)在Rz向自由度的完全解耦。

附圖說(shuō)明

參考下文較佳實(shí)施例的描述以及附圖，可最佳地理解本發(fā)明及其目的與優(yōu)點(diǎn)，其中：

圖1描述了本發(fā)明解耦機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例；

圖2描述了本發(fā)明解耦機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施例；

圖3描述了本發(fā)明解耦機(jī)構(gòu)的曝光臺(tái)；

圖4描述了曝光臺(tái)的旋轉(zhuǎn)磁浮防撞保護(hù)裝置；

圖5描述了曝光臺(tái)的旋轉(zhuǎn)電磁鐵防撞保護(hù)裝置；

圖6描述了曝光臺(tái)的旋轉(zhuǎn)彈簧緩沖防撞保護(hù)裝置；

圖7描述了曝光臺(tái)的Rz限位保護(hù)裝置；

圖8描述了曝光臺(tái)的長(zhǎng)行程運(yùn)動(dòng)的左側(cè)驅(qū)動(dòng)與導(dǎo)向裝置；

圖9描述了曝光臺(tái)的長(zhǎng)行程運(yùn)動(dòng)的右側(cè)驅(qū)動(dòng)與導(dǎo)向裝置。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)本發(fā)明實(shí)施例的附圖，下文將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)解釋為受在此提出之實(shí)施例的限制。相反，提出這些實(shí)施例是為了達(dá)成充分及完整公開(kāi)，并且使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員完全了解本發(fā)明的范圍。整份說(shuō)明書(shū)中，相同或類似的部件給予相同或類似的標(biāo)號(hào)。

現(xiàn)參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)粗動(dòng)臺(tái)與微動(dòng)臺(tái)的Rz向旋轉(zhuǎn)解耦的解耦機(jī)構(gòu)的第一實(shí)施例，其利用平面氣浮和柱形氣浮軸承，得以實(shí)現(xiàn)粗微動(dòng)臺(tái)的Rz向的解耦。如圖1所示，圓柱形氣浮旋轉(zhuǎn)解耦機(jī)構(gòu)100包括連接在一起的半圓柱形氣浮模塊101a和101b、半圓柱形滑塊103a和103b、以及側(cè)向平面氣浮模塊105a和105b。半圓柱形氣浮模塊101a，101b與微動(dòng)臺(tái)的承片臺(tái)102連接，而側(cè)向平面氣浮模塊105a和105b與粗動(dòng)臺(tái)的橫梁導(dǎo)軌108連接。