專利名稱：解耦機(jī)構(gòu)及使用所述解耦機(jī)構(gòu)的曝光臺(tái)的制作方法
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。美國專利US6635887公開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)通過依靠柔性塊的機(jī)械變形來吸收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。中國專利CN200720071434.6公開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。


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)施例方式參見本發(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，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。整份說明 書中，相同或類似的部件給予相同或類似的標(biāo)號(hào)?，F(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IOla和101b、半 圓柱形滑塊103a和103b、以及側(cè)向平面氣浮模塊10 和10恥。半圓柱形氣浮模塊101a， IOlb與微動(dòng)臺(tái)的承片臺(tái)102連接，而側(cè)向平面氣浮模塊10 和10 與粗動(dòng)臺(tái)的橫梁導(dǎo)軌 108連接。具體地，側(cè)向平面氣浮模塊10 和10 使得橫梁導(dǎo)軌108與承片臺(tái)102實(shí)現(xiàn)振 動(dòng)氣浮隔離。半圓柱形氣浮模塊101a，IOlb使得半圓柱形滑塊103a和10 與承片臺(tái)102 實(shí)現(xiàn)振動(dòng)氣浮隔離。當(dāng)橫梁導(dǎo)軌108在Y向運(yùn)動(dòng)時(shí)，橫梁導(dǎo)軌108通過側(cè)向平面氣浮模塊 10 和10 推動(dòng)半圓柱形滑塊103a和IOIBbY向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而通過半圓柱形氣浮模塊IOla和 IOlb推動(dòng)承片臺(tái)102Y向運(yùn)動(dòng)。在X向運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過半圓柱形滑塊103a和10 與側(cè)向平 面氣浮模塊10 和10 ，可以實(shí)現(xiàn)微動(dòng)承片臺(tái)102與橫梁導(dǎo)軌108在X向的解耦。同時(shí)， 由于運(yùn)動(dòng)臺(tái)的XY加速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的附加轉(zhuǎn)矩導(dǎo)致橫梁導(dǎo)軌108在Rz向的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，半圓柱形 滑塊103a和10 通過側(cè)向平面氣浮模塊10 和10 隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，由于半圓柱形氣浮模塊 IOla和IOlb具備Rz旋轉(zhuǎn)解耦功能，因此橫梁導(dǎo)軌108在Rz向的轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)直接導(dǎo)致微動(dòng)承 片臺(tái)102在Rz向上轉(zhuǎn)動(dòng)，從而解除了承片臺(tái)102和橫梁導(dǎo)軌108之間的旋轉(zhuǎn)耦合?，F(xiàn)參考圖2描述根據(jù)本發(fā)明的解耦機(jī)構(gòu)的第二實(shí)施例，其利用平面磁浮和柱形磁 浮軸承，得以實(shí)現(xiàn)粗微動(dòng)臺(tái)的Rz向的解耦。如圖2所示，旋轉(zhuǎn)磁浮解耦機(jī)構(gòu)200包括連接在一起的半圓柱形磁浮模塊20 和204b、半圓柱形滑塊201a和201b、以及側(cè)向平面磁浮 模塊203a和20 。半圓柱形磁浮模塊20 和204b與微動(dòng)臺(tái)的承片臺(tái)202連接，側(cè)向平面 磁浮模塊203a和20 與橫梁導(dǎo)軌108連接。具體地，側(cè)向平面磁浮模塊203a和20 使得橫梁導(dǎo)軌108與微動(dòng)承片臺(tái)202實(shí)現(xiàn) 振動(dòng)磁浮隔離，半圓柱形磁浮模塊20 和204b使得半圓柱形滑塊201a和201b與微動(dòng)承 片臺(tái)202實(shí)現(xiàn)振動(dòng)磁浮隔離。當(dāng)橫梁導(dǎo)軌108在Y向運(yùn)動(dòng)時(shí)，橫梁導(dǎo)軌108通過側(cè)向平面 磁浮模塊203a和20 推動(dòng)半圓柱形滑塊201a和201bY向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而通過半圓柱形磁浮模 塊20 和204b推動(dòng)承片臺(tái)202Y向運(yùn)動(dòng)。在X向運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過半圓柱形滑塊201a和201b 與側(cè)向平面磁浮模塊203a和20北，以實(shí)現(xiàn)承片臺(tái)202與橫梁導(dǎo)軌108在X向的解耦。同 時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)臺(tái)的XY加速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的附加轉(zhuǎn)矩導(dǎo)致橫梁導(dǎo)軌108在Rz向的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，半圓 柱形滑塊201a和201b通過側(cè)向平面磁浮模塊203a和20 隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，由于半圓柱形磁浮 模塊20 和204b具備Rz旋轉(zhuǎn)解耦功能，因此橫梁導(dǎo)軌108在Rz向的轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)直接導(dǎo)致 承片臺(tái)202在Rz向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。從而解除了承片臺(tái)202和橫梁導(dǎo)軌108之間的旋轉(zhuǎn)耦合。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。下文將參考圖3詳述采用本發(fā)明的解耦機(jī)構(gòu)的曝光臺(tái)。如圖3所示，所述曝光臺(tái)包括粗動(dòng)臺(tái)和微動(dòng)臺(tái)。粗動(dòng)臺(tái)包括其上設(shè)有在大理石基 座111支撐框架112。在大理石基座111的左右兩側(cè)分別安裝了 Y向左側(cè)直線電機(jī)，Y向右 側(cè)直線電機(jī)。左右兩側(cè)電機(jī)分別包括定子16a和16b以及動(dòng)子17a和17b。左側(cè)一維Y向 長行程氣浮導(dǎo)軌109a和右側(cè)Y向二維長行程氣浮導(dǎo)軌109b固連在大理石基座111的左右 兩側(cè)。右側(cè)Y向二維氣浮導(dǎo)軌滑塊110通過垂向氣浮模塊懸浮于右側(cè)二維Y向長行程氣浮 導(dǎo)軌109b的上表面，由此右側(cè)二維Y向長行程氣浮導(dǎo)軌109b的兩側(cè)也通過側(cè)向氣浮模塊 與Y向二維氣浮導(dǎo)軌滑塊110氣浮隔離。粗動(dòng)臺(tái)還包括長行程X向橫梁導(dǎo)軌108。長行程 X向橫梁導(dǎo)軌108的左端通過垂向氣浮模塊懸浮于左側(cè)一維Y向長行程氣浮導(dǎo)軌109a的 上表面，而長行程X向橫梁導(dǎo)軌108的右端與右側(cè)Y向二維氣浮導(dǎo)軌滑塊110固連。長行 程X向橫梁導(dǎo)軌108的左端和Y向左側(cè)直線電機(jī)動(dòng)子17a固連在一起，右側(cè)Y向二維氣浮 導(dǎo)軌滑塊110與Y向右側(cè)直線電機(jī)動(dòng)子17b固連在一起。因此，導(dǎo)軌滑塊110通過三側(cè)氣 浮受右側(cè)二維Y向長行程氣浮導(dǎo)軌109b約束，僅僅在Y向運(yùn)動(dòng)。長行程X向橫梁導(dǎo)軌108 上設(shè)有X向長行程電機(jī)15，其磁鐵和動(dòng)子具有允許Rz向的偏差容量。反向運(yùn)動(dòng)質(zhì)量體113 與Y向左側(cè)直線電機(jī)的定子16a和Y向右側(cè)直線電機(jī)的定子16b固連。當(dāng)長行程模塊XY 運(yùn)動(dòng)時(shí)，反作用力直接反作用給三自由度反向運(yùn)動(dòng)質(zhì)量體113，使得三自由度反向運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 體113在長行程模塊相反的方向運(yùn)動(dòng)。反向運(yùn)動(dòng)質(zhì)量體113也通過垂向氣浮懸浮于支撐框 架112之上。微動(dòng)臺(tái)包括承片臺(tái)12。具有X、Y、Rz這3個(gè)自由度的承片臺(tái)12通過垂向氣足模 塊懸浮于大理石基座111之上。微動(dòng)臺(tái)還包括位于橫梁導(dǎo)軌108兩側(cè)的平面導(dǎo)向模塊10 和 102b。微動(dòng)臺(tái)與粗動(dòng)臺(tái)之間設(shè)有解耦機(jī)構(gòu)，粗微動(dòng)臺(tái)的XY運(yùn)動(dòng)功能和Rz向的運(yùn)動(dòng)解耦 功能。如第一實(shí)施例或第二實(shí)施例的解耦機(jī)構(gòu)繞長行程X向橫梁導(dǎo)軌108的兩側(cè)設(shè)置。由 于前文業(yè)已詳述描述，此處不再贅述。
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承片臺(tái)12的X向驅(qū)動(dòng)由X向長行程電機(jī)15提供，承片臺(tái)12的Y向驅(qū)動(dòng)由Y向左 側(cè)直線電機(jī)和Y向右側(cè)直線電機(jī)提供。承片臺(tái)12的XY向加速時(shí)產(chǎn)生的Rz向附加轉(zhuǎn)矩將 會(huì)直接通過長行程直線電機(jī)反作用力傳遞給反向運(yùn)動(dòng)質(zhì)量體113。由于Y向二維氣浮導(dǎo)軌 滑塊110與反向運(yùn)動(dòng)質(zhì)量體113在Rz向上氣浮耦合，因此反向運(yùn)動(dòng)質(zhì)量體113和長行程模 塊同步在Rz向上旋轉(zhuǎn)。而長行程X向橫梁導(dǎo)軌108與承片臺(tái)12通過所述解耦機(jī)構(gòu)，故承 片臺(tái)12不隨之旋轉(zhuǎn)，滿足光刻設(shè)備掃描曝光需求。同時(shí)，所述解耦機(jī)構(gòu)利用氣浮和磁浮原 理在滿足運(yùn)動(dòng)功能需求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了粗動(dòng)臺(tái)與微動(dòng)臺(tái)的隔離，起到了隔振減震作用。以上 以曝光臺(tái)設(shè)備為例給出了旋轉(zhuǎn)解耦機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，但是旋轉(zhuǎn)解耦機(jī)構(gòu)并不僅限于這種應(yīng)用方 式。此外，X向橫梁導(dǎo)軌108的兩側(cè)還可包括防撞保護(hù)結(jié)構(gòu)104。當(dāng)橫梁導(dǎo)軌108在Rz 向相對(duì)微動(dòng)承片臺(tái)12旋轉(zhuǎn)角度超出預(yù)先設(shè)定值時(shí)，防撞保護(hù)結(jié)構(gòu)104可以起到緩沖作用， 從而保護(hù)微動(dòng)承片臺(tái)12碰撞到橫梁導(dǎo)軌108。防撞保護(hù)結(jié)構(gòu)104可有多種實(shí)施方式。圖4示出了磁浮防撞保護(hù)結(jié)構(gòu)，磁浮防撞保護(hù)結(jié)構(gòu)為磁鐵緩沖裝置401和402。長 行程χ向橫梁導(dǎo)軌108的兩側(cè)安裝有磁鐵陣列，當(dāng)橫梁導(dǎo)軌108在Rz向相對(duì)承片臺(tái)102的 旋轉(zhuǎn)角度超出預(yù)先設(shè)定值時(shí)，磁浮緩沖裝置401和402通過同性相斥的原理產(chǎn)生斥力，可以 起到緩沖作用，從而保護(hù)承片臺(tái)102碰撞到橫梁導(dǎo)軌108。圖5示出了的電磁鐵防撞保護(hù)結(jié)構(gòu)，電磁鐵防撞保護(hù)結(jié)構(gòu)為電磁鐵緩沖裝置501 和502。長行程X向橫梁導(dǎo)軌108的兩側(cè)安裝有磁鐵陣列，當(dāng)橫梁導(dǎo)軌108在Rz向相對(duì)承 片臺(tái)102的旋轉(zhuǎn)角度超出預(yù)先設(shè)定值時(shí)，電磁鐵緩沖裝置501和502通過環(huán)形電流在鐵芯 中產(chǎn)生磁力，其磁力方向與X向橫梁導(dǎo)軌108—側(cè)的極性相同，同性相斥產(chǎn)生的斥力可以起 到緩沖作用，從而保護(hù)承片臺(tái)102碰撞到橫梁導(dǎo)軌108。所述的電磁鐵防撞保護(hù)結(jié)構(gòu)的電磁 鐵產(chǎn)生的電磁力可以通過改變電流大小來調(diào)節(jié)。圖6示出了彈簧防撞保護(hù)結(jié)構(gòu)，彈簧防撞保護(hù)結(jié)構(gòu)為彈簧緩沖裝置601和602。當(dāng) 橫梁導(dǎo)軌108在Rz向相對(duì)承片臺(tái)102旋轉(zhuǎn)角度超出預(yù)先設(shè)定值時(shí)，彈簧沖裝置601和602 通過彈簧的彈性變形可以起到緩沖作用，從而保護(hù)承片臺(tái)102碰撞到橫梁導(dǎo)軌108。此外，由X、Y向的長行程電機(jī)的伺服剛度使得承片臺(tái)保持所需位置，在解耦機(jī)構(gòu) 的半圓柱形滑塊(103a、10;3b或201a、201b)與框架112之間安裝有角度Rz限位裝置13， 以探測橫梁導(dǎo)軌108與微動(dòng)框架112之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角速度。探測到的角速度信號(hào)傳遞給 長行程控制器，若判斷轉(zhuǎn)速超限，則停止驅(qū)動(dòng)Y向長行程電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，保護(hù)微動(dòng)承片臺(tái)設(shè)備 安全。圖7具體示出了限位保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)。如圖7所示，所沭限位裝置包括限位傳感器 701.702.703和704。當(dāng)橫梁導(dǎo)軌108在Rz向相對(duì)承片臺(tái)102旋轉(zhuǎn)角度超出預(yù)先設(shè)定倌 時(shí)，所沭限位傳感器接iBr至丨丨艮{言號(hào)，并斜言號(hào)發(fā)送i合長行^ 線申j幾的控泡丨器,講而金合 出響應(yīng)動(dòng)作，避免Rz向橫梁導(dǎo)軌108與承片臺(tái)102發(fā)生碰撞。下面以帶有彈簧防撞保護(hù)結(jié)構(gòu)的曝光臺(tái)為例，說明限位裝置的工作。在掃描曝光 過程中，承片臺(tái)12通過微動(dòng)電機(jī)(未示)伺服控制硅片11在Rz向保持在所需的位置上。 設(shè)在X向橫梁導(dǎo)軌108兩側(cè)的Rz限位裝置使得承片臺(tái)微動(dòng)框架202保持在同硅片11同步 的角度位置上，可以防止微動(dòng)框架112在Rz向自由漂移。同時(shí)，Rz限位裝置將承片臺(tái)12在 Rz向的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩通過被動(dòng)或主動(dòng)方式傳遞給橫梁導(dǎo)軌108?？蚣?12的特征頻率值優(yōu)選至0. 1 10Hz，承片臺(tái)旋轉(zhuǎn)扭矩產(chǎn)生的反力，當(dāng)其特征頻率> IOHz時(shí)，就很難傳遞到橫梁導(dǎo)軌 108上，因?yàn)樵谶@種頻率情況下，框架112不受限位裝置頻率的影響。同樣，對(duì)于承片臺(tái)危害 最大的擾動(dòng)也發(fā)生在IOHz以上的頻率，橫梁導(dǎo)軌108在長行程運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生> IOHz的 擾動(dòng)也通過所述限位裝置隔離了。選用502式的阻尼器限位，典型阻尼系數(shù)在0.4至0.85 之間，優(yōu)選0.65至0.75。這樣，長行程的作用力不會(huì)被放大而影響框架112。限位裝置選 用彈簧的特征頻率f?？梢砸勒展?1)計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種實(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)，其特征在于，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。
2.如權(quán)利要求1所述的解耦機(jī)構(gòu)，其特征在于，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。
3.如權(quán)利要求1所述的解耦機(jī)構(gòu)，其特征在于，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。
4.一種曝光臺(tái)，其特征在于，包括粗動(dòng)臺(tái)和微動(dòng)臺(tái)，以及設(shè)置在所述粗動(dòng)臺(tái)與所述微動(dòng) 臺(tái)之間的、如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的解耦機(jī)構(gòu)，其中所述粗動(dòng)臺(tái)與所述微動(dòng)臺(tái)通過所 述解耦機(jī)構(gòu)形成浮動(dòng)連接。
5.如權(quán)利要求4所述的曝光臺(tái)，其特征在于，所述粗動(dòng)臺(tái)X向和Y向長行程電機(jī)進(jìn)行驅(qū) 動(dòng)，其中所述Y向長行程電機(jī)的左側(cè)驅(qū)動(dòng)裝置和導(dǎo)向左側(cè)直線電機(jī)磁鐵、左側(cè)直線電機(jī)磁 鐵支架、左側(cè)直線電機(jī)動(dòng)子、左側(cè)一維垂向氣浮導(dǎo)軌以及垂向氣浮模塊，其中所述垂向氣浮 模塊使得所述粗動(dòng)臺(tái)懸浮于所述左側(cè)一維垂向氣浮導(dǎo)軌之上，所述左側(cè)直線電機(jī)動(dòng)子與所 述粗動(dòng)臺(tái)固連，所述左側(cè)直線電機(jī)磁鐵支架與三自由度反向運(yùn)動(dòng)質(zhì)量體固連，當(dāng)所述Y向 長行程電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述粗動(dòng)臺(tái)沿著所述左側(cè)一維垂向氣浮導(dǎo)軌Y向運(yùn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的曝光臺(tái)，其特征在于，所述Y向長行程電機(jī)的右側(cè)驅(qū)動(dòng)裝置和導(dǎo) 向裝置包括右側(cè)直線電機(jī)磁鐵、右側(cè)直線電機(jī)磁鐵支架、右側(cè)直線電機(jī)動(dòng)子、右側(cè)二維氣浮 導(dǎo)軌滑塊、右側(cè)二維氣浮導(dǎo)軌、垂向氣浮模塊以及側(cè)向氣浮模塊，其中所述垂向氣浮模塊使 得所述粗動(dòng)臺(tái)懸浮于所述右側(cè)二維垂向氣浮導(dǎo)軌之上，所述側(cè)向氣浮模塊使得所述粗動(dòng)臺(tái) 受到所述右側(cè)二維氣浮導(dǎo)軌的X向定位約束，由此對(duì)所述粗動(dòng)臺(tái)具有二維導(dǎo)向作用，所述 右側(cè)二維氣浮導(dǎo)軌滑塊與所述固連，且所述直線電機(jī)動(dòng)子也與所述粗動(dòng)臺(tái)固連，所述右側(cè) 直線電機(jī)磁鐵支架與三自由度反向運(yùn)動(dòng)質(zhì)量體固連，當(dāng)所述Y向長行程電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述 粗動(dòng)臺(tái)沿著所述右側(cè)二維垂向氣浮導(dǎo)軌Y向運(yùn)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的曝光臺(tái)，其特征在于，所述粗動(dòng)臺(tái)設(shè)有Rz限位裝置，當(dāng)所述粗動(dòng) 臺(tái)在Rz向相對(duì)所述旋轉(zhuǎn)角度超出預(yù)先設(shè)定值時(shí)，所述限位傳感器對(duì)所述Y向長行程直線電 機(jī)進(jìn)行控制以避免所述粗動(dòng)臺(tái)與所述微動(dòng)臺(tái)發(fā)生碰撞。
8.如權(quán)利要求7所述的曝光臺(tái)，其特征在于，所述Rz限位裝置為Rz角速度傳感器。
9.如權(quán)利要求4所述的曝光臺(tái)，其特征在于，所述解耦機(jī)構(gòu)安裝有防撞保護(hù)裝置，以防 止所述微動(dòng)臺(tái)與所述粗動(dòng)臺(tái)之間的碰撞。
10.如權(quán)利要求9所述的曝光臺(tái)，其特征在于，所述防撞保護(hù)裝置為磁浮防撞保護(hù)結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求9所述的曝光臺(tái)，其特征在于，所述防撞保護(hù)裝置為電磁鐵防撞保護(hù)結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求9所述的曝光臺(tái)，其特征在于，所述防撞保護(hù)裝置為彈簧防撞保護(hù)結(jié)構(gòu)。
全文摘要
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。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。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102109766SQ20091020094
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者吳立偉, 鄭樂平 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司