專利名稱：一種調(diào)節(jié)氣膜雙向剛度的氣浮支座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣動調(diào)節(jié)裝置，特別涉及一種調(diào)節(jié)氣膜雙向剛度的裝置。
背景技術(shù)：
在超大規(guī)模集成電路光學(xué)光刻中，對光刻的精確度要求越來越高。硅片臺在光刻過程中的水平運動與大理石平臺之間產(chǎn)生摩擦，這種摩擦力使硅片臺的精確運動造成較大的誤差。
為了避免由于硅片臺與大理石平臺之間的摩擦造成的硅片臺的運行精度下降，現(xiàn)在普遍采用氣浮支座來消除這種摩擦力。硅片臺架于氣浮支座之上，氣浮支座通過出氣孔排出氣體，空氣壓力使得氣浮支座與大理臺保持一段距離。
然而，現(xiàn)在普遍使用的的雙剛性氣浮支座仍存在諸多不足壓縮氣體的出氣孔多為金屬制成，隨著使用時間的增加，金屬易腐蝕，易磨損，直接影響了對供氣壓力的精確控制；氣浮支座的真空氣體腔小，在調(diào)節(jié)氣膜真空度時容易出現(xiàn)氣膜真空度的不均衡，增加了氣浮支座的不穩(wěn)定性。另外，氣浮支座距離大理石平臺高度過高，在氣浮支座和大理石平臺之間的氣膜剛度不好，剛度是指物體在外力作用下抵抗變形的能力，剛度越高，物體表現(xiàn)的越“硬”。
雖然，目前使用的氣浮支座克服了硅片臺與大理石平臺之間的接觸性摩擦，但是由于以上原因造成氣浮支座不易實現(xiàn)氣膜剛度的雙向調(diào)節(jié)，無法保證氣浮支座上硅片臺精確運動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種調(diào)節(jié)氣膜雙向剛度的氣浮支座，可雙向地對氣膜剛度進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高氣膜的表面誤差均化效應(yīng)及隔振性能。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種調(diào)節(jié)氣膜雙向剛度的氣浮支座，氣浮支座包括若干個壓縮氣體腔和若干個真空氣體腔；壓縮氣體腔包括與氣浮支座底面相通的出氣孔，還包括若干個排氣孔，壓縮氣體腔的出氣孔分別與進(jìn)氣通道連通；真空氣體腔包括與氣浮支座底面相通的抽氣孔，抽氣孔分別與抽氣通道連通；進(jìn)氣通道和抽氣通道分別與外部進(jìn)氣口和外部抽氣口相連；氣浮支座底面具有若干個排氣孔，排氣孔與氣浮支座上的排氣通道相連通。
所述的一種調(diào)節(jié)氣膜雙向剛度的氣浮支座包括的壓縮氣體腔分布于氣浮支座的外圍，真空氣體腔位于壓縮氣體腔的內(nèi)側(cè)。其中，排氣孔分布于壓縮氣體腔的出氣孔兩側(cè)。氣浮支座包括的壓縮氣體腔包括與氣浮支座底面相通的出氣孔，真空氣體腔包括與氣浮支座底面相通的抽氣孔。壓縮氣體腔與氣浮支座底面相通的出氣孔包括紅寶石節(jié)流塞，其中，出氣孔和排氣孔分別設(shè)置壓力緩沖溝槽。出氣孔的數(shù)量是8-15個，排氣孔的數(shù)量是16-30個，抽氣孔的數(shù)量是3-9個。
其中，氣浮支座通過壓縮氣體腔的出氣孔和真空氣體腔的抽氣孔調(diào)節(jié)氣膜的正負(fù)壓，使氣浮支座達(dá)到平衡。
氣浮支座主體采用金屬材料制作，特別是航空鋁。所述的氣膜高度在5-9微米、氣壓在3.5～4.0bar時，氣膜剛度為30kgf/um。
本發(fā)明應(yīng)用于高精度、高加速度精密工作臺的支撐單元，特別應(yīng)用于硅片臺支座，有效地防止了因為接觸而產(chǎn)生的震動和在運動時的摩擦。氣浮支座具有大的氣腔尺寸，增大了負(fù)壓腔面積，從而可以避免出現(xiàn)自激性不穩(wěn)定振動。本發(fā)明同時使用了壓縮氣體和真空抽氣控制氣浮的技術(shù)，使氣浮支座可同時調(diào)節(jié)供氣壓力和真空吸力，決定了這種具有調(diào)節(jié)氣膜雙向剛度的支座應(yīng)用于高精度、高加速度精密X-Y工作臺的支撐單元。


圖1是氣浮支座垂直剖面圖；圖2是氣浮支座底面視圖。
標(biāo)號說明1壓縮氣體腔進(jìn)氣通道 2真空氣體腔抽氣通道3排氣通道4紅寶石節(jié)流塞5排氣孔 6抽氣孔 7真空氣體腔8壓力緩沖槽 9出氣孔 10壓縮氣體腔11大理石平臺具體實施方式
請參閱圖1，一種調(diào)節(jié)氣膜雙向剛度的氣浮支座，包括壓縮氣體腔10和真空氣體腔7，其中，壓縮氣體腔10中有與氣浮支座底面相通的若干個出氣孔9，真空氣體腔7中有與氣浮支座底面相通的若干個抽氣孔6，出氣孔9與氣浮支座上的進(jìn)氣通道1連通，抽氣孔6與氣浮支座上的抽氣通道2連通；氣浮支座底面具有若干個排氣孔5，排氣孔5與氣浮支座上的排氣通道3相連通。出氣孔9處還設(shè)置紅寶石節(jié)流塞4，采用節(jié)流塞是為了減小出氣孔的大小，增加壓強(qiáng)，而采用紅寶石做節(jié)流塞具有耐磨損的特性，出氣孔的大小不會改變，從而使出氣氣流穩(wěn)定。氣浮支座主體采用金屬材料制作，特別是航空鋁。
請參閱圖2，氣浮支座的壓縮氣體腔10分布于氣浮支座的外圍，真空氣體腔7位于壓縮氣體腔10的內(nèi)側(cè)。在出氣孔9和排氣孔5口設(shè)置壓力緩沖溝槽8。排氣孔5分布在出氣孔9的兩側(cè)。
本發(fā)明調(diào)節(jié)氣膜雙向剛度的氣浮支座，位于大理石平臺11上方，通過調(diào)節(jié)氣膜的正負(fù)壓力，使氣浮支座達(dá)到平衡，氣膜達(dá)到最佳的剛度。如圖2所示，調(diào)節(jié)氣膜雙向剛度的氣浮支座包括壓縮空氣腔可以是由分布在外圍的8個、11個或15個均勻分布的壓縮氣體腔體組成。如圖1所示出氣孔9分別與進(jìn)氣通道1相連的。在出氣孔9的兩側(cè)可相應(yīng)地分布16個、22個或30個排氣孔5。通過氣浮支座上的進(jìn)氣通道1，氣體從出氣孔9向大理石平臺11供氣，回流氣體進(jìn)入排氣孔5并通過氣浮支座上的排氣通道3排出。
在氣浮支座的中間有真空氣體腔7，其上面可以分布3個、6個或9個真空抽氣孔6，抽氣孔6與抽氣通道2連通。當(dāng)在抽氣通道2一端抽氣時，氣體進(jìn)入抽氣孔6并通過抽氣通道2后被抽出，使氣浮支座吸附在大理石平臺11上。
本發(fā)明中氣體通過壓縮氣體腔的進(jìn)氣通道1與氣浮支座底面相通的出氣孔9向大理石平臺11出氣，在氣浮支座與大理石平臺之間形成一層氣膜，利用出氣口9增大供氣壓力，使氣浮支座浮起，氣膜厚度增加，遇到大理石平臺后回流的空氣流通過分布出氣孔兩側(cè)的排氣孔5排出；同時可以通過氣浮支座的真空氣體腔7與氣浮支座底面相通的抽氣孔6抽取空氣，真空負(fù)壓對氣浮支座產(chǎn)生吸力，使氣浮支座靠近大理石平臺，氣膜厚度減小。當(dāng)兩者處于動態(tài)平衡時，形成特有的氣膜穩(wěn)定狀態(tài)。
氣浮支座通過壓縮氣體腔的出氣孔和真空氣體腔的抽氣孔調(diào)節(jié)氣膜的正負(fù)壓，使氣浮支座達(dá)到平衡。經(jīng)過測量，利用本發(fā)明的氣浮支座，形成的氣膜高度在5-9微米、氣壓在3.5～4.0bar時，氣膜剛度為30kgf/um。
本發(fā)明通過調(diào)節(jié)氣膜雙向剛度使氣浮支座和大理石平臺有一個穩(wěn)定的距離，通過調(diào)節(jié)壓縮氣體供氣壓力和氣體的真空度，實現(xiàn)氣浮支座高度穩(wěn)定，氣膜具有最佳剛度，提高了氣浮支座的穩(wěn)定性。為硅片臺提供一個穩(wěn)定的底座。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)節(jié)氣膜雙向剛度的氣浮支座，其特征在于氣浮支座包括若干個壓縮氣體腔和若干個真空氣體腔，壓縮氣體腔中有與氣浮支座底面相通的若干個出氣孔，真空氣體腔中有與氣浮支座底面相通的若干個抽氣孔，出氣孔與氣浮支座上的進(jìn)氣通道連通，抽氣孔與氣浮支座上的抽氣通道連通；氣浮支座底面具有若干個排氣孔，排氣孔與氣浮支座上的排氣通道相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的氣浮支座，其特征在于壓縮氣體腔分布于氣浮支座的外圍，真空氣體腔位于壓縮氣體腔的內(nèi)側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的氣浮支座，其特征在于排氣孔分布在出氣孔的兩側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的氣浮支座，其特征在于出氣孔和排氣孔口設(shè)置壓力緩沖溝槽。
5.如權(quán)利要求4所述的氣浮支座，其特征在于出氣孔口還設(shè)置紅寶石節(jié)流塞。
6.如權(quán)利要求5所述的氣浮支座，其特征在于出氣孔的數(shù)量是8-15個。
7.如權(quán)利要求4所述的氣浮支座，其特征在于排氣孔的數(shù)量是16-30個。
8.如權(quán)利要求1所述的氣浮支座，其特征在于抽氣孔的數(shù)量是3-9個。
9.如權(quán)利要求1所述的氣浮支座，其特征在于通過向氣浮支座上的進(jìn)氣通道輸入氣體和向氣浮支座上的抽氣通道抽取氣體來調(diào)節(jié)氣膜的正負(fù)壓，使氣浮支座達(dá)到平衡。
10.如權(quán)利要求1所述的氣浮支座，其特征在于氣浮支座的主體材料是航空鋁。
11.如權(quán)利要求1所述的氣浮支座，其特征在于；在氣浮支座底面形成的氣膜高度為5-9微米、氣壓在3.5-4.0bar時，氣膜剛度為30kgf/um。
全文摘要
本發(fā)明是一種調(diào)節(jié)氣膜雙向剛度的氣浮支座，包括若干個壓縮氣體腔和若干個真空氣體腔、壓縮氣體腔包括與氣浮支座底面相通的出氣孔和若干個排氣孔，出氣孔分別與進(jìn)氣通道相連；真空氣體腔包括與氣浮支座底面相通的抽氣孔。抽氣孔分別與抽氣通道相連；氣浮支座底面具有排氣孔，排氣孔與氣浮支座上的排氣通道相連通。本發(fā)明同時用到壓縮氣體和真空抽氣控制氣浮的技術(shù)。使氣浮支座具備同時調(diào)節(jié)供氣壓力和真空吸力，實現(xiàn)雙向調(diào)節(jié)氣膜剛度，提供一個穩(wěn)定的氣浮支座。
文檔編號H01L21/00GK1858653SQ20061002735
公開日2006年11月8日 申請日期2006年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月7日
發(fā)明者李正賢, 齊芊楓 申請人:上海微電子裝備有限公司