柔性连接机构、微动台机构及半导体设备制造技术

本发明专利技术涉及半导体设备技术领域，并提供了一种柔性连接机构，工作台驱动系统及半导体设备，柔性连接机构，对工作台执行Rz向解耦，柔性连接机构配置于对驱动工作台沿Y向运动的横梁端部与X向导引机构之间；柔性连接机构包括：设置于横梁的一端端部的解耦机构，以及设置于横梁的另一端端部的第一底部气浮模块。本发明专利技术提供的柔性连接机构，采用仅在横梁的一端端部设置解耦机构并将横梁的两个端部分别被两组X向导引机构所导引，在实现了Rz向解耦的同时还提高了工作台的刚度；本发明专利技术提供的微动台机构包含柔性连接机构，节约了整个工作台的体积，并显著地提高了工作台运动过程的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
柔性连接机构、微动台机构及半导体设备
本专利技术涉及半导体设备
，尤其涉及一种柔性连接机构、微动台机构及半导体设备。
技术介绍
在定位精度极高的场合，例如半导体制造及光学图像对准场合中，通常需要使用工作台以承载晶圆。工作台的运动精度、速度及稳定性决定了半导体尤其是光刻设备的精度、良率及产率。现有技术中的工作台包括粗动台与微动台，粗动台实现沿XY向的高速、大行程的运动，微动台实现纳米级的跟踪与定位。粗动台通常常用H型结构，并通过三个直线电机实现三自由度控制，粗动台两端的直线电机独立驱动实现沿X向的运动，另一个直线电机独立驱动微动台实现沿Y向的运动。申请号为200720071434.6的中国技术专利公开了一种柔性连接结构，柔性块连接直线电机与导轨，通过C型柔性块和薄弹片结构实现了工作台的减振与Rz方向运动解耦，但是这种柔性结构无法控制Rz向旋转中心；同时，该现有技术中的薄弹片与C型柔性块为串联结构，不利于提高运动方向刚度，且柔性件对称布置增加了工作台的整体体积。此外，申请号为200910044992.7的中国专利技术专利公开了一种柔性连接结构，虽然实现了工作台Rz向解耦，但该工作台在XY向上的刚度较差。有鉴于此，有必要对现有技术中的工作台予以改进，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于揭示一种柔性连接机构、微动台机构及半导体设备，用于解决现有技术中的半导体设备中包含工作台所存在的诸多缺陷，在实现Rz向解耦的同时提高工作台的刚度，并降低工作台的体积，以确保工作台运动过程的稳定性。为实现上述第一个专利技术目的，本专利技术提供了一种柔性连接机构，对工作台执行Rz向解耦，柔性连接机构配置于对驱动工作台沿Y向运动的横梁端部与X向导引机构之间；柔性连接机构包括：设置于横梁的一端端部的解耦机构，以及设置于横梁的另一端端部的第一底部气浮模块。作为本专利技术的进一步改进，解耦机构包括：设置于横梁端部的第一连接件与第二连接件，设置于第一连接件外侧的第一侧向气浮组件，以及弹性件；第一侧向气浮组件与第一连接件通过弹性件柔性连接。作为本专利技术的进一步改进，第一连接件与第二连接件的底部均设置第一底部气浮模块；弹性件包括沿Z向上下布置的上连接片与下连接片，以及设置于上连接片与下连接片之间的弹性伸缩组件，弹性伸缩组件沿Z向作旋转和/或弹性伸缩。作为本专利技术的进一步改进，弹性伸缩组件由两个以上连接上连接片与下连接片的螺旋体组成，螺旋体沿Z方向轴对称分布。作为本专利技术的进一步改进，弹性伸缩组件由连接上连接片与下连接片的空心柔性柱组成，空心柔性柱的侧部开设两个以上沿Z方向轴对称分布的螺旋镂空部。作为本专利技术的进一步改进，X向导引机构包括：水平且平行布置的X向导轨，设置于X向导轨上方的X向直线电机定子，以及水平嵌入X向直线电机定子的X向直线电机动子；X向直线电机动子设置于第一连接件及第二连接件上方；X向导轨横向隔离夹持并引导横梁整体沿X向作往复运动，第一侧向气浮组件包括侧向气浮本体及侧向气浮模块。作为本专利技术的进一步改进，侧向气浮本体向内凹设沿Z向布置并用于部分收容弹性件的收容槽，下连接片部分水平横置于收容槽，并与侧向气浮本体横向固定连接，第一连接件的横向向外凸伸设置与上连接片连接的上限位片，收容槽的底部横向向内凸伸设置与下连接片连接的下限位片，上限位片与下限位片之间设置一沿Z向同轴布置的弹性件。作为本专利技术的进一步改进，第一侧向气浮组件靠近第一连接件的内侧设置支架，第一连接件的横向向外凸伸设置上下布置的上限位片与下限位片，支架与上限位片之间以及支架与下限位片之间均设置一沿Z向同轴布置的弹性件。基于相同专利技术思想，本申请还揭示了一种微动台机构，包括：支撑底座，设置于支撑底座上的两组X向导引机构，被两组X向导引机构滑动连接并悬置于支撑底座上方的Y向导引机构，以及工作台；Y向运动机构包括驱动工作台沿Y向作往复运动的横梁，横梁端部设置如上述任一项专利技术创造所揭示的柔性连接机构。最后，本申请还揭示了一种半导体设备，包括：至少一个如上述任一项专利技术创造所揭示的微动台机构。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的柔性连接机构，采用仅在横梁的一端端部设置解耦机构并将横梁的两个端部分别被两组X向导引机构所导引，在实现了Rz向解耦的同时还提高了工作台的刚度；本专利技术提供的微动台机构包含柔性连接机构，由于仅在横梁的一端端部设置解耦机构并将横梁的两个端部分别被两组X向导引机构所导引，因此节约了整个工作台的体积，并显著地提高了工作台运动过程的稳定性。附图说明图1为本专利技术包含柔性连接机构的微动台机构的立体图；图2为图1中圈B的局部放大示意图；图3为本专利技术柔性连接机构的立体图；图4为图3所示出的柔性连接机构的俯视图；图5为沿图4中A-A向的剖视图；图6为本专利技术包含柔性连接机构的微动台机构的主视图；图7为包含弹性件的第一侧向气浮组件的立体图；图8为与第一侧向气浮组件横向装配的第一连接件的立体图；图9为第一侧向气浮组件与第一连接件装配后的立体图；图10为图7所示出的弹性件在一种实施例中的立体图；图11为图7所示出的弹性件在另一种实施例中的立体图。具体实施方式下面结合附图所示的各实施方式对本专利技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本专利技术的保护范围之内。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“正方向”、“负方向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“以上”包含本数。实施例一：参图1至图5、图7至图10所示，本实施例示出了本专利技术一种柔性连接机构的一种具体实施方式。柔性连接机构，对工作台6执行Rz向解耦，柔性连接机构配置于对驱动工作台6沿Y向运动的横梁8端部与X向导引机构之间。柔性连接机构包括：设置于横梁8的一端端部的解耦机构，以及设置于横梁8的另一端端部的第一底部气浮模块501。解耦机构包括：设置于横梁8端部的第一连接件51与第二连接件52，设置于第一连接件51外侧的第一侧向气浮组件11，以及弹性件25a(或者弹性件25b)，且弹性件25a(或者弹性件25b)的数量并不需要作具体限定。第一侧向气浮组件11与第一连接件51通过弹性件25a柔性连接。弹性件25a沿Z向呈竖直状态布置，且弹性件25a沿Z向的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性连接机构，对工作台执行Rz向解耦，所述柔性连接机构配置于对驱动工作台沿Y向运动的横梁端部与X向导引机构之间；其特征在于，所述柔性连接机构包括：设置于横梁的一端端部的解耦机构，以及设置于横梁的另一端端部的第一底部气浮模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性连接机构，对工作台执行Rz向解耦，所述柔性连接机构配置于对驱动工作台沿Y向运动的横梁端部与X向导引机构之间；其特征在于，所述柔性连接机构包括：设置于横梁的一端端部的解耦机构，以及设置于横梁的另一端端部的第一底部气浮模块。


2.根据权利要求1所述的柔性连接机构，其特征在于，所述解耦机构包括：设置于横梁端部的第一连接件与第二连接件，设置于第一连接件外侧的第一侧向气浮组件，以及弹性件；
所述第一侧向气浮组件与所述第一连接件通过所述弹性件柔性连接。


3.根据权利要求2所述的柔性连接机构，其特征在于，所述第一连接件与第二连接件的底部均设置所述第一底部气浮模块；所述弹性件包括沿Z向上下布置的上连接片与下连接片，以及设置于所述上连接片与下连接片之间的弹性伸缩组件，所述弹性伸缩组件沿Z向作旋转和/或弹性伸缩。


4.根据权利要求3所述的柔性连接机构，其特征在于，所述弹性伸缩组件由两个以上连接所述上连接片与下连接片的螺旋体组成，所述螺旋体沿Z方向轴对称分布。


5.根据权利要求3所述的柔性连接机构，其特征在于，所述弹性伸缩组件由连接所述上连接片与下连接片的空心柔性柱组成，所述空心柔性柱的侧部开设两个以上沿Z方向轴对称分布的螺旋镂空部。


6.根据权利要求4或者5所述的柔性连接机构，其特征在于，所述X向导引机构包括：水平且平行布置的X向导轨，设置于所述X向导轨上方的X向直线电机定子，以及水平嵌入所述X向直线电机定子...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冰冰，
申请(专利权)人：上海御微半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31