柔性解耦结构、补偿组件及控制方法、运动模块及光刻机技术

本发明专利技术公开了柔性解耦结构、补偿组件及控制方法、运动模块及光刻机，属于光刻设备领域。该柔性解耦结构包括；至少两个分段式弹性件，其刚度能够调整，其包括依次连接的第一簧片、连接板和第二簧片，分段式弹性件被配置为能对运动组件进行解耦或行程补偿；平行设置的第一连接端和第二连接端，分段式弹性件连接于第一连接端和第二连接端之间，第一连接端和第二连接端中的一个运动、另一个固定；柔性解耦结构能够进行X、Y、Rx、Ry和Rz向解耦。该柔性解耦结构能够实现目标刚度的同时具备良好的塑韧性，减少解耦的滞后时间，可以实现五自由度解耦，补偿机械制造和伺服偏差造成的行程偏差，提高光刻机的运动可靠性，延长光刻机的使用寿命。延长光刻机的使用寿命。延长光刻机的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
柔性解耦结构、补偿组件及控制方法、运动模块及光刻机


[0001]本专利技术涉及光刻设备
，尤其涉及一种柔性解耦结构、补偿组件及控制方法、运动模块及光刻机。

技术介绍

[0002]机械结构设计时一般会有理论尺寸、理论力或者理论行程，但实际上由于材料、加工制造、伺服、传感器测量、热等原因，实际值往往存在偏差，在误差允许范围和产品使用周期内，为了补偿这种误差，提高产品疲劳寿命往往采用柔性解耦结构。特别是在高精密运动领域，如光刻机领域。
[0003]现有的光刻机中运动模块之间的柔性连接件，由于材料差异、弹性件疲劳、无反馈机制或结构保护、解耦方向单一等原因，无法满足多方向同步解耦和更高精密运动组件的需求。同时无法在异常工况下，如电机出力异常、气浮预载波动、柔性件疲劳等，对光刻机的运动组件进行保护，一旦发生行程超差，就会导致元件损坏或设备停产待机修正，降低了运动组件的控制精度和使用寿命，造成严重的经济损失。
[0004]为此，亟需提供一种柔性解耦结构、补偿组件及控制方法、运动模块及光刻机以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种柔性解耦结构、补偿组件及控制方法、运动模块及光刻机，该柔性解耦结构能实现五自由度的解耦，补偿机械制造和伺服偏差造成的行程偏差，提高光刻机的运动可靠性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种柔性解耦结构，包括：
[0008]至少两个分段式弹性件，所述分段式弹性件的刚度能够调整，所述分段式弹性件包括依次连接的第一簧片、连接板和第二簧片；
[0009]平行设置的第一连接端和第二连接端，所述分段式弹性件连接于所述第一连接端和第二连接端之间，所述第一连接端和所述第二连接端中的一个运动、另一个固定；所述柔性解耦结构能够进行X、Y、Rx、Ry和Rz向解耦。
[0010]作为上述柔性解耦结构的优选技术方案，所述柔性解耦结构包括：
[0011]两个分段式弹性件，两个所述分段式弹性件的第一簧片分别连接于所述第一连接端的两端，两个所述分段式弹性件的第二簧片分别连接于所述第二连接端的两端，所述第一簧片远离所述连接板的一端与所述第一连接端连接，所述第二簧片远离所述连接板的一端与所述第二连接端连接。
[0012]作为上述柔性解耦结构的优选技术方案，所述柔性解耦结构包括：
[0013]四个分段式弹性件，分别为第一弹性件、第二弹性件、第三弹性件和第四弹性件，所述第一弹性件的第一簧片连接于所述第一连接端，所述第一弹性件的第二簧片连接于所
述第二弹性件的连接板，所述第二弹性件的第一簧片连接于所述第一连接端和所述第二连接端，所述第二弹性件的第二簧片连接于所述第三弹性件的第二簧片，所述第三弹性件的连接板连接于所述第四弹性件的第二簧片，所述第三弹性件的第一簧片连接于所述第一连接端和所述第二连接端，所述第四弹性件的第一簧片连接于所述第一连接端。
[0014]作为上述柔性解耦结构的优选技术方案，所述柔性解耦结构包括：
[0015]六个分段式弹性件，分别为第一弹性件、第二弹性件、第三弹性件、第四弹性件、第五弹性件和第六弹性件，所述第一弹性件的第一簧片连接于所述第一连接端，所述第一弹性件的第二簧片连接于所述第二弹性件的连接板，所述第二弹性件的第一簧片连接于所述第一连接端和所述第二连接端，所述第二弹性件的第二簧片连接于所述第三弹性件的第二簧片，所述第三弹性件的连接板连接于所述第四弹性件的第二簧片，所述第三弹性件的第一簧片连接于所述第一连接端和所述第二连接端，所述第四弹性件的第一簧片连接于所述第一连接端；所述第五弹性件的第一簧片和所述第六弹性件的第一簧片分别连接于所述第一连接端的两端，所述第五弹性件的第二簧片和所述第六弹性件的第二簧片分别连接于所述第二连接端的两端。
[0016]作为上述柔性解耦结构的优选技术方案，还包括：
[0017]机械限位结构，连接于所述第一连接端和所述第二连接端之间，所述机械限位结构用于限制运动组件的行程超差。
[0018]作为上述柔性解耦结构的优选技术方案，所述机械限位结构包括：
[0019]运动部和固定部，所述运动部连接于所述第一连接端和所述第二连接端中运动的一端，所述固定部连接于所述第一连接端和所述第二连接端中固定的一端，所述运动部与所述固定部相对间隔设置，所述运动部与所述固定部之间具有沿第一方向预设的第一间隙及沿第二方向预设的第二间隙，所述第一方向垂直于所述第二方向。
[0020]作为上述柔性解耦结构的优选技术方案，所述第一间隙和所述第二间隙均小于所述柔性解耦结构的额定行程。
[0021]为实现上述目的，本专利技术还提出一种补偿组件，所述补偿组件设置在如权利要求1
‑
7任一项所述的柔性解耦结构上，所述补偿组件包括探测部、检测部和调节部，所述探测部设置在所述第一连接端或所述第二连接端上，所述检测部设置在所述探测部的头部上方，用于监测所述探测部的位置，所述调节部用于调节所述探测部相对于所述检测部的位置。
[0022]为实现上述目的，本专利技术还提出一种补偿组件的控制方法，包括以下步骤：
[0023]运动组件在运动过程中若发生行程误差或位置误差，所述柔性解耦结构发生偏摆或伸缩进行行程补偿或解耦；
[0024]检测部判断目标区域值S与预设值的大小，所述目标区域值S为探测部覆盖所述检测部的覆盖面积；
[0025]当S≤S1时，运动组件继续运动；当S1＜S＜S2时，控制硬件补偿和/或软件补偿；当S≥S2时，停机检查；
[0026]所述S1为第一预设值，所述S2为第二预设值。
[0027]为实现上述目的，本专利技术还提出一种运动模块，包括：
[0028]固定组件；
[0029]运动组件，用于承载目标物，所述运动组件能相对于所述固定组件运动；
[0030]至少两个如上所述的柔性解耦结构，分别设置在所述运动组件的两侧，所述柔性解耦结构的第一连接端和第二连接端分别与所述运动组件和所述固定组件连接；所述运动组件能够至少实现X、Y和Rz向解耦。。
[0031]作为上述运动模块的优选技术方案，包括两个类型不同且成组使用的所述柔性解耦结构。
[0032]作为上述运动模块的优选技术方案，包括两个类型不同且单独使用的所述柔性解耦结构。
[0033]作为上述运动模块的优选技术方案，所述运动组件的两侧各设置有至少两个相同类型或不同类型的所述柔性解耦结构。
[0034]为实现上述目的，本专利技术还提出一种光刻机，包括如上所述的运动模块。
[0035]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0036]本专利技术提供的柔性解耦结构通过设置至少两个刚度可调的分段式弹性件，能够实现目标刚度的同时具备良好的塑韧性，减少解耦的滞后时间，适用于光刻机运动模块的行程补偿，可以实现X、Y、Rx、Ry和Rz五自由度解耦，补偿机械制造和伺服偏差造成的行程偏差，提高光刻机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性解耦结构，其特征在于，包括：至少两个分段式弹性件(11)，所述分段式弹性件(11)的刚度能够调整，所述分段式弹性件(11)包括依次连接的第一簧片、连接板和第二簧片；平行设置的第一连接端(12)和第二连接端(13)，所述分段式弹性件(11)连接于所述第一连接端(12)和第二连接端(13)之间，所述第一连接端(12)和所述第二连接端(13)中的一个运动、另一个固定；所述柔性解耦结构能够进行X、Y、Rx、Ry和Rz向解耦。2.根据权利要求1所述的柔性解耦结构，其特征在于，所述柔性解耦结构包括：两个分段式弹性件(11)，两个所述分段式弹性件(11)的第一簧片分别连接于所述第一连接端(12)的两端，两个所述分段式弹性件(11)的第二簧片分别连接于所述第二连接端(13)的两端，所述第一簧片远离所述连接板的一端与所述第一连接端(12)连接，所述第二簧片远离所述连接板的一端与所述第二连接端(13)连接。3.根据权利要求1所述的柔性解耦结构，其特征在于，所述柔性解耦结构包括：四个分段式弹性件(11)，分别为第一弹性件、第二弹性件、第三弹性件和第四弹性件，所述第一弹性件的第一簧片连接于所述第一连接端(12)，所述第一弹性件的第二簧片连接于所述第二弹性件的连接板，所述第二弹性件的第一簧片连接于所述第一连接端(12)和所述第二连接端(13)，所述第二弹性件的第二簧片连接于所述第三弹性件的第二簧片，所述第三弹性件的连接板连接于所述第四弹性件的第二簧片，所述第三弹性件的第一簧片连接于所述第一连接端(12)和所述第二连接端(13)，所述第四弹性件的第一簧片连接于所述第一连接端(12)。4.根据权利要求1所述的柔性解耦结构，其特征在于，所述柔性解耦结构包括：六个分段式弹性件(11)，分别为第一弹性件、第二弹性件、第三弹性件、第四弹性件、第五弹性件和第六弹性件，所述第一弹性件的第一簧片连接于所述第一连接端(12)，所述第一弹性件的第二簧片连接于所述第二弹性件的连接板，所述第二弹性件的第一簧片连接于所述第一连接端(12)和所述第二连接端(13)，所述第二弹性件的第二簧片连接于所述第三弹性件的第二簧片，所述第三弹性件的连接板连接于所述第四弹性件的第二簧片，所述第三弹性件的第一簧片连接于所述第一连接端(12)和所述第二连接端(13)，所述第四弹性件的第一簧片连接于所述第一连接端(12)；所述第五弹性件的第一簧片和所述第六弹性件的第一簧片分别连接于所述第一连接端(12)的两端，所述第五弹性件的第二簧片和所述第六弹性件的第二簧片分别连接于所述第二连接端(13)的两端。5.根据权利要求1所述的柔性解耦结构，其特征在于，还包括：机械限位结构(20)，连接于所述第一连接端(12)和所述第二连接端(13)之间，所述机械限位结构(20)用于限制运动组件(40)的行...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵康梅，方洁，李志龙，陈建明，丛国栋，奚敏杰，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：