一种实现粗动台与微动台的Rz向旋转解耦的解耦机构，所述解耦机构在所述粗动台与所述微动台之间形成浮动连接。根据本发明专利技术的解耦机构使得粗动台和微动台之间为浮动轴承连接，从而实现粗微动在Rz向自由度的完全解耦。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及Rz向解耦机构，由其涉及用于光刻设备的解耦机构。
技术介绍
在H型双边驱动工件台系统中，由于早期微动台对粗动台平面运动速度要求不 高，其XY粗动运动所产生的反作用力被引到整机内部框架上，其负面效应由主动隔振系统 加以弥补。但随着当前对微动台的XY粗动速度要求越来越高，于是引入了平衡质量块技 术，用以实时抵消微动台平面粗动高速运动时的反作用力，但由于平衡块为自由平面运动， 它产生的附加旋转运动将会导致上层运动部件跟随偏转。由于微动台与粗动台，以及粗动 台与平衡质量之间在平面Rz方向刚性连接或者弱耦合连接，平衡块的旋转会导致微动台 旋转超出规定限度。美国专利US6635887公开了一种柔性连接技术。该柔性块连接直线电机及其导 轨，横梁和两个直线电机刚性连接。该结构通过依靠柔性块的机械变形来吸收Rz方向粗动 台与平衡质量之间的扭矩变形能，从而减轻对粗动导轨侧向气浮的压迫变形，使得整机具 备较好的动力学特性，并达到Rz向的精密定位控制。此专利的保护重点在H型布局时要进 行Rz的旋转和X向的拉伸。但是该结构仍然为结构弱耦合形式，没有实现粗动与平衡质量 的完全解耦，对Rz结构本身的设计工艺要求和加工、装调要求难度较大，Rz结构本身的寿 命设计受到严格限制。中国专利CN200720071434.6公开了一种柔性连接装置。该柔性块连接直线电机 及其导轨。通过主柔性块和副柔性块的不同自由度的变形，实现Rz向运动解耦。在柔性块 上安装了缓冲器和接触开关对系统起保护作用。但是这种柔性块不能控制Rz向旋转中心。 所述曝光台采用了过定位结构安装直线电机及其导轨，均不利于曝光台的装调和控制。为消除上述的不足，本专利给出了一种结构，特别涉及一种用于纳米级精度曝光 台的Rz向解耦机构。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种消除粗动台 与微动台之间Rz向耦合的解耦机构。为实现上述目的，本专利技术提供了一种实现粗动台与微动台的Rz向旋转解耦的解 耦机构，所述解耦机构在所述粗动台与所述微动台之间形成浮动连接。较佳地，所述解耦机构包括连接在一起的半圆柱形气浮模块、半圆柱形滑块、以及 侧向平面气浮模块其中所述半圆柱形气浮模块与所述微动台的承片台连接，而所述侧向平 面气浮模块与所述粗动台的横梁导轨连接。较佳地，所述解耦机构包括连接在一起的半圆柱形磁浮模块、半圆柱形滑块、以及 侧向平面磁浮模块，其中所述半圆柱形磁浮模块与所述微动台的承片台连接，所述侧向平 面磁浮模块与所述粗动台的横梁导轨连接。根据本专利技术的解耦机构使得粗动台和微动台之间为浮动轴承连接，从而实现粗微 动在Rz向自由度的完全解耦。附图说明参考下文较佳实施例的描述以及附图，可最佳地理解本专利技术及其目的与优点，其 中图1描述了本专利技术解耦机构的一个实施例；图2描述了本专利技术解耦机构的另一实施例；图3描述了本专利技术解耦机构的曝光台；图4描述了曝光台的旋转磁浮防撞保护装置；图5描述了曝光台的旋转电磁铁防撞保护装置；图6描述了曝光台的旋转弹簧缓冲防撞保护装置；图7描述了曝光台的Rz限位保护装置；图8描述了曝光台的长行程运动的左侧驱动与导向装置；图9描述了曝光台的长行程运动的右侧驱动与导向装置。具体实施例方式参见本专利技术实施例的附图，下文将更详细地描述本专利技术。然而，本专利技术可以以许多 不同的形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为 了达成充分及完整公开，并且使本
的技术人员完全了解本专利技术的范围。整份说明 书中，相同或类似的部件给予相同或类似的标号。现参考图1描述根据本专利技术的实现粗动台与微动台的Rz向旋转解耦的解耦机构 的第一实施例，其利用平面气浮和柱形气浮轴承，得以实现粗微动台的Rz向的解耦。如图1 所示，圆柱形气浮旋转解耦机构100包括连接在一起的半圆柱形气浮模块IOla和101b、半 圆柱形滑块103a和103b、以及侧向平面气浮模块10 和10恥。半圆柱形气浮模块101a， IOlb与微动台的承片台102连接，而侧向平面气浮模块10 和10 与粗动台的横梁导轨 108连接。具体地，侧向平面气浮模块10 和10 使得横梁导轨108与承片台102实现振 动气浮隔离。半圆柱形气浮模块101a，IOlb使得半圆柱形滑块103a和10 与承片台102 实现振动气浮隔离。当横梁导轨108在Y向运动时，横梁导轨108通过侧向平面气浮模块 10 和10 推动半圆柱形滑块103a和IOIBbY向运动，进而通过半圆柱形气浮模块IOla和 IOlb推动承片台102Y向运动。在X向运动时，通过半圆柱形滑块103a和10 与侧向平 面气浮模块10 和10 ，可以实现微动承片台102与横梁导轨108在X向的解耦。同时， 由于运动台的XY加速运动，产生的附加转矩导致横梁导轨108在Rz向的转动时，半圆柱形 滑块103a和10 通过侧向平面气浮模块10 和10 随着转动，由于半圆柱形气浮模块 IOla和IOlb具备Rz旋转解耦功能，因此横梁导轨108在Rz向的转动不会直接导致微动承 片台102在Rz向上转动，从而解除了承片台102和横梁导轨108之间的旋转耦合。现参考图2描述根据本专利技术的解耦机构的第二实施例，其利用平面磁浮和柱形磁 浮轴承，得以实现粗微动台的Rz向的解耦。如图2所示，旋转磁浮解耦机构200包括连接在一起的半圆柱形磁浮模块20 和204b、半圆柱形滑块201a和201b、以及侧向平面磁浮 模块203a和20 。半圆柱形磁浮模块20 和204b与微动台的承片台202连接，侧向平面 磁浮模块203a和20 与横梁导轨108连接。具体地，侧向平面磁浮模块203a和20 使得横梁导轨108与微动承片台202实现 振动磁浮隔离，半圆柱形磁浮模块20 和204b使得半圆柱形滑块201a和201b与微动承 片台202实现振动磁浮隔离。当横梁导轨108在Y向运动时，横梁导轨108通过侧向平面 磁浮模块203a和20 推动半圆柱形滑块201a和201bY向运动，进而通过半圆柱形磁浮模 块20 和204b推动承片台202Y向运动。在X向运动时，通过半圆柱形滑块201a和201b 与侧向平面磁浮模块203a和20北，以实现承片台202与横梁导轨108在X向的解耦。同 时，由于运动台的XY加速运动，产生的附加转矩导致横梁导轨108在Rz向的转动时，半圆 柱形滑块201a和201b通过侧向平面磁浮模块203a和20 随着转动，由于半圆柱形磁浮 模块20 和204b具备Rz旋转解耦功能，因此横梁导轨108在Rz向的转动不会直接导致 承片台202在Rz向上的转动。从而解除了承片台202和横梁导轨108之间的旋转耦合。根据本专利技术的解耦机构使得粗动台和微动台之间为浮动轴承连接，从而实现粗微 动在Rz向自由度的完全解耦。下文将参考图3详述采用本专利技术的解耦机构的曝光台。如图3所示，所述曝光台包括粗动台和微动台。粗动台包括其上设有在大理石基 座111支撑框架112。在大理石基座111的左右两侧分别安装了 Y向左侧直线电机，Y向右 侧直线电机。左右两侧电机分别包括定子16a和16b以及动子17a和17b。左侧一维Y向 长行程气浮导轨109a和右侧Y向二维长行程气浮导本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种实现粗动台与微动台的Ｒｚ向旋转解耦的解耦机构，其特征在于，所述解耦机构在所述粗动台与所述微动台之间形成浮动连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴立伟，郑乐平，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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