專利名稱：一種柔性連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種柔性連接裝置，特別涉及一種用于大行程工件臺減振 的柔性連接裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的光刻機工件臺大多采用多層的導(dǎo)軌技術(shù)，工件臺的底部直接與減振系統(tǒng)連接。但是，隨著硅片直徑從200mm增加到300mm,工件臺運動行程必須 隨之增加；隨著產(chǎn)率要求的提高，運動速度也隨之提高；以及線寬和套刻精度 的要求越來越高，工件臺的運動精度也越來越高。特別是超精密定位平臺，已 成為下一代半導(dǎo)體芯片光刻印刷制造裝置的核心技術(shù)。光刻裝置的高速度與高 精度的要求對工件臺的減振設(shè)計提出了更加高的要求。但是根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，要 提高減振要求難度較大，成本也較高。中國專利CN200410009257.X (
公開日2005年03月16日)利用平衡塊技 術(shù)在很大程度上提高了工件臺的運動精度，減小了減振系統(tǒng)的實現(xiàn)難度。平衡 塊技術(shù)利用了動量守恒原理，也就是將電機的定子安裝在質(zhì)量較大的平衡塊上， 動子與平衡塊分別用氣浮軸承支撐。在動子與定子的相互作用下，它們便分別 向相反的方向運動，用于消除由于運動反力引起的振動。但是，平衡塊技術(shù)存 在位置補償問題。為了更好的消除應(yīng)力， 一般來說平衡塊只是限制Rx, Ry和Z 方向的自由度，而在X, Y和Rz方向是自由的。雖然對于X和Y方向的位置 補償通過直接控制X和Y向電機就可以直接實現(xiàn)，但是Rz的補償就比較困難。在美國專利US7034920 (
公開日2006年04月25日)和US6885430 (公 開日2005年04月26日)中，都是通過兩個Y向長行程電機補償其因平衡塊 的擺動產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)。這種結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，而且增加了兩個直線電機。另一種補償方式就是美國專利US6635887 (
公開日2003年10月21日) 公開的一種柔性連接技術(shù)。該柔性塊連接直線電機及其導(dǎo)軌，橫梁和兩個直線 電機剛性聯(lián)接。通過直線電機的不同步運動，依靠柔性塊的變形來實現(xiàn)Rz方向的精密補償。但是，該結(jié)構(gòu)要求直線電機的定子和動子之間實現(xiàn)相對的旋轉(zhuǎn)運 動，對電機本身有特殊的要求，因為一般的直線電機不具備上迷的自由度。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種柔性連接裝置，該裝置不僅能夠補償運動 平臺帶來的旋轉(zhuǎn)誤差，而且能保證橫梁的旋轉(zhuǎn)定位精度達到微米級別，能滿足 大行程精密工件臺減振系統(tǒng)的連接要求。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的 一種柔性連接裝置，用于工件臺上橫梁 與Y向直線電機的動子的連接，所述的柔性連接裝置包括主柔性塊和副柔性塊， 橫梁的兩端通過主柔性塊和副柔性塊分別與Y向直線電機的動子連接。所述的主柔性塊具有X向和Rz向的柔性；所述的X向柔性通過C型的薄 片彈簧結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的；所述的Rz向柔性是直線形的薄片彈簧結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。所述的副柔性塊具有Rz方向的柔性，Rz向柔性通過直線形的薄片彈簧結(jié) 構(gòu)實現(xiàn)的。所述的主柔性塊和副柔性塊上分別裝有緩沖器和接觸開關(guān)。 本實用新型由于采用了上述的結(jié)構(gòu)，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu) 點和積4及效果1. 本實用新型的柔性連接裝置，通過柔性快的變形不僅實現(xiàn)了減振，而且 實現(xiàn)了位置誤差補償和防止運動卡死；2. 本實用新型的柔性連接裝置，采用不同結(jié)構(gòu)的主、副柔性塊，主柔性塊 具有X和Rz兩個方向的柔性，副柔性塊只有Rz方向的柔性，這樣的結(jié)構(gòu)比較 筒單，同時能夠保證其他方向的剛度。3. 本實用新型的柔性連接裝置，在柔性塊上安裝緩沖器和接觸開關(guān)，起到 保護系統(tǒng)的作用。


本實用新型的柔性連接裝置的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及附圖給出。 圖1為本實用新型的柔性連接裝置應(yīng)用于工件臺的立體結(jié)構(gòu)示意圖2為本實用新型的柔性連接裝置的局部結(jié)構(gòu)俯視圖。
具體實施方式
以下將對本實用新型的柔性連接裝置作進一步的詳細(xì)描述。 本實用新型提供了一種柔性連接裝置，如圖1所示，該柔性連接裝置，用于工件臺的減振連接，所述的工件臺包括橫梁103和Y向直線電機的動子101a、 101b,所述的柔性連接裝置包括主柔性塊102a和副柔性塊102b,橫梁103的兩 端通過主柔性塊102a和副柔性塊102b分別與Y向直線電^L的動子101a、 101b連接?；A(chǔ)框架1自身具有一定的調(diào)平能力，它為平衡定位系統(tǒng)提供一個牢固可 靠的工作平臺。X向平衡塊2具有X、 Y、和Rz方向的自由度。Y向平衡塊3a 和3b只有Y向自由度。主柔性塊102a具有X向和Rz向兩個方向的柔性，即自由度，副柔性塊102b 只有Rz方向的柔性，即自由度。如圖2所示，在主柔性塊102a上裝有緩沖器104a和接觸開關(guān)105a;在副 柔性塊102b上裝有緩沖器104b和接觸開關(guān)105b。當(dāng)工件臺4開始工作的時候，Y向直線電機推動橫梁103作Y方向的運動， 產(chǎn)生的Y向反作用力由Y向平衡塊3a和3b抵消，同樣，X向直線電機推動工 件臺作X向的運動，產(chǎn)生的X向反作用力由X向平衡塊2抵消。當(dāng)工件臺偏離中心位置的時候，X和Y向電機驅(qū)動產(chǎn)生的反作用力不僅僅 是X向和Y向的，同時還有Rz方向的扭矩。X向平衡塊2具有Rz方向的自由 度，因此，當(dāng)電4iU^動產(chǎn)生Rz方向的扭矩后，X向平衡塊2會產(chǎn)生Rz方向的 旋轉(zhuǎn)，來平衡這個扭矩。X向平衡塊2的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致了上面整體的旋轉(zhuǎn)，因此，要通過調(diào)整兩個Y向 電機的相對位置來補償這個旋轉(zhuǎn)。此時，主柔性塊102a上的A處拉伸，B處產(chǎn) 生Rz的旋轉(zhuǎn)。副柔性塊102b的C處產(chǎn)生Rz的旋轉(zhuǎn)。該柔性連接裝置通過柔 性塊的變形，使得橫梁103產(chǎn)生相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)，進行精密的位置誤差補償。由于要求除了需要柔性的方向外，別的方向都要求較高的剛度來保證運動 的平穩(wěn)性和可控性，因此，柔性快采用的不同的結(jié)構(gòu)。這樣，簡化了副柔性塊
102b的結(jié)構(gòu)，提高了它的剛度，從而提高了整體的剛度和模態(tài)。如果在控制中出現(xiàn)信號誤差，使得兩臺直線電機運動出現(xiàn)偏差，柔性快也 產(chǎn)生同樣的變形，從而避免電機卡死。如果誤差繼續(xù)增加，超過了正常的范圍， 柔性塊上的緩沖器104a、 104b首先接觸到柔性塊的上部，起到一個緩沖的作用， 緊接著，接觸開關(guān)105a、 105b也會與上部接觸， 一旦接觸開關(guān)有信號傳出，表 明系統(tǒng)發(fā)生了嚴(yán)重的錯誤，電機立即停止運動，從而起到保護的作用。
權(quán)利要求1、一種柔性連接裝置，用于工件臺上橫梁(103)與Y向直線電機的動子(101a和101b)的連接，其特征在于所述的柔性連接裝置包括主柔性塊(102a)和副柔性塊(102b)，橫梁(103)的兩端通過主柔性塊(102a)和副柔性塊(102b)分別與Y向直線電機的動子(101a和101b)連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的柔性連接裝置，其特征在于所述的主柔性塊(102a) 具有X向和Rz向的柔性。
3、 如權(quán)利要求2所述的柔性連接裝置，其特征在于所述的X向柔性是C 型的薄片彈簧結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。
4、 如權(quán)利要求2所述的柔性連接裝置，其特征在于所述的Rz向柔性是 直線形的薄片彈簧結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。
5、 如權(quán)利要求1所述的柔性連接裝置，其特征在于所述的副柔性塊(102b) 具有Rz方向的柔性。
6、 如權(quán)利要求5所述的柔性連接裝置，其特征在于所述的Rz向柔性是 直線形的薄片彈簧結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。
7、 如權(quán)利要求1所述的柔性連接裝置，其特征在于所述的主柔性塊(102a) 上裝有緩沖器(104a)和接觸開關(guān)(105a)。
8、 如權(quán)利要求1所述的柔性連接裝置，其特征在于所述的副柔性塊(102b ) 上裝有緩沖器(104b)和接觸開關(guān)(105b)。
專利摘要本實用新型提供了一種柔性連接裝置，用于工件臺的減振連接。所述柔性連接裝置通過主柔性塊和副柔性塊的不同自由度的變形，不僅實現(xiàn)了長行程工件臺的減振，而且實現(xiàn)了位置誤差補償和防止運動卡死；另外，結(jié)構(gòu)比較簡單，同時能夠保證其他方向的剛度；在柔性塊上安裝的緩沖器和接觸開關(guān)，也對系統(tǒng)運動起到了保護的作用。
文檔編號G03F7/20GK201051210SQ20072007143
公開日2008年4月23日 申請日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日
發(fā)明者洋 呂, 袁志揚 申請人:上海微電子裝備有限公司