[实用新型]平衡减振精密定位装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及硅片台运动系统，尤其涉及一种精密平衡减振硅片台运动系统。

背景技术

硅片台运动系统的基本作用是在曝光过程中承载硅片并按预设的速度和方向运动。用于硅片的线宽非常小(通常为纳米级)，因此需要硅片运动系统具有极高的运动定位精度；由于硅片台运动系统的运动速度在很大程度上影响企业的光刻效率，致使各企业不断在努力提高硅片台运动系统的速度，而速度的提高相应导致了减振难度的提升，因此，各研究人员纷纷研发出不同的减振措施。

例如专利权人Canon(专利权人：Canon Kabushiki Kaisha，Tokyo，Japan)在专利号为US6359679的美国专利中提出，在硅片台或掩模台的运动系统的运动方向的延长线上安装一个平衡质量，同样用电机驱动，运动方向和主运动方向相反，通过精确的计算和控制，使得平衡质量运动所产生的运动反力同运动系统运动所产生的运动反力相互抵消，从而达到消振的目的。此外，其还在专利号为US6028376的美国专利中提出一种带有平衡块消振装置的定位系统，该系统通过直线电机驱动质量块运动，来抵消动工作台运动时产生的作用力，该方案在原理上和在US6359679的专利中提出的方案相似，只是具体结构有所差别。Canon所提出的减振方法，必须通过精确的计算和控制，才能实现力的抵消，而且对控制的要求较高。同时，由于在同一运动方向上使用了两个直线电机，使得其定位系统的运动平面的面积大大增大，驱动元件增多，而且距离硅片或掩模较近，使得硅片或掩模的周围的温度控制更加困难。

此外，清华大学在专利号CN 1595299A的专利中提出一种带有平衡块消振装置的硅片定位系统，该系统将硅片承载装置及其驱动导向装置放置在具有X、Y两自由度的平衡块上，并装有动量轮系统，在硅片承载装置运动平面内的力和力矩的平衡。其余三个自由度的振动依靠减振系统，这大大提高了系统减振的难度，并最终影响到系统的定位精度。另外，这种采用平衡块消振的方法，平衡块的回零，以及平衡块的旋转使得系统的控制难度都大。

因此，如何降低硅片台运动系统的减振难度并实现有效减振实已成为本领域技术人员亟待解决的技术课题。

发实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种平衡减振精密定位装置，以降低硅片台运动系统的减振难度，有效对硅片台运动系统进行减振。

为了达到上述的目的，本实用新型提供一种平衡减振精密定位装置，其包括：承载基板；固定在所述承载基板上且与所述承载基板之间具有容置空间的基台；固定在所述基台的上侧，设有硅片承载台及与所述硅片承载台相连接且能根据预先规划的运行行程使所述硅片承载台产生相应方向位移的第一受控运动单元的硅片台运动装置；与所述硅片台运动装置对称固定在所述基台的下侧，且处于所述容置空间内的反向平衡运动装置，其包括与承载台连同被承载物体的质量特性完全相同的模拟件，与该模拟件相连接且与第一受控运动单元相似的第二受控运动单元，以及镶嵌在基台内的动量轮运动单元，其中，所述模拟件被夹持在所述承载基板及所述基台之间；用于提供预先规划的运行行程以控制所述第一受控运动单元的第一控制单元；以及用于向第一控制单元提供运动控制功能，并同时控制第二受控运动单元和动量轮运动单元的第二控制单元。

此外，在所述基台下侧表面开设多个槽体；以及分别内嵌在所述多个槽体的多个动量轮运动单元，每一动量轮运动单元设有旋转电机、支撑所述旋转电机的气浮轴承及由所述气浮轴承支撑且与所述旋转电机相连接的轮体。

较佳的，所述第一受控运动单元包括：固定在所述基台上侧且平行设置的两第一导轨、分别设置在两第一导轨上的两第一滑块、连接两第一滑块且设有所述硅片承载台的第一横梁、分别设置在两第一导轨且与所述两第一滑块相连接的两第一直线电机、设置在第一横梁上且与所述硅片承载台相连接的第二直线电机、分别设置在所述两第一导轨上用于量测所述两第一滑块在相应第一导轨上的位置数据的两第一光栅尺、与所述第一控制单元相连接且将所述两第一光栅尺测出的位置数据进行编码后传输的两第一编码器、设在所述第一横梁上用于量测所述硅片承载台位置数据的第二光栅尺、以及与所述第一控制单元相连接且将所述第二光栅尺测出的位置数据进行编码后传输的第二编码器，所述硅片承载台设置有与所述基台相连接的第一气浮。

在所述两第一导轨的端侧及所述第一横梁的端侧还分别设有第一防撞块，在所述两第一导轨的边侧及所述第一横梁的边侧分别设有容置线路、气浮气管及冷却水管路的第一电缆管、及承载所述第一电缆管的第一支架。