[实用新型]活塞气缸减振机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种活塞气缸减振机构，特别是一种应用于半导体前道工序中光刻机中的活塞气缸减振机构。

背景技术

光刻机系统在工作过程中，工件台和掩模台分别以投影物镜的两面一轴(物面、焦面和光轴)为基准，在控制系统的驱动下，按要求的精度实现工件台与掩模台之间的相对位置，以及两者相对物镜的位置。由于光刻机高定位精度、高同步运动精度的特点，任何外界振动的传入和内部振动的干扰，都会引起两者之间或者两者相对物镜位置的短暂错位，这将会严重影响光刻质量。其中，引起系统内部微振动并引发错位的主要因素有地基振动的传入，步进或者步进扫描过程中产生的反作用力和力矩，以及内部世界(气液管路和气膜的振动)和外部世界的随机噪音等。

为了消除各种振动因素对光刻机曝光质量的影响，就要对整机系统采取有效的隔振和减振措施。通常的解决办法是设法将光刻机的曝光单元(主要包括照明系统、掩模台、物镜和工件台)通过一套被动隔振器同安装地基隔离开来，这样就可以避免外界的振动通过地基传给曝光单元。但当光刻技术发展到纳米时代以后，被动减振措施已经无法满足系统的减振需求，这时，主动减振技术被应用到了光刻机系统中。主动减振器不但能隔离外界振动的影响，同时也能对曝光单元的低频振动进行主动补偿。

光刻机减振系统发明专利US6226075(专利权人：ASM Lithography，荷兰)的机械装置基本结构为一个中空的活塞与气缸的组合，而活塞外缘与气缸内缘之间是存在间隙的，由静压空气所填充。垂直方向上为空气弹簧减振，地面振动低频部分将通过空气弹簧传递到光刻机内部，地面振动高频部分在通过空气弹簧后得到衰减。在水平方向上，由于不存在机械接触，地面的振动将不会传递到光刻机内部，而光刻机内部的振动也不会传递到外界。这样是存在不利之处的，当光刻机内部的工件台和掩模台发生移动时，不可避免地会引起物镜的质心坐标的在水平面上的偏移。而光刻机曝光单元中的物镜是掩模台与工件台的基准。基准的坐标变化，显然会体现在掩模台与工件台的振动上。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有水平回复力的活塞气缸减振机构，其能够在垂直和水平方向减振，从而避免现有技术中物镜质心坐标在水平面上发生偏移而引起水平振动的现象。

为了达到上述的目的，本实用新型提供一种活塞气缸减振机构，所述活塞气缸减振机构包括一第一气缸以及与所述第一气缸相互咬合的第一活塞，所述第一活塞可以在所述第一气缸腔体内部活动，所述活塞气缸减振机构还包括一设置于所述第一气缸腔体内并位于第一气缸以及第一活塞之间的偏摆机构，所述的偏摆机构进一步包括一个第二气缸和一个柔性活塞长杆，所述第二气缸装配在第一活塞上或装配在第一气缸腔体内壁上，所述柔性活塞长杆一端置于第二气缸内并与第二气缸相互咬合且可在第二气缸腔体内活动，另一端与第二气缸相对应的装配在第一气缸腔体内壁上或装配在第一活塞上。

所述的柔性活塞长杆的活动端与第二气缸咬合的外侧壁上还套设一活塞长杆密封圈，以保证所述柔性活塞长杆的自由端与第二气缸的内壁之间紧密接触。

所述的第一活塞与第一气缸咬合的外侧壁上还套设一第一活塞密封圈，以保证所述第一活塞与第一气缸的密封性能。

所述的第一活塞更进一步包括一环状活塞以及一内活塞，所述环状活塞与内活塞之间通过一圆盘薄膜联接，其中，所述内活塞的外径小于环状活塞的内径。

所述的第二气缸上还设有至少一横向气孔，用于连通所述第一气缸与第二气缸。

所述的第一活塞上还设有一活塞盖，所述活塞盖的中心位置还设有一活塞盖孔。

本实用新型的活塞气缸减振机构在垂直方向采用气缸活塞等效为空气弹簧实现减振，在水平方向采用柔性活塞长杆等效为挠性变形弹簧实现减振，从而实现垂直和水平方向上的同步减振，避免了现有技术中物镜质心坐标在水平面上发生偏移而引起水平振动的现象。

附图说明

通过以下对本实用新型的一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其实用新型的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：

图1为本实用新型的活塞气缸减振机构在光刻机等精密机械设备中的应用示例图；

图2a为本实用新型的活塞气缸减振机构的第一实施例的结构示意图；

图2b为本实用新型的活塞气缸减振机构的第二实施例的结构示意图；

图3a为本实用新型的活塞气缸减振机构的第一实施例更详细的结构示意图；

图3b为本实用新型的活塞气缸减振机构的第二实施例更详细的结构示意图；