[发明专利]柔性连接机构、微动台机构及半导体设备

说明书

本发明涉及半导体设备技术领域，并提供了一种柔性连接机构，工作台驱动系统及半导体设备，柔性连接机构，对工作台执行Rz向解耦，柔性连接机构配置于对驱动工作台沿Y向运动的横梁端部与X向导引机构之间；柔性连接机构包括：设置于横梁的一端端部的解耦机构，以及设置于横梁的另一端端部的第一底部气浮模块。本发明提供的柔性连接机构，采用仅在横梁的一端端部设置解耦机构并将横梁的两个端部分别被两组X向导引机构所导引，在实现了Rz向解耦的同时还提高了工作台的刚度；本发明提供的微动台机构包含柔性连接机构，节约了整个工作台的体积，并显著地提高了工作台运动过程的稳定性。

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，尤其涉及一种柔性连接机构、微动台机构及半导体设备。

背景技术

在定位精度极高的场合，例如半导体制造及光学图像对准场合中，通常需要使用工作台以承载晶圆。工作台的运动精度、速度及稳定性决定了半导体尤其是光刻设备的精度、良率及产率。现有技术中的工作台包括粗动台与微动台，粗动台实现沿XY向的高速、大行程的运动，微动台实现纳米级的跟踪与定位。粗动台通常常用H型结构，并通过三个直线电机实现三自由度控制，粗动台两端的直线电机独立驱动实现沿X向的运动，另一个直线电机独立驱动微动台实现沿Y向的运动。

申请号为200720071434.6的中国实用新型专利公开了一种柔性连接结构，柔性块连接直线电机与导轨，通过C型柔性块和薄弹片结构实现了工作台的减振与Rz方向运动解耦，但是这种柔性结构无法控制Rz向旋转中心；同时，该现有技术中的薄弹片与C型柔性块为串联结构，不利于提高运动方向刚度，且柔性件对称布置增加了工作台的整体体积。此外，申请号为200910044992.7的中国发明专利公开了一种柔性连接结构，虽然实现了工作台Rz向解耦，但该工作台在XY向上的刚度较差。

有鉴于此，有必要对现有技术中的工作台予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于揭示一种柔性连接机构、微动台机构及半导体设备，用于解决现有技术中的半导体设备中包含工作台所存在的诸多缺陷，在实现Rz向解耦的同时提高工作台的刚度，并降低工作台的体积，以确保工作台运动过程的稳定性。

为实现上述第一个发明目的，本发明提供了一种柔性连接机构，对工作台执行Rz向解耦，柔性连接机构配置于对驱动工作台沿Y向运动的横梁端部与X向导引机构之间；柔性连接机构包括：设置于横梁的一端端部的解耦机构，以及设置于横梁的另一端端部的第一底部气浮模块。

作为本发明的进一步改进，解耦机构包括：设置于横梁端部的第一连接件与第二连接件，设置于第一连接件外侧的第一侧向气浮组件，以及弹性件；

第一侧向气浮组件与第一连接件通过弹性件柔性连接。

作为本发明的进一步改进，第一连接件与第二连接件的底部均设置第一底部气浮模块；弹性件包括沿Z向上下布置的上连接片与下连接片，以及设置于上连接片与下连接片之间的弹性伸缩组件，弹性伸缩组件沿Z向作旋转和/或弹性伸缩。

作为本发明的进一步改进，弹性伸缩组件由两个以上连接上连接片与下连接片的螺旋体组成，螺旋体沿Z方向轴对称分布。

作为本发明的进一步改进，弹性伸缩组件由连接上连接片与下连接片的空心柔性柱组成，空心柔性柱的侧部开设两个以上沿Z方向轴对称分布的螺旋镂空部。

作为本发明的进一步改进，X向导引机构包括：水平且平行布置的X向导轨，设置于X向导轨上方的X向直线电机定子，以及水平嵌入X向直线电机定子的X向直线电机动子；

X向直线电机动子设置于第一连接件及第二连接件上方；

X向导轨横向隔离夹持并引导横梁整体沿X向作往复运动，第一侧向气浮组件包括侧向气浮本体及侧向气浮模块。