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輔助支撐裝置、支撐裝置以及輔助支撐方法與流程

文檔序號:11780253閱讀:292來源:國知局
輔助支撐裝置、支撐裝置以及輔助支撐方法與流程
本發(fā)明涉及一種支撐裝置,且特別涉及一種光刻機的輔助支撐裝置,一種輔助支撐方法也一并提出。

背景技術:
在光刻機中,工件臺和掩模臺的微動臺采用低剛性的重力補償器來支撐,可以避免采用電機支撐造成的劇烈發(fā)熱。目前的技術中,有以下兩種方式:一種是采用鋼彈簧支撐微動臺。然而,這種方式存在以下缺點:微動臺的質量變化會造成鋼彈簧產生靜態(tài)位置偏移;為維持微動臺的位置穩(wěn)定性,鋼彈簧的剛度較大,則基座的振動很容易傳到微動臺;鋼彈簧無阻尼,容易激發(fā)共振。另一種是采用氣浮結構來支撐微動臺。這種的方式的缺點為:氣浮結構設計非常復雜;氣浮結構會向環(huán)境排放氣體,不能應用于真空環(huán)境;氣浮結構對氣體的顆粒污染非常敏感,需要采用顆粒過濾裝置消除顆粒污染,提高了使用成本;氣浮結構的內部管道和小孔的加工復雜,成本較高。

技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提出一種用于輔助支撐裝置,成本較低、結構簡單、能夠有效補償負載的質量變化,減輕電機的發(fā)熱。為了達到上述目的,本發(fā)明提出一種輔助支撐裝置,應用于光刻機的支撐裝置,支撐裝置包括支撐板、基座和洛倫茲電機,洛倫茲電機固定于基座并支撐支撐板,其特征是,輔助支撐裝置包括:膜,連接于基座,與基座形成氣室,用以承載支撐板;氣源,用以提供氣體給氣室;以及控制閥,設置于氣室的通氣孔及氣源之間,用以調節(jié)氣室的氣壓。進一步說,支撐裝置用于支撐光刻機的微動臺,支撐板固定連接于微動臺。進一步說,輔助支撐裝置還包括:測量系統(tǒng),連接于控制閥,用于測量支撐板的位移,以計算產生偏驅動力控制控制閥來調節(jié)氣室的氣壓。進一步說,支撐板包括活塞,活塞適于放置在膜上。進一步說,輔助支撐裝置還包括管道,連接于氣室的通氣孔和控制閥之間。進一步說,洛倫茲電機的定子固定于基座,洛倫茲電機的動子固定于支撐板。本發(fā)明還提供一種支撐裝置,其特征是,包括:支撐板;基座;洛倫茲電機,洛倫茲電機固定于基座并支撐支撐板;以及輔助支撐裝置,包括:膜,連接于基座,,與基座形成氣室,用以承載支撐板;氣源,用以提供氣體給氣室;以及控制閥,設置于氣室的通氣孔及氣源之間,用以調節(jié)氣室的氣壓。進一步說,支撐裝置用于支撐光刻機的微動臺,支撐板固定連接于微動臺。進一步說,支撐裝置還包括:測量系統(tǒng),連接于控制閥,用于測量支撐板的位移,以計算產生偏驅動力控制控制閥來調節(jié)氣室的氣壓。進一步說,支撐板包括活塞,活塞放置在膜上。進一步說,支撐裝置還包括管道,連接于氣室的通氣孔和控制閥之間。進一步說,洛倫茲電機的定子固定于基座,洛倫茲電機的動子固定于支撐板。本發(fā)明還提供一種輔助支撐方法,利用輔助支撐裝置來輔助一個支撐裝置,支撐裝置包括基座、洛倫茲電機和支撐板,洛倫茲電機固定于基座并支撐支撐板,輔助支撐裝置包括膜,連接于基座,并與基座形成氣室,支撐支撐板,其特征是,輔助支撐方法包括以下步驟:測量支撐板相對于基座的位移;計算產生偏驅動力;以及根據偏驅動力調節(jié)氣室的氣壓。進一步說,輔助支撐裝置包括控制閥,連接于氣室,偏驅動力控制控制閥調節(jié)氣室的氣壓。本發(fā)明提出的輔助支撐裝置及其輔助支撐方法,洛侖茲電機響應速度快,發(fā)熱大,用于高頻驅動支撐板。同時利用可移動的膜承載支撐板,通過氣動控制氣室的壓力,以較低頻率驅動支撐板,同時發(fā)熱極小。由于采用氣動驅動支撐板,降低洛侖茲電機的出力,從而洛侖茲電機的發(fā)熱也會大大減少。本發(fā)明結構簡單,易于控制。附圖說明圖1所示為本發(fā)明較佳實施例支撐裝置的結構剖面示意圖。圖2所示為本發(fā)明較佳實施例輔助支撐方法的步驟流程圖。圖3所示為負載改變后支撐裝置的位置誤差效果。圖4所示為負載改變后支撐裝置中洛倫茲電機的輸出力效果。具體實施方式為了更了解本發(fā)明的技術內容,特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。請參看圖1,圖1所示為本發(fā)明較佳實施例支撐裝置的結構剖面示意圖。輔助支撐裝置應用于支撐裝置1,用以輔助支撐光刻機的微動臺(圖未示)。支撐裝置1包括支撐板101、基座107和洛倫茲電機10。支撐板101固定連接于微動臺。洛倫茲電機10固定于基座107并支撐支撐板101。洛倫茲電機10固定于動子104和定子103。在一實施例中,動子104固定在基座107上,定子103固定在支撐板101上。在其他實施例中,定子103和動子104的位置也可以交換設置。輔助支撐裝置至少包括膜115、氣源113和控制閥112。膜115連接于基座207,并與基座207形成氣室114,支撐支撐板101。氣源113用以提供氣體給氣室114??刂崎y112設置于氣室114的通氣孔108及氣源113之間,用以調節(jié)所述氣室114的氣壓。輔助支撐裝置還包括管道109,連接于氣室114的通氣孔108和控制閥112之間。支撐板101還可以包括活塞116,放置在膜115上。在氣室114內充滿高壓氣體,從而將活塞116支撐起來?;钊?16和膜115及氣室114形成空氣彈簧。如果活塞116的有效支撐面積是A,第一氣室114的氣壓為P,則有效支撐力為G,G=PA。通過控制連接于高壓氣源113和管道109的控制閥112,實現(xiàn)第一氣室的壓力P的動態(tài)變化。當支撐板101的負載質量變化時,調節(jié)控制閥112來調節(jié)氣室114的氣壓P以維持支撐板101在空氣彈簧的平衡位置。支撐裝置1還可以包括測量系統(tǒng),連接于控制閥112,用于測量支撐板101的位移,以計算產生偏驅動力控制控制閥112來調節(jié)氣室114的氣壓。圖2所示為本發(fā)明較佳實施例輔助支撐方法的步驟流程圖。輔助支撐方法包括以下步驟:步驟S201:測量支撐板101相對于基座107的位移。本步驟中,可以利用測量系統(tǒng)進行測量。計算產生偏驅動力,測量裝置根據以下公式計算產生偏驅動力:G(s)=K2πfs+1,]]>其中G為偏驅動力,K為補償增益,f為氣動環(huán)路的頻率,s為時間因子。根據偏驅動力調節(jié)氣室的氣壓。根據偏驅動力調節(jié)控制閥112的啟閉或開啟幅度。圖3所示為負載改變后支撐裝置的位置誤差效果。圖4所示為負載改變后支撐裝置中洛倫茲電機的輸出力效果。請結合參考圖3-4。在本實施例中在穩(wěn)定的微動臺上加入20N的外界擾動力,重力補償效果如圖3,洛倫茲電機的輸出力效果如圖4。從圖中可看出,經過70ms后,洛倫茲電機的輸出力小于5N,經過0.2s,洛倫茲電機的輸出力趨于0。在本發(fā)明中,氣動控制氣室114的壓力,能以較低的頻率驅動支撐板101,同時發(fā)熱極小。洛侖茲電機10響應速度快,發(fā)熱大,用于高頻驅動支撐板101。由于采用氣動驅動支撐板101,降低洛侖茲電機10的出力,從而洛侖茲電機的發(fā)熱也會大大減少。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上,然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內,當可作各種的更動與潤飾。因此,本發(fā)明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
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