CN113309785A - 气浮轴承装置、运动台以及光刻设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气浮轴承装置、一种运动台和一种光刻设备。气浮轴承装置包括气浮单元和支撑单元，气浮单元中轴承主体的安装面设置有第一调节结构，支撑单元中支座主体设置有贯穿表面的安装孔，调节块从支座主体一侧可拆卸且高度可调地设置在安装孔内，调节块一端设置有第二调节结构。调整调节块在安装孔内的高度可以调整气浮单元，气浮轴承装置的各部件间为可拆卸连接，可以实现快速对气浮单元进行安装、更换以及调试。本发明提供一种运动台，包括运动台框架、导轨和气浮轴承装置。对运动台中的气浮轴承装置进行安装和维护时不需要把运动台框架大幅度提升，可以提升运动台安装和维护的效率。本发明还提供一种光刻设备。

Description

气浮轴承装置、运动台以及光刻设备

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，尤其涉及一种气浮轴承、一种运动台以及一种光刻设备。

背景技术

气浮轴承是采用气体作为润滑剂的滑动轴承，是超精密测量与加工系统的关键部件。相较于传统轴承，气浮轴承具有摩擦力小，振动传递少，以及不会对设备内部环境产生污染等优良特点，常被应用于光刻设备等精密机械中。

由于气浮轴承精密度高，使用条件严格，特别是多个气浮轴承共同使用时需要在安装过程中进行大量的调试，才能使得多个气浮轴承的气浮面共面。以将气浮轴承应用于光刻设备的运动台为例，在气浮轴承安装过程中，常依靠修磨垫片和柔性件来对多个气浮轴承进行共面安装。但是，由于垫片的修磨精度有限，导致柔性件初始受力也不尽相同，影响柔性件的使用寿命，同时这种方式也缺乏对气浮轴承安装位置进行快速调整的能力。

另外，对于气浮轴承在一些对安装空间较为紧凑的运动承载结构的应用，维护气浮轴承时，需要额外的支撑机构将运动承载结构中的运动框架提升一定高度之后，方才能够对气浮轴承进行拆除以及更换的动作，需要的维护工具较多且延长了维护时间。

因此，现有气浮轴承的安装、更换以及调试过程复杂，耗时长，导致维护效率低下，影响设备产率，有必要对其进行改进。

发明内容

为了实现快速对气浮轴承进行安装、更换和调试，提高安装和维护效率，本发明提供一种气浮轴承装置。本发明还提供一种运动台和一种光刻设备。

为实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种气浮轴承装置，包括：

气浮单元，所述气浮单元包括轴承主体，所述轴承主体具有相对的气浮面和安装面，所述安装面设置有第一调节结构；

支撑单元，所述支撑单元包括支座主体和调节块，所述支座主体具有相对的第一表面、第二表面以及贯穿所述第一表面和所述第二表面的安装孔，所述调节块从所述第一表面一侧可拆卸且高度可调地设置在所述安装孔内，所述调节块朝向所述第二表面的一端设置有第二调节结构；

其中，所述第一调节结构和所述第二调节结构对应于所述安装孔形成球副连接。

可选的，所述气浮轴承装置还包括连接单元，所述连接单元包括：

第一限位结构，可拆卸地设置于所述调节块和所述支座主体之间；以及

第二限位结构，可拆卸地设置于所述支座主体和所述轴承主体之间。

可选的，所述第一限位结构包括设置于所述调节块和所述支座主体上的螺孔以及与所述螺孔匹配的锁紧螺钉。

可选的，所述第二限位结构包括贯穿所述支座主体上位于所述安装孔周围的第一限位孔、设置在所述第一限位孔内的预紧弹簧以及限位螺钉，所述限位螺钉能够穿过所述预紧弹簧并延伸至所述轴承主体，以连接所述支座主体和所述轴承主体。

可选的，所述连接单元还包括：

第三限位结构，设置于所述安装孔两侧，用于在所述调节块拆离后，限定所述支撑单元和所述轴承主体之间的相对位置。

可选的，所述支座主体与所述轴承主体之间设置有第三限位结构，所述第三限位结构包括限位销和与所述限位销匹配的限位槽，所述限位销设置在所述支座主体的第二表面，所述限位槽设置在所述轴承主体的安装面。

可选的，所述气浮轴承装置还包括：

供气单元，所述供气单元包括进气接头和气体通道；其中，所述进气接头与所述调节块朝向所述第一表面的一端连接，所述气体通道经由所述调节块、所述第一调节结构进入所述轴承主体并通向所述气浮面；或者，所述进气接头连接所述轴承主体且所述气体通道通过所述轴承主体通向所述气浮面。

可选的，所述安装孔内表面设置有螺纹，所述调节块通过所述安装孔与所述支座主体螺接。

可选的，所述支撑单元还包括柔性块，所述柔性块设置于所述支座主体的第一表面和/或所述第二表面，以固定所述调节块。

可选的，所述第二调节结构为锥形凹面结构或球面接头中的一种，所述第一调节结构为所述锥形凹面结构或所述球面接头中的另一种。

可选的，所述球面接头包括边缘相接的平面和半球面，与所述球面接头的平面接触的表面设置有第一密封圈，所述球面接头的半球面设置有第二密封圈。

根据本发明的另一方面，提供一种运动台，所述运动台包括运动台框架以及导轨，所述运动台框架朝向所述导轨的表面设置有上述气浮轴承装置，其中，所述气浮面朝向所述导轨。

可选的，所述运动台框架对应于所述支座主体的安装孔区域设置有开口，以便于拆卸或安装所述调节块。

可选的，所述导轨垂直于延伸方向的剖面为L型，所述L型的开口朝向所述运动台框架，所述运动台框架与所述导轨的侧面相对的表面设置有侧向气浮轴承装置，所述运动台框架与所述导轨的底面相对的表面上设置有垂向气浮轴承装置。

本发明还提供一种光刻设备，所述光刻设备包括上述运动台。

利用本发明提供的气浮轴承装置，在安装轴承主体时，可以利用第一调节结构和第二调节结构使轴承主体与调节块自适应连接，第一调节结构和第二调节结构的自适应连接可以确保轴承主体在支座主体和气浮面存在一定不平行状态下仍可以正常使用，并且对应地调整调节块在安装孔内的高度，利用尺寸链传递，可以间接调节轴承主体的位置，实现气浮面的稳定可靠调节，且调节速度快，在需要拆卸轴承主体时，可以从支座主体的第一表面一侧先将调节块拆下，然后再从第二表面一侧将轴承主体取出，可以实现快速对气浮单元进行安装和/或更换，提高安装和维护效率。

进一步的，所述连接单元还包括可拆卸地设置于所述调节块和所述支座主体之间的第一限位结构以及可拆卸地设置于所述支座主体和所述轴承主体之间的第二限位结构，在安装或拆卸轴承主体时，可以利用第一限位结构固定调节块，利用第二限位结构限定轴承主体的活动范围，在拆除调节块后，第二限位结构中的预紧弹簧可以使轴承主体向支撑主体移动，方便解除球副连接且可以提高拆除过程的可靠性。

本发明提供的运动台，包括运动台框架以及导轨，所述运动台框架朝向所述导轨的表面设置有上述气浮轴承装置，其中，所述气浮面朝向所述导轨。所述对于运动台中的气浮轴承装置，调节块与支座主体间以及支座主体与轴承主体间均为可拆卸连接，安装或更换轴承主体时不需要把气浮轴承装置整体一次性安装或整体拆除后再更换。因此，在安装和更换运动台上的气浮轴承装置时，不需要把运动台框架提升较大的高度。而大幅度提升运动台框架需要借助大量的额外工具，且安装和调试额外工具需要较长时间，故不提升运动台框架高度即可进行轴承主体的安装和更换，可以缩短运动台的安装和维护的时间，可以提高安装和维护效率。另外，在安装或更换运动台上的气浮轴承装置时，由于所述气浮轴承装置可以实现快速安装、更换和调试，因此，所述运动台的安装或维护效率可以进一步提高。

本发明还提供一种光刻设备，所述光刻设备包括上述运动台，由于运动台上采用了更方便安装和维护的气浮轴承装置，因而可以缩短光刻设备的安装和维护时间，提升光刻设备的产能。

附图说明

图1为本发明实施例一的气浮轴承装置在工作状态下的剖面示意图。

图2为本发明实施例一的气浮轴承装置的分解示意图。

图3为本发明实施例一的气浮轴承装置的示意图。

图4为本发明实施例二的气浮轴承装置在工作状态下的剖面示意图。

图5为本发明实施例二的气浮轴承装置的分解示意图。

图6为本发明实施例三的气浮轴承装置在工作状态下的剖面示意图。

图7为本发明实施例三的气浮轴承装置的分解示意图。

图8为本发明实施例四的气浮轴承装置在工作状态下的剖面示意图。

图9为一种运动台的示意图。

图10为图9中导轨区域的放大示意图。

图11为本发明实施例五中安装有气浮轴承装置的运动台的示意图。

图12为图11沿导轨边缘的剖面示意图。

附图标记：

100-垂向气浮轴承装置；100'-侧向气浮轴承装置；101-轴承主体；101a-气浮面；101b-安装面；102-球面接头；103-第一密封圈；104-第二密封圈；105-气浮面；201-支座主体；201a-第一表面；201b-第二表面；202-调节块；203-安装孔；204-锥形凹面结构；205-进气接头；206-锁紧螺钉；207-限位螺钉；208-预紧弹簧；209-限位销；210-柔性块；300-导轨；400-运动台框架；500-支撑块；600-垂向一体式气浮轴承；600'-侧向一体式气浮轴承。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的气浮轴承装置、运动台以及光刻设备作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为了清楚起见，在用于辅助说明本发明实施例的全部附图中，对相同部件原则上标记相同的标号，而省略对其重复的说明。

应当理解，各个实施例仅是制造和应用实施例的示例性的具体实施方式，并不构成在制造和应用本发明时的范围限制。并且，对多个实施例分别进行描述仅是为了更清晰地阐释本发明的内涵，但每个实施例中的技术特征并不属于该实施例所独有的特征，各个实施例的全部特征也可以作为一个总的实施例的特征。在某些实施方式下，下述多个实施例中的技术特征也可以相互关联、启发，以构成新的实施例。

实施例一

本实施例主要介绍一种气浮轴承装置。图1为本发明实施例一的气浮轴承装置在工作状态下的剖面示意图。图2为本发明实施例一的气浮轴承装置的分解示意图。图3为本发明实施例一的气浮轴承装置的示意图。

如图1至图3所示，所述气浮轴承装置包括气浮单元和支撑单元，所述气浮单元包括轴承主体101，所述轴承主体101具有相对的气浮面101a和安装面101b，所述安装面101b设置有第一调节结构，所述支撑单元包括支座主体201和调节块202，所述支座主体201具有相对的第一表面201a、第二表面201b以及贯穿所述第一表面201a和所述第二表面201b的安装孔203，所述调节块202从所述第一表面201a一侧可拆卸且高度可调地设置在所述安装孔203内，所述调节块202朝向所述第二表面201b的一端设置有第二调节结构,其中，所述第一调节结构和所述第二调节结构对应于所述安装孔203形成球副连接。

本实施例中，所述气浮轴承装置还可以包括连接单元，所述连接单元可以包括第一限位结构和第二限位结构，所述第一限位结构可拆卸地设置于所述调节块和所述支座主体之间，所述第二限位结构可拆卸地设置于所述支座主体和所述轴承主体之间。

具体的，如图1所示，所述第一限位结构可以包括设置于所述调节块202和所述支座主体201上的螺孔以及与所述螺孔匹配的锁紧螺钉206。更具体的，调节块202在安装孔203内的高度调整结束后，可以使用锁紧螺钉206将调节块202固定的支座主体201上。

所述第二限位结构可以包括贯穿所述支座主体201位于所述安装孔203周围的第一限位孔、设置在所述第一限位孔内的预紧弹簧208以及限位螺钉207，所述限位螺钉207能够穿过所述预紧弹簧208并延伸至所述轴承主体101，以连接所述支座主体201和所述轴承主体101。由于第一限位孔直径大于所述限位螺钉的直径，使得轴承主体在一定范围内可以随球面接头沿锥形凹面结构内表面的旋转而摆动，可以保证气浮单元在支座主体和气浮面存在一定不平行状态下可以正常使用。所述预紧弹簧208可以在支座主体和轴承主体间施加一定的预紧力。

本实施例中，所述气浮轴承装置的连接单元还可以包括第三限位结构，所述第三限位结构可以设置于所述安装孔两侧，用于在所述调节块拆离后，限定所述支撑单元和所述轴承主体之间的相对位置。具体的，如图1所示，所述支座主体201与所述轴承主体101之间可以设置有第三限位结构，所述第三限位结构可以包括限位销209和与所述限位销209匹配的限位槽，所述限位销设置在所述支座主体201的第二表面201b，所述限位槽设置在所述轴承主体101的安装面101b。所述限位销在拆卸所述轴承主体时可以起到限位的作用。

本实施例中，所述气浮轴承装置还可以包括供气单元，所述供气单元还可以包括进气接头205和气体通道，其中，所述进气接头205与所述调节块202朝向所述第一表面201a的一端连接，所述气体通道经由所述调节块202、所述第一调节结构进入所述轴承主体101并通向所述气浮面101a。

为了可以快速调整轴承主体气浮面的初始位置，所述安装孔203内表面设置有螺纹，所述调节块202与所述支座主体201螺接。然而，在其它实施例中，调节块和安装孔间可以采用多档位的卡槽等其它连接方式，只要使调节块在安装孔内的高度可以方便调整即可。

继续参考图1和图2，本实施例中，所述第二调节结构可以为锥形凹面结构204，所述第一调节结构可以为球面接头102，锥形凹面结构204和球面接头102对应于所述安装孔203可以形成球副连接，所述锥形凹面结构204和所述球面接头102在一定范围内可相对旋转，以带动所述轴承主体101旋转。锥形凹面结构和球面接头形成的球副连接可以保证轴承主体在支座主体和气浮面存在一定不平行状态下可以正常使用。

本实施例的气浮轴承装置可以通过调整调节块在安装孔内的高度，以及通过第一调节结构和第二调节结构形成的尺寸链的传递，间接调整气浮面的初始位置，可以实现对气浮面的初始位置的快速调试。具体的，结合图1，旋转调节块202时，调节块202在安装孔内的高度可以改变，设置在调节块202上的锥形凹面结构204在安装孔内随调节块202的高度变化而移动，从而与锥形凹面结构204自适应连接的球面接头102也可以随着移动，由于球面接头102固定在轴承主体101上，球面接头102移动时可以带动轴承主体移动，从而达到快速调整轴承主体上气浮面初始位置的目的，达到快速调试气浮单元的目的。

更具体的，所述球面接头102可以包括边缘相接的平面和半球面，与所述球面接头102的平面接触的表面上设置有第一密封圈103，所述球面接头的半球面上设置有第二密封圈104。在气体通过锥形凹面结构和球面接头中的气体通道进入轴承主体时，所述第一密封圈和所述第二密封圈用于保证气体传输的气密性。所述球面接头上还可以设置有拆卸接口，所述拆卸接口可以为内六角孔。本实施例中，球面接头包括边缘相接的平面和半球面，在其它实施例中，球面接头也可以包括完整的球面或球面接头还可以是其它结构和形状。

本实施例中，锥形凹面结构204在远离所述气浮面的方向上设置有柱状凹槽，柱状凹槽与球面接头中与半球面连接的柱状接头相对应，柱状凹槽在远离所述气浮面的方向上设置有柱形空腔，柱形空腔与柱状凹槽连接并贯穿调节块。进气接头进气端口直径与调节块的柱形空腔的直径相匹配。所述球面接头上也可以设置有气体通道，气体从进气接头进入到柱形空腔，再通过球面接头中的气体通道将气体传输到轴承主体中，此时，第一密封圈和第二密封圈可以用于保证气体传输到轴承主体上时不漏气。

由于气浮轴承装置所支撑的运动部件质量大或是有一定的预载，在对所述气浮单元进行维护时，优选的，可以在运动零件与气浮面之间塞入垫块，垫块用于支撑轴承主体，作为示例，参考图1和图2，拆卸气浮轴承装置可以包括以下步骤。

S11:拆卸调节块202上的进气接头205；

S12:拆卸锁紧螺钉206，以便把调节块202从安装孔203中拆卸出来，在预紧弹簧208提供的预紧力的作用下，轴承主体101被拉起靠近支座主体101，支座主体201上的限位销209落入轴承主体101上限位槽；

S13:利用球面接头102上的拆卸接口(如内六角孔)将球面接头拆卸；

S14:拆卸限位螺钉207和预紧弹簧208，将轴承主体沿着气浮面取出。

气浮轴承装置的安装步骤可以参照上述拆卸方法相反地进行，作为示例，安装上述气浮轴承装置可以包括以下步骤：

S21:移动所述轴承主体101，使轴承限位孔和支座主体上的第一限位孔相对准，在第一限位孔中放置预紧弹簧208，限位螺钉207穿过预紧弹簧208延伸到轴承主体并限位于轴承限位孔内，在预紧弹簧208提供的预紧力作用下，轴承主体101被拉起靠近支座主体101，支座主体201上的限位销209落入轴承主体上限位槽；

S22:通过支撑主体201上的安装孔203安装球面接头102；

S23:在安装孔203内安装入调节块202，调节调节块202在安装孔中的高度；

S24:在调节块202和支撑主体201上的螺孔内装入锁紧螺钉206，使调节块可以固定在支座主体上；

S25:在调节块202朝向第一表面201a的一端连接进气接头205。

上述步骤S21中，优选的，在移动所述轴承主体之前，可以在轴承主体的气浮面下放置垫块以支撑轴承主体。

利用本实施例的气浮轴承装置，在安装轴承主体时，可以利用第一调节结构和第二调节结构使轴承主体与调节块自适应连接，第一调节结构和第二调节结构的自适应连接可以确保轴承主体在支座主体和气浮面存在一定不平行状态下仍可以正常使用，并且对应地调整调节块在安装孔内的高度，利用尺寸链传递，可以间接调节轴承主体的位置，实现气浮面的稳定可靠调节，且调节速度快，在需要拆卸轴承主体时，可以从支座主体的第一表面一侧先将调节块拆下，然后再从第二表面一侧将轴承主体取出，可以实现快速对气浮单元进行安装和/或更换，提高安装和维护效率。

进一步的，连接单元还包括可拆卸地设置于所述调节块和所述支座主体之间的第一限位结构以及可拆卸地设置于所述支座主体和所述轴承主体之间的第二限位结构，在安装或拆卸轴承主体时，可以利用第一限位结构固定调节块，利用第二限位结构限定轴承主体的活动范围，在拆除调节块后，第二限位结构中的预紧弹簧可以使轴承主体向支撑主体移动，方便解除球副连接且可以提高拆除过程的可靠性。

另外，在多个气浮轴承装置同时使用时，由于单个气浮单元可以快速完成调试，从而调整多个气浮轴承装置的气浮面共面需要的时间缩短，缩短了多个气浮轴承调试时间。

实施例二

本实施例的气浮轴承装置具有与实施例一提供的气浮轴承装置相同的特征。图4为本发明实施例二的气浮轴承装置在工作状态下的剖面示意图。图5为本发明实施例二的气浮轴承装置的分解示意图。本实施例中，如图4和图5所示，所述气浮轴承装置包括气浮单元和支撑单元，所述气浮单元包括轴承主体101，所述轴承主体101具有相对的气浮面101a和安装面101b，所述安装面101b设置有第一调节结构，所述支撑单元包括支座主体201和调节块202，所述支座主体201具有相对的第一表面201a、第二表面201b以及贯穿所述第一表面201a和所述第二表面201b的安装孔203，所述调节块202从所述第一表面201a一侧可拆卸且高度可调地设置在所述安装孔203内，所述调节块202朝向所述第二表面201b的一端设置有第二调节结构,其中，所述第一调节结构和所述第二调节结构对应于所述安装孔203形成球副连接。如实施例一的气浮轴承装置相同，本实施例中的气浮轴承装置也具有可快速对气浮单元进行安装、更换以及调试的优点，且本实施例的气浮轴承装置的安装步骤和拆卸步骤与实施例一中的描述相似，在此不在赘述。

与实施例一的气浮轴承装置上调节块和支座主体间通过锁紧螺钉固定不同的是，本实施例中，支撑单元还可以包括柔性块210，柔性块210设置于所述支座主体201的第一表面201a和/或所述第二表面201b，以固定所述调节块202。本实施例中，锁紧螺钉206不用于直接连接调节块202和支座主体201，而是用于锁紧柔性块210。

具体的，如图4和图5所示，所述柔性块210可以为板状，在柔性块210中设置有与调节块202外围形状相匹配的镂空区域，镂空区域边缘设置有缝隙，所述缝隙具有一定的宽度，所述缝隙贯穿所述柔性块，锁紧螺钉206从平行于第一表面201a的方向上锁紧所述柔性块的缝隙。调节锁紧螺钉的锁紧程度可以调节缝隙的宽度，调节块受到的锁紧力也会随着缝隙宽度的减小而变大。

实施例三

本实施例的气浮轴承装置可以具有与实施例一和实施例二的气浮轴承装置相同的特征。图6为本发明实施例三的气浮轴承装置在工作状态下的剖面示意图。图7为本发明实施例三的气浮轴承装置的分解示意图。如图6和图7所示，本实施例中，所述气浮轴承装置包括气浮单元和支撑单元，所述气浮单元包括轴承主体101，所述轴承主体101具有相对的气浮面101a和安装面101b，所述安装面101b设置有第一调节结构，所述支撑单元包括支座主体201和调节块202，所述支座主体201具有相对的第一表面201a、第二表面201b以及贯穿所述第一表面201a和所述第二表面201b的安装孔203，所述调节块202从所述第一表面201a一侧可拆卸且高度可调地设置在所述安装孔203内，所述调节块202朝向所述第二表面201b的一端设置有第二调节结构,其中，所述第一调节结构和所述第二调节结构对应于所述安装孔203形成球副连接。本实施例中的气浮轴承装置也具有可快速对气浮单元进行安装、更换以及调试的优点且本实施例的气浮轴承装置的安装步骤和拆卸步骤与实施例一中的描述相似，在此不在赘述。

与实施例一和实施例二的气浮轴承装置中所述第二调节结构为锥形凹面结构，所述第一调节结构为球面接头不同，本实施例中，第二调节结构可以为球面接头，所述第一调节结构可以为锥形凹面结构。具体的，如图6和图7所示，本实施例中，所述锥形凹面结构204设置在所述轴承主体101的安装面101b的一侧上且所述锥形凹面结构204开口朝向所述安装孔203，所述球面接头102设置在所述调节块202朝向所述第二表面201b的一端。

实施例四

本实施例的气浮轴承装置可以具有与实施例一、实施例二和实施例三的气浮轴承装置相同的特征。本实施例中的气浮轴承装置也具有可快速对气浮单元进行安装、更换以及调试的优点且本实施例的气浮轴承装置的安装步骤和拆卸步骤与实施例一中的描述相似，在此不在赘述。

与上述实施例的气浮轴承装置的进气接头与所述调节块朝向所述第一表面的一端连接不同，本实施例中，所述进气接头可以连接所述轴承主体且所述气体通道可以通过所述轴承主体通向所述气浮面。图8为本发明实施例四的气浮轴承装置在工作状态下的剖面示意图。如图8所示，所述进气接头205设置在轴承主体101的侧面上。所述轴承主体101还可以包括气体通道(图中未示出)，气体通过所述进气接头205直接进入所述轴承主体，并通过所述气体通道将气体传输到所述气浮面105。

由于进气接头直接设置在轴承主体上，所述支座单元上不再需要设置气体通道。具体的，调节块和球面接头中均可以不在设置气体通道，与球面接头和锥形凹面结构配合使用的第一密封圈和第二密封圈也不在需要设置。

本实施例中的气浮轴承装置的进气接头直接设置在轴承主体上，支座单元上不在需要设置气体通道，可以缩短气体传输到气浮面的路程，可以改善气浮轴承装置气体传输的气密可靠性。

实施例五

为了凸显出本实施例的运动台的优势，以下介绍一种设置有一体式气浮轴承装置的运动台。图9为一种运动台的示意图。如图9所示，该运动台包括板状的运动台框架400、L型导轨300，运动台框架400靠近所述导轨300的侧面设置有侧向一体式气浮轴承装置600'，运动台框架400靠近导轨300的底面设置有垂向气浮轴承装置600。图10为图9中导轨区域的放大示意图。如图10所示，在安装或维护运动台垂向一体式气浮轴承装置600时，由于一体式气浮轴承装置的各部件不可拆卸，需要借助较多的提升工具，将运动台框架的高度大幅度提升，才能将一体式气浮轴承装置安装到运动台框架上或拆卸下来。具体的，运动台框架的高度大幅度提升后，运动台框架底面到垂向一体式气浮轴承装置的气浮面的高度H3大于一体式气浮轴承装置在气浮面法线方向上的总高度H4。大幅度的提升运动台框架需要借助较多额外的工具，在运用额外的工具对运动台框架进行提升时，需要较多的时间和人力，同时对于安装空间紧凑的运动台，还需要考虑工具安装接口和提升过程中其它零组件的干涉等问题，安装和维护的难度大，安装和维护的效率低。

为了解决上述运动台安装和维护效率低的问题，本实施例提供一种运动台，所述运动台包括运动台框架400以及导轨300，所述运动台框架400朝向所述导轨300的表面设置有上述实施例一到实施例四中任意一种气浮轴承装置，其中，所述气浮轴承装置的气浮面朝向所述导轨。

图11为本发明实施例五中安装有气浮轴承装置的运动台的示意图。如图11所示，所述导轨300垂直于延伸方向的剖面可以为L型，所述L型的开口可以朝向所述运动台框架，所述运动台框架与所述导轨的侧面相对的表面设置有侧向气浮轴承装置100'，所述运动台框架与所述导轨的底面相对的表面上设置有垂向气浮轴承装置100。更具体的，所述运动台框架上可以设置有四个所述侧向气浮轴承装置和四个所述垂向气浮轴承装置。所述侧向气浮轴承装置和所述垂向气浮轴承装置均可以对称地设置在所述运动台框架的四个角的位置。然而，在其它实施例中，本领域人员也可以选择不在运动台框架侧面设置气浮轴承装置，或安装小于或大于4个的侧向气浮轴承，垂向气浮轴承的数量也可以不等于4个。本实施例中，所述运动台共设置8个气浮轴承装置，调整运动台上的气浮轴承装置可以实现运动台框架6个自由度的初始位置的调整，气浮轴承装置的第二调节结构和第一调节结构的球副连接可以使轴承主体的气浮面和导轨底面时刻保持平行，可以提升运动台框架运动时与导轨的贴合度。

为了方便于拆卸或安装所述气浮轴承装置的调节块，所述运动台框架对应于所述气浮轴承装置支座主体的安装孔区域设置有开口，在所述开口内可以进行调节块的安装和拆卸。为了使运动台框架可以平稳运动，在运动台框架厚度的方向上，气浮轴承装置可以设置在靠近所述运动台框架质心的位置。为了减小运动台框架运动时的惯性，提高运动台的控制性能，所述运动台框架可以设计为镂空结构，以减轻所述运动台框架的重量。在所述运动台框架与所述气浮轴承装置相对应的位置，所述运动台框架上还可以设置有安装槽，所述气浮轴承装置位于所述安装槽中。在运动台框架上设置安装槽，也可以减轻运动台框架的重量，提升运动台的控制性能。为了不影响所述气浮轴承装置的气浮支撑作用，气浮轴承装置的气浮面与所述运动台框架的表面基本齐平。

在对运动台中的气浮轴承装置进行安装和维护时，气浮轴承装置的安装步骤和拆卸步骤与实施例一中描述相似，在此不在赘述。

需要说明的是，在对所述运动台中的多个垂向气浮轴承进行维护时，首先可以调整垂向气浮轴承的调节块将运动台框架朝导轨底面降下，优选的，可以使用支撑块对运动台框架进行支撑，具体的，支撑块500支撑在运动台框架400靠近导轨300的底面和导轨面之间。图12为图11沿导轨边缘的剖面示意图。如图12所示，所述运动台框架下降后，运动台框架400的底面到轴承主体101的气浮面101a的距离为H1，轴承主体101沿气浮面法线方法上的厚度为H，支撑块与导轨接触的表面到气浮面的距离为H2，为了可以顺利的把轴承主体从运动台上拆除出来并取出，需要H1大于H与H2之和即可，更具体的，H2可以设置为1mm～2mm，轴承主体的厚度H由运动台的性能指标确定。在运动台框架下降且完成支撑后，可以按照上述气浮轴承装置的拆卸方法对垂向气浮轴承装置进行拆除，并可以沿气浮面将轴承主体从运动台框架下取出。在仅需要拆除单个垂向气浮轴承装置时，可以使用额外的支撑工具在运动台框架边缘对运动台框架进行支撑。在拆除运动台侧向气浮轴承装置时，不需要额外的支撑，按照上述气浮轴承装置的拆卸或安装方法进行拆卸或安装即可。

本发明提供的运动台，包括运动台框架以及导轨，所述运动台框架朝向所述导轨的表面设置有上述气浮轴承装置，其中，所述气浮面朝向所述导轨。一方面，由于运动台采用可实现快速安装、更换和调试的气浮轴承装置，因此，所述运动台的安装或维护效率可以提高。另一方面，对于所述运动台中的气浮轴承装置，调节块与支座主体间以及支座主体与轴承主体间均为可拆卸连接，安装或更换轴承主体时不需要把气浮轴承装置整体一次性安装或整体拆除后再更换。因此，在安装和更换运动台上的气浮轴承装置时，不需要把运动台框架提升较大的高度。而大幅度提升运动台框架需要借助大量的额外工具，且安装和调试额外工具需要较长时间，故不提升运动台框架高度即可进行轴承主体的安装和更换，可以缩短运动台的安装和维护的时间，可以进一步提高安装和维护效率。

本实施例还提供一种光刻设备，所述光刻设备包括上述运动台。在光刻设备中，运动台可以用于传输基片等。光刻设备还可以包括自动对准系统，掩膜传输系统，框架减振系统等。由于气浮轴承装置的气浮单元可以简单快速的完成初始位置的调试，在对多个气浮单元的气浮面进行共面调试时，调试时间可以缩短，可以减少运动台的调试时间，从而提升光刻设备的调试效率。进一步的，由于光刻设备的运动台上采用了更方便安装和维护的气浮轴承装置，因而可以缩短光刻设备的安装和维护时间，提升光刻设备的产能。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明权利范围的任何限定，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (15)

1.一种气浮轴承装置，其特征在于，包括：

气浮单元，所述气浮单元包括轴承主体，所述轴承主体具有相对的气浮面和安装面，所述安装面设置有第一调节结构；

支撑单元，所述支撑单元包括支座主体和调节块，所述支座主体具有相对的第一表面、第二表面以及贯穿所述第一表面和所述第二表面的安装孔，所述调节块从所述第一表面一侧可拆卸且高度可调地设置在所述安装孔内，所述调节块朝向所述第二表面的一端设置有第二调节结构；

其中，所述第一调节结构和所述第二调节结构对应于所述安装孔形成球副连接。

2.如权利要求1所述的气浮轴承装置，其特征在于，还包括连接单元，所述连接单元包括：

第一限位结构，可拆卸地设置于所述调节块和所述支座主体之间；以及

第二限位结构，可拆卸地设置于所述支座主体和所述轴承主体之间。

3.如权利要求2所述的气浮轴承装置，其特征在于，所述第一限位结构包括设置于所述调节块和所述支座主体上的螺孔以及与所述螺孔匹配的锁紧螺钉。

4.如权利要求2所述的气浮轴承装置，其特征在于，所述第二限位结构包括贯穿所述支座主体上位于所述安装孔周围的第一限位孔、设置在所述第一限位孔内的预紧弹簧以及限位螺钉，所述限位螺钉能够穿过所述预紧弹簧并延伸至所述轴承主体，以连接所述支座主体和所述轴承主体。

5.如权利要求2所述的气浮轴承装置，其特征在于，所述连接单元还包括：

第三限位结构，设置于所述安装孔两侧，用于在所述调节块拆离后，限定所述支撑单元和所述轴承主体之间的相对位置。

6.如权利要求5所述的气浮轴承装置，其特征在于，所述支座主体与所述轴承主体之间设置有第三限位结构，所述第三限位结构包括限位销和与所述限位销匹配的限位槽，所述限位销设置在所述支座主体的第二表面，所述限位槽设置在所述轴承主体的安装面。

7.如权利要求1至6任一项所述的气浮轴承装置，其特征在于，所述气浮轴承装置还包括：

供气单元，所述供气单元包括进气接头和气体通道；其中，所述进气接头与所述调节块朝向所述第一表面的一端连接，所述气体通道经由所述调节块、所述第一调节结构进入所述轴承主体并通向所述气浮面；或者，所述进气接头连接所述轴承主体且所述气体通道通过所述轴承主体通向所述气浮面。

8.如权利要求1至6任一项所述的气浮轴承装置，其特征在于，所述安装孔内表面设置有螺纹，所述调节块通过所述安装孔与所述支座主体螺接。

9.如权利要求1至6任一项所述的气浮轴承装置，其特征在于，所述支撑单元还包括柔性块，所述柔性块设置于所述支座主体的第一表面和/或所述第二表面，以固定所述调节块。

10.如权利要求1至6任一项所述的气浮轴承装置，其特征在于，所述第二调节结构为锥形凹面结构或球面接头中的一种，所述第一调节结构为所述锥形凹面结构或所述球面接头中的另一种。

11.如权利要求10所述的气浮轴承装置，其特征在于，所述球面接头包括边缘相接的平面和半球面，与所述球面接头的平面接触的表面设置有第一密封圈，所述球面接头的半球面设置有第二密封圈。

12.一种运动台，其特征在于，所述运动台包括运动台框架以及导轨，所述运动台框架朝向所述导轨的表面设置有如权利1至11中任一项的所述气浮轴承装置，其中，所述气浮面朝向所述导轨。

13.如权利要求12所述的运动台，其特征在于，所述运动台框架对应于所述支座主体的安装孔区域设置有开口，以便于拆卸或安装所述调节块。

14.如权利要求12所述的运动台，其特征在于，所述导轨垂直于延伸方向的剖面为L型，所述L型的开口朝向所述运动台框架，所述运动台框架与所述导轨的侧面相对的表面设置有侧向气浮轴承装置，所述运动台框架与所述导轨的底面相对的表面上设置有垂向气浮轴承装置。

15.一种光刻设备，其特征在于，所述光刻设备包括权利要求12至14中任意一项所述的运动台。

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