CN113917793A - 一种支撑机构及光刻机 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种支撑机构及光刻机，包括：底座；移动部件，其装设于所述底座的底部；气足，其装设于所述底座的底部，且其最低点高于所述移动部件的最低点，其上具有气孔，在通气时，在其底部形成支撑所述底座的气层；支撑部件，其安装于所述底座的底部，其具有第一状态和第二状态，当其处于第一状态时，其最低点低于所述移动部件的最低点以支撑所述底座；当其处于第二状态时，其最低点高于所述移动部件，以使得所述移动部件带动所述底座移动。

Description

一种支撑机构及光刻机

技术领域

本发明涉及精密设备的技术领域，特别是涉及一种支撑机构及光刻机。

背景技术

在光刻机这种超精密集成电路加工制造设备中，工件台是其重要组成的部分之一，而其中工件台的底座决定了整个工件台的安装稳定性，因而对于底座的支撑机构的研究也是一个热点。

常见的高精度设备底座为一整块切割好的花岗岩，虽然保证了设备的稳定性，且隔振效果较好，但是局限于其笨重的特点，移动十分困难；如使用重量较轻的且带滑轮的底座，这样底座的可移动性好，但其稳定性和隔振效果又不理想。

现有技术中存在着如何实现该支撑机构同时具备可移动性、稳定性和隔振效果三者综合的技术问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种支撑机构，用于解决现有技术中存在着如何实现该支撑机构同时具备可移动性、稳定性和隔振效果三者综合的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施条例采用了如下技术方案：

本实施例提供了一种支撑机构，包括：

底座；

移动部件，其装设于所述底座的底部；

气足，其装设于所述底座的底部，其最低点高于所述移动部件的最低点，其上具有气孔，在通气时，在其底部形成支撑所述底座的气层；

支撑部件，其安装于所述底座的底部，其具有第一状态和第二状态，当其处于第一状态时，其最低点低于所述移动部件的最低点以支撑所述底座；当其处于第二状态时，其最低点高于所述移动部件，以使得所述移动部件带动所述底座移动。

进一步地，所述底座包括：

上底座；

连接件，所述连接件与上底座的底部相连接；

下底座，所述下底座的顶部与所述连接件相连接，所述移动部件、气足及支撑部件均位于所述下底座的底部。

进一步地，所述连接件包括：

上连接部，其与所述上底座相连接；

球形解耦，其顶部设于所述上连接部的下表面上；

下连接部，其与所述下底座相连接，所述球形解耦的底部与所述下连接部相连接。

进一步地，所述上连接部的底部具有第一球形定位槽，所述下连接部的顶部具有第二球形定位槽；所述球形解耦的上端延伸有第一凸起，所述球形解耦的下端延伸有第二凸起，所述第一凸起设于所述第一球形定位槽内，所述第二凸起设于所述第二球形定位槽内，所述球形解耦的侧面分布有孔。

进一步地，所述气足为两组，所述移动装置设于所述两组气足之间。

进一步地，两组所述气足对称设置。

进一步地，所述支撑部件包括：

气囊，其装设于所述底座的底部，其中，当所述支撑部件处于第一状态时，所述气囊处于充气状态，当所述支撑部件处于第二状态时，所述气囊处于泄气状态；

支撑块，其连接于所述气囊远离所述底座的一侧上，其用于与底面接触。

进一步地，所述支撑部件还包括：

安装块，所述安装块设于所述气囊上，所述气囊通过所述安装块安装在所述底座上，所述安装块上具有安装槽，所述安装槽用于铺设与气囊连通的气路。

进一步地，所述支撑部件包括三组，三组所述支撑部件呈等腰三角形布置在所述底座的底部上，所述等腰三角形的中心与所述底座的几何中心位于同一轴线上。

在本申请的实施例中还提供了一种光刻机，包括：

如上所述的支撑机构。

相比于现有技术，本发明的实施例的有益效果在于：

本发明的实施例的一种支撑机构及光刻机，包括底座、移动部件、气足和支撑部件，当所述支撑部件处于第一状态时，所述支撑部件支撑所述底座，使其保持稳定，当需要移动所述底座时，通过将所述支撑部件从所述第一状态调整到所述第二状态，此时，所述移动部件支撑所述底座，同时，所述移动部件可以带动所述底座移动，在所述移动部件带动所述底座移动的同时，所述气足通过气孔进行通气，在其底部形成支撑所述底座的气层，通过所述气层能够使得所述底座在移动的过程中，除了移动部件外的地方不与地面接触，极大地减小移动时的摩擦力，降低了底座的振动，使得所述底座在移动的过程中，能够保持较好的稳定性，而且，在完成移动后，通过将所述支撑部件从第二状态调节回到第一状态，使得所述支撑部件能够稳定的对所述底座进行支撑，所述支撑部件的第一状态和第二状态的切换，是相对于所述移动部件发生的高度上的变化，因而，所述支撑部件的第一状态和第二状态的切换时，其振动也较小，能够较为稳定。进而有效地解决了现有技术中存在着如何实现该支撑机构同时具备可移动性、稳定性和隔振效果三者综合的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种支撑机构的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种支撑机构的仰视图；

图3是本发明实施例提供的一种支撑机构的主视图；

图4是本发明实施例提供的一种支撑机构的侧视图。

其中：

1、气足；2、气囊；3、连接件；4、上底座；5、下底座；13、气足连接块；14、安装块；15、移动部件；31、上连接部；32、球形解耦；33、下连接部。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种支撑机构的结构示意图。

如图1-4所示，本发明的实施例提供了一种支撑机构，包括：

底座；

移动部件15，其装设于所述底座的底部；

气足1，其装设于所述底座的底部，其最低点高于所述移动部件15的最低点，其上具有气孔，在通气时，在其底部形成支撑所述底座的气层；

支撑部件，其安装于所述底座的底部，其具有第一状态和第二状态，当其处于第一状态时，其最低点低于所述移动部件15的最低点以支撑所述底座；当其处于第二状态时，其最低点高于所述移动部件15，以使得所述移动部件15支撑并带动所述底座移动。

本发明的实施例的一种支撑机构，当所述支撑部件处于第一状态时，所述支撑部件支撑所述底座，使其保持稳定，当需要移动所述底座时，通过将所述支撑部件从所述第一状态调整到所述第二状态，此时，所述移动部件15支撑所述底座，同时，所述移动部件15可以带动所述底座移动，在所述移动部件15带动所述底座移动的同时，所述气足1通过气孔进行通气，在其底部形成支撑所述底座的气层，通过所述气层能够使得所述底座在移动的过程中，除了移动部件15外的地方不与地面接触，极大地减小移动时的摩擦力，降低了底座的振动，使得所述底座在移动的过程中，能够保持较好的稳定性，而且，在完成移动后，通过将所述支撑部件从第二状态调节回到第一状态，使得所述支撑部件能够稳定的对所述底座进行支撑，所述支撑部件的第一状态和第二状态的切换，是相对于所述移动部件15发生的高度上的变化，因而，所述支撑部件的第一状态和第二状态的切换时，其振动也较小，能够较为稳定。进而有效地解决了现有技术中存在着如何实现该支撑机构同时具备可移动性、稳定性和隔振效果三者综合的技术问题。

其中，所述底座为所述光刻机的底座，其顶部与所述光刻机的工件台连接；

所述移动部件15包括至少一个滑轮，使得所述底座能够通过所述滑轮进行移动，在本实施例中优选为一对滑轮，一对滑轮对称安装于底座的底部，滑轮的底部的工作面比气足1底面稍突出即，滑轮的最低点要低于所述气足1，避免在所述支撑部件处于第二状态时，所述气足1干涉所述滑轮滑动，导致摩擦较大或者是无法进行移动的问题；

所述移动部件15还可以为多个滑轮，例如三个滑轮等边或者等腰三角布置，或者是四个呈矩形或是正方形布置，在本实施例中采用一对滑轮主要是为了减少与地面的接触，以降低摩擦和振动。

在本申请的一些实施例中，所述底座包括：

上底座4；

连接件3，所述连接件3与上底座4的底部相连接；

下底座5，所述下底座5的顶部与所述连接件3相连接，所述移动部件15、气足1及支撑部件均位于所述下底座5的底部。

所述上底座4与所述连接件3之间通过螺栓、螺钉或者是焊接等方式连接，所述下底座5与所述连接件3之间通过螺栓、螺钉或者是焊接等方式连接；通过所述连接件3对所述上底座4和所述下底座5进行连接，能够保证了上底座4和下底座5的连接稳定性；

其中，所述上底座4的顶部与光刻机的工件台连接，所述移动部件15、气足1及支撑部件均位于所述下底座5的底部。

所述连接件3为四个，分别设于所述上底座4的四个角上，呈矩形分布，所述连接件3也可以为三个或者是五个，其数量可根据实际情况而定；所述连接件3的功能为隔振、支撑和高度调平。

在一些实施例中，所述连接件3包括：

上连接部31，其与所述上底座4相连接；

球形解耦32，其顶部设于所述上连接部31的下表面上；

下连接部33，其与所述下底座5相连接，所述球形解耦32的底部与所述下连接部33相连接。

上底座4、球形解耦32、下底座5三者不直接通过螺钉连接，对于每个球形解耦32，设于其上的上连接部31通过螺钉连接上底座4，设于其下的连接部同样用螺钉连接下底座5，上连接部31和下连接部33均有圆形定位孔，供球形解耦32的上下两端进入一定距离，进一步保证连接的稳定性。

本实施例的所述支撑机构具有高度调平的功能，所述连接件3连接上底座4和下底座5，并可对上底座4进行高度调平，从而对工件台的水平度起到一定的辅助调平作用；

其中，所述上连接部的底部具有第一球形定位槽，所述下连接部的顶部具有第二球形定位槽；所述球形解耦的上端延伸有第一凸起，所述球形解耦的下端延伸有第二凸起，所述第一凸起设于所述第一球形定位槽内，所述第二凸起设于所述第二球形定位槽内，所述球形解耦的侧面分布有孔。

所述第一凸起和第二凸起为球形或、半球形或三分之一球形等；所述第一凸起和第二凸起的部分进入到所述第一球形定位槽和第二球形定位槽内；所述孔为多个沿所述球形解耦的侧面等距离的均匀分布。

其中，四个球形解耦32呈矩形地安装于下底座5和上底座4之间，进一步减小下底座5对上底座4的影响，同时，采用球形解耦32有效增强了上底座4和下底座5之间的强度。

在一些实施例中，所述气足1为两组，所述移动装置设于所述两组气足1之间。

所述移动装置设于两组所述气足1之间，在所述底座移动时，气足1产生的气层分布在所述移动装置的两侧，一方面能够平衡所述底座的移动，另一方面也能够有效地使所述底座与所述地面相接触，从而降低了底座与地面的摩擦，减少了振动。

其中，两组所述气足1对称设置，其能够使得在所述底座移动时能够保持较好的平衡状态，以及增加支撑强度。

气足1呈扁圆柱形，其数量为多个，可以为两个、三个或四个等，可根据实际需要进行调整；在本实施中，所述气足1数量为四个，布置于下底座5的底部的四个角上，在底座处于移动工作状态时，向内置气路通气，每个气足1上均有四个气孔出气，在气足1下形成气层，极大地减小所述支撑机构的运动摩擦力，并增加支撑强度。

在一些实施例中，还包括：

气足连接块13，其顶部与所述底座相连接，其底部与所述气足1相连接，其具有凹槽，所述凹槽用于进气装置与所述气足1连接。

四个气足1通过对应的气足连接块13安装于下底座5的四个角下方，所述气足1通过螺钉与气足连接块13相连接，气足连接块13再通过螺钉与下底座5紧密连接，当然，除了螺钉连接也可以为螺栓连接或者是卡接焊接等方式进行连接；

所述凹槽为“拱门形”槽结构，即其竖直方向截面为倒“U”形，减轻了重量的同时增强了强度，还给进气装置提供了足够的空间。

在本实施中，所述气足1和支撑部件的整体结构满足轴向对称，保证了底座整体质量分布的对称性，使底座的重心与气浮底座的几何轴线重合。使底座更好地实现水平姿态控制。进一步的，本实施例的移动功能由多个气足1配合一对滑轮实现。当所述支撑机构处于移动工作状态时，向内置气路通气，每个气足1上均有多个气孔出气，所述气孔以气足1的底面圆心为中心对称分布，在气足1下形成气层，极大地减小底座的运动摩擦力，配合一对滑轮可沿直线双向移动。

在本申请的一些实施例中，所述支撑部件包括：

气囊2，其装设于所述底座的底部，其中，当所述支撑部件处于第一状态时，所述气囊2处于充气状态，当所述支撑部件处于第二状态时，所述气囊2处于泄气状态；

所述气囊2实现了隔振功能，减小了从气囊2的下方接触面传来的振动对底座产生的影响，提高运动和定位精度；

各气囊2为上下两端削平的椭球体，外形为鼓形，在底座的工作状态下，所述气囊2由内设气路充气，使气囊2膨胀高度变大即处于充气状态，此时气囊2比气足1和滑轮突出，即所述气囊2的底部低于所述气足1和所述滑轮的最低点，此时，所述气足1和所述滑轮被悬置，不起支撑作用，过气囊2起支撑的作用，使得所述支撑机构的支撑稳定性强，且具有很好的隔振效果；

本实施例的底座的支撑和隔振功能通过多个气囊2来实现的，其中，气足1和气囊2各自独立，可分时实现底座的移动功能和支撑隔振功能。

本实施例中的底座的稳定性通过气足1和气囊2在不同工作状态下实现，本实施例中的底座的隔振性由工作状态下的多个气囊2和球形解耦32共同作用实现；

本实施例的所述支撑机构，可适应较为复杂的工作环境，即使运动接触面平整性不高，多个支撑气囊2仍能给装置带来足够可靠的支撑稳定性和隔振效果，可满足光刻机的底座的运动、支撑和隔振需求，同样也可用于其他高精度仪器的底座支撑。

在一些实施例中，所述支撑部件还包括：

安装块14，所述安装块14设于所述气囊2上，所述气囊2通过所述安装块14安装在所述底座上，所述安装块14上具有安装槽，所述安装槽用于铺设与气囊2连通的气路。

所述安装块14为一厚度不大且工作面为正方形的扁矩形块，并在连接面上开了一个细长的U形槽即为安装槽，用于铺设充气气管；所述安装块14与所述气囊2可以通过粘接或者是焊接等方式固定连接，所述安装块14与所述底座之间通过螺栓、螺钉或焊接等方式连接。

在一些实施例中，所述支撑部件包括三组，三组所述支撑部件呈等腰三角形布置在所述底座的底部上，所述等腰三角形的中心与所述底座的几何中心位于同一轴线上。

即为所述气囊2包括三组，分别呈等腰三角形布置在所述底座的底部上，使得所述支撑机构整体结构满足轴向对称，保证了底座整体质量分布的对称性，使气浮底座的重心与气浮底座的几何轴线重合。使底座更好地实现水平姿态控制。

本实施例中的所述支撑机构，其气足1、气囊2和球形解耦32的分布科学合理，其中，四个气足1分布于底座的四个角，减小移动时的摩擦力，三个气囊2中，一个布置于底座的几何轴线上，剩余两个对称分布于轴线两侧，呈等腰三角形分布，在工作状态下起到稳定的支撑效果和隔振作用，四个球形解耦32按一边两个的形式对称安装于下底座5和上底座4之间，进一步减小下底座5对上底座4的影响，实现了底座可移动性和稳定性、隔振性兼备的功能要求，结构新颖、移动灵活性强。

在所述底座移动时，所述支撑机构的工作过程为：

工作过程：

所述底座处于移动工作状态时，所述气囊2处于泄气状态，沿气足1内置气路管道到气孔，气流从各气足1工作面上的气孔喷出，通气较短时间在其下方便形成一层气层，极大地减小移动时的摩擦力。在外力的作用下，配合底部的滑轮，即可沿一条直线轨迹双向移动整个底座。

所述底座处于非移动工作状态时，所述气囊2通过其内置的气路对其持续充气，直至膨胀到一个足够大的程度后，气足1和滑轮即脱离接触面，此时气囊2代替这气足1和滑轮起主要的支撑作用，同时充气后，通过气囊2的特性，可获得极佳的隔振效果。当有振动时，所述气囊2到下底座5，完成第一段隔振，所述连接件3中的球形解耦32则共同完成第二段隔振，下底座5的振动不会传递到上底座4，通过这两段隔振，工件台也就不会受到影响。

本实施例还提供了一种光刻机，包括：

如上所述的支撑机构；

其能够如上所述的有效地解决了现有技术中存在着如何实现该支撑机构同时具备可移动性、稳定性和隔振效果三者综合的技术问题。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种支撑机构，其特征在于，包括：

底座；

移动部件，其装设于所述底座的底部；

气足，其装设于所述底座的底部，且其最低点高于所述移动部件的最低点，其上具有气孔，在通气时，在其底部形成支撑所述底座的气层；

支撑部件，其安装于所述底座的底部，其具有第一状态和第二状态，当其处于第一状态时，其最低点低于所述移动部件的最低点以支撑所述底座；当其处于第二状态时，其最低点高于所述移动部件，以使得所述移动部件支撑并带动所述底座移动。

2.根据权利要求1所述的支撑机构，其特征在于，所述底座包括：

上底座；

连接件，所述连接件与上底座的底部相连接；

下底座，所述下底座的顶部与所述连接件相连接，所述移动部件、气足及支撑部件均位于所述下底座的底部。

3.根据权利要求2所述的支撑机构，其特征在于，所述连接件包括：

上连接部，其与所述上底座相连接；

球形解耦，其顶部设于所述上连接部的下表面上；

下连接部，其与所述下底座相连接，所述球形解耦的底部与所述下连接部相连接。

4.根据权利要求3所述的支撑机构，其特征在于，所述上连接部的底部具有第一球形定位槽，所述下连接部的顶部具有第二球形定位槽；所述球形解耦的上端延伸有第一凸起，所述球形解耦的下端延伸有第二凸起，所述第一凸起设于所述第一球形定位槽内，所述第二凸起设于所述第二球形定位槽内，所述球形解耦的侧面分布有孔。

5.根据权利要求1所述的支撑机构，其特征在于，所述气足为两组，所述移动装置设于所述两组气足之间。

6.根据权利要求5所述的支撑机构，其特征在于，还包括：

气足连接块，其顶部与所述底座相连接，其底部与所述气足相连接，其具有凹槽，所述凹槽用于进气装置与所述气足连接。

7.根据权利要求1所述的支撑机构，其特征在于，所述支撑部件包括：

气囊，其装设于所述底座的底部，其中，当所述支撑部件处于第一状态时，所述气囊处于充气状态，当所述支撑部件处于第二状态时，所述气囊处于泄气状态。

8.根据权利要求7所述的支撑机构，其特征在于，所述支撑部件还包括：

安装块，所述安装块设于所述气囊上，所述气囊通过所述安装块安装在所述底座上，所述安装块上具有安装槽，所述安装槽用于铺设与气囊连通的气路。

9.根据权利要求1所述的支撑机构，其特征在于，所述支撑部件包括三组，三组所述支撑部件呈等腰三角形布置在所述底座的底部上，所述等腰三角形的中心与所述底座的几何中心位于同一轴线上。

10.一种光刻机，其特征在于，包括：

如权利要求1-9任一所述的支撑机构。

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