CN207942325U - 定位设备 - Google Patents

Abstract

一种工件定位设备(1)，包括用于定位工件的定位装置(10)以及用于去耦存贮该定位装置(10)的去耦装置(20)，其中该去耦装置包括载具组件(21)及基座组件(22)，该定位装置(10)被配置于该载具组件(21)上，该基座组件(22)用于支持该载具组件(21)。为使该定位装置(10)施加在该基座组件(22)上的动态作用力去耦，该载具组件(21)被支持于该基座组件(22)上，以滑动方式至少在一定范围中自由地移动，较优选为基本无反作用力地移动。

Description

定位设备

技术领域

本实用新型涉及一种工件定位设备，其包括用于定位工件的定位装置以及用于去耦存贮该定位装置的去耦装置，其中该去耦装置包括载具组件和基座组件，该定位装置被配置于该载具组件上，该载具组件由该基座组件支持。

背景技术

在许多技术领域中，通过借助于切削装置或检验机器(或更广泛地：处理系统)来切削待切削工件或检验已切削工件，其中工具头或检验头相对于待切削或待检验工件移动。为了切削或检验(或更广泛地：处理)的目的，该工具头/检验头在此或者通过相应的致动器而移动、或者该工件在可移动配置的工件插座中通过致动器而移动。基本上也是可以想到，该工具头/检验头与该工件二者皆移动。这里的可移动性涉及机器基座本体、或机器设置所在的工场、工厂或相似者。

在必须处理(制造和/或检验)特别小的结构的情况下，通常使用相对于固定基座移动个别工件的基本原理。这也特别地基于与分别存在的质量有关的考虑：通常，个别工件包括相对较小的质量(即使当清空包含工具插座装置等的质量时)；相反，个别的工具头/检验头特别地相对于工件包括较大的质量。这里必须考虑到，尤其小的结构通常地需要使用可提供足够精确度的昂贵的工具头/检验头；通常，这将伴随相对较大的总尺寸和/或质量。用于后者的实例涉及处理半导体结构(半导体微结构)，例如微处理器，但也包含处理机械微结构。

在此，微结构领域的另一个问题在于，除非有适当反制，否则已经相对较小的振动将根据振幅来处理待处理结构的数量级。由于此类振动可致使工件不稳定、或可导致不稳定的测量结果，因此当然应加以避免。如此的振动可从外部，例如路过的操作人员所造成的震动、或附近机器所造成的振动而引入系统中。在此，为充分降低振动，通常使用例如阻尼组件等去耦装置，在该去耦装置上支持实际的处理系统。后者在周围空间与处理机器之间达成至少某些特定限制的机械去耦。

另一个问题与处理系统本身造成的扰动、特别是振动有关。这是因为这里待移动的质量也导致质量的加速程序或重新定位程序，如此将不可避免地导致机械振动。另外，动态作用力可从该定位装置经由该载具组件传递至该基座组件及其基板(该基座组件由机架支持)，其中该基座组件和基板再根据作用与反作用原理，反过来施加反作用力于该载具组件和定位装置上。整体来看，这将不利地削弱定位的稳定性和精确度。如果在该基座组件与载具组件之间设置主动稳定装置，则有时甚至可更增强此效果。在加速度或行进速度增加的提升等级下将遇到上述问题。目前，后者通常构成增加工件加工速度的限制因素。如此将因较低处理速率导致制造个别微结构的成本提高而引起问题。当基于技术进步、例如具有减小结构尺寸的新芯片时代而需处理较小结构时，则尤其有此问题。

现有技术已提出各种去耦装置来减小振动。去耦装置的一个实例是日本特开H2-201913A号公报，其提出就振动而言与环境去耦的照明装置。光学系统可通过移动机构相对于工作台进行移动，而待切削工件紧固于工作台。空气保持机构设于该工作台与支持该工作台(连同光学系统)的底座之间。该空气保持机构位于水平平面中，该水平平面将该底座与该工作台分离。如此将导致在垂直方向上的去耦。又设置环绕该工作台的机架，其中该机架与该底座固定地连接。空气保持机构也设于侧向机架壁与侧向工作台壁之间。这将改善与平行于水平平面运行的移动之间的机械去耦。可总体实现三维中的特别有效阻尼和振动去耦。然而，如果有在该工作台与光学系统相对移动期间，通过高行进速率或高加速度产生的扰动的问题，无论如何也无法妥善处理。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提出一种工件定位设备，其具有用于定位工件的定位装置以及用于去耦存贮该定位装置的去耦装置，其中该去耦装置包括载具组件和基座组件，该定位装置配置于该载具组件上，而该载具组件由该基座组件支持，并且该工件定位设备已相对于现有技术中公知类型的工件定位设备加以改良。

本实用新型可达成此目的。提出一种工件定位设备，其包括用于定位工件的定位装置以及用于去耦存贮该定位装置的去耦装置，其中该去耦装置包括载具组件和基座组件，该定位装置配置于该载具组件上，而该载具组件由该基座组件支持，该工件定位设备被构造为，为使该定位装置施加在该基座组件上的动态作用力去耦，该载具组件被支持成以滑动方式至少在一定范围中自由地移动，优选地大体上无反作用力地移动。该定位装置基本上包括两个部件的装置。在此可能为，待加工(切削和/或检验)工件可相对于处理系统(切削系统、切削头、检验系统、检验头、传感器头等)移动。该工件通常紧固至某一类型接收台，且该接收台可通过致动器而相对于该定位装置的本体(除此之外也可包括该处理系统)进行移动。仅作为示例地，在此可包括由现有技术基本上公知的定位台。此类定位台通常包括静止部件(其通常与处理单元机械连接、特别地大体上以机械地刚性方式连接)以及可动部件，其中该两个单元相互相对的移动通过致动器而进行。基于具有在此所提出的去耦装置的结构设计，该定位装置的可动部件的移动将基于基本物理定律来触发与其对应的该定位装置的静止部件的反向移动。结果，该定位装置的静止部件在作动状态下，对外部观察者而言处于非“实际静止”。然而，如果关闭该去耦装置，则该定位装置的静止部件将静止，例如使得该载具组件(及因此该定位装置的静止部件)可不再相对于该基座组件自由地移动(例如，如果存有任何此泵及相似物时，停用用于任何流体膜存贮装置的泵等)。即使该载具组件与定位装置(特别地该定位装置的静止部件)起初是相互独立、且后续通常相互以机械固定式连结的组件，然而可能就本实用新型的意义而言，讨论中的定位装置部件与该载具组件在“开始”呈现为预组装单一总成、特别地为单体总成、如必要甚至为整合一体总成。这里，可能参考组合式载具组件–定位装置部件总成(其中特别地被理解为定位装置的静止部件的一部分或定位装置的静止部件)。当然，也可设想其它组成。

该基座组件可(或多或少)与该工件定位设备安装所在的房屋的地板、墙壁或相似物固定地连接。特别地，在此可能在该基座组件与地板/墙壁及相似物之间提供基本上在现有技术中公知类型的去耦组件或阻尼组件。在这里特别提供，能够在垂直方向(z轴)上达成阻尼/去耦的组件。本实用新型中，必须注意到，在此提出的去耦装置通常地、主要地或(大体上)专门地达成、或得到在水平方向(x-y平面)上的去耦。基本上由现有技术公知且在z方向上作用的去耦/阻尼装置的示例包含充气垫、钢弹簧、橡胶组件等。不同地，除了这里提出的去耦装置外，还有在z方向上阻尼/去耦的任何额外的阻尼/去耦机构也会影响x-y方向上的阻尼/去耦，则也无任何伤害。

特别地，“动态作用力”应被理解为，根据牛顿作用与反作用原理产生的力。换言之，如果定位装置的可动部件相对于定位装置的静止部件移动，则将发生定位装置的静止部件的(考虑各自的质量比)相似、但相反作用的移动(或移动的倾向)。基于此提出的去耦装置，此类定位装置的静止部件至少在某些特定范围中将所描述的“反向移动倾向”大体上“完全转换成反向移动”。必须注意到，基于公知的通常用于定位装置的可动部件与静止部件之间的定位台的质量比，在工件定位设备作动期间，该载具组件经常保持在惊人的小范围中。于是，该基座组件并非必须包括已相对于载具组件表面积扩展达到特别大程度的表面。在此，本实用新型的本质为，由于可自由移动性的动态作用力，与该基座组件及该基座组件基板(例如，支持该基座组件的框架和/或地板)完全去耦，使得该基座组件和基板反而无法对该载具组件及该定位装置施加任何反作用力。总之，如此可达成具有高动态运动顺序的高度稳定、高度精确的定位。

特别地，必须理解到，该载具组件相对于该基座组件移动的能力涵盖平移移动和/或旋转移动，这些移动尤其发生于(大体上)水平平面(即，通常平行于“置于上方”的基座组件表面、或“置于下方”的载具组件表面)中。提出的设备相对于已知工件定位设备，在某种程度上显著地、相对较容易地提升工件的处理速率(切削和/或检验)。即使如此，通常地不致发生“致动器诱导振动”的增大。因此，可在某种程度上显著提升待切削工件的产量。

工件定位设备的一个有利的实施例为，该载具组件通过流体膜，特别是通过液体膜、润滑剂膜、油膜、气膜和/或空气膜而特别地以自由浮动方式被支持在该基座组件上。在这个实施例中，该载具组件与基座组件之间的位移通常特别平滑，使得反作用力大大地减小(其中，特别是由于摩擦或流体动力学制动力导致的阻力永远不能完全避免)。鉴于微小的摩擦，也可确保工件定位设备的使用寿命长。除此以外，此类流体膜基本上在现有技术中公知，因此流体膜可与在本实用新型中提出的、利用商购的总成的工件定位设备一同制备，而使降低工件定位设备的成本成为可能。

还提出一种工件定位设备，其被构造为在该载具组件与基座组件之间、较优选地在该载具组件面对该基座组件的侧面和/或该基座组件面对该载具组件的侧面，配置一个以上的流体膜存贮装置，特别是气垫存贮装置。特别地，这种情形可包括商购的流体膜存贮装置。如此将可能再次促进该工件定位设备的特别简单和/或符合成本效益的结构设计。由于可较容易地更换讨论中的流体膜存贮装置，因此也可实现维护成本。

如果该定位装置包括静止部件以及可相对于该静止部件移动的至少一个可动部件，则将获得该工件定位设备的另一较优选的实施例，其中该定位装置的所述至少一个可动部件的质量与该载具组件和该定位装置的静止部件的总质量的比例，较优选地为至少1/5，特别地为至少1/10、更优选地为至少1/20、最优选地为至少1/25。这里，特别地应在零与个别引用的数值之间存有间隔。此类结构设计或此类数值经常通过商购的定位台(可能经过轻微修改之后)达成。这又有助于该设备的符合成本效益的结构设计。除此以外，当使用上述的质量比时，因动态反作用力而通过物理定律所导致该载具组件和/或该定位装置的静止部件的“反向移动”相对较低。因此，可能特别地减小该载具组件相对于该基座组件的加速度/行进速度，如此可导致较低流体动态反作用力或较低摩擦力。该载具组件的位移路径也相对较小，使得该基座组件供该载具组件取得而以可自由移动方式配置其上的表面积不致过度增加。如此将能够节省调整空间，但也可能降低成本，特别是基座组件的成本。

特别地，提出一种工件定位设备，该定位装置被构造为，沿至少一个线性轴(特别是x轴)、特别地沿至少两个线性轴(特别是置于x-y平面中)、较优选地沿至少三个线性轴(特别是x-y-z空间坐标系)、尤其优选地沿至少三个线性轴(特别是x-y-z空间坐标系)且围绕至少一个旋转轴(特别是θ轴)定位工件。在此可能使x、y和/或z轴(部分地)形成正交系统；然而，也可设想使用(部分地)非正交系统。一方面，提出的实施例可能大体上实现工件的所有相关处理序列。另一方面，定位某一种或几种前述类型工件定位系统将使讨论中的定位装置以尤其有利且有效方式与该去耦装置交互作用，使该工件定位设备可以特殊方式发挥其固有特性及特征。

还提出一种工件定位设备，被构造为使该载具组件由该基座组件支持，以特别地在至少一个水平方向(特别是x方向)、特别地在至少两个水平方向较优选地相互垂直(特别是x-y平面)、较优选地在所有水平方向上自由地移动，较优选地大体上无反作用力地移动，跨越至少3cm、特别地至少5cm、较优选地至少10cm的范围。即使优选使用互相垂直的两个水平方向，但是也可设想与此偏离的坐标系，特别是非正交者。当使用上述质量比和/或上述定位装置结构设计时，上述尺寸信息被证明是特别有利的。特别地，上述尺寸信息是有利的，这是因为在简单且符合成本效益结构设计(特别是该基座组件最小的可能表面，这相应地节省成本及安装空间)与最低的该载具组件“冲击”可能机率(即，从几何观点，无法广泛地、充分实现该载具组件与基座组件相对位移的概率，以致必须施加反作用力，例如防止该载具组件从该基座组件滑落，其中该载具组件从该基座组件滑落可导致严重损害、直到特定的定位装置的破坏)之间，达成通常特别好的妥协。

当该载具组件可相对于该基座组件在至少一个最小范围内移动、特别是自由地移动(即，特别是可移动和/或旋转)时，将提出工件定位设备的一个特别优选的实施例，该最小范围是从该定位装置的至少一个可动部件的最大行进路径推知、以及从该定位装置的至少一个可动部件的质量与该载具组件和该定位装置的静止部件总质量的比例推知。用于此目的所需的计算是基于基本物理考虑以及运动方程式。这些计算可由任务为建构工件定位设备的专家轻易地实施。以上提出的实施例也使上述提及的，特别地对该基座组件表面的最小的可能尺寸调整与最低的反作用力(例如，用于防止该载具组件从该基座组件滑落)发生可能机率之间的好的妥协成为可能。特别地，这也可能用于相当“非典型”的定位装置(即，特别是那些结构设计偏离典型的、商购的定位装置的定位装置)。

还提出一种工件定位设备，其设置至少一个限制装置，用于限制该基座组件与载具组件之间的可自由移动性。例如，在此可包含简单的“侧边栅栏”(即，某一类型机架构件)。然而，也可设想机械式作用部件(例如，弹簧)，或者甚至限制可自由移动性的潜在的主动控制组件(例如，如果激发一定范围的移动或相似者，则引动气动致动器)。可使用此类限制装置，以容易且有效地防止该载具组件从该基座组件滑落，例如可特别地对该定位装置导致严重的、可能甚至无法修补的损害的。在此应就该限制装置相对于工件定位设备的尺寸来构造、设置和/或特别地调整该限制装置，以此使工件定位设备特别地对典型的运行周期尽可能地减少施加“必须干预”。

在有利的进一步发展中，提出该工件定位设备的至少一个限制装置，其被构造为较优选地、平缓地啮合限制装置，和/或该限制装置包括较优选地、平缓地啮合止动装置，特别是弹簧装置、气垫装置和/或流体阻尼装置、和/或包括至少一个较优选地、水平作用、尤其优选为轻柔的啮合弹簧，其被配置于该载具组件与该基座组件之间。该限制装置或弹簧在此被构造为所谓的“平缓地啮合”(例如，具有小弹簧常数)，使该载具组件至少在该基座组件的一定范围中仍被可动地支持而基本无反作用力。这使得可以在很大程度上避免严重冲击，特别是作用于定位装置上的。因此，特别地该定位装置的使用寿命可再次增加。这也可极大地避免“朝向外界”的冲击(特别是可经由该基座组件传递至地板或墙壁)，该冲击将可能会产生不良影响。在临界情况下，有效地要求限制装置“此刻”啮合，平缓啮合的限制装置可以使后者在不影响工件处理的情况下进行啮合。自然地，这是特别有利的，因为可以避免废弃物或重复的处理步骤。

还提出一种工件定位设备，该载具组件和/或基座组件被形成或构造为块状体(massive body)，特别是作为金属体、铁体、铸铁体、矿物铸件体、钢体、石块、大理石块、玄武岩块和/或花岗岩块。初始试验已证明此类结构设计或此类材料尤其有利。另外，上述材料或上述结构设计倾向于商购，同时是有利的(特别是从成本的角度来看)。

进一步提出，该工件定位设备的基座组件包括较优选的水平对正的存贮表面，该表面面对该载具组件。此类结构设计使以特别容易且有效方式，将提出的动态作用力去耦成为可能。另外，提出的结构设计对应于通常的商购的基座组件的结构设计，可为其带来相应的优点。

当工件定位设备包括至少一个零位置机构时，将获得该工件定位设备的另一优选的进一步发展，该至少一个零位置机构被构造且安装为，特别地在该定位装置的闲置状态下，使该载具组件相对于该基座组件处于既定的零位置和/或既定的零位置范围内。该零位置机构可包含主动和被动零位置机构。特别是，当提供零位置机构的主动设计时，则当未进行任何处理步骤时，精确地使该零位置机构处于“待启动”(即，发挥作用)成为可能。如此能确保该工件定位设备紧固于零位置，而不致对待加工工件造成负面影响。零位置程序因此也可(相比较)快速地进行。额外地或替代地，使用被动零位置机构也是有意义的。特别地，被动零位置机构就其结构设计而言更为简单。被动零位置机构的零位置力在此通常地“总是(always)”产生(特别是提供与零位置或零位置范围的偏差)，意味着即使正在加工工件也是一样。然而，选定的零位置力通常相对较小，使得零位置力与其它方式产生的力比较时通常微小、特别(基本上)可以忽略不计。大多数情况下，这里必须选择零位置力，以免(在正常操作条件下)对处理工件产生任何(显著)不利影响。零位置在此可涉及一个以上的平移方向和/或一个以上的旋转方向。特别地，零位置机构倾向使该载具组件总是执行相对于该基座组件的“最大可用”补偿移动，因此使特别是限制装置的响应仅需很少发生(如果有)。在此特别有利地将该至少一个零位置机构构造为弹簧装置、斜置表面装置和/或主动激活的致动器装置。例如，该弹簧装置可包含(数组)弹簧(金属弹簧和/或螺旋弹簧或相似物)，其包括相对较低的回复力(例如，低的弹簧常数)。通常构造斜置表面装置，以使其包括稳定的零点位置。例如，这可通过为该基座组件提供略凹设计而实现。由于零位置力通常很小，因此作为一般规则的典型的微小曲率足以防止任何伴随的不利影响(例如，该载具组件可能部分置于该基座组件上或相似者)。

另外，提出一种工件定位设备，其设置至少一个工件处理装置、特别是一个工件切削装置和/或至少一个工件检验装置，其中该工件处理装置、工件切削装置或工件检验装置较优选地配置于该载具组件上，且特别优选地与其固定地机械连接。特别是在本实用新型的架构内，工件处理装置被理解为上位概念，涵盖工件切削装置和/或工件检验装置。因此，术语“处理”被理解为涵盖切削和/或检验的上位概念。这里所提出的工件定位设备的结构设计可特别地用于防止“致动器诱导的本征振动”(actuator-induced eigenvibrations)。通常进一步获得的是包括该定位装置的可动部件、与包括该载具组件和该定位装置的静止部件的质量分布，这对该工件定位设备尤其有利。除此以外，提出的结构设计对商购的定位台而言是典型的，使得所述商购的定位台也可用于该提出的工件定位设备(可能在最经常比较轻微的修改之后)。

将该工件定位设备构造且安装为用于处理、切削、照明和/或检验作为工件的半导体结构、微结构、纳米结构和/或晶圆的工件定位设备尤其有利。在这种情况下，可将该工件定位设备固有的特性与优点发挥到特殊程度。

附图说明

以下将根据附图，说明本实用新型的细部设计、特别是为提出的装置和提出的方法的实施例。附图显示：

图1a为具有滑动处理台的工件定位设备的第一实施例的示意性分解图；

图1b为根据图1a的工件定位设备的侧视图；

图1c为根据图1a的工件定位设备的俯视图；

图2a为具有滑动处理台的工件定位设备的第二实施例的示意性分解图；

图2b为根据图2a的工件定位设备的侧视图；

图2c为根据图2a的工件定位设备的俯视图。

具体实施方式

图1a至图1c所示为用于例如半导体微结构或其它工件的处理台1的第一实施例的示意性分解图。

实际处理通过定位台10完成，该定位台就其基本结构设计而言，大体上与现有技术中常见且在工业上广泛使用的类型的定位台相当。定位台10包括底座21，其通常具有相对较大的质量。底座21用于紧固定位台10的“实际”静止板11，该静止板例如包括用于可动托架的导轨或行进轨。底座21还具有以机械固定式紧固至其上的支持臂14，该支持臂上又以机械固定式紧固处理头40。因此，底座21、支持臂14、定位头40以及定位台10的静止板11互相机械耦合，以形成总成，该总成中无任何部件互相相对移动。当然，这并不排除特别地使处理头40或底座21与实施某些特定相对于“静止底座系统”11、21、40的移动的部件合并。

底座21可用于收容额外组件，特别是用于收容致动器和控制电子装置(单板计算机、控制器等、传感器等)。处理头40还可与各式(次)总成、特别是例如用于处理工件(即，切削、检验、测量、构建、照明等)的总成合并。

两个可动托架12、13(第一可动托架12和第二可动托架13)配置于静止板11上，其可通过相应的致动器(例如，线性马达)而在各自的方向上移动。这里第一可动托架12可相对于静止板11而沿直的平移方向(x方向)线性移动。为此，第一可动托架12可移动地配置于静止板11上。第二可动托架13(y方向)配置于第一可动托架12上而可线性移动(平移移动)。第二可动托架13因此仅与静止板11倾斜地/间接地连接。通过重叠两个线性(平移)移动(其中x轴与y轴在此互相正交；也请参见坐标轴41，该坐标轴被示于图1a至图1c上，以示出环境情况)，待处理工件可在平置x-y平面上(初始)移动。

转台17依序配置于第二可动托架13上，作为定位台10的额外组件，其中转台基座15以机械固定式紧固至第二可动托架13。转台17的转板16可通过致动器(未显示)而相对于转台基座15转动(沿θ方向上旋转移动/参见坐标系41)。

因此，配置于转板16上、工件托座18中的工件除在x-y平面上移动外，也可在θ方向上转动(特别是相对于个别处理头40)。此种可调整性对许多应用已足够(特别是在半导体构建上)。如必要，可通过相应地调整配置于处理头40中的处理总成而发生任何可能需要的“深度变异”(无论任何类型)。因此，在图1a至图1c所示的处理台1的实施例中，实际工件接收区18(转板16上)无法在z方向上作调整。

定位台10的底座21配置于基台(基座组件)22上，以可自由滑动方式移动。例如，基台22由抛光花岗岩板组成(其中也可设想其它材料)。接着例如经由调整底座及其它阻尼组件(例如，充气垫等)，将基台22安装于房屋中。该房室可包含工场、实验室、无尘室或工厂的制造设施。

为使定位台10和底座21相对于基台22以自由滑动方式移动，几个气垫轴承30(在此情况下为四个气垫轴承30)设于该底座的底侧23(置于下方的表面)与基台22的顶侧24(置于上方的表面)之间。为确保气垫轴承30保持于“适当位置”(即，不致向旁边偏离出底座21与基台22之间的间隙)，该“适当位置”可为例如紧固至基台22或底座21。由于底座21所占据的表面通常小于与底座21的底侧23相对的基台22的顶侧24，因此较优选配置于底座21上为。

气垫轴承30提供的自由滑动可移动性(可移动性和/或可旋转性)将防止定位台10的振动经由基台22进入环境，其中所述振动可能在其它机器中造成问题或被耦合回系统。当然，相反地也可防止经由基台22将外部振动引入定位台10中。例如，所述振动可通过相邻安装的机器、路过的员工、行驶经过附近的车辆、暴风雨或相似物所生成。除此以外，通过气垫轴承30提供的自由滑动可移动性(可移动性和/或可旋转性)将防止定位台10的振动被导入基台22中，以及也通过反馈回到定位台10中。

必须注意的是，在定位台10作动期间，工具托座18(位于转台17的转板16上)的移动(移动和/或旋转)将使质量移动。当转台17围绕θ轴旋转时，移动的质量相当于包含待加工工件和转板16(包含工件托座18)的质量总和。如果第二托架13沿y方向移动，则移动的质量相当于包含工件、转台17(包含工件托座18)以及第二可动托架13的质量总和。如果第一可动托架12移动，则移动的质量相当于包含工件、转台17(包含工件托座18)、第二可动托架13以及第一可动托架12的质量总和。为了完整，必须注意的是，个别移动质量的对应加速与制动程序也在“移动”期间产生。根据牛顿定律，讨论中的质量的移动将触发定位台10剩余质量的相应反向移动。因此，发生定位台10的底座21的某些特定移动，其与工件/工件托座18的移动相反。然而，基于变动质量(“剩余”质量在多数情况下确实大于个别移动的质量)，底座21横向往返移动的路径通常确实较小。例如，如果工件/工件托座18移动10cm，这仅造成底座21的1cm位移(引用示意性典型数值)。

在此，底座21的移动相对于基台22以自由滑动方式(包含旋转运动的可能性)进行。

还请注意的是，在通常的工件处理期间，该工件的移动平均来说，已在某种程度上互相抵消(该工件或工件托座18通常经历快速移动顺序)。然而其结果为，定位台10的底座21相对于基台22的移动也“平均上互相抵消”。因此，基台22相对于底座21的“多余边缘”(基台22的顶侧24相对于底座21的底侧23表面的扩展表面)可相对较小。在5cm、10cm、或20cm范围中的凸出边缘通常完全适合于正规操作条件。

即使这种情况由于基台22的顶侧24(置于上方的表面)的微小变形而无法在图1a至图1c中辨识，但是基台22的顶侧24在此处所显示的实施例中包括略凹的形状(碗型)。因此，将存有某些特定的回复力(即使所述回复力相对于因工件/工件托座18的移动而产生的加速度力或加速度反作用力相对较小)，其试图使底座21/定位台10移动回既定零位置(基于位能而稳定平衡)。自然地，基台22的顶侧24也可以包括置于中心平坦、水平对正的表面，且在基台22的边缘区域提供略微抬起的区域(类似于截角锥的中空空间，其“尖端”指向下)。可在此类情形下实现特定的零位置范围。如果定位台10位于此零位置范围，则其处于中性平衡；如果其离开该零位置范围，则将发生定位台10回复至该零位置范围的倾向。图2a至图2c表示处理台2的第二实施例。在此显示的处理台2中总成的较大部份，与图1a至图1c中所显示的处理台1相当。为能更清楚了解，完全相同的附图标记用于相似的总成。然而，这并不意味所述总成必须“完全相同”(即使是这样的情况)。反之，完全相同的附图标记必须理解为意味着，讨论中的部件/总成实施相似(并非必须完全相同；即使可为同一物)功能。因此，在此情况下，所述部件/总成的结构设计也是最常见的。

在根据图2a至图2c表示的处理台2的目前的实施例中，已经历某些特定修改的可商购类型的定位台9以自由滑动且可移动(包含可旋转)的方式配置于基台22的顶侧24上。在本实施例中，气垫轴承30部分地凹陷于底座21的底侧23中。可自由移动性(可移动性/可旋转性)由图2c中的箭头指示。

如同根据图1a至图1c中的实施例的定位台10，在此显示的定位台9包括静止板11，其以机械固定式紧固至底座21。第一可动托架12配置于静止板11上，可在平移方向(x方向；请参见作为示意的坐标系41)移动，且通过相对应的致动器调整。第二可动托架13依序配置于第一可动托架12上，且也可通过致动器而在平移方向(y方向)上移动。示于图2a至图2c的处理台2也具有转台17，其中位于其上方、具有工具托座18的转板16可通过致动器而相对于转台基座15旋转(θ方向，请参见坐标系41)。

在此显示的处理台2的实施例也提供双楔系统19。双楔系统19设于转板16与第二可动托架13之间。双楔系统19的上方楔31与转台17(特别是转台基座15)接合，而同时双楔系统19的下方楔32与第二可动托架13接合。转台17以及因此待加工工件的工件托座18的高度可通过使双楔系统19的两个楔31,32相互替代(使用未示出的致动器)而变化(在z方向上调整)。仅为了完整性，必须注意的是，沿z方向垂直调整也因双楔系统19的“特征”而伴随x-y平面上位移。双楔系统19以此方式对准，使沿z方向的垂直调整伴随沿y方向移动作为额外分量。然而，通过第二可动托架13位置中的相应“修正”而轻易地抵消该沿y方向的移动。为此，控制电子装置仅需将适当的控制命令传送至无论以任何方式呈现的讨论中的致动器。

在此显示的处理台2与图1a至图1c中所示处理台1的另一不同中，基台22的顶侧24具有平坦、水平设计(即，包括无凹面沉陷)。为防止定位台9从基台22滑落，在基台22的顶侧24的外缘区中设置止动框25。单个的橡胶垫26设于止动框25的各个内侧上。因此，止动装置相对较“平缓地”地啮合。如此将防止定位台9曝露于振动下。经过一段时间，定位台9的反复(特别是较强)振动可对定位台9的部件造成损害或导致包括定位台9的组件故障。另外，通过橡胶垫26达成的止动框25平缓啮合也可避免在处理待处理工件时的问题(例如，因冲击载荷所致的有缺陷切削)，尤其当定位台9或定位台9的底座21“此刻”(即，以较低的残留速度)冲击止动框25时。

当然，除在此描述的止动框25以外(或另一选择)，也可设置零位置机构，例如凹面沉陷、具有低弹簧力的机械式弹簧等。

符号说明

1 处理台

2 处理台

9 定位台

10 定位台

11 静止板

12 第一可动托架

13 第二可动托架

14 支持臂

15 转台基座

16 转板

17 转台

18 工件托座

19 双楔系统

20 去耦装置

21 底座

22 基台

23 底侧

24 顶侧

25 止动框

26 橡胶垫

30 气垫轴承

31 上方楔

32 下方楔

40 处理头

41 坐标轴。

Claims (37)

1.一种工件定位设备(1、2)，包括用于定位工件的定位装置以及用于去耦存贮该定位装置的去耦装置(20)，其中该去耦装置包括载具组件(21)和基座组件(22)，该定位装置被配置于该载具组件(21)上，该基座组件(22)用于支持该载具组件(21)，

其特征在于，为使该定位装置施加在该基座组件(22)上的动态作用力去耦，该基座组件(22)支持该载具组件(21)，以滑动方式至少在一定范围中自由地移动。

2.如权利要求1所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该基座组件(22)支持该载具组件(21)，以基本无反作用力地移动。

3.如权利要求1或2所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该载具组件(21)由流体膜支持在该基座组件(22)上。

4.如权利要求3所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该载具组件(21)由液膜、润滑剂膜、油膜、气膜和/或空气膜而支持在该基座组件(22)上。

5.如权利要求3所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，将一个以上的流体膜存贮装置(30)配置在该载具组件(21)与该基座组件(22)之间。

6.如权利要求5所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，每个流体膜存贮装置配置在该载具组件(21)面对该基座组件(22)的侧面(23)上和/或该基座组件(22)面对该载具组件(21)的侧面(24)上。

7.如权利要求5所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，每个流体膜存贮装置为气垫存贮装置。

8.如权利要求1或2所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该定位装置包括静止部件(11)以及相对于该静止部件(11)可移动的至少一个可动部件(12、13、15、16、17、18、19、31、32)，其中该定位装置的所述至少一个可动部件(12、13、15、16、17、18、19、31、32)的质量对该载具组件(21)与该定位装置的静止部件(11)的总体质量的比例为至少1/5。

9.如权利要求1或2所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该定位装置包括静止部件(11)以及相对于该静止部件(11)可移动的至少一个可动部件(12、13、15、16、17、18、19、31、32)，其中该定位装置的所述至少一个可动部件(12、13、15、16、17、18、19、31、32)的质量对该载具组件(21)与该定位装置的静止部件(11)的总体质量的比例为至少1/10。

10.如权利要求1或2所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该定位装置包括静止部件(11)以及相对于该静止部件(11)可移动的至少一个可动部件(12、13、15、16、17、18、19、31、32)，其中该定位装置的所述至少一个可动部件(12、13、15、16、17、18、19、31、32)的质量对该载具组件(21)与该定位装置的静止部件(11)的总体质量的比例为至少1/20。

11.如权利要求1或2所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该定位装置包括静止部件(11)以及相对于该静止部件(11)可移动的至少一个可动部件(12、13、15、16、17、18、19、31、32)，其中该定位装置的所述至少一个可动部件(12、13、15、16、17、18、19、31、32)的质量对该载具组件(21)与该定位装置的静止部件(11)的总体质量的比例为至少1/25。

12.如权利要求1所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该定位装置被构造为，沿至少一个线性轴(x)定位该工件。

13.如权利要求12所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该定位装置被构造为，沿两个线性轴(x、y)或沿三个线性轴(x、y、z)定位该工件。

14.如权利要求12所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该定位装置被构造为，沿至少三个线性轴(x、y、z)且围绕至少一个旋转轴定位该工件。

15.如权利要求1或12所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该载具组件(21)由该基座组件(22)支持，以在至少一个水平方向(x)上跨越至少3cm的范围移动。

16.如权利要求15所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该载具组件(21)由该基座组件(22)支持，以在至少两个水平方向上移动。

17.如权利要求16所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，所述至少两个水平方向(x、y)为互相垂直。

18.如权利要求1或12所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该载具组件(21)由该基座组件(22)支持，以在至少一个水平方向(x)上跨越至少5cm的范围移动。

19.如权利要求1或12所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该载具组件(21)由该基座组件(22)支持，以在至少一个水平方向(x)上跨越至少10cm的范围移动。

20.如权利要求1或12所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该载具组件(21)由该基座组件(22)支持，以在至少一个水平方向(x)上跨越至少20cm的范围移动。

21.如权利要求1或2所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该载具组件(21)能在至少一个最小范围内相对于该基座组件(22)移动，该最小范围从该定位装置的至少一个可动部件(12、13、15、16、17、18、19、31、32)的最大行进路径推知、以及从该定位装置的至少一个可动部件(12、13、15、16、17、18、19、31、32)的质量对该载具组件(21)与该定位装置的静止部件(11)总质量的比例推知。

22.如权利要求1或2所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，至少有一个限制装置用于限制该基座组件(22)与该载具组件(21)之间的可自由移动性。

23.如权利要求22所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，所述至少一个限制装置被构造为平缓的啮合限制装置，和/或该限制装置包括平缓啮合止动装置，和/或包括至少一个弹簧，该弹簧被配置于该载具组件(21)与该基座组件(22)之间。

24.如权利要求23所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，所述至少一个限制装置包括弹簧装置、气垫装置和/或流体阻尼装置。

25.如权利要求23所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，所述至少一个弹簧为水平作用弹簧和/或轻柔啮合弹簧。

26.如权利要求1或2所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该载具组件(21)和/或基座组件(22)被构造为一个块状体。

27.如权利要求26所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该块状体为金属体、铁体、铸铁体、矿物铸件体、钢体、石块、大理石块、玄武岩块、和/或花岗岩块。

28.如权利要求1或2所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该基座组件(22)包括面对该载具组件(21)的存贮表面(24)。

29.如权利要求28所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该存贮表面(24)为水平对准。

30.如权利要求1或2所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，至少一个零位置机构(24)被构造且安装为，将该载具组件(21) 带至相对于该基座组件(22)的既定零位置和/或既定零位置范围中。

31.如权利要求30所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，所述至少一个零位置机构(24)被构造且安装为，在该定位装置的闲置状态下，将该载具组件(21)带至既定零位置和/或既定零位置范围中。

32.如权利要求30所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，所述至少一个零位置机构(24)被构造为弹簧装置、斜置表面装置(24)和/或主动激活的致动器装置。

33.如权利要求1或2所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，至少一个工件处理装置配置于该载具组件(21)上。

34.如权利要求33所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，所述至少一个工件处理装置与该载具组件(21)固定地机械连接。

35.如权利要求33所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，所述至少一个工件处理装置包括至少一个工件切削装置和/或至少一个工件检验装置。

36.如权利要求1或2所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该工件定位设备(1、2)被构造且安装为，用于处理、切削、照明和/或检验作为工件的半导体结构、微结构、纳米结构和/或晶圆。

37.如权利要求33所述的工件定位设备(1、2)，其特征在于，该工件定位设备(1、2)被构造且安装为，用于处理、切削、照明和/或检验作为工件的半导体结构、微结构、纳米结构和/或晶圆。