CN113192873B - 柔性连接机构、微动台机构及半导体设备 - Google Patents

Abstract

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***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。

Description

柔性连接机构、微动台机构及半导体设备

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。

作为本发明的进一步改进，侧向气浮本体向内凹设沿Z向布置并用于部分收容弹性件的收容槽，下连接片部分水平横置于收容槽，并与侧向气浮本体横向固定连接，第一连接件的横向向外凸伸设置与上连接片连接的上限位片，收容槽的底部横向向内凸伸设置与下连接片连接的下限位片，上限位片与下限位片之间设置一沿Z向同轴布置的弹性件。

作为本发明的进一步改进，第一侧向气浮组件靠近第一连接件的内侧设置支架，第一连接件的横向向外凸伸设置上下布置的上限位片与下限位片，支架与上限位片之间以及支架与下限位片之间均设置一沿Z向同轴布置的弹性件。

基于相同发明思想，本申请还揭示了一种微动台机构，包括：

支撑底座，

设置于支撑底座上的两组X向导引机构，

被两组X向导引机构滑动连接并悬置于支撑底座上方的Y向导引机构，以及工作台；

Y向运动机构包括驱动工作台沿Y向作往复运动的横梁，横梁端部设置如上述任一项发明创造所揭示的柔性连接机构。

最后，本申请还揭示了一种半导体设备，包括：

至少一个如上述任一项发明创造所揭示的微动台机构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

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，由于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，因此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。

附图说明

图1为本发明包含柔性连接机构的微动台机构的立体图；

图2为图1中圈B的局部放大示意图；

图3为本发明柔性连接机构的立体图；

图4为图3所示出的柔性连接机构的俯视图；

图5为沿图4中A-A向的剖视图；

图6为本发明包含柔性连接机构的微动台机构的主视图；

图7为包含弹性件的第一侧向气浮组件的立体图；

图8为与第一侧向气浮组件横向装配的第一连接件的立体图；

图9为第一侧向气浮组件与第一连接件装配后的立体图；

图10为图7所示出的弹性件在一种实施例中的立体图；

图11为图7所示出的弹性件在另一种实施例中的立体图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“正方向”、“负方向”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实用新型和简化描述，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发明的限制。术语“以上”包含本数。

实施例一：

参图1至图5、图7至图10所示，本实施例示出了本发明一种柔性连接机构的一种具体实施方式。

柔性连接机构，对工作台6执行Rz向解耦，柔性连接机构配置于对驱动工作台6沿Y向运动的横梁8端部与X向导引机构之间。柔性连接机构包括：设置于横梁8的一端端部的解耦机构，以及设置于横梁8的另一端端部的第一底部气浮模块501。解耦机构包括：设置于横梁8端部的第一连接件51与第二连接件52，设置于第一连接件51外侧的第一侧向气浮组件11，以及弹性件25a(或者弹性件25b)，且弹性件25a(或者弹性件25b)的数量并不需要作具体限定。第一侧向气浮组件11与第一连接件51通过弹性件25a柔性连接。

弹性件25a沿Z向呈竖直状态布置，且弹性件25a沿Z向的一端连接第一侧向气浮组件11，另一端连接第一连接件51。第一连接件51与第二连接件52的底部均设置第一底部气浮模块501。弹性件25a包括沿Z向上下布置的上连接片251与下连接片252，以及设置于上连接片251与下连接片252之间的弹性伸缩组件。

弹性件25a基于上连接片251与下连接片252沿Z向发生接近或者远离的伸缩运动，形成沿Z向形成形变量，弹性件25a基于上连接片251与下连接片252沿C轴发生转动，形成XY向所在平面上的扭转量。弹性伸缩组件沿Z向作旋转和/或弹性伸缩。弹性伸缩组件始终围绕图7中的C轴，并沿C1方向作逆时针转动(或者反向于C1方向作顺时针转动)，弹性伸缩组件的旋转方向为XY向所定义的空间平面。弹性伸缩组件的伸缩方向则是沿着C轴的方向予以伸长或者缩短，其中，C轴与Z向平行。

因此，弹性件25a作旋转与弹性伸缩所在的运动副是独立的，且独立于包含横梁8的Y运动基座9沿X向的平移运动，也独立于Y运动基座9上方的工作台6沿Y向的平移运动。例如，当工作台6视为光刻设备的曝光台时，工作台6承载的晶圆。在执行曝光过程中，两个X向直线电机定子3被固定在两个平行设置的X向导轨2上且不发生移动，两个X向直线电机动子4发生错位运动(即两个X向直线电机动子4非同步运动)时，横梁8能够在Rz向转动。此时可通过对两个X向直线电机的控制(现有技术)纠正错位运动现象，并确保工作台6承载的晶圆在Rz向上保持位置。

第一连接件51与第二连接件52在俯视角度上的延伸方向与X向同向，在第一连接件51与第二连接件52的底部均设置第一底部气浮模块501。第一连接件51与第二连接件52的端部设置压缩空气的输入孔(未示出)，以向输入孔输入大约0.1Mpa的压缩空气并最终由第一底部气浮模块501将压缩空气向下喷出以形成向下气流。第一底部气浮模块501向下形成气流以整体地将第一连接件51、第二连接件52、横梁8及工作台6以悬空方式横置于支撑底座1的上表面101的上方，以形成间隙110。

结合图1至图3所示，X向导引机构包括：水平且平行布置的X向导轨2及设置于X向导轨2上方的X向直线电机定子3，以及水平嵌入X向直线电机定子的X向直线电机动子4，X向直线电机动子4设置于第一连接件51及第二连接件52上方。X向直线电机定子3形成向内设置的X向定子壳体31,32，并形成供X向直线电机动子4水平向外设置并水平延伸入X向定子壳体31,32所形成的收容轨道301中的X向动子本体41。X向直线电机动子4的侧部设置电源接口43,44以及控制信号接口42。第二连接件52沿Y向与同侧设置的X向导轨2横向隔离，并形成第二横向间隙201。第二连接件52的外侧不设置第一侧向气浮组件11，以降低Y向长度及体积。

X向直线电机定子3收容并支撑X向动子本体41，从而通过驱动X向动子本体41沿X向直线电机定子3的纵长延伸方向驱动位于X向直线电机动子4下方的第一连接件51与第二连接件52。X向导轨2横向隔离夹持并引导横梁8整体沿X向作往复运动。工作台6被横梁8内部所设置的Y向导引机构独立驱动，并最终驱动工作台6沿Y向作独立的水平往复运动。

图3虚线立体区域100与虚线立体区域200中的组件分别被图1中的两组X向直线电机定子3及X向导轨2沿Y向所夹持，并通过两个由X向直线电机定子3与X向直线电机动子4所组成的平行设置的两个X向直线电机，以及一个由Y向直线电机定子71及Y向直线电机动子72所组成的Y向直线电机7整体地驱动工作台6沿XY向作直线运动，从而实现通过两个X向直线电机及一个Y向直线电机(即三个直线电机)对工作台6实现XY向的平行移动。

结合图1、图4、图7至图9所示，第一侧向气浮组件11包括侧向气浮本体111及侧向气浮模块112。侧向气浮模块112横向悬空并贴合X向导轨2的内侧面222运动。侧向气浮模块112面向X向导轨2的外侧面1121形成密集排布的微孔，以形成横向向外的气流，并将侧向气浮模块112与X向导轨2横向隔离。鉴于微孔尺寸较小，故微孔未示出。侧向气浮本体111向内凹设沿Z向布置并用于部分收容弹性件25a的收容槽113。收容槽113沿水平方向的横截面呈半圆形或者近似半圆形。下连接片252部分水平横置于收容槽113并与侧向气浮本体111横向固定连接，第一连接件51的横向向外凸伸设置与上连接片251连接的上限位片502。收容槽113的底部横向向内凸伸设置与下连接片252连接的下限位片503，上限位片502与下限位片503之间设置一沿Z向同轴布置的弹性件25a(或者弹性件25b)。

参图7、图8及图10所示，在本实施例中，弹性件25a的上连接片251的上表面设置垂直贯穿或者部分贯穿上连接片251的连接孔2511，下连接片252的下表面设置垂直贯穿或者部分贯穿下连接片252的连接孔2521。上限位片502向外水平凸伸设置的上限位片502环形设置垂直贯通上限位片502的安装孔5021，以通过螺栓连接上限位片502与上连接片251。下限位片503设置与连接孔2521匹配的连接孔(未示出)，通过螺栓或者螺钉垂直贯穿下限位片503的连接孔及下连接片252的连接孔2521，以将下限位片503与下连接片252可靠连接。使用螺栓或者螺钉垂直贯穿上限位片502的安装孔5021及上连接片251的连接孔2521，以将上连接片251与上限位片502可靠连接，从而实现第一侧向气浮组件11与第一连接件51通过沿Z向布置的弹性件25a柔性连接。上限位片502与下限位片503沿Z向夹持并连接该弹性件25a。

在本实施例中，该第一连接件51的顶部设置凸台506，X向直线电机动子4抵靠在凸台506的外侧，并与第一连接件51的顶面505贴合。第二连接件52的顶部同样也可设置类似的凸台(未示出)。第一连接件51靠近横梁8的内侧面504上开设若干整体沿Y向贯穿第一连接件51的通孔507，横梁8沿Y向延伸方向的末端设置于通孔507匹配的盲孔(未示出)，从而通过螺栓或者螺钉贯穿第一连接件51的通孔507，并与横梁8端部的盲孔螺接固定。第二连接件52与横梁8的连接及固定方式参比相同实现。

结合图10所示，该弹性伸缩组件由两个以上连接上连接片251与下连接片252的螺旋体(即螺旋体253与螺旋体254)组成，螺旋体253,254沿Z方向轴对称分布。螺旋体253与螺旋体254之间形成螺旋形间隙250。弹性件25a沿Z向呈垂直姿态布置，其顶部连接第一连接件51，底部连接第一侧向气浮组件11。在弹性伸缩组件在旋转过程中直接导致上连接片251与下连接片252沿C轴发生转动，并在转动过程中迫使弹性伸缩组件伸长或者缩短。在本实施例中，采用双螺旋体结构的弹性件25a，有利于保持弹性伸缩组件在旋转及弹性伸缩过程中始终保持围绕图7中的C轴运动(即保证了弹性伸缩组件的转动中心轴始终保持严格垂直姿态)，从而提高了该弹性伸缩组件在工作台6执行XY向高速平移运动过程中沿由XY向定义的水平面上的刚度。

在本实施例中，由于弹性伸缩组件的一端通过下连接片252与第一侧向气浮组件11连接，另一端通过上连接片251与第一连接件51连接，因此弹性伸缩组件执行旋转及弹性伸缩所形成的运动副不会受到工作台6沿X向和/或Y向运动的干扰，且是独立作动。第一连接件51上方所配置的X向直线电机动子4与第二连接件52上方所配置的X向直线电机动子4整体驱动横梁8及工作台6沿X向作直线运动过程中，即使发生错位运动(即两个X向直线电机动子4非同步运动)时，横梁8能够在Rz向转动并同时带动Y向运动基座9沿XY向所定义出的平面内发生扭动。

横梁8在Rz向的转动不会直接导致工作台6在Rz向上发生转动，由于第一侧向气浮组件通过弹性件25a柔性连接设置于横梁8一端端部的第一连接件51，通过弹性件25a沿Z向在旋转过程中的旋转中心不发生变化，弹性件25a的两个以上的螺旋体沿Z向收到两侧压力后沿Z向发生伸长或者缩短所导致的纵向形变量独立于X向导引机构及Y向导引机构，从而解除了工作台6和横梁8之间的旋转耦合，从而通过横梁8的一端端部所设置的解耦机构对横梁8实现Rz向解耦，并确保了工作台6沿Rz向具有固定的旋转中心。当两个X向直线电机动子4同步运动时，驱动整个横梁8及沿横梁8的Y向作直线运动的工作台6整体地沿X向作高速且稳定的平移运动。

实施例二：

结合图6及图11所示，本实施例示出了本发明一种柔性连接机构的一种变形实施例。

如图11所示，本实施例与实施例一所揭示的柔性连接机构相比，其主要区别在于，在本实施例中，第一侧向气浮组件11与第一连接件51通过弹性件25b柔性连接。弹性件25b包括沿Z向上下布置的上连接片251与下连接片252，以及设置于上连接片251与下连接片252之间的弹性伸缩组件。具体的，弹性伸缩组件由连接上连接片251与下连接片252的空心柔性柱255组成，空心柔性柱255的侧部开设两个以上沿Z方向轴对称分布的螺旋镂空部256。相对于实施例一中的弹性件25a，本实施例中的采用具螺旋镂空部256的空心柔性柱255所构成弹性件25b，能够提供沿C轴方向形变量更小的调节，以使得该弹性伸缩组件具有更大的刚度。

第一侧向气浮组件11靠近第一连接件51的内侧设置支架114，第一连接件51的横向向外凸伸设置上下布置的上限位片502与下限位片503，支架114与上限位片502之间以及支架114与下限位片503之间均设置一沿Z向同轴布置的弹性件25a和/或弹性件25b。支架114与上限位片502之间，支架114与下限位片503之间可设置相同的弹性件25a或者弹性件25b，也可分别设置弹性件25a与弹性件25b。

结合图6与图7所示，作为一种合理变形，下限位片503既可以是与第一连接件51横向向外凸伸设置并与第一连接件51连接，还可以将下限位片503作为侧向气浮本体111的一部分，并侧向向内凸伸设置。进一步的，该支架114还可以视为第一连接件51的一部分并横向向外设置，而将上限位片502与下限位片503视为侧向气浮本体111的一部分，并横向向内凸伸设置于收容槽113的上下两端端部。

在本申请的各实施例中，沿Y向自横梁8的两端朝向工作台6的方向视为“横向向内”，沿Y向自工作台6朝向横梁8的两端的方向视为“横向向外”。

如图6所示，仅在横梁8的一端端部设置包含一个或者两个或者数量更多的包含弹性伸缩组件的弹性件25a(或者弹性件25b)，而在横梁8远离设置弹性件25a(或者弹性件25b)的另一端端部的第二连接件52仅通过Y向直线电机动子4与Y向直线电机定子3连接，且第二连接件52底部所设置的一个或者多个第一底部气浮模块501悬置于支撑底座1的上表面101，以形成间隙110。诸如第一侧向气浮组件11对Y向安装空间具有更大的要求。因此，本实施例所揭示的柔性连接机构不仅简化了包含柔性连接机构的微动台机构的制造成本，更能够显著地缩小Y向导引机构沿Y向的尺寸，从而整体地缩小了下述实施例三所示出的微动台机构的尺寸。

本实施例所揭示的柔性连接机构与实施例一中具有相同部分的技术方案，参实施例一所述，在此不再赘述。

实施例三：

基于实施例一和/或实施例二所揭示的一种柔性连接机构的技术方案，本实施例示出了一种微动台机构。

结合图1至图6所示，在本实施例中，一种微动台机构，包括：

支撑底座1，设置于支撑底座1上的两组X向导引机构，被两组X向导引机构滑动连接并悬置于支撑底座1上方的Y向导引机构，以及工作台6。Y向运动机构包括驱动工作台6沿Y向作往复运动的横梁8，且该横梁8端部设置如实施例一和/或实施例二所揭示的柔性连接机构。

结合图4与图5所示，该Y向导引机构包括：与工作台6连接的Y向运动基座9，沿Y向横向贯穿Y向运动基座9的横梁8，以及设置于工作台6与横梁8之间的Y向驱动机构7。Y向驱动机构7包括与横梁8连接的Y向直线电机定子71以及设置于工作台6下方的Y向直线电机动子72。Y向直线电机动子72固定连接于工作台6下方，并随着Y向直线电机定子71与Y向直线电机动子72发生直线相对运动，驱动工作台6沿Y向作水平往复运动。

结合图5与图6所示，Y向运动基座9与工作台6共同围合横梁8，Y向运动基座9包括悬置于支撑底座1上方的底座92及与底座92一体式连接的两个侧壁91，横梁8包括横梁底座81及自横梁底座81向上设置的折弯部82。支撑底座1可选用大理石组件。底座92的底部设置第二底部气浮模块921，以在底座92与支撑底座1之间形成第一纵向间隙910。折弯部82的侧面设置第二侧向气浮组件821，以至少在折弯部82与侧壁91之间形成第一横向间隙822。

优选的，在本实施例中，可在横梁底座81的底部设置第三底部气浮模块811，以同时在折弯部82与侧壁91之间以及横梁底座81与底座92之间分别形成第一横向间隙822与第二纵向间隙842。第二底部气浮模块921与第三底部气浮模块811沿Y向相对于工作台6呈对称分布。横梁8悬置于底座92的上表面912，以在横梁底座81与底座92之间形成第二纵向间隙842。

结合图1所示，侧壁91的端部设置压缩空气的输入孔911，以向输入孔911输入大约0.1Mpa的压缩空气并最终由第二底部气浮模块921将压缩空气向下喷出以形成向下气流，以形成第一纵向间隙910。需要说明的是，第二底部气浮模块921可以省略，以仅仅通过位于横梁8两端端部所设置的第一连接件51与第二连接件52底部所设置的第一底部气浮模块501所形成的间隙110，从而整体地承托并确保Y向导引机构悬空于支撑底座1上方，并由横梁8两侧的两个X向导引机构驱动Y向导引机构沿X向作整体平移运动。横梁8通过三侧气浮，隔离Y向运动基座9，以通过Y向运动基座9携带工作台6在横梁8的约束及导引下沿Y向作往复运动。

在本实施例中，由于Y向运动基座9具有X向、Y向及Rz向三个方向自由度，支撑底座1的底部设置力矩补偿装置400。力矩补偿装置400用于对悬空于支撑底座1上方的Y向运动基座9执行力矩补偿。横梁8在X向导引机构的驱动下整体地沿X向运动。Y向运动基座9在XY向基于X向直线电机及Y向直线电机所执行加速运动或者减速运动所产生的Rz向附加扭矩会通过位于两侧的X向导引机构及X向导轨2传递至支撑底座1上，此时通过力矩补偿装置400对Y向运动基座9予以力矩补偿，以抵消Y向运动基座9的惯性。

Y向导引机构两端底部悬空于支撑底座1上方，横梁8的一端端部所设置位于第一连接件51外侧的第一侧向气浮组件11与X向导轨2横向隔离并形成横向间隙(未标记)，而位于横梁8另一端端部的第二连接件52仅在其设置若干第一底部气浮模块501，且第二连接件52顶部通过另一个X向直线电机限制Y向导引机构及其包含的横梁8沿Y向发生运动，并对工作台6起到了隔振减震作用，并确保了Y向导引机构沿Y向的整体刚度。工作台6在被两个X向直线电机及一个Y向直线电机高速驱动过程中，工作台6的沿X向、Y向及Rz向最终运动精度误差可控制在1～2纳米左右，从而使得工作台6运动可靠性及运动精度，满足晶圆在光刻工艺(Photo)对工作台6迅速地运动到期望位置，并确保工作台6的实际位置与期望位置保持一致。

同时，由于第一侧向气浮组件11与第一连接件51通过弹性件25a(或者弹性件25b)柔性连接，可借助弹性件25a(或者弹性件25b)沿Z向发生纵向的形变量(即沿Z向发生的压缩与伸长)及发生横向的扭转量(即沿XY向所在的水平面发生的顺时针或者逆时针的转动)，最终实现工作台6在X向及Y向的解耦。当横梁8及Y向运动基座9驱动工作台6沿X向运动以及Y向运动基座9在Y向驱动机构的驱动下驱动工作台6沿Y向运动所形成的粗运动过程。由于X向直线电机(由X向直线电机定子3与X向直线电机动子4组成)及Y向直线电机(由Y向直线电机定子71与Y向直线电机动子72组成)的行程较长，其磁铁及动子均具有Rz向的偏差容忍范围。借助仅设置在横梁9一端端部的弹性件25a(或者弹性件25b)实现横梁8在Rz向的转动不会导致工作台6在Rz向上的转动及沿Z向的跳动，从而解除了工作台6与横梁8之间的旋转耦合，从而最终实现了工作台6在Rz向自由度的完全解耦。

本实施例中的工作台6可被理解为光刻设备中的掩模样片相对运动台、掩模样片整体运动台或者承片台，从而提高对晶圆的套刻精度及产率；同时，该工作台6还可被理解为晶圆等半导体器件制造过程中所需要的缺陷检测设备或者测量设备中所包含的实现XY向运动并用于承载晶圆的载台。

本实施例所揭示的微动台机构与实施例一和/或实施例二中具有相同部分的技术方案，参实施例一和/或实施例二所示，在此不再赘述。

实施例四：

本实施例揭示了一种半导体设备的一种具体实施方式。

在本实施例中，一种半导体设备，包括：至少一个如实施例三所揭示的微动台机构。该半导体设备可用于晶圆等半导体器件制造过程中的光刻设备或者检测设备。

本实施例所揭示的半导体设备与实施例一至实施例三中具有相同部分的技术方案，参实施例一至实施例三所述，在此不再赘述。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种柔性连接机构，对工作台执行Rz向解耦，所述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；其特征在于，所述柔性连接机构包括：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；

所述解耦机构包括：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；

所述第一侧向气浮组件与所述第一连接件通过所述弹性件柔性连接；

所述第一连接件与第二连接件的底部均设置所述第一底部气浮模块；所述弹性件包括沿Z向上下布置的上连接片与下连接片，以及设置于所述上连接片与下连接片之间的弹性伸缩组件，所述弹性伸缩组件沿Z向作旋转和/或弹性伸缩。

2.根据权利要求1所述的柔性连接机构，其特征在于，所述弹性伸缩组件由两个以上连接所述上连接片与下连接片的螺旋体组成，所述螺旋体沿Z方向轴对称分布。

3.根据权利要求1所述的柔性连接机构，其特征在于，所述弹性伸缩组件由连接所述上连接片与下连接片的空心柔性柱组成，所述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。

4.根据权利要求2或者3所述的柔性连接机构，其特征在于，所述X向导引机构包括：水平且平行布置的X向导轨，设置于所述X向导轨上方的X向直线电机定子，以及水平嵌入所述X向直线电机定子的X向直线电机动子；

所述X向直线电机动子设置于所述第一连接件及第二连接件上方；

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

5.根据权利要求4所述的柔性连接机构，其特征在于，所述侧向气浮本体向内凹设沿Z向布置并用于部分***述弹性件的收容槽，所述下连接片部分水平横置于所述收容槽，并与所述侧向气浮本体横向固定连接，所述第一连接件的横向向外凸伸设置与所述上连接片连接的上限位片，所述收容槽的底部横向向内凸伸设置与所述下连接片连接的下限位片，所述上限位片与下限位片之间设置一沿Z向同轴布置的所述弹性件。

6.根据权利要求4所述的柔性连接机构，其特征在于，所述第一侧向气浮组件靠近所述第一连接件的内侧设置支架，所述第一连接件的横向向外凸伸设置上下布置的上限位片与下限位片，所述支架与所述上限位片之间以及所述支架与所述下限位片之间均设置一沿Z向同轴布置的所述弹性件。

7.一种微动台机构，其特征在于，包括：

支撑底座，

设置于所述支撑底座上的两组X向导引机构，

被所述两组X向导引机构滑动连接并悬置于所述支撑底座上方的Y向导引机构，以及工作台；

所述Y向运动机构包括驱动工作台沿Y向作往复运动的横梁，所述横梁端部设置如权利要求1至6中任一项所述的柔性连接机构。

8.一种半导体设备，其特征在于，包括：

至少一个如权利要求7所述的微动台机构。