一种小型重力补偿器的研究

齐芊枫，方 洁，吴立伟，夏 海

(上海微高精密机械工程有限公司，上海 201203)

随着光刻技术的进步和半导体工业快速发展，对于光刻设备的基本性能指标——焦深、产率要求不断提升。目前，光刻机整机架构体系逐步发展成为几个减振隔振的独立内部世界与基础框架等外部世界的结合体。以工件台分系统为例，曝光台用于承载待曝光的硅片，同时还包含零位、对准和调焦调平等功能。如何使承片台在曝光过程中免受工件台内部大推力执行器扰动和来自地基噪声的基础框架扰动至关重要。重力补偿装置即在此背景下发展起来的新型结构，通过主动减振与被动隔振结合的方式，使工件台承片台成为独立的内部减振系统。

1 技术关键点

（1）高精密定位控制技术：重力补偿器平台通过3个气动执行器和3个音圈电机的耦合控制，实现垂向三自由度高精密主动减振隔振。同时，还可以实现垂向与水平向的运动解耦。通过重力补偿装置对隔振平台的重力平衡补偿，进而在音圈电机的驱动下实现隔振平台高精密、超高精密的垂向定位控制。

（2）高精密主动减振隔振技术：以恒压室为驱动源，径向气浮为导向，平面气浮为运动自由度解耦的精密气浮结构设计，保证重力补偿装置的动定子间无机械接触，无振动传递和串扰力。对于精密气浮零件需要进行精密的工艺参数设计和分析、气浮特性仿真实现气浮参数设计、以及精密的加工制造，从而实现减振系统的低共振频率，接近-40dB振动衰减能力。……