投影物镜支撑装置以及光刻机设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种投影物镜支撑装置以及使用这种投影物镜支撑装置的光刻机设备，这种投影物镜支撑装置包含有筒壁具有若干层镂空的柔性支座的支座本体，每一层镂空具有若干个网格，相邻两层镂空的网格相互错位，这样使得该支撑装置具有比较合适的刚度，相互错位的网格将所受的载荷分散，即提高了承载能力，同时相互错位的网格又能够吸收振动，减少了振动对物镜的干扰。而使用这种投影物镜支撑装置的光刻机设备，除了具有上述减振的支撑装置，还在主基板与基础框架之间配备减振器，给予光刻机设备双重减振，更好地保障了投影物镜的工作环境。

Projection lens support and photolithography equipment

The present invention provides a projection lens supporting device and supporting device using this projection lithography equipment, the projection lens supporting the support body device comprises a flexible support wall with a plurality of layers of hollow, each layer has a plurality of hollow grid, two adjacent layers of hollow grid are mutually staggered, so that the support device with appropriate stiffness, load will be staggered grid by dispersion, which improves the bearing capacity of the grid are staggered with each other and can absorb vibration, reduce the vibration of the lens interference. The lithography equipment using this projection objective support device has not only the supporting device with the above damping, but also the shock absorber between the main substrate and the basic frame, which can double the vibration of the lithography equipment, and better protect the working environment of the projection objective.

【技术实现步骤摘要】
投影物镜支撑装置以及光刻机设备
本专利技术涉及半导体领域，特别涉及投影物镜支撑装置以及光刻机设备。
技术介绍
光刻机主要是工件台携带硅片或玻璃基片等在物镜下随掩模台保持同步运动，并完成精确的曝光工作的设备。光刻机物镜通过支撑装置安装于主基板上，框架振动(包含地基振动、执行器反力引起的振动等)通过支撑装置传递至物镜，导致物镜结构振动，引起成像的短期误差，危害曝光精度。为减缓外部振动通过主基板向物镜的传递，物镜与主基板之间采用柔性支撑装置连接。柔性机械结构占用空间小，其各向刚度的大小决定能够减缓框架振动的水平；同时柔性机械结构支撑几百到上千公斤的物镜质量，需保证最大应力在材料许用应力安全范围，因此结构设计具有一定的挑战性。随着光刻领域对高精度和高稳定性的不断需求，对各种柔性机械结构进行了不断的探索。美国专利US7554105(B2)提出了一种30Hz柔性机构的避免共振的方法，并提出了一种倒T型柔性机构的设计结构和布局，如图1所示，该专利提出一种两极隔振的系统方案，其中第一级采用主动减振器，用于各类基础框架上的低频振动，第二级采用SoftMount柔性机构装置100，用于隔离主基板上的残余振动加速度。中国专利CN104076612A(申请号201310103211.3)也提出了一种6阶特征频率低于30Hz的柔性装置,并提出了一种采用多个柔性铰链结构组合而成的柔性支座的设计结构，如图2所示。该专利中所描述的多柔性铰链组合200总长度150mm-250mm(实际长度225mm)，总宽度20mm-50mm，总高度80mm-150mm，但其柔性铰链结构对尺寸、材料的偏差比较敏感，制品的刚度一致性较差。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出了一种投影物镜支撑装置以及使用这种投影物镜支撑装置的光刻机设备，使用具有镂空的柔性支座作为支撑装置的主要部分，该镂空结构具有相互错位的网格，能够提供比较合适的刚度。为达到上述目的，本专利技术提供一种投影物镜支撑装置，位于投影物镜与主基板之间，包括围绕所述投影物镜分布的若干组柔性支撑组件，所有所述柔性支撑组件形成的图形的中心位于所述投影物镜的中轴上，每组柔性支撑组件包括一安装在主基板上的柔性支座，所述柔性支座具有一支座本体，所述支座本体为空心的筒柱状，所述支座本体的筒壁设置有若干层镂空，每一层镂空具有若干个网格，相邻两层镂空的网格相互错位。作为优选，所述网格的形状为圆角矩形。作为优选，每一层镂空的网格数不大于八个，相邻两层网格之间的筒壁高度不小于1mm。作为优选，所述柔性支座还包括一与所述投影物镜连接的物镜接口，位于所述支座本体上方；一与所述主基板连接的主基板接口，位于所述支座本体下方。作为优选，所述主基板接口的直径大于所述支座本体的直径。作为优选，所述支座本体为圆筒柱状，所述支座本体的外径为30～50mm，筒壁厚度为3～10mm，所述支座本体的高度为80～150mm，共有3～16层镂空，每一层镂空具有3～8个网格，同一层镂空中相邻两个网格的间距为1～12mm,相邻两层网格之间的筒壁高度为1～12mm，所述网格的圆角直径为3～10mm。作为优选，所述支座本体为椭圆筒柱状，所述支座本体的长外径和短外径皆取值为30～50mm，筒壁厚度为3～10mm，所述支座本体的高度为80～150mm，共有3～16层镂空，每一层镂空具有3～8个网格，同一层镂空中相邻两个网格的间距为1～12mm,相邻两层网格之间的筒壁高度为1～12mm，所述网格的圆角直径为3～10mm。作为优选，所述支座本体的材料为0Cr17Ni7Al、65Mn、4Cr13、60Si2MnA中的任意一种。作为优选，所述柔性支撑组件为三组，三组柔性支撑组件形成等腰三角形，所述等腰三角形的中心位于所述投影物镜的中轴上。作为优选，所述柔性支座的一阶固有频率大于800Hz。作为优选，每组柔性支撑组件还包括一限位支座，其安装在所述主基板上，且位于所述柔性支座远离所述投影物镜的一侧。本专利技术还提供一种光刻机设备，从上至下依次包括投影物镜,用于将图案化曝光能量传递到工件表面；如上所述的投影物镜支撑设备，其一端与所述投影物镜接触，用于支撑所述投影物镜，另一端固定在主基板上；主基板，用于放置工件；减振器，用于减缓光刻机设备受到的振动；基础框架，用于支撑所述主基板和所述减振器；地基。作为优选，所述减振器的特征频率为0.5Hz。作为优选，每组柔性支撑组件还包括若干个阻尼器，设置在所述投影物镜与所述主基板之间。作为优选，所述阻尼器位于所述柔性支座远离所述投影物镜的一侧。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种投影物镜支撑装置以及使用这种投影物镜支撑装置的光刻机设备，这种投影物镜支撑装置包含有筒壁具有若干层镂空的柔性支座的支座本体，每一层镂空具有若干个网格，相邻两层镂空的网格相互错位，这样使得该支撑装置具有比较合适的刚度，相互错位的网格将所受的载荷分散，提高了承载能力，同时相互错位的网格又能够吸收振动，减少了振动对物镜的干扰。而使用这种投影物镜支撑装置的光刻机设备，除了具有上述减振的支撑装置，还在主基板与基础框架之间配备减振器，给予光刻机设备双重减振，更好地保障了投影物镜的工作环境。附图说明图1为现有技术中提供的柔性支撑结构；图2为现有技术中提供的柔性铰链结构；图3为本专利技术提供的光刻机设备结构示意图；图4为本专利技术实施例一柔性支撑组件分布示意图；图5为本专利技术实施例一柔性支座结构示意图；图6为本专利技术实施例一柔性支座主视图；图7为图6中A-A处的剖视图；图8为本专利技术实施例一柔性支座仅受到Z向载荷时的变形仿真图；图9为本专利技术实施例一柔性支座仅受到X和Y向载荷时的变形仿真图；图10a～图10d为本专利技术实施例二柔性支撑组件分布示意图；图11为本专利技术实施例二柔性支座结构示意图；图12为本专利技术实施例二柔性支座主视图；图13为图12中B-B处剖视图；图1中：100-SoftMount柔性机构装置；图2中：200-多柔性铰链组合；本专利技术图示：1-投影物镜、2-主基板、3-柔性支撑组件、31-柔性支座、311-支座本体、3111-网格、312-物镜接口、313-主基板接口、32-限位支座、33-阻尼器、4-减振器、5-基础框架、6-地基；t1-筒壁厚度、t2-网格间距、t3-相邻两层网格的间距、D1-支座本体外径、D2-支座本体长外径、D3-支座本体短外径。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。实施例一请参照图3，本专利技术提供一种投影物镜支撑装置，位于投影物镜1与主基板2之间，用于缓解并吸收主基板2的振动，避免投影物镜1受到影响。该支撑装置主要包括若干组关于投影物镜1中轴对称分布的柔性支撑组件3，以水平方向为X轴，竖直方向为Z轴，垂直于XZ平面的方向为Y轴，建立XYZ三维坐标系。柔性支撑组件3与投影物镜1装配后的RX、RY及RZ模态频率值不仅取决于柔性支撑组件3的三方向刚度，与柔性支撑组件3的布置位置、投影物镜1重心的水平向位置及重心垂向高度也有着密切关系。请参照图4，在本实施例中，设置了三组柔性支撑组件3，其形成了等腰三角形，并且在俯视图中，该等腰三角形的中心与投影物镜1的中心重合。较佳地，三组柔性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投影物镜支撑装置，位于投影物镜与主基板之间，其特征在于，包括围绕所述投影物镜分布的若干组柔性支撑组件，所有所述柔性支撑组件形成的图形的中心位于所述投影物镜的中轴上，每组柔性支撑组件包括一安装在主基板上的柔性支座，所述柔性支座具有一支座本体，所述支座本体为空心的筒柱状，所述支座本体的筒壁设置有若干层镂空，每一层镂空具有若干个网格，相邻两层镂空的网格相互错位。

【技术特征摘要】
1.一种投影物镜支撑装置，位于投影物镜与主基板之间，其特征在于，包括围绕所述投影物镜分布的若干组柔性支撑组件，所有所述柔性支撑组件形成的图形的中心位于所述投影物镜的中轴上，每组柔性支撑组件包括一安装在主基板上的柔性支座，所述柔性支座具有一支座本体，所述支座本体为空心的筒柱状，所述支座本体的筒壁设置有若干层镂空，每一层镂空具有若干个网格，相邻两层镂空的网格相互错位。2.如权利要求1所述的投影物镜支撑装置，其特征在于，所述网格的形状为圆角矩形。3.如权利要求2所述的投影物镜支撑装置，其特征在于，每一层镂空的网格数不大于八个，相邻两层网格之间的筒壁高度不小于1mm。4.如权利要求1所述的投影物镜支撑装置，其特征在于，所述柔性支座还包括一与所述投影物镜连接的物镜接口，位于所述支座本体上方；一与所述主基板连接的主基板接口，位于所述支座本体下方。5.如权利要求4所述的投影物镜支撑装置，其特征在于，所述主基板接口的直径大于所述支座本体的直径。6.如权利要求2所述的投影物镜支撑装置，其特征在于，所述支座本体为圆筒柱状，所述支座本体的外径为30～50mm，筒壁厚度为3～10mm，所述支座本体的高度为80～150mm，共有3～16层镂空，每一层镂空具有3～8个网格，同一层镂空中相邻两个网格的间距为1～12mm，相邻两层网格之间的筒壁高度为1～12mm，所述网格的圆角直径为3～10mm。7.如权利要求2所述的投影物镜支撑装置，其特征在于，所述支座本体为椭圆筒柱状，所述支座本体的长外径和短外径皆取值为30～50mm，筒壁厚度为3～10mm，所述支座本体的高度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵灿武，孙见奇，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31