CN103376666B - 基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装，用于将带有安装法兰的投影物镜装入主基板与测量支架中，所述装配工装包括：第一部分，套设于所述投影物镜的顶部；第二部分，套设于所述投影物镜的底部且位于所述安装法兰的下方；多个连接杆，连接所述第一部分、第二部分转轴，设于所述第一部分中部，位于所述投影物镜之上，所述转轴通过推力轴承与所述第一部分形成转动副。本发明安全有效地解决整体式结构的物镜安装问题，实现了投影物镜准确的安装，缩短了整机集成、主基板和测量支架的装配时间；且改善了整机内部世界的动态性能，提高了光刻机整机分辨率及套刻精度。

Description

基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，尤其是涉及一种基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装及方法。

背景技术

光刻机主基板是整机内部世界中的重要部件，通常采用低热膨胀的殷钢合金(Invar)制造。在主基板的上面装有测量支架和投影物镜，测量支架上表面安装掩模台激光干涉仪。

光刻机通常都采用一种传统分体式内部世界框架，即主基板与测量支架采用螺栓紧固连接方式。这种方法便于在主基板上吊装投影物镜，然而由于采用螺栓连接，主基板与测量支架之间的接触面仅有几处的连接点具有紧固效果，故框架零件之间的连接强度较弱，该光刻机的整机内部世界的刚度和动态性能，不利于光刻分辨率和套刻精度的提高。

另，现在也有提出一种整体式内部世界框架的光刻机，即主基板与测量支架采用焊接或整体铸造形式，该结构虽然提高了连接的可靠性及整机内部世界框架模态值，但由于主基板与测量支架不可拆卸，投影物镜在安装时很容易被测量支架阻挡而造成投影物镜的安装位置不准确甚至于无法装入，导致光刻分辨率和套刻精度的较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：投影物镜在安装时很容易被测量支架阻挡而造成投影物镜的安装位置不准确甚至于无法装入。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装，用于将带有安装法兰的投影物镜装入主基板与测量支架中，所述装配工装包括：

第一部分，套设于所述投影物镜的顶部；

第二部分，套设于所述投影物镜的底部且位于所述安装法兰的下方；

多个连接杆，连接所述第一部分、第二部分；

转轴，设于所述第一部分中部，位于所述投影物镜之上，所述转轴通过推力轴承与所述第一部分形成转动副。

进一步，所述装配工装还包括导杆，所述第二部分上设有导向槽，所述导向槽为一段圆弧形，所述导杆一端固定于主基板，另一端穿设于所述导向槽，在光刻机投影物镜装配过程中起导向作用。

进一步，所述装配工装还包括限位销，所述导向槽侧部设有限位孔，所述限位销穿设所述限位孔以对导杆进行固定限位。

进一步，所述第二部分为一圆形法兰。

进一步，所述导杆为三根，所述导向槽为三个，其均匀对称分布于所述圆形法兰的圆周上。

进一步，所述连接杆为联接螺栓，所述第一部分、第二部分分别开设有多个相互对应的螺栓孔。

进一步，所述第一部分包括相互固定的上部及下部，所述上部及下部端部通过固定件而将上部及下部固定成一体。

进一步，所述上部的圆周上还开设有多个第一螺栓孔，所述第二部分的圆周上还对应开设有多个第二螺栓孔，所述下部的圆周上还对应开设有多个第三螺栓孔，通过所述连接杆分别穿设所述上部的第一螺栓孔、所述下部的第三螺栓孔及第二部分的第二螺栓孔，从而将所述上部、下部及第二部分固定连接起来。

进一步，所述转轴设有连接外部承载力的吊环。

本发明还提供一种如上述基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：安装所述将装配工装，所述第一部分套设于所述固定有安装法兰的投影物镜的顶部，将所述第二部分套设于所述投影物镜的底部且位于安装法兰的下方，通过多个连杆连接所述第一部分、第二部分；

步骤S2：通过外力吊起所述装配工装，将所述投影物镜从主基板与测量支架上方位置逐步竖直下降，当所述投影物镜下降到安装法兰的底部与测量支架顶部同一高度之前，通过设于所述装配工装转动投影物镜，使得所述安装法兰避开所述测量支架的阻挡；

步骤S3：所述投影物镜继续下降，当所述投影物镜下降到安装法兰进入并避开测量支架的阻挡后，再通过所述装配工装反方向转动投影物镜，即安装法兰转到设计安装角度；

步骤S4：所述投影物镜继续下降，直到所述安装法兰与主基板实现正确定位，固定所述投影物镜；

步骤S5：松开连接所述第一部分、第二部分的多个连接杆，拆卸并移出所述第一部分、第二部分，从而完成了本发明基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装的装配工作。

本发明的基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装及方法通过在投影物镜上套设第一部分、第二部分及设于所述第一部分中部的转轴，所述转轴与所述第一部分形成转动副，通过转动副作用转动投影物镜，使得所述安装法兰避开所述测量支架的阻挡后，安全有效地解决整体式结构的物镜安装问题，实现了投影物镜准确的安装，缩短了整机集成、主基板和测量支架的装配时间；另，由于采用整体式主基板与测量支架的框架，有效的抑制了测量支架的振动，改善了整机内部世界的动态性能，提高了光刻机整机分辨率及套刻精度。

附图说明

图1为本发明基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装一实施例的结构示意图；

图2为本发明基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装一实施例的剖视图；

图3为图2中第一部分的结构示意图；

图4为图2中第二部分的结构示意图；

图5为本发明基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装另一实施例的剖视图；

图6A为图5中上部的结构示意图；

图6B为图5中下部的结构示意图；

图7为图2中投影物镜在装入主基板与测量支架中之前的示意图；

图8为图2中投影物镜在装入主基板与测量支架中之后的示意图；

图9为本发明基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

请参阅图1及图2，本发明提出了一种基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装，用于将带有安装法兰102的投影物镜10装入主基板1与测量支架2中，其包括第一部分3、第二部分5及多个连接所述第一部分3、第二部分5的连接杆74，所述第一部分3套设于投影物镜10的顶部，所述第二部分5套设于投影物镜10的底部且位于所述安装法兰102的下方；所述第一部分3中部设有转轴6，位于所述投影物镜10之上，所述转轴6通过推力轴承8与所述第一部分3形成转动副。

请参阅图2至图4，具体地，所述第二部分5上设有导向槽52，所述导向槽52为一段圆弧形，本实施例中所述导向槽52为三个，所述第二部分5为一圆形法兰，所述三个导向槽52均匀对称分布于所述圆形法兰的圆周上；所述第一部分3的圆周上还对应开设有多个第一螺栓孔32，第二部分5的圆周上还对应开设有多个第二螺栓孔51。

所述装配工装还包括导杆72及限位销76，所述导杆72一端固定于主基板1，另一端穿设于所述导向槽52，在光刻机投影物镜装配过程中起导向作用。本实施例中，所述导杆72为三根，所述第一螺栓孔32及第二螺栓孔51为三个，所述连接杆74分别穿设所述第一部分3的第一螺栓孔32及第二部分5的第二螺栓孔51，从而将第一部分3及第二部分5固定连接起来。所述导向槽52侧部设有限位孔(图未示)，所述限位销76穿设所述限位孔以对导杆72进行固定限位。本实施例中，所述连接杆74为联接螺栓。

所述转轴6通过推力轴承8连接于第一部分3，所述转轴6设有吊环9，用于连接外部承载力，以将所述装配工装装入主基板1与测量支架2中。

请参阅图5，图5为本发明基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装另一实施例的剖视图。

与前述实施例不同在于：所述第一部分3包括相互固定的上部31及下部33，所述上部31及下部33均为法兰，其端部通过固定件而将上部31及下部33固定成一体。

请一并参阅图4、图5、图6A及图图6B，所述上部31圆周上开设有三个第一连接孔34，所述下部33的圆周上对应开设有三个第二连接孔35，通过固定件(图未标)穿设所述第一连接孔34及第二连接孔35，从而将上部31连接固定于下部33。本实施例中，所述固定件为联接螺栓。

所述上部31的圆周上还开设有多个第一螺栓孔32，所述第二部分5的圆周上还对应开设有多个第二螺栓孔51，所述下部33的圆周上还对应开设有多个第三螺栓孔36，通过所述连接杆74分别穿设所述上部31的第一螺栓孔32、所述下部33的第三螺栓孔36及第二部分5的第二螺栓孔51，从而将所述上部31、下部33及第二部分5固定连接起来。本实施例中，所述连接杆74为联接螺栓。

请参阅图1至图8，本发明基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装装配工作过程如下：

外力通过吊环9在主基板1与测量支架2上方悬吊固定有投影物镜10的装配工装并逐步竖直下降，当所述装配工装下降到安装法兰102的底部与测量支架2顶部同一高度之前，为了使得安装法兰102避开与测量支架2的阻挡碰撞装入主基板1与测量支架2中，通过扳动导杆72在导向槽52滑动以使投影物镜10旋转，转动角α大小由导向槽52的设计弧度控制(如图6所示)；当导杆72在导向槽52滑动到正向最大位置时，将限位销76穿设所述导向槽52的限位孔进行周向固定，所述装配工装在导杆72的垂向导向作用下，带动投影物镜10沿竖直方向继续下降，当下降到安装法兰102进入并避开测量支架2的阻挡后，再将限位销76从所述导向槽52的限位孔移出，通过扳动导杆72在导向槽52滑动以使投影物镜10及安装法兰102旋转恢复到初始位置(如图7所示)，当导杆72在导向槽52滑动到反向最大位置时，将限位销76穿设所述导向槽52的限位孔进行周向固定；接着，装配工装在外力作用下继续下降，直到投影物镜10的安装法兰102与主基板1实现正确定位；最后，待投影物镜10固定安装于主基板1上后，通过拆卸连接杆74、第一部分3及第二部分5之间的联接螺栓，将第三法兰5从投影物镜10的下方移出，将第一部分3及第二部分5从投影物镜10的上方移出，从而完成了本发明基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装的装配工作。

请参阅图9，本发明还提供一种上述基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配方法，其包括以下步骤：

步骤S1：安装所述将装配工装，所述第一部分套设于所述固定有安装法兰的投影物镜的顶部，将所述第二部分套设于所述投影物镜的底部且位于安装法兰的下方，通过多个连杆连接所述第一部分、第二部分；

步骤S2：通过外力吊起所述装配工装，将所述投影物镜从主基板与测量支架上方位置逐步竖直下降，当所述投影物镜下降到安装法兰的底部与测量支架顶部同一高度之前，通过设于所述装配工装转动投影物镜，使得所述安装法兰避开所述测量支架的阻挡；

步骤S3：所述投影物镜继续下降，当所述投影物镜下降到安装法兰进入并避开测量支架的阻挡后，再通过所述装配工装反方向转动投影物镜，即安装法兰转到设计安装角度；

步骤S4：所述投影物镜继续下降，直到所述安装法兰与主基板实现正确定位，固定所述投影物镜；

步骤S5：松开连接所述第一部分、第二部分的多个连接杆，拆卸并移出所述第一部分、第二部分，从而完成了本发明基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装的装配工作。

相比于现有技术，本发明的基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装及方法通过在投影物镜上套设第一部分及第二部分，所述第一部分中部设有转轴，所述转轴与所述第一部分形成转动副，通过转动副作用转动投影物镜，使得所述安装法兰避开所述测量支架的阻挡后，所述投影物镜下降装入主基板与测量支架中，所述投影物镜与主基板实现正确定位后拆卸所述第一部分及第二部分，其具备以下优点：

(1)采用整体式主基板与测量支架的框架，有效提高了内部世界的模态值，约占10％～15％的比例；

(2)改善了整机内部世界的动态性能，提高了光刻机整机分辨率及套刻精度；

(3)有效的抑制了测量支架的振动，提高了掩模台激光干涉仪的测量精度；

(4)安全有效地解决整体式结构的物镜安装问题，实现了投影物镜准确的安装；

(5)缩短了整机集成、主基板和测量支架的装配时间。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (9)

1.一种基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装，用于将带有安装法兰的投影物镜装入主基板与测量支架中，所述装配工装包括：

第一部分，套设于所述投影物镜的顶部；

第二部分，套设于所述投影物镜的底部且位于所述安装法兰的下方；

多个连接杆，连接所述第一部分、第二部分；

转轴，设于所述第一部分中部，位于所述投影物镜之上，所述转轴通过推力轴承与所述第一部分形成转动副，其特征在于，所述装配工装还包括导杆，所述第二部分上设有导向槽，所述导向槽为一段圆弧形，所述导杆一端固定于主基板，另一端穿设于所述导向槽，在光刻机投影物镜装配过程中起导向作用。

2.根据权利要求1所述的基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装，其特征在于，所述装配工装还包括限位销，所述导向槽侧部设有限位孔，所述限位销穿设所述限位孔以对导杆进行固定限位。

3.根据权利要求2所述的基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装，其特征在于，所述第二部分为一圆形法兰。

4.根据权利要求3所述的基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装，其特征在于，所述导杆为三根，所述导向槽为三个，其均匀对称分布于所述圆形法兰的圆周上。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装，其特征在于，所述连接杆为联接螺栓，所述第一部分、第二部分分别开设有多个相互对应的螺栓孔。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装，其特征在于，所述第一部分包括相互固定的上部及下部，所述上部及下部端部通过固定件而将上部及下部固定成一体。

7.根据权利要求6所述的基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装，其特征在于，所述上部的圆周上还开设有多个第一螺栓孔，所述第二部分的圆周上还对应开设有多个第二螺栓孔，所述下部的圆周上还对应开设有多个第三螺栓孔，通过所述连接杆分别穿设所述上部的第一螺栓孔、所述下部的第三螺栓孔及第二部分的第二螺栓孔，从而将所述上部、下部及第二部分固定连接起来。

8.根据权利要求1、2、3或4所述的基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装，其特征在于，所述转轴设有连接外部承载力的吊环。

9.一种利用权利要求1所述装配工装进行基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜的装配方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：安装所述将装配工装，所述第一部分套设于所述固定有安装法兰的投影物镜的顶部，将所述第二部分套设于所述投影物镜的底部且位于安装法兰的下方，通过多个连杆连接所述第一部分、第二部分；

步骤S2：通过外力吊起所述装配工装，将所述投影物镜从主基板与测量支架上方位置逐步竖直下降，当所述投影物镜下降到安装法兰的底部与测量支架顶部同一高度之前，通过设于所述装配工装转动投影物镜，使得所述安装法兰避开所述测量支架的阻挡；

步骤S3：所述投影物镜继续下降，当所述投影物镜下降到安装法兰进入并避开测量支架的阻挡后，再通过所述装配工装反方向转动投影物镜，即安装法兰转到设计安装角度；

步骤S4：所述投影物镜继续下降，直到所述安装法兰与主基板实现正确定位，固定所述投影物镜；

步骤S5：松开连接所述第一部分、第二部分的多个连接杆，拆卸并移出所述第一部分、第二部分，从而完成了本发明基于整体式主基板与测量支架的光刻机投影物镜装配工装的装配工作。