CN106292193A - 吸振装置及吸振方法、光刻机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸振装置及吸振方法，包括壳体、铁芯，所述壳体内设置有相互贯通的第一腔室和第二腔室，第一腔室内设置有磁流变弹性体，位于所述第二腔室的铁芯缠绕有励磁线圈。本发明通过励磁线圈的电流的大小控制所述磁流变弹性体的刚度变强或变弱，以保证吸振装置的振动频率与振动源的振动频率相一致，降低振动敏感位置的振动幅值。本发明还公开了一种光刻机系统，依次包括地基、基础框架、一级减振器、主基板、法兰，二级减振器、光刻投影物镜以及设置于光刻投影物镜的模态节点位置的吸振装置，该光刻机系统能够对光刻投影物镜产生的振动进行吸振，特别是对绕水平方向的吸振效果较佳。

Description

吸振装置及吸振方法、光刻机系统

技术领域

本发明涉及半导体制造装备领域，特别涉及一种吸振装置及吸振方法，以及应用该吸振装置的光刻机系统。

背景技术

目前吸振器应用地较广泛，分有被动式、半主动式和主动式吸振器等。

在光刻技术领域中，光刻机系统在工作过程中，工件台和掩模台分别以投影物镜的两面一轴为基准，其中，两面一轴是指物面、焦面和光轴，在控制系统的驱动下，按要求的精度实现工件台与掩模台之间的相对位置以及两者相对曝光系统的位置。由于光刻机具有高定位精度、高同步运动精度的特点，任何外界振动的传入和内部振动的干扰，都会引起两者之间或者两者相对物镜位置的短暂错位，这将会严重影响光刻成像质量。引起曝光系统成像精度的因素有如下：地基振动的传入、运动台的运动反力、外部噪声等。为了消除各种振动因素对光刻机曝光质量的影响，就要对整机系统采取有效的隔振和减振措施。通常的解决办法是设法将光刻机的曝光单元，其中曝光单元主要包括照明系统、掩模台、物镜和工件台，通过一套减振器同地基隔离开来，这样就可以降低外界振动的传入。

随着大规模集成电路器件集成度的提高，光刻工作分辨力要求愈来愈高，即要求光刻机曝光系统的稳定性、测量系统的准确性和运动平台的精度也得愈来愈高，并且工作波长也愈来愈短。进入纳米精度后，光刻分辨率对振动的影响已相当敏感。投影物镜作为光刻机中最精密部件及基准，对环境振动的要求非常苛刻，通过减振器实现的单级减振已不能满足其性能需求。

通常情况下，物镜系统通过法兰与主基板刚性连接，法兰的位置偏于物镜长筒型结构的中下游，即重心下面，这种长筒型物镜结构由固定支撑法兰分割成上、下两端悬出结构，上、下两端悬出结构频率均不高，结构振动均会表现为绕水平向的转动，造成物镜顶端、法兰接口、底端三点的位移偏差，从而影响物镜的成像精度。

针对以上问题，现有技术中提出一种物镜主动阻尼器，包括主动阻尼块、传感器、致动器，形成一个反馈回路，可以降低投影系统较高频段的振动，但其控制带宽、稳定性都受一定的限制，需要施加外加作用力去降低振动，控制算法复杂，并且其一般用于连接物镜法兰和主基板，对物镜顶端的振动量级的降低效果不是很明显。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种直接作用于振动体敏感位置的吸振装置，能大幅度降低外界干扰对振动体振动的影响。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种吸振装置，包括采用具有导磁性的硅钢制作的壳体，所述壳体内设置有相互贯通的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室内设置有磁流变弹性体，还包括贯穿于所述磁流变弹性体、第二腔室、壳体的具有导磁性的铁芯，所述铁芯的两端露出于所述壳体之外，位于所述第二腔室的铁芯缠绕有励磁线圈。

进一步的，本发明的吸振装置，所述壳体的外围至少部分设置有隔绝磁性的隔离套，所述铁芯的两端露出于所述隔离套之外。

进一步的，本发明的吸振装置，露出于所述壳体之外的铁芯的其中一端固定设置有连接件。

进一步的，本发明的吸振装置，远离所述连接件的铁芯的一端与所述壳体之间设置有线性轴承或钢圈。

进一步的，本发明的吸振装置，远离所述连接件铁芯穿射于所述壳体的通孔。

进一步的，本发明的吸振装置，远离所述连接件的铁芯的一端与所述壳体之间也设置有磁流变弹性体。

进一步的，本发明的吸振装置，所述第一腔室的端面与所述壳体的端面不相通。

进一步的，本发明的吸振装置，还包括传感器，以获取振动体的振动信号，所述传感器连接于控制器，所述控制器将所述吸振装置的吸振信号与所述振动信号对比，当所述振动信号与所述吸振信号不一致时，输出控制信号给所述励磁线圈，以通过励磁线圈的电流的大小控制所述磁流变弹性体的刚度变强或变弱，直至所述吸振装置的振动频率与振动体的振动频率相一致。

进一步的，本发明的吸振装置，所述传感器为加速度传感器，用于采集振动体的加速度信号。

本发明的吸振装置，通过露出于壳体之外铁芯固定在振动体位置，当振动体产生振动时，则铁芯也随着一起产生振动，此时，给励磁线圈通电，则铁芯、壳体、磁流变弹性体就会形成封闭的磁通回路，通过改变励磁线圈的电流大小改变磁通回路的磁场强度，通过磁场强度改变磁流变弹性体的刚度强度，从而使磁流变弹性体的阻尼系数发生改变，此时，磁流变弹性体就会随着壳体在铁芯的轴向方向上产生线性滑动，当磁流变弹性体的阻尼系数发生改变时，磁流变弹性体就会随着壳体在铁芯轴向方向上的往复式线性滑动的阻尼系数就会发生改变，从而改变磁流变弹性体、壳体等可动部件的滑动频率，从而改变吸振装置的结构频率与振动体的振动频率一致，以对振动体位置进行吸振，降低振动敏感位置的振动幅值，起到减小或消除振动体的振动频率的目的。

本发明的吸振装置，将其水平固定在振动体位置时，对绕水平方向的吸振效果较佳；当然，也可以垂直固定振动体上，以对绕垂直方向的振动源位置进行吸振。

本发明的吸振装置的磁流变弹性体在铁芯的轴向方向上作剪切位移，从而形成单自由度的吸振装置。

本发明的吸振装置的吸振频率不限于某个特定的频率，可通过改变励磁线圈的电流的大小改变吸振频率，因此，其频率带宽较大，可通过电流大小来调整，特别适应于较复杂振源干扰的使用环境中。

本发明的吸振装置采用磁流变弹性体替代传统吸振器的阻尼器或弹簧，由于磁流变弹性体，是将微米尺度的铁磁性颗粒例如球形羰基铁粉掺入到高分子聚合物例如软质硅橡胶的基体材料中，在磁场环境下固化，从而在基体内的颗粒具有链或柱状结构，从而改变磁流变弹性体的刚度强度，进而改变磁流变弹性体在铁芯的轴向方向滑动的阻尼系数，即刚度越强，阻尼越大；断开励磁线圈的电流后，磁场消失，磁流变弹性体恢复原始刚度，因此，本发明的吸振装置具有退磁响应时间快，具有可逆性。

本发明还提供一种吸振方法，包括以下步骤：

步骤S1，将吸振装置固定设置在振动体上，采用传感器检测振动体是否产生振动信号，若振动源产生振动信号，采用控制器控制所述吸振装置；

步骤S2，传感器将拾取振动体的振动信号传输给控制器，控制器辨别振动体的主频率；

步骤S3，控制器判断所述吸振装置的吸振频率与所述振动体的振动频率是否一致；当频率一致时，不改变励磁线圈的电流大小，吸振装置吸振；当频率不一致时，控制器输出控制信号给所述励磁线圈，以通过励磁线圈的电流的大小控制所述磁流变弹性体的刚度变强或变弱，直至所述吸振装置的振动频率与振动体的振动频率相一致。

进一步的，本发明的吸振方法，当振动体的振动频率大于吸振装置吸振频率时，增大励磁线圈的电流，以通过提高磁场强度使磁流变弹性体的刚度变强，以使吸振装置的吸振频率增大；当振动体的振动频率小于吸振装置的吸振频率时，减小励磁线圈的电流，以通过降低磁场强度使磁流变弹性体的刚度变弱，以使吸振装置的吸振频率减小。

进一步的，本发明的吸振方法，所述吸振装置的吸振频率为其中，K_t表示磁流变弹性体的刚度，m表示可动部件的总质量；所述其中，G表示磁场强度引起磁流变弹性体的剪切模量，A表示磁流变弹性体的剪切截面积，h表示磁流变弹性体的厚度，所述G＝G₀+ΔG，其中，G₀表示无磁剪切模量，ΔG表示随磁场强度变化的可变剪切模量。

进一步的，本发明的吸振方法，所述可动部件包括壳体、磁流变弹性体以及隔离套和线性轴承的一种或几种的组合，或者隔离套和钢圈的一种或几种的组合，起导向位置，保证磁流变弹性体结构作单向剪切运动。

本发明的吸振方法，吸振时，壳体、隔离套、磁流变弹性体、线性轴承、钢圈作为可动部件；铁芯、线圈、连接件作为固定部件，可动部件在固定部件上作线性位移运动，在不改变振动源绕水平方向的振动频率的基础上，能有效地降低振动源的振动幅值；在改变振动体绕水平方向的振动频率时，通过改变励磁线圈的电流大小来改变磁流变弹性体的刚度，从而调整该吸振装置的吸振频率与振动体的振动频率相一致，从而起到减小或消除振动体的振动频率，对振动体进行吸振。因此，具有控制方便，操作简单的效果。

本发明还提供一种光刻机系统，包括主基板，所述主基板通过基础框架设置于地基上，所述主基板与基础框架之间还设置有一级减振器，所述主基板上设置有光刻投影物镜，所述光刻投影物镜靠近所述主基板的侧壁上固定设置有法兰，所述法兰与主基板之间设置有二级减振器，所述光刻投影物镜上设置上述结构的吸振装置。

进一步的，本发明的光刻机系统，所述光刻投影物镜为长筒形状，所述吸振装置设置于所述光刻投影物镜的顶端和/或底端的侧壁上。

进一步的，本发明的光刻机系统，当所述光刻投影物镜为一个方向振动时，采用两个吸振装置对称分布设置。

进一步的，本发明的光刻机系统，当所述光刻投影物镜为两个方向振动时，在每个振动方向至少设置有一个所述吸振装置。

进一步的，本发明的光刻机系统，所述光刻投影物镜为卧式结构，所述吸振装置为多个，分布在所述卧式结构的光刻投影物镜的中心线上。

进一步的，本发明的光刻机系统，所述主基板的下平面的边角位置带有四个支脚，每个所述主基板的上平面的边角位置对应设置有一个所述吸振装置。

进一步的，本发明的光刻机系统，所述一级减振器和二级减振器均为阻尼器、柔性块、弹簧中的一种或几种的组合。

本发明的光刻机系统，在主基板与基础框架之间设置的一级减振器，对来自地基的振动源具有很好的减振和隔振效果，以保证主基板相对平稳；在光刻投影物镜的法兰与主基板之间设置的二级减振器，能够保证主基板在受到振动时，保证光刻投影物镜保持稳定，减小其振动幅度，以保证光刻投影物镜的成像质量；在光刻投影物镜的模态节点位置设置的吸振装置，能够直接减小光刻投影物镜绕水平方向摆动幅度，从而对光刻投影物镜进行吸振，提高光刻投影物镜的成像质量。

附图说明

图1是本发明吸振装置的立体结构示意图；

图2至5是本发明吸振装置的剖面结构示意图；

图6是本发明磁流变弹性体的剖面结构示意图；

图7至8是本发明的壳体和隔离套的结构示意图；

图9是本发明一实施例吸振装置的主视结构示意图；

图10是本发明吸振方法的流程示意图；

图11至12是本发明实施例的光刻机系统的结构示意图；

图13至16是本发明吸振装置在光刻机系统的分布结构示意图；

图17是本发明一实施例的光刻投影物镜的结构示意图；

图18是本发明一实施例的主基板的结构示意图；

图19是有无磁流变弹性体的吸振装置的仿真波形图。

图中所示：200、吸振装置，201、连接件，202、隔离套，203、壳体，203a，第一腔室，203b，第二腔室，204、励磁线圈，205、铁芯，206、线性轴承，207、磁流变弹性体，208、传感器，209、控制器，210、钢圈，211、通孔，300、光刻机系统，301、地基，302、基础框架，303、一级减振器，304、主基板，305、法兰，306、二级减振器，306a，阻尼器，306b、弹簧，307、光刻投影物镜，307a、镜筒，F1、有磁流变弹性体的吸振波形图，F2、无磁流变弹性体的吸振波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述：

实施例一

请参考图1-2，本实施例一提供的吸振装置200，包括连接件201、隔离套202、壳体203、励磁线圈204、铁芯205、线性轴承206，磁流变弹性体207。

具体结构如下：采用具有导磁性的硅钢制作的壳体203，所述壳体203内设置有相互贯通的第一腔室203a和第二腔室203b，所述第一腔室203a内设置有磁流变弹性体207，还包括贯穿于所述磁流变弹性体207、第二腔室203b、壳体203的具有导磁性的铁芯205，所述铁芯205的两端露出于壳体203之外，位于所述第二腔室203b的铁芯205缠绕有励磁线圈204。

本发明的吸振装置200，通过露出于壳体203之外铁芯205固定在振动体受振源影响比较敏感位置，即模态节点位置，当振动体等使用环境产生振动时，则铁芯205也随着一起产生振动，此时，给励磁线圈240通电，则铁芯205、壳体203、磁流变弹性体207就会形成封闭的磁通回路，通过改变励磁线圈240的电流大小改变磁通回路的磁场强度，通过磁场强度改变磁流变弹性体207的刚度强度及阻尼系数，此时，磁流变弹性体207就会随着壳体203在铁芯205的轴向方向上产生线性滑动，当磁流变弹性体207的刚度和阻尼系数发生改变时，磁流变弹性体207就会随着壳体207在铁芯205轴向方向上的往复式线性滑动的刚度和阻尼系数就会发生改变，从而控制吸振装置200的结构频率与振动体的振动频率一致，以对振动体的敏感位置进行吸振，从而降低振动体敏感位置的振幅。此时，磁流变弹性体207、壳体203作为可动部件，铁芯205和励磁线圈204作为固定部件，可动部件在固定部件上线性运动。

本发明的吸振装置200，将其水平固定在振动体敏感位置时，对绕水平方向的吸振效果较佳；当然，也可以垂直固定使用环境中，以对绕垂直方向的振动进行吸振。

本发明的吸振装置200的磁流变弹性体207在铁芯205的轴向方向上作剪切位移，从而形成单自由度的吸振装置。本发明的吸振装置200通过磁流变弹性体207与铁芯205的单向剪切运动减小振动体敏感位置的振动量级，因此吸振效果较为明显。

本发明的吸振装置200的吸振频率不限于某个特定的频率，可通过改变励磁线圈204的电流的大小改变吸振频率，因此，其频率带宽较大，可通过电流大小来调整，特别适应于产生振动频率不固定的使用环境中。

本发明的吸振装置200采用磁流变弹性体207替代传统吸振器的阻尼器或弹簧，由于磁流变弹性体207是将微米尺度的铁磁性颗粒例如球形羰基铁粉掺入到高分子聚合物例如软质硅橡胶的基体材料中，在磁场环境下固化，从而在基体内的颗粒具有链或柱状结构，从而改变磁流变弹性体207的刚度强度，进而改变磁流变弹性体207在铁芯的轴向方向滑动的阻尼系数，即刚度越强，阻尼越大；断开励磁线圈204的电流后，磁场消失，磁流变弹性体207恢复原始刚度，因此，本发明的吸振装置200具有退磁响应时间快，具有可逆性。

作为优选实施方案，露出于所述壳体203之外的铁芯205的其中一端固定设置有连接件201；其中，连接件201其形状可以根据使用环境的需求进行调整，以固定在使用环境中，用于替代铁芯205直接固定在使用环境的不便性。也可以使用露出于壳体203或隔离套202之外的铁芯205固定在使用环境中。此时，连接件201、铁芯205和励磁线圈204作为固定部件。

作为优选的实施方案，远离所述连接件201的铁芯205的一端与所述壳体203之间设置有线性轴承206。其中，线性轴承206以使铁芯205保持在单自由度的方向往复式滑动。同时，减小铁芯205在壳体203上的滑动摩擦，提高了吸振装置200的使用寿命。此时，线性轴承206、磁流变弹性体207、壳体203作为可动部件。

请参考图3，作为优选的实施方案，还可以将线性轴承206替换为磁流变弹性体207，则铁芯205的两端均与磁流变弹性体207产生刚度阻尼，从而提高了铁芯205线性运动的均匀性。此时，磁流变弹性体207、壳体203作为可动部件。

请参考图4，作为优选的实施方案，还可以将线性轴承206替换为钢圈210，则铁芯205通过钢圈210作线性滑动，钢圈也能减小铁芯205在壳体203上的滑动摩擦，当钢圈2磨损后，可替换新的钢圈，因此，具有维护方便、提高使用寿命的效果。此时，钢圈210、磁流变弹性体207、壳体203作为可动部件。

请参考图2，图5，图7，图8，在没有钢圈210和线性轴承206时，铁芯205和壳体203的线性滑动，是通过设置在壳体203上的通孔211来实现。

请参考图2至图5，图7至图8，作为优选实施方案，所述壳体203的外围至少部分设置有隔绝磁性的隔离套202，所述铁芯205的两端露出于所述隔离套202之外。其中，图2、图3、图4、图7示出了部分设置在壳体203外围的隔离套202，其中，图5、图8示出了壳体203外围全部设置有隔离套202的方案。其中，隔离套202作为优选的实施方案，为非磁性材料，例如：铝套或绝缘胶套，以保证具有导磁性的壳体203与外界产生磁性干扰，隔离套202即能防止壳体203产生的磁场对外界的干扰，又能防止外界磁场对壳体203的磁性干扰。此时，磁流变弹性体207、壳体203、隔离套202作为可动部件。

请参考图7、图8，所述第一腔室203a与壳体203的端面相通或不相通，其中，图7示出了第一腔室203a与壳体203的端面相通的方案，即第一腔室203a的端面与壳体203的端面在同一平面上；图8示出了第一腔室203a与壳体203的端面不相通的方案，即第一腔室203a的端面位于壳体203的端面的内侧。其中，第一腔室203a和第二腔室203b的腔体形状为柱形体。例如可以为圆柱、三棱柱、四棱柱或六棱柱等柱形形状。目的是提供给缠绕在铁芯205上的励磁线圈204一定的空间，并且在壳体203在铁芯205的轴向方向运动时，提供一定的位移空间。

请参考图9，作为优选的实施方案，本发明的吸振装置200还包括传感器208，以获取振动体的振动信号，与所述传感器208连接有控制器209，所述控制器209将所述吸振装置的吸振信号与所述传感器208采集的振动体的振动信号对比，当振动体的振动信号与所述吸振装置的振动信号不一致时，输出控制信号给所述励磁线圈204，以通过励磁线圈204的电流的大小控制所述磁流变弹性体207的刚度变强或变弱，以保证吸振装置的振动频率与振动体的振动频率相一致，以减小或消除振动体的振动频率。其中，所述传感器208可以为加速度传感器，用于采集振动体的振动频率信号。

实施例二

请参考图1至10，本实施例二提供一种吸振方法，包括以下步骤：

步骤S1，将实施例一的吸振装置200固定设置在振动体上，采用传感器208检测振动体的振动信号。

步骤S2，传感器208将拾取振动体的振动信号传输给控制器209，控制器209辨别振动体的主频率；

步骤S3，控制器209判断所述吸振装置200的吸振频率与所述振动体的振动频率是否一致；当频率一致时，不改变励磁线圈204的电流大小，吸振装置200吸振；当频率不一致时，控制器209输出控制信号给所述励磁线圈204，以通过励磁线圈204的电流的大小控制所述磁流变弹性体207的刚度变强或变弱，以保证吸振装置200的振动频率与振动体的振动频率相一致，从而降低振动体敏感位置的振幅。

具体如下，当振动体的振动频率大于吸振装置200吸振频率时，增大励磁线圈204的电流，以通过提高磁场强度使磁流变弹性体207的刚度变强，以使吸振装置200的吸振频率增大；当振动体的振动频率小于吸振装置200的吸振频率时，减小励磁线圈204的电流，以通过降低磁场强度使磁流变弹性体207的刚度变弱，以使吸振装置200的吸振频率减小；以保证吸振装置200的吸振频率与振动体的振动频率相一致，从而降低振动体敏感位置的振幅。

请参考图6，所述吸振装置200的吸振频率为其中，K_t表示磁流变弹性体207的总刚度，m表示可动部件的总质量；所述其中，G表示磁场强度引起磁流变弹性体207的剪切模量，A表示磁流变弹性体207的剪切截面积，h表示磁流变弹性体207的厚度，所述G＝G₀+ΔG，其中，G₀表示无磁剪切模量，ΔG表示随磁场强度变化的可变剪切模量。其中，可动部件包括壳体203、磁流变弹性体207以及隔离套202和线性轴承206的一种或几种的组合，或者隔离套202和钢圈210的一种或几种的组合。

本发明的吸振方法，吸振时，壳体203、隔离套202、磁流变弹性体207、线性轴承206或钢圈210作为可动部件；铁芯205、励磁线圈204、连接件201作为固定部件，可动部件在固定部件上作线性位移运动，起导向位置，保证磁流变弹性体结构作单向剪切运动，在不改变振动体绕水平方向的振动频率的基础上，能有效地降低振动体的振动幅值；在改变振动体绕水平方向的振动频率时，通过改变励磁线圈204的电流大小来改变磁流变弹性体207的刚度，从而调整该吸振装置200的吸振频率与振动体的振动频率相一致，从而起到降低振动体敏感位置的振幅。，对振动体进行吸振。因此，具有控制方便，操作简单的效果。

实施例三

请参考图11-18，本实施例三提供一种光刻机系统300，包括主基板304，所述主基板304通过基础框架302设置于地基301上，所述主基板304与基础框架302之间还设置有一级减振器303，所述主基板304上设置有光刻投影物镜307，所述光刻投影物镜307靠近所述主基板304的侧壁上固定设置有法兰305，所述法兰305与主基板304之间设置有二级减振器306，所述光刻投影物镜307的模态节点位置设置有如实施例一的吸振装置200。其中，所述一级减振器303和二级减振器306均为阻尼器306a、柔性块、弹簧306b中的一种或几种的组合。

本发明的光刻机系统300，在主基板304与基础框架302之间设置的一级减振器303，对来自地基301的振动源具有很好的减振和隔振效果，将主基板304及以上的光刻投影物镜307与地基301隔离开来，这样可以降低地基301的振动传入，降低地基301振动对主基板304及其上的光刻投影物镜307的影响，以保证主基板304及其上的光刻投影物镜307相对平稳，进而提高成像质量；在光刻投影物镜307的法兰305与主基板304之间设置的二级减振器306，能够保证主基板304在受到振动时，保证光刻投影物镜307保持稳定，减小或消除其振动幅度，以保证光刻投影物镜307的成像质量；在光刻投影物镜307的模态节点位置设置的吸振装置200，能够减小或消除光刻投影物镜307绕水平方向摆动幅度，从而对光刻投影物镜307进行吸振，提高光刻投影物镜307的成像质量。

请参考图11、图12，本发明的光刻机系统300，所述光刻投影物镜307为长筒形状，其模态节点位于长筒形状的光刻投影物镜307的顶端和/或底端的侧壁上。其中，图11示出了吸振装置200设置在长筒形状的光刻投影物镜307的顶端的侧壁上的方案；图12示出了吸振装置200设置在长筒形状的光刻投影物镜307的顶端和底端的侧壁上的方案；请参考图14，当所述光刻投影物镜307的模态节点为一个方向振动时，采用两个吸振装置200对称分布设置；请参考图13、图15、图16，当所述光刻投影物镜307的模态节点为两个方向振动时，在每个振动方向至少设置有一个所述吸振装置200。考虑到长筒形状的光刻投影物镜307的低频结构频率的振动方向主要是绕水平方向的摆动，其中，振动方向是指，绕X-Y平面的对角位置，如图13至16中虚线箭头指示方向。请参考图13，在其振动方向的四个端面分别布置了一个吸振装置200。此种结构不仅能够保证物镜顶端不会因为施加额外的质量而偏心，而且更有效直接地降低了物镜顶端的两阶弯曲振动。而在实际工作中，考虑到此种结构的物镜顶端的振动对其成像质量的影响，按需求布置吸振装置即有针对性，又能节约成本。请参考图14，当物镜成像主要受单方向振动的影响时，可以在该振动方向的模态节点布置两个吸振装置200。请参考图15，当物镜成像质量主要受图示两个方向振动的影响时，可以在这两个振动方向的模态节点处各布置一个吸振装置200。请参考图16，还可以根据图示物镜顶端振动方向的对成像质量的影响量大小，在其一个振动方向布置两个吸振装置200，在另一个振动方向布置一个吸振装置。本发明长筒形状的光刻投影物镜307在其偏下端的位置设置有法兰305，用于与主基板304及以下的框架相连，这就造成了光刻机系统300的投影曝光系统的顶端较长，类似悬臂结构，其结构频率较低，外部激励很容易引起曝光系统顶端的振动，从而破坏曝光系统的成像质量，采用本发明的吸振装置200后，由于磁流变弹性体207在剪切工作状态下，消耗掉曝光系统顶端悬臂结构的振动，能很大幅度地减弱曝光系统顶端的振动量级。本发明的吸振装置200与曝光系统顶端相连，通过剪切位移衰减振动，是独立的个体，无需与框架构造其他刚柔性连接，应用于曝光系统与框架之间空间范围小的场合，因此，本发明无需与框架连接，从而避免了经外部框架传递进物镜的强烈振动。

请参考图17，本发明的光刻机系统300，所述光刻投影物镜307为卧式结构，由于此种结构的光刻投影物镜307会受物镜重心的影响呈上下凹凸振动，然而由于物镜中间位置与外界无连接，很难抑制中间位置的上下振动，故采用多个吸振装置200，分布在所述卧式结构的光刻投影物镜307的模态节点处，所述模态节点，是指平行于所述光刻投影物镜307的镜筒307a的中心线的光刻投影物镜307的中心线上。此种结构的光刻投影物镜307的镜筒307a设置有多个，为多层平均分布设置。本实施例的镜筒307a为6个。平行于所述光刻投影物镜307的镜筒307a的中心线的凸出的边沿类似长筒形状物镜的法兰结构，二级减振器306设置在其边沿的底部。

请参考图18，本发明的光刻机系统300，所述主基板305的下平面的边角位置带有四个支脚，由于此种结构的主基板305相比于图1和2中的平板型的主基板来说，四个支脚结构，会以对角线上的两个支脚为一组形成对角扭的振动，此时，在每个所述主基板305的上平面的边角位置对应设置有一个所述吸振装置200。此种方式，可以有效直接地削弱主基板的在对角方向产生的振动，从而起到吸振的目的。

请参考图19，其中，F1表示有磁流变弹性体的吸振波形图，F2表示无磁流变弹性体的吸振波形图；通过图9可以看出，本发明的光刻机系统300采用实施例一的吸振装置200后，在与振动体的主振动频率相一致时，能有效地降低振动体的振动幅值；在与振动体的主振动频率不一致时，通过改变励磁线圈204的电流大小来改变磁流变弹性体207的刚度，从而调整该吸振装置200的吸振频率与振动体的振动频率相一致，降低振动体敏感位置的振幅，对振动体进行吸振。

本发明的光刻机系统300，将吸振装置200，水平固定在光刻机系统300的光刻投影物镜307上，对绕水平方向的吸振效果较佳；当然，也可以垂直固定在光刻投影物镜307上，以对绕垂直方向的振动进行吸振。

本发明不限于上述具体实施方式，吸振装置200不限于光刻机系统的使用，也不限于绕水平或绕垂直方向的吸振，同样适用于任何振动敏感位置，布置于模态振动节点位置，直接有效地降低使用环境的振动频率。凡在本发明权利要求的精神和范围内所作出的各种变形，均在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种吸振装置，其特征在于，包括采用具有导磁性的硅钢制作的壳体(203)，所述壳体(203)内设置有相互贯通的第一腔室(203a)和第二腔室(203b)，所述第一腔室(203a)内设置有磁流变弹性体(207)，还包括贯穿于所述磁流变弹性体(207)、第二腔室(203b)、壳体(203)的具有导磁性的铁芯(205)，所述铁芯(205)的两端露出于所述壳体(203)之外，位于所述第二腔室(203b)的铁芯(205)缠绕有励磁线圈(204)。

2.如权利要求1所述的吸振装置，其特征在于，所述壳体(203)的外围至少部分设置有隔绝磁性的隔离套(202)，所述铁芯(205)的两端露出于所述隔离套(202)之外。

3.如权利要求1所述的吸振装置，其特征在于，露出于所述壳体(203)之外的铁芯(205)的其中一端固定设置有连接件(201)。

4.如权利要求1所述的吸振装置，其特征在于，远离所述连接件(201)的铁芯(205)的一端与所述壳体(203)之间设置有线性轴承(206)或钢圈(210)。

5.如权利要求1所述的吸振装置，其特征在于，远离所述连接件(201)的铁芯(205)的一端穿射于所述壳体(203)的通孔(211)。

6.如权利要求1所述的吸振装置，其特征在于，远离所述连接件(201)的铁芯(205)的一端与所述壳体(203)之间也设置有磁流变弹性体(207)。

7.如权利要求1所述的吸振装置，其特征在于，所述第一腔室(203a)的端面与所述壳体(203)的端面不相通。

8.如权利要求1所述的吸振装置，其特征在于，还包括传感器(208)，以获取振动体的振动信号，所述传感器(208)连接于控制器(209)，所述控制器(209)将所述吸振装置的吸振信号与所述振动信号对比，当所述振动信号与所述吸振信号不一致时，输出控制信号给所述励磁线圈(204)，以通过励磁线圈(204)的电流的大小控制所述磁流变弹性体(207)的刚度变强或变弱，直至所述吸振装置的振动频率与振动体的振动频率相一致。

9.如权利要求8所述的吸振装置，其特征在于，所述传感器(208)为加速度传感器，用于采集振动体的加速度信号。

10.一种吸振方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，将如权利要求1至9中任一项的吸振装置(200)固定设置在振动体上，采用传感器(208)检测所述振动体是否产生振动信号，若振动体产生振动信号，采用控制器(209)控制所述吸振装置(200)；

步骤S2，传感器(208)将拾取振动体的振动信号传输给控制器(209)，控制器(209)辨别振动体的主频率；

步骤S3，控制器(209)判断所述吸振装置(200)的吸振频率与所述振动体的振动频率是否一致；当频率一致时，不改变励磁线圈(204)的电流大小，吸振装置(200)吸振；当频率不一致时，控制器(209)输出控制信号给所述励磁线圈(204)，以通过励磁线圈(204)的电流的大小控制所述磁流变弹性体(207)的刚度变强或变弱，直至所述吸振装置(200)的振动频率与振动体的振动频率相一致。

11.如权利要求10所述的吸振方法，其特征在于，当振动体的振动频率大于吸振装置(200)吸振频率时，增大励磁线圈(204)的电流，以通过提高磁场强度使磁流变弹性体(207)的刚度变强，以使吸振装置(200)的吸振频率增大；当振动体的振动频率小于吸振装置(200)的吸振频率时，减小励磁线圈(204)的电流，以通过降低磁场强度使磁流变弹性体(207)的刚度变弱，以使吸振装置(200)的吸振频率减小。

12.如权利要求10所述的吸振方法，其特征在于，所述吸振装置(200)的吸振频率为其中，K_t表示磁流变弹性体(207)的总刚度，m表示可动部件的总质量；所述其中，G表示磁场强度引起磁流变弹性体(207)的剪切模量，A表示磁流变弹性体的剪切截面积，h表示磁流变弹性体的厚度，所述G＝G₀+ΔG，其中，G₀表示无磁剪切模量，ΔG表示随磁场强度变化的可变剪切模量。

13.如权利要求12所述的吸振方法，其特征在于，所述可动部件包括壳体(203)、磁流变弹性体(207)以及隔离套(202)和线性轴承(206)的一种或几种的组合，或者隔离套(202)和钢圈(210)的一种或几种的组合。

14.一种光刻机系统，包括主基板(304)，所述主基板(304)通过基础框架(302)设置于地基(301)上，所述主基板(304)与基础框架(302)之间还设置有一级减振器(303)，所述主基板(304)上设置有光刻投影物镜(307)，所述光刻投影物镜(307)靠近所述主基板(304)的侧壁上固定设置有法兰(305)，其特征在于，所述法兰(305)与主基板(304)之间设置有二级减振器(306)，所述光刻投影物镜(307)上设置有如权利要求1至9中任一项所述的吸振装置(200)。

15.如权利要求14所述的光刻机系统，其特征在于，所述光刻投影物镜(307)为长筒形状，所述吸振装置(200)设置于所述光刻投影物镜(307)的顶端和/或底端的侧壁上。

16.如权利要求15所述的光刻机系统，其特征在于，当所述光刻投影物镜(307)为一个方向振动时，采用两个吸振装置(200)对称分布设置。

17.如权利要求15所述的光刻机系统，其特征在于，当所述光刻投影物镜(307)为两个方向振动时，在每个振动方向至少设置有一个所述吸振装置(200)。

18.如权利要求14所述的光刻机系统，其特征在于，所述光刻投影物镜(307)为卧式结构，所述吸振装置(200)为多个，分布在所述卧式结构的光刻投影物镜(307)的中心线上。

19.如权利要求14所述的光刻机系统，其特征在于，所述主基板(305)的下平面的边角位置带有四个支脚，每个所述主基板(305)的上平面的边角位置对应设置有一个所述吸振装置(200)。

20.如权利要求14所述的光刻机系统，其特征在于，所述一级减振器(303)和二级减振器(306)均为阻尼器、柔性块、弹簧中的一种或几种的组合。