CN106292196B - 一种光刻机减振框架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光刻机减振框架，包括：内部框架，外部框架，包括第一外部框架、第二外部框架和第三外部框架，地基，用于支撑内部框架和外部框架；地基包括相互分离的第一地基、第二地基和第三地基；第一外部框架、第二外部框架和第三外部框架分别由第一地基、第二地基和第三地基支撑；掩模台系统的Y向长行程电机定子设置在第二外部框架上；工件台系统的Y向长行程电机定子设置在第三外部框架上。本发明提供的光刻机减振框架将光刻机的不同部件的质量分布在光刻机减振框架的不同位置，优化减振框架的承载质量分布、减小作用在内部框架上的电机反作用力，使光刻机减振框架残余加速度小、位置稳定性高，稳定时间短，提升光刻机产率。
Description
技术领域
本发明涉及一种光刻机减振框架。
背景技术
曝光装置主要是工件台携带硅片或玻璃基板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仪器，是集机、电、光、气等多项技术于一体的复杂系统，其高可靠性、高精度、高速度及高稳定性的严格要求对设计工程师而言无疑有着极大的挑战。因此，曝光装置的动力学特性成为设计工程师最为关心的内容之一。整机框架的动态性能直接影响曝光装置整机焦点(Focus)、套刻(Overlay)和Fading三大指标。整机框架的动态性能的评价指标主要为框架稳定时间、残余加速度、位置稳定性等。
随着光刻机向高世代方向发展，产率要求的提升迫使照明系统向大视场方向发展，因此照明系统的质量也在不断增加，工件台和掩模台的驱动质量及驱动反力越来越大，照明系统对框架的动态性能的影响也越来越大。
请参考图1，现有技术中采用一体式框架，工件台Y向长行程反力外引，工件台Y长行程导轨安装在框架内部，电机定子安装在反力支架上，反力支架置于框架外部，但随着光刻机的发展，框架承载的质量及运动反力越来越大，通过工件台Y向长行程反力外引方式，已无法满足光刻机减振框架的动态指标要求。
发明内容
本发明提供一种光刻机减振框架，以解决以上技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种光刻机减振框架，包括：内部框架，用于支撑光刻机物镜系统、测量系统、部分掩模台系统及部分工件台系统；
外部框架，包括第一外部框架、第二外部框架和第三外部框架，所述第三外部框架水平设置在下方，所述第一外部框架和所述第二外部框架方向垂直设置所述第三外部框架的两侧；
地基，用于支撑所述内部框架和所述外部框架，所述内部框架通过减振器支撑在所述地基上；所述地基包括相互分离的第一地基、第二地基和第三地基；所述第一外部框架、第二外部框架和第三外部框架分别由所述第一地基、第二地基和第三地基支撑，所述第一地基还支撑所述内部框架；
所述掩模台系统的Y向长行程电机定子设置在所述第二外部框架上；
所述工件台系统的Y向长行程电机定子设置在所述第三外部框架上；
所述第一外部框架上设置有光刻机的照明系统。
作为优选，所述掩模台系统的水平向干涉仪和所述工件台系统的水平向干涉仪设置在所述内部框架上。
作为优选，所述掩模台系统通过气浮支撑在所述内部框架上。
作为优选，所述掩模台系统的Y向长行程导轨设置在所述第二外部框架上；
所述工件台系统的Y向长行程导轨设置在所述第三外部框架上。
作为优选，所述工件台系统的工件台Y向运动底板的两端设置在所述工件台系统的Y向长行程导轨上，之间设有气浮，所述工件台Y向运动底板垂向通过气浮设置在所述内部框架上。
作为优选，所述工件台系统的Y向长行程电机动子设置所述工件台Y向运动底板上，所述工件台系统的X向长行程电机定子设置在所述工件台Y向运动底板上。
作为优选，所述第一地基呈环形。
本发明提供的光刻机减振框架，内部框架，用于支撑光刻机的掩模台系统、工件台系统和物镜系统；外部框架，用于支撑光刻机的掩模台系统、工件台系统和照明系统；地基，用于支撑所述内部框架和所述外部框架作为优选，所述内部框架通过减振器支撑在所述地基上，将光刻机的不同部件的质量分布在光刻机减振框架的不同位置，优化减振框架的承载质量分布、减小作用在内部框架上的电机反作用力，使光刻机减振框架残余加速度小、位置稳定性高，稳定时间短，提升光刻机产率，有效保证光刻机的各分系统振动指标需求。
附图说明
图1是现有技术中的光刻机减振框架的结构示意图；
图2是本发明实施例一的光刻机减振框架的剖面图；
图3是本发明实施例一的光刻机减振框架的结构示意图；
图4是本发明实施例二的光刻机减振框架的剖面图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
请参考图2和图3，一种光刻机减振框架，用于支撑光刻机，光刻机包括：工件台系统，掩模台系统、照明系统503与物镜系统504。其中工件台系统包括工件台系统的Y向长行程电机定子301、工件台系统的Y向长行程导轨302和工件台系统的水平向干涉仪501；掩模台系统包括掩模台系统的Y向长行程电机定子401、掩模台系统的Y向长行程导轨402、、掩模台系统的水平向干涉仪502。
该光刻机减振框架包括：内部框架101，用于支撑光刻机物镜系统504、测量系统、部分掩模台系统及部分工件台系统；
外部框架，所述外部框架包括第一外部框架102、第二外部框架103和第三外部框架104；第三外部框架104水平设置在下方，第一外部框架102和第二外部框架103方向垂直设置第三外部框架104的两侧。
外部框架用于支撑光刻机的掩模台系统、工件台系统和照明系统503；
地基，用于支撑所述内部框架101和所述外部框架。其中，内部框架101通过减振器105支撑在地基上。
所述地基包括相互分离的第一地基201、第二地基202和第三地基203，所述第一外部框架102、第二外部框架103和第三外部框架104分别由所述第一地基201、第二地基202和第三地基203支撑，所述第一地基201还支撑所述内部框架101；
其中，所述第一地基201呈环形。
所述内部框架101通过减振器105支撑在所述第一地基201上。
第一外部框架102固定在所述第一地基201上；第二外部框架103固定在所述第三地基203上；第三外部框架104固定在所述第二地基202上；
所述地基分块设计，大大减小了由第二外部框架103及第三外部框架104上的运动反力，避免运动反力经所述地基传到所述内部框架101上。
所述掩模台系统的Y向长行程电机定子401和掩模台系统的Y向长行程导轨402支撑在第二外部框架103上；即掩模台Y向长行程电机反力直接通过第二外部框架103引出至第三地基203。
所述掩模台系统的水平向干涉仪502驱动控制掩模台水平向运动，所述掩模台系统的水平向干涉仪502设置在所述内部框架101上，避免所述内部框架101和所述外部框架之间的振动不一致导致的掩模台运动误差。
所述掩模台系统采用气浮403支撑到内部框架101上，保证了掩模台垂向与照明系统503物面之间的动态稳定性。
工件台系统的Y向长行程电机定子301和所述工件台系统的Y向长行程导轨302支撑在第三外部框架104上；即工件台Y向长行程电机反力直接通过第三外部框架104引出至第二地基202。
由于所述工件台系统的Y向长行程导轨302支撑在第三外部框架104上，所述掩模台系统的Y向长行程导轨402设置在所述第二外部框架103上；减轻了内部框架101的质量承载，提高了内部框架101的质强比。
所述光刻机减振框架还包括工件台Y向运动底板304，工件台Y向运动底板304侧面通过第一气浮306支撑到所述工件台系统的Y向长行程导轨302上，所述工件台系统的Y向长行程导轨302支撑到第三外部框架104上；即工件台X向长行程电机304反力通过第三外部框架104引出至地基。
所述工件台系统的Y向长行程电机动子305固定在工件台Y向运动底板304下方，工件台X向长行程电机303支撑在工件台Y向运动底板304上方；
工件台Y向运动底板304垂向采用第二气浮307支撑在内部框架101上，保证了工件台垂向与照明系统503像面之间的动态稳定性。
工件台水平向运动通过所述工件台系统的水平向干涉仪501驱动控制，所述工件台系统的水平向干涉仪501设置在所述内部框架101上，有效避免内部框架101和外部框架之间的振动不一致而导致工件台产生运动误差。
第一外部框架102支撑光刻机的照明系统503，通过第一外部框架102的刚度阻尼匹配设计，保证照明系统503与物镜系统504视场间的动态稳定性满足指标需求。
本实施例提供的光刻机减振框架，将外部框架分为三部分，分别支撑光刻机的不同位置，将光刻机的不同部件的质量分布在光刻机减振框架的不同位置，优化减振框架的承载质量分布、减小作用在内部框架101上的电机反作用力，同时将地基分块使用，使光刻机减振框架残余加速度小、位置稳定性高，稳定时间短，提升光刻机产率，有效保证光刻机的各分系统振动指标需求。
实施例二
请参考图4，实施例二与实施例一的区别在于：内部框架101结构不同；内部框架101上设有支撑掩模台系统的Y向长行程导轨402的平台，掩模台系统的Y向长行程导轨402支撑在内部框架101上的平台上。
工件台Y向运动底板304侧面通过第三气浮316支撑到所述工件台系统的Y向长行程导轨302上；工件台Y向运动底板304垂向通过第四气浮317支撑到所述工件台系统的Y向长行程导轨302上，所述工件台系统的Y向长行程导轨302支撑在内部框架101上，即工件台X向长行程电机303反力不外引。
工件台Y向运动底板304垂向采用气浮317以及所述工件台系统的Y向长行程导轨302支撑到内部框架101上，保证了工件台垂向与照明系统像面之间的动态稳定性。
本实施例提供的光刻机减振框架，将外部框架分为三部分，分别支撑光刻机的不同位置，将光刻机的不同部件的质量分布在光刻机减振框架的不同位置，优化减振框架的承载质量分布、减小作用在内部框架101上的电机反作用力，同时将地基分块使用，使光刻机减振框架残余加速度小、位置稳定性高，稳定时间短，提升光刻机产率，有效保证光刻机的各分系统振动指标需求，本实施例提供的光刻机减振框架适用于步进扫描式光刻机，曝光状态仅Y向做扫描运动，X向反力对曝光状态的整机框架动态稳定性影响不大。
本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种光刻机减振框架，其特征在于，包括：
内部框架，用于支撑光刻机物镜系统、测量系统、部分掩模台系统及部分工件台系统；
外部框架，包括第一外部框架、第二外部框架和第三外部框架，所述第三外部框架水平设置在下方，所述第一外部框架和所述第二外部框架方向垂直设置所述第三外部框架的两侧；
地基，用于支撑所述内部框架和所述外部框架，所述内部框架通过减振器支撑在所述地基上；所述地基包括相互分离的第一地基、第二地基和第三地基；所述第一外部框架、第二外部框架和第三外部框架分别由所述第一地基、第二地基和第三地基支撑，所述第一地基还支撑所述内部框架；
所述掩模台系统的Y向长行程电机定子设置在所述第二外部框架上；
所述工件台系统的Y向长行程电机定子设置在所述第三外部框架上；
所述第一外部框架上设置有光刻机的照明系统。
2.如权利要求1所述的光刻机减振框架，其特征在于，所述掩模台系统的水平向干涉仪和所述工件台系统的水平向干涉仪设置在所述内部框架上。
3.如权利要求1所述的光刻机减振框架，其特征在于，所述掩模台系统通过气浮支撑在所述内部框架上。
4.如权利要求1所述的光刻机减振框架，其特征在于，
所述掩模台系统的Y向长行程导轨设置在所述第二外部框架上；
所述工件台系统的Y向长行程导轨设置在所述第三外部框架上。
5.如权利要求4所述的光刻机减振框架，其特征在于，所述工件台系统的工件台Y向运动底板的两端设置在所述工件台系统的Y向长行程导轨上，之间设有气浮，所述工件台Y向运动底板垂向通过气浮设置在所述内部框架上。
6.如权利要求5所述的光刻机减振框架，其特征在于，所述工件台系统的Y向长行程电机动子设置所述工件台Y向运动底板上，所述工件台系统的X向长行程电机定子设置在所述工件台Y向运动底板上。
7.如权利要求1所述的光刻机减振框架，其特征在于，所述第一地基呈环形。
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