CN106814549B - 一种阻尼框架结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种阻尼框架结构，在垂直方向上从下至上依次为减振器、吊框、支承柱以及主基板，所述减振器支撑所述吊框，所述支承柱支撑所述主基板，所述支承柱放置在所述吊框上，所述支承柱和所述主基板内部设置有空腔，并在所述空腔内填充有吸振物，所述吸振物吸收所述阻尼框架结构的振动。本发明通过在承载光学测量***的主基板以及支撑主基板的支承柱内部空腔内填充吸振物，当地基的振动被减振器减缓后，支承柱和主基板内的吸振物能够进一步吸收减少振动，这样位于主基板上的光学测量***受到的振动被大幅度地减缓，且由于吸振物被填充在主基板与支承柱内部，无需另外占用空间，因此这种阻尼框架结构具有占用空间少、减振作用显著的优点。

Description

一种阻尼框架结构

技术领域

本发明涉及半导体光刻机领域，特别涉及一种阻尼框架结构。

背景技术

在集成电路制造过程中，一个完整的芯片通常需要经过多次光刻曝光才能制作完成。在光刻作业中，由工件台承载着被曝光对象(一般为晶圆)，工件台上方往往放置光学测量***，在两者之间放置有掩膜版，在光刻时，通过光学测量***的观察与测量，向控制***传输数据，然后控制***移动工件台，使得掩膜版与工件台的上的晶圆的预定区域对准，对准后便开始进行曝光。由于掩膜版上的图案比较微小，因此在对准时，需要光学测量***具有较高的精准度。目前在实际生产中，一般将光学测量***放置在框架结构上，框架结构放置在地基上，从地基开始在垂直向上，框架结构依次包括减振器、吊框、支承柱和主基板，光学测量***则放置在主基板上，在主基板上往往还设置有物镜***，在吊框上放置着工件台，由于光学测量***使用测量光来使得晶圆与掩膜版对准，因此要求外界环境如地基等的扰动尽量小，以减小对光学测量***、物镜***和工件台***等的扰动和误差。但由于一般光刻机位于工厂厂房内，机器自身运转以及厂房内其它的大型设备在运转时必然会造成地基振动，因此如何减缓这种外界环境的振动成为重要课题。

专利CN203259773U中公开了一种设有吸振装置的微动模块，包括微动板、设置在微动板下部的隔振装置、设置在微动板上部的承载装置和设置在微动板上的吸振装置。这种微动模块通过吸振装置的减振作用，对微动模块中的微动板布置合理的吸振装置，可以有效的压制因微动模块固有频率接近带宽造成的较高的振幅，从而可以降低对微动模块固有频率提高的要求，降低了加工难度与成本，并且可以通过调节吸振装置简单快速有效的控制微动模块的振动。但是，这种设有吸振装置的微动模块在光刻机***中占用不少的空间，所使用的吸振装置为包括传递支架、配重块、弹性件以及连接传递支架和配重块的连接件，除了会增加额外的成本外，这种细小的机械装置在故障检查方面并不方便。此外，该技术主要针对的是某个局部振动，对于整个工件台的振动却不能够大幅度减缓。因此，针对以上缺点，有必要发明一种占用空间小、能够大幅度减缓整个工件台振动并且成本低的结构。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种阻尼框架结构，在承载光学测量***的主基板以及支撑主基板的支承柱内部填充吸振物质，无需另外占用空间，成本低廉，且能够大幅度减缓地基的振动对放置在吊框上的工件台以及放置在主基板上的光学测量***的影响。

为达到上述目的，本发明提供一种阻尼框架结构，在垂直方向上从下至上依次为减振器、吊框、支承柱以及主基板，所述减振器支撑所述吊框，所述支承柱支撑所述主基板，所述支承柱放置在所述吊框上，其特征在于，所述支承柱和所述主基板内部设置有空腔，并在所述空腔内填充有吸振物，所述吸振物吸收所述阻尼框架结构的振动。

作为优选，所述吸振物为橡胶颗粒，所述橡胶颗粒的形状为圆球或者多面体。

作为优选，所述橡胶颗粒的外接球的球半径其中h为所述支承柱或者所述主基板内部所述空腔的腔体的深度。

作为优选，所述橡胶颗粒的结构为橡胶皮层内部包裹金属颗粒，所述内部金属颗粒的半径小于所述橡胶皮层的厚度。

作为优选，所述吸振物为聚氨酯胶层，所述聚氨酯胶层为层状结构，所述聚氨酯胶层的厚度d＞2H，其中H为所述支承柱或者所述主基板内包围所述空腔的墙体的厚度。

作为优选，所述聚氨酯胶层使用的聚氨酯胶为双组份聚氨酯胶，所述聚氨酯胶层在固化后的邵氏硬度为40～45。

作为优选，所述主基板和所述支承柱各自的表面均设有注胶孔。

作为优选，所述吊框为三角形框架或者四边形框架，所述支承柱的个数为三个或者四个，所述减振器的个数为三个或者四个，所述主基板形状为三角形或者四边形。

作为优选，所述光学测量***包括投影物镜组、对准分***以及干涉仪测量分***，所述投影物镜组包括若干个投影物镜，若干个所述投影物镜在水平方向上排布成两列，所述对准分***在两列所述投影物镜之间分布，所述干涉仪测量分***包括若干个干涉仪测量传感器，若干个所述干涉仪测量传感器皆在同一个水平面上，并且围绕着所述投影物镜组分布。

作为优选，所述干涉仪测量分***包括测量支架，所述测量支架内部设置有支架空腔，在所述支架空腔内填充有所述吸振物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种阻尼框架结构，在垂直方向上从下至上依次为减振器、吊框、支承柱以及主基板，所述减振器支撑所述吊框，用来减少地基对所述吊框的振动，所述支承柱支撑着所述主基板，所述支承柱放置在所述吊框上，光学测量***放置在所述主基板上，工件台放置在所述吊框上，所述支承柱和所述主基板内部具有空腔，并在所述空腔内填充有吸振物，这种吸振物在振动时能够使得振动幅度快速下降，当地基振动时则会带动支承柱以及主基板产生的振动，这种吸振物的能够吸收支承柱与主基板振动的动能，且这种吸振物填充在主基板内和支承柱内，因此能够吸收多个方向的振动。当地基的振动被减振器减缓后，支承柱和主基板内的吸振物与空腔能够进一步吸收减少振动，这样位于主基板上的光学测量***受到的振动已经被大幅度地减缓，因此减缓了地基等外界环境对光学测量***的扰动的影响，且由于吸振物被填充在主基板与支承柱内部，无需另外占用空间，无需增设减振装置或者添加零件，因此这种阻尼框架结构具有占用空间少、减振作用显著的优点。

本发明中填充在主基板和支承柱内部空腔中的吸振物为橡胶颗粒或者聚氨酯胶层，这两种物质都具有大阻尼的特征，且橡胶颗粒或者聚氨酯胶的成本较小，因此这种阻尼框架结构具有成本低廉的优点。

附图说明

图1为本发明实施例一中阻尼框架结构示意图；

图2为图1中支承柱和主基板在A-A处的剖面图；

图3为本发明实施例三中支承柱和主基板在A-A处的剖面图。

图中：1-主基板，2-光学测量***，3-支承柱，4-工件台，5-吊框，6-减振器，7-吸振物。

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。

实施例一

请参照图1，本发明提供一种阻尼框架结构，在垂直方向上从下至上依次为减振器6、吊框5、支承柱3以及主基板1，所述减振器6支撑着所述吊框5，所述支承柱3支撑所述主基板1，所述支承柱3放置在所述吊框5上，光学测量***2放置在所述主基板1上，工件台4放置在所述吊框5上。请参照图2，其中，所述支承柱3和所述主基板1内部填充有吸振物7，所述吸振物7减缓整个阻尼框架结构的振动。

一般地，减振器6放置于地基上，因此减振器6作为第一道减振装置，显著减小了减振器6上方的吊框的振动幅度。

所述吊框5的形状可以为三角形或者四边形。若吊框5的形状为三角形，则相应地在吊框5三个内角上方各自配置一根支承柱3支撑上方的主基板1，下方各自配置一根减振器6，因此总共有三根支承柱和三根减振器，且相应地主基板1的形状也为三角形。若吊框5的形状为四边形，则相应地在吊框5四个内角上方各自配置一根支承柱3，下方各自配置一根减振器6，因此总共四根支承柱3和四根减振器6，相应地主基板1的形状也为四边形。

所述光学测量***2包括投影物镜(未图示)、对准分***(未图示)以及干涉仪测量分***(未图示)，光学测量***2主要用于在光刻时使得掩膜版与工件台4上的硅片对准，掩膜版位于所述光学测量***2与工件台4之间，一般地，光学测量***2依次连接控制***和工件台4，然后将光学测量***2所观察和测量的实时对准信息反馈至控制***，控制***根据实时对准信息调整工件台4的位置，通过移动硅片来实现硅片与掩膜版的对准。所述干涉仪测量分***主要包括光源、光干涉仪以及测量***，光干涉仪与测量***之间以及测量***内部依靠测量支架连接各个部件。

较佳地，在所述干涉测量分***中的测量支架中同样设有空腔，并且在这些空腔内也填满吸振物，这样在光学测量***中也能够进一步地吸收减缓振动。

请参照图2，较佳地，所述吸振物7为橡胶颗粒，由于橡胶具有大阻尼的特性，因此当振动传输至橡胶颗粒中时，橡胶颗粒会大幅度地减缓振动，减小振动频率与振幅，显著地吸收和减缓了振动。其中，橡胶颗粒使用的橡胶可以为天然橡胶、丁腈橡胶、聚氨酯等等。

所述橡胶颗粒的形状为圆球或者长方体或者不规则多面体。为了使橡胶颗粒能够使主基板1和支承柱3内部空腔填满，优选方案是控制橡胶颗粒的大小。经检验发现：当橡胶颗粒为不规则多面体或者长方体时，其外接球的球半径其中h为支承柱3或者主基板1内部空腔腔体的深度；或者，当橡胶颗粒为球体时，则其球体半径其中h仍为支承柱3或者主基板1内部空腔的腔体的深度。在上述情况下，橡胶颗粒能够使得主基板1与支承柱3内部空腔填满，这样使得内部空腔各部分的橡胶颗粒能够均匀分布，平稳且显著地吸收各个方向的振动能，防止由于内部空腔的某个部分未填充橡胶颗粒导致该部分只依靠空气吸收振动能，这样无论是在主基板1或者支承柱3内必然会造成每一部分所吸收减缓的振动能产生较大的差异，导致由于各处振动频率与幅度不同会产生新一轮的共振。

较佳地，支承柱3与主基板1中的空腔由若干个小空腔组成，在这些小空腔中填充吸振物7，每个小空腔之间使用隔层隔开。在主基板1中，这些小空腔在水平方向上排列成一行，在支承柱3中，这些小空腔在垂直方向上排列成一列。这样可以增大支承柱3与主基板1的质量，提高承重能力。

因此本实施例中使用橡胶颗粒填充于主基板1以及支承柱3内部空腔之中，使得从地基传来的振动先经过减振器6减振后再次被橡胶颗粒大部分吸收，使得主基板1上的光学测量***能够几乎不被地基振动影响，提高光学测量的精准度。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于所述橡胶颗粒的结构为橡胶皮层内部包裹金属颗粒，所述内部金属颗粒的半径小于所述橡胶皮层的厚度，使用金属颗粒放置于橡胶皮层中形成的橡胶颗粒，能够增大橡胶颗粒的质量，因此能够大幅度地将振动能吸收，显著地增大振动能量的衰减。

实施例三

请参照图3，本实施例与实施例一的区别在于所述吸振物7为聚氨酯胶层，所述聚氨酯胶层的厚度d＞2H，其中H为所述支承柱3或者所述主基板1内部包围空腔的墙体的壁厚。

较佳地，所述聚氨酯胶层使用的聚氨酯胶为双组份聚氨酯胶，这种双组份聚氨酯胶在使用时，需要使用A、B两个组份的液态反应物混合后才能制备成适用于填充在空腔内的聚氨酯胶，其中A组分为乳白色或浅黄色粘稠状聚氨酯预聚体，B组分为固化剂与助剂等混合脱水而成的黑色膏状体或液体，A、B两个组份以1:1的比例混合轻缓地搅拌均匀，防止在搅拌中带入空气中的大量气泡。在所述主基板1和所述支承柱3各自的表面与侧面均设有注胶孔，将A、B两个组份混合搅拌均匀后，通过注胶孔向主基板1与支承柱3灌注，并且在30分钟内灌封施胶完毕，让聚氨酯胶在室温下固化，固化后所述聚氨酯胶的邵氏硬度为40～45。

本发明对上述实施例进行了描述，但本发明不仅限于上述实施例。显然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 (10)

1.一种阻尼框架结构，在垂直方向上从下至上依次为减振器、吊框、支承柱以及主基板，所述减振器支撑所述吊框，所述支承柱支撑所述主基板，所述支承柱放置在所述吊框上，其特征在于，所述支承柱和所述主基板内部设置有空腔，并在所述空腔内填充有吸振物，所述吸振物吸收所述阻尼框架结构的振动；所述吸振物为橡胶颗粒或聚氨酯胶层，所述橡胶颗粒的结构为橡胶皮层内部包裹金属颗粒。

2.如权利要求1所述的阻尼框架结构，其特征在于，所述橡胶颗粒的形状为圆球或者多面体。

3.如权利要求2所述的阻尼框架结构，其特征在于，所述橡胶颗粒的外接球的球半径其中h为所述支承柱或者所述主基板内部所述空腔的腔体的深度。

4.如权利要求3所述的阻尼框架结构，其特征在于，所述内部金属颗粒的半径小于所述橡胶皮层的厚度。

5.如权利要求1所述的阻尼框架结构，其特征在于，所述聚氨酯胶层为层状结构，所述聚氨酯胶层的厚度d＞2H，其中H为所述支承柱或者所述主基板内包围所述空腔的墙体的厚度。

6.如权利要求5所述的阻尼框架结构，其特征在于，所述聚氨酯胶层使用的聚氨酯胶为双组份聚氨酯胶，所述聚氨酯胶层在固化后的邵氏硬度为40～45。

7.如权利要求5所述的阻尼框架结构，其特征在于，所述主基板和所述支承柱各自的表面均设有注胶孔。

8.如权利要求1中所述的阻尼框架结构，其特征在于，所述吊框为三角形框架或者四边形框架，所述支承柱的个数为三个或者四个，所述减振器的个数为三个或者四个，所述主基板形状为三角形或者四边形。

9.如权利要求1中所述的阻尼框架结构，其特征在于，还包括一光学测量***，所述光学测量***设置在所述主基板上；所述光学测量***包括投影物镜组、对准分***以及干涉仪测量分***，所述投影物镜组包括若干个投影物镜，若干个所述投影物镜在水平方向上排布成两列，所述对准分***在两列所述投影物镜之间分布，所述干涉仪测量分***包括若干个干涉仪测量传感器，若干个所述干涉仪测量传感器皆在同一个水平面上，并且围绕着所述投影物镜组分布。

10.如权利要求9中所述的阻尼框架结构，其特征在于，所述干涉仪测量分***包括测量支架，所述测量支架内部设置有支架空腔，在所述支架空腔内填充有所述吸振物。