[发明专利]投影物镜支撑装置以及光刻机设备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及投影物镜支撑装置以及光刻机设备。

背景技术

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Soft Mount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。

发明内容

为解决上述问题，本发明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，本发明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。

本发明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；