主基板及其制造方法和光刻機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種主基板及其制造方法和光刻機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]主基板和測(cè)量支架是光刻機(jī)整機(jī)框架設(shè)計(jì)的核心，它既需要具備高模態(tài)的特征指標(biāo)，以滿足短期穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)性能的需求，同時(shí)又必須在材料和傳熱領(lǐng)域?qū)ふ业揭粋€(gè)很好的平衡點(diǎn)以滿足長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性的需求。此外，隨著物鏡和測(cè)量裝置質(zhì)量的增加，又迫使主基板和測(cè)量支架設(shè)計(jì)要滿足低質(zhì)量、輕量化的發(fā)展趨勢(shì)。因此主基板和測(cè)量支架的設(shè)計(jì)方向需要具備高模態(tài)和輕量化的雙重特征。
[0003]就空間約束而言，由于投影物鏡的發(fā)展使得共軛距不斷增大，這使得整機(jī)內(nèi)部世界(具體包括主基板和測(cè)量支架)，需要為掩模臺(tái)激光干涉儀和工件臺(tái)激光干涉儀提供有效的安裝平面。同時(shí)，光刻機(jī)為提高整機(jī)工作效率，主基板的發(fā)展趨勢(shì)由一個(gè)工作位增加至兩個(gè)工作位，以適應(yīng)雙工件臺(tái)和雙曝光設(shè)計(jì)的X向和Y向平面空間需求。因此，主基板和測(cè)量支架需要為光刻機(jī)物鏡和測(cè)量裝置提供為空間跨度更大的安裝和支持面。
[0004]美國(guó)專利US7130019提供了一種鋁制混合材料的主基板制造方法，并增加反饋溫控系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)冷卻和溫度補(bǔ)償。這樣的主基板可以使用較高熱膨脹系數(shù)的材料，同時(shí)這種新材料具備較高的剛度以達(dá)到同等的動(dòng)態(tài)性能。但是，如果采用殷鋼(Invar)等低熱膨脹系數(shù)的材料來(lái)制造主基板，會(huì)產(chǎn)生以下缺陷:第一，殷鋼制造成本高，可加工性難，交貨期長(zhǎng)；第二，受殷鋼材料性質(zhì)的影響存在動(dòng)態(tài)性能的瓶頸等問題；第三，主基板為一種雙工位、大面積主基板，雖然其質(zhì)量較輕，但模態(tài)值相對(duì)偏低，不利于整機(jī)動(dòng)態(tài)性能。
[0005]美國(guó)專利US5691806提供了一種鑄型主基板框架，所述鑄型框架安裝在工件臺(tái)上方。鑄型框架的頂部是箱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)有許多加強(qiáng)筋，將框架分割成若干個(gè)小箱體，以增強(qiáng)鑄型框架的剛度，同時(shí)在框架內(nèi)填滿減振泡沫，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。鑄型框架是封閉式結(jié)構(gòu)，不會(huì)有顆粒污染工件臺(tái)。美國(guó)專利US5691806所公開的主基板為一種單工位、小面積主基板，雖然其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好、模態(tài)值高，但是因?yàn)槭氰T型主基板而導(dǎo)致質(zhì)量過(guò)大。
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，為了提高主基板的模態(tài)和降低其重量，實(shí)現(xiàn)主基板具有高模態(tài)和輕量化的雙重特征，本領(lǐng)域技術(shù)人員一直在尋找滿足這一需求的解決方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種主基板及其制造方法和光刻機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的主基板存在制造成本高，可加工性難，交貨期長(zhǎng)，動(dòng)態(tài)性能差，以及質(zhì)量過(guò)大等缺陷的問題。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種主基板及其制造方法和光刻機(jī)，所述主基板包括:主基板本體及與所述主基板本體可拆卸連接的若干主動(dòng)減振器接口支撐模塊；所述主基板本體是三層結(jié)構(gòu)，包括:第一表面、第二表面以及設(shè)置在所述第一表面和第二表面之間并搭接所述第一表面與第二表面的平板結(jié)構(gòu)；所述第一表面和第二表面相對(duì)設(shè)置；所述第一表面和第二表面通過(guò)外圍板進(jìn)行過(guò)渡連接；所述第一表面為第一肋板結(jié)構(gòu)，第二表面為第二肋板結(jié)構(gòu)。
[0009]可選的，在所述的主基板中，還包括測(cè)量裝置安裝接口和物鏡裝置安裝接口 ；所述若干主動(dòng)減振器接口支撐模塊、測(cè)量裝置安裝接口和物鏡裝置安裝接口均設(shè)置于所述主基板本體上，所述主動(dòng)減振器接口支撐模塊用于安裝一支撐模塊，所述測(cè)量裝置安裝接口用于安裝一測(cè)量裝置，所述物鏡裝置安裝接口用于安裝一物鏡裝置。
[0010]可選的，在所述的主基板中，所述主動(dòng)減振器接口支撐模塊通過(guò)螺栓與所述主基板本體可拆卸連接。
[0011]可選的，在所述的主基板中，采用軸向預(yù)載荷裝配方式將所述主動(dòng)減振器接口支撐模塊裝配于所述主基板本體上；其中，每個(gè)所述螺栓上施加的預(yù)緊力為5000N?50000N，裝配時(shí)接觸面過(guò)盈量為0.02mm?0.20mm。
[0012]可選的，在所述的主基板中，所述主基板本體上開設(shè)有至少一個(gè)工位。
[0013]可選的，在所述的主基板中，所述主基板本體上開設(shè)的所述工位包括至少一個(gè)曝光位和至少一個(gè)測(cè)量位。
[0014]可選的，在所述的主基板中，所述第一肋板結(jié)構(gòu)上至少開設(shè)有一個(gè)工位，所述第二肋板結(jié)構(gòu)上行對(duì)應(yīng)所述第一肋板結(jié)構(gòu)開設(shè)有相應(yīng)的工位。
[0015]可選的，在所述的主基板中，所述第二肋板結(jié)構(gòu)包括:依次連接的V形肋板、X形肋板、L形肋板以及T形肋板。
[0016]可選的，在所述的主基板中，所述支撐模塊為主動(dòng)減振器。
[0017]本發(fā)明還提供一種主基板的制造方法，所述主基板的制造方法為:分別制造所述主基板本體及主動(dòng)減振器接口支撐模塊。
[0018]可選的，在所述的主基板的制造方法中，所述主基板本體及所述主動(dòng)減振器接口支撐模塊整體采用3D打印工藝加工制造。
[0019]可選的，在所述的主基板的制造方法中，所述3D打印工藝包括如下步驟:
[0020]對(duì)所述主基板本體及所述主動(dòng)減振器接口支撐模塊整體進(jìn)行宏觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
[0021]采用3D打印機(jī)，對(duì)所述主基板本體及所述主動(dòng)減振器接口支撐模塊整體按照所述宏觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行激光成型一體化制造；
[0022]對(duì)經(jīng)過(guò)激光成型一體化制造的所述主基板本體及所述主動(dòng)減振器接口支撐模塊整體進(jìn)行表面精細(xì)加工、銑削平面、鉆孔、及拋光。
[0023]可選的，在所述的主基板的制造方法中，所述宏觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括如下步驟:
[0024]對(duì)所述主基板進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化分析；
[0025]對(duì)經(jīng)過(guò)所述拓?fù)鋬?yōu)化分析的所述主基板進(jìn)行靈敏度分析；
[0026]對(duì)經(jīng)過(guò)所述靈敏度分析的所述主基板進(jìn)行模態(tài)分析。
[0027]可選的，在所述的主基板的制造方法中，所述微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的形狀為正方體、正六面體、正八面體、蜂窩形狀、米字形狀或由三角形拼接的蜂窩形狀。
[0028]本發(fā)明還提供一種光刻機(jī)，所述光刻機(jī)包括框架系統(tǒng)，所述框架系統(tǒng)包括真空框架及設(shè)置于所述真空框架內(nèi)部的工件臺(tái)真空腔和主真空腔；所述工件臺(tái)空腔內(nèi)靠近所述主真空腔的位置設(shè)置有如上所述的主基板；所述主基板的邊緣與所述工件臺(tái)真空腔的腔體內(nèi)壁相切。
[0029]可選的，在所述的光刻機(jī)中，所述真空框架與所述工件臺(tái)真空腔之間、及所述真空框架與所述主真空腔之間均設(shè)置有密封圈。
[0030]可選的，在所述的光刻機(jī)中，所述密封圈為金屬密封圈或低釋氣性橡膠密封圈。
[0031]可選的，在所述的光刻機(jī)中，所述主真空腔內(nèi)設(shè)置有掩模臺(tái)第二真空腔以及與所述掩模臺(tái)第二真空腔相鄰的掩模臺(tái)第一真空腔。
[0032]可選的，在所述的光刻機(jī)中，所述工件臺(tái)真空腔內(nèi)設(shè)置有工件臺(tái)第一真空腔以及與所述工件臺(tái)第一真空腔相鄰的工件臺(tái)第二真空腔。
[0033]在本發(fā)明所提供的主基板及其制造方法和光刻機(jī)中，通過(guò)將主基板設(shè)計(jì)為主基板本體和與之可拆卸連接的若干主動(dòng)減振器接口支撐模塊，其中，主基板本體為三層結(jié)構(gòu)，包括第一表面、第二表面以及設(shè)置在所述第一表面和第二表面之間并搭接所述第一表面與第二表面的平板結(jié)構(gòu)，避免了現(xiàn)有技術(shù)的主基板由一鍛件作加工整體成型使得主基板體積較大的現(xiàn)象，減小了主基板本體的體積，降低了制造成本；另外，采用3D打印工藝，對(duì)經(jīng)過(guò)宏觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主基板進(jìn)行激光成型一體化制造，降低了主基板的重量，提高了主基板的模態(tài)，實(shí)現(xiàn)了主基板的快速成型。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中的主基板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中的主基板的仰視圖；
[0036]圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中的主基板的俯視圖；
[0037]圖3A是圖3中的主基板沿F-F方向的剖視圖；
[0038]圖3B是圖3中的主基板沿A-A方向的剖視圖；
[0039]圖3C是圖3中的主基板沿B-B方向的剖視圖；
[0040]圖4是圖3B中a部分的放大示意圖；
[0041]圖5是工件臺(tái)真空腔與主基板安裝流程示意圖；
[0042]圖6是本發(fā)明中的框架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖7是本發(fā)明一實(shí)施例中的主基板制造方法的流程圖；
[0044]圖8是本發(fā)明一實(shí)施例中的對(duì)主基板進(jìn)行宏觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的流程圖；
[0045]圖9是本發(fā)明中的主基板的微觀結(jié)構(gòu)的多種形態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖1-圖 9 中:
[0047]主基板-200 ;主基板本體-201 ;主動(dòng)減振器接口支撐模塊_202 ;支撐模塊_203 ；物鏡裝置-204 ;減振器接口螺栓-206 ;安裝螺栓-207 ;拆卸頂出螺栓-208 ;物鏡裝置安裝接口 -209 ;主動(dòng)減振器安裝接口 -210 ;外圍板-213 ；V形肋板-214 ；X形肋板-215 ；L形肋板-216 ;T形肋板-217 ;工件臺(tái)激光干涉儀安裝接口 -218 ;離軸對(duì)準(zhǔn)裝置安裝接口 -219 ;調(diào)平調(diào)焦裝置安裝接口 -220 ;微觀結(jié)構(gòu)-221 ;框架系統(tǒng)-222 ;真空框架-223 ;密封圈-224 ；主真空腔-