一种光刻机框架及光刻机的制作方法

本发明属于半导体设备制造领域，涉及一种光刻机框架及光刻机。

背景技术：

当今世界是一个信息化、智能化的世界，科学技术的日新月异使得各类新型智能化产品层出不穷，使得人们的生活更加便捷。与此同时，人们对显示器的各项性能要求也越来越高，显示屏技术向着超薄、低功耗等方向飞速发展。而性能更佳的显示屏的生产制造离不开先进的光刻工艺，稳定、高精确度的曝光成像系统就显得尤为重要。

随着光刻机设备的不断发展，生产效率的不断提高，使得光刻机玻璃基板的尺寸不断增大，运动台质量不断增大，当大质量的运动台快速移动时，会产生惯性力和反作用力，受其内部各零部件接口的刚度限制，就会对整机系统的稳定性产生一定的影响，从而造成曝光成像系统的误差，降低成像精度。这就更加迫切地要求设计人员针对多自由度系统采用更加合理的结构布局和连接方法，以使整机系统更加有效的减小外载荷的冲击，减小震动的传递对曝光成像系统的影响，并有效提高整机模态和降低静力变形对曝光成像系统的影响。

现有技术中公开了一种光刻机减震框架，用于减小光刻机的框架震动。该光刻机减震框架的优点是将光刻机不同部件质量分布在减震框架的不同位置来减小电机的反作用力。缺点是该结构内部框架的稳定性较差。

现有技术中公开的另一种铸造型主基板框架，铸造型主基板框架安装在工件台的上方。铸造型主基板框架的顶部是箱体结构，内部设有许多用于增强铸造型主基板框架的刚度的加强筋，同时在框架内填满减振泡沫，提高了系统稳定性。该铸造型主基板框架的优点是结构封闭，不会对工件台造成污染。缺点是主基板的质量很大、加工费用高以及对地基的支撑强度要求较高，同时给搬运和运输造成难度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种光刻机框架及光刻机，以提高光刻机的曝光系统的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光刻机框架，包括测量支架和主基板，所述测量支架的下底面的部分沿远离所述下底面的方向向外延伸形成一延伸部，所述测量支架的下底面上沿y向位于所述延伸部的两侧的底面分别为第一下底面和第二下底面；

所述主基板的上端面开设有一与所述延伸部相匹配的凹槽，所述延伸部嵌设于所述凹槽内，并且所述测量支架通过所述第一下底面和所述第二下底面与所述主基板连接；

所述第一下底面包括两个相互间隔设置的用于与所述主基板连接的连接区域，所述第二下底面包括两个相互间隔设置的用于与所述主基板连接的连接区域，所述第一下底面的两个所述连接区域的区域中心的连线所在的直线与所述第二下底面的两个所述连接区域的区域中心的连线所在的直线之间相交呈t形分布，所述y向为光刻机的扫描方向。

优选地，所述第一下底面包括第三连接区域和第四连接区域，所述第二下底面包括第一连接区域和第二连接区域；

或者，所述第一下底面包括所述第一连接区域和所述第二连接区域，所述第二下底面包括所述第三连接区域和所述第四连接区域；

其中，所述第一连接区域和所述第二连接区域分别位于所述t形的顶部的两端，所述第三连接区域和所述第四连接区域均位于所述t形的底部，且所述t形的顶部的两端分别靠近所述测量支架上相对设置的两个端部的边角，所述第三连接区域位于所述第四连接区域远离所述t形的顶部的一侧，所述t形的顶部为所述t形的横向边，所述t形的底部为所述t形的竖向边。

优选地，所述第一连接区域、所述第二连接区域、所述第三连接区域及所述第四连接区域内均开设有多个通孔，所述主基板上与所述通孔相对应的位置开设有螺纹孔，所述测量支架与所述主基板通过螺栓连接。

优选地，所述第一连接区域内的多个所述通孔和所述第二连接区域内的多个所述通孔分别以矩形阵列的方式分布在各自的区域内；

所述第三连接区域和所述第四连接区域内的多个所述通孔分别沿其区域中心以圆周阵列的方式分布在各自的区域内。

优选地，所述第一连接区域内的多个所述通孔和所述第二连接区域内的多个所述通孔关于所述测量支架的一垂直于所述第二下底面的对称面对称分布；

所述第三连接区域的区域中心和所述第四连接区域的区域中心位于所述对称面上。

优选地，l1/l2的比值范围为1:3～1:5，l2/l3的比值范围为1:1～3:1；

其中，所述l1为所述第三连接区域的区域中心与所述第四连接区域的区域中心之间的距离，所述l2为所述第四连接区域的区域中心到所述第一连接区域的区域中心与所述第二连接区域的区域中心所在的直线的距离，所述l3为所述第一连接区域的区域中心到所述对称面的距离。

优选地，所述第一连接区域和所述第二连接区域内分别设置有定位销；

所述第三连接区域和所述第四连接区域内分别设置有定位销；

所述主基板上还设置有分别与所述第一连接区域、所述第二连接区域、所述第三连接区域及所述第四连接区域内的所述定位销相匹配的定位孔。

优选地，所述第一连接区域内的多个所述通孔和所述第二连接区域内的多个所述通孔关于所述测量支架的一垂直于所述第二下底面的对称面对称分布；

所述第一连接区域内的所述定位销和所述第二连接区域内的所述定位销关于所述对称面对称分布；

所述第三连接区域的所述区域中心和所述第四连接区域的所述区域中心位于所述对称面上。

优选地，所述第三连接区域内的多个所述通孔的形状、尺寸及分布和所述第四连接区域内的多个所述通孔的形状、尺寸及分布一致。

优选地，所述延伸部的延伸方向垂直于所述第一下底面。

优选地，所述测量支架与所述主基板可拆卸连接或不可拆卸连接。

优选地，还包括y向干涉仪支架及连接臂，所述延伸部上沿所述y向相对的两个侧壁分别为第一侧壁和第二侧壁；

所述y向干涉仪支架固定连接于所述测量支架的靠近所述第一下底面的一端，所述连接臂设置于所述主基板内，所述连接臂的一端固定连接于所述y向干涉仪支架，另一端固定连接于所述第一侧壁。

优选地，所述连接臂还与所述第一下底面固定连接。

本发明还提供了一种光刻机，包括上述的光刻机框架。

与现有技术相比，本发明提供了一种光刻机框架及光刻机，光刻机框架包括测量支架和主基板，所述测量支架的下底面的部分沿远离所述下底面的方向向外延伸形成一延伸部，所述测量支架的下底面上沿y向位于所述延伸部的两侧的底面分别为第一下底面和第二下底面，所述主基板的上端面开设有一与所述延伸部相匹配的凹槽，所述延伸部嵌设于所述凹槽内，并且所述测量支架通过所述第一下底面和所述第二下底面与所述主基板连接，所述第一下底面包括两个相互间隔设置的用于与所述主基板连接的连接区域，所述第二下底面包括两个相互间隔设置的用于与所述主基板连接的连接区域，所述第一下底面的两个所述连接区域的区域中心的连线所在的直线与所述第二下底面的两个所述连接区域的区域中心的连线所在的直线之间相交呈t形分布。通过将测量支架和主基板设置为t形嵌设连接的方式，提高了干涉测量系统的测量精度。使得光刻机整机系统能够有效的减小外载荷的冲击，减少了震动的传递对曝光成像系统的影响，提高了光刻机的曝光系统的稳定性，从而可以有效提高光刻机整机系统的静力学、模态以及动力学响应指标。

进一步，所述测量支架和所述y向干涉仪支架之间加设连接臂，增大了y向干涉仪支架与测量支架之间的连接面积，可以有效降低y向干涉仪支架由于重力作用导致垂向变形对测量精度的影响，进一步提高了干涉测量系统的测量精度。

本发明提供的采用上述的光刻机框架的光刻机，优化了光刻机的曝光成像系统的连接结构，使得光刻机整机系统能够有效的减小外载荷的冲击，提高了光刻机的曝光系统的稳定性，从而可以有效提高光刻机整机系统的静力学、模态以及动力学响应指标。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种光刻机框架的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种测量支架的结构示意图；

图3是图2中c处的局部放大示意图；

图4是图2中d处的局部放大示意图；

图5是图2中a处的局部放大示意图；

图6是图2中b处的局部放大示意图；

图7是本发明实施例一提供的一个实际应用中的光刻机的仿真模型的一阶模态的示意图；

图8是本发明实施例一提供的一个实际应用中的光刻机的仿真模型的二阶模态的示意图；

图9是本发明实施例一提供的一个实际应用中的光刻机的仿真模型的三阶模态的示意图；

图10是本发明实施例二提供的一种y向干涉仪支架与测量支架的连接示意图；

其中，10-测量支架；11-主基板；12-y向干涉仪支架；13-连接臂；14-延伸部；15-第一连接区域；16-第二连接区域；17-第三连接区域；18-第四连接区域；19-投影物镜；20-掩模台支架；21-吊框支架；22-吊框；23-工件台；24-通孔；25-定位销。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种光刻机框架及光刻机作进一步详细说明。根据权利要求书和下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常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。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种光刻机框架的结构示意图，图2是本发明实施例一提供的一种测量支架10的结构示意图，请参考图1和图2，一种光刻机框架，包括测量支架10和主基板11，所述测量支架10的下底面的部分沿远离所述下底面的方向向外延伸形成一延伸部14，所述测量支架10的下底面上沿y向位于所述延伸部14的两侧的底面分别为第一下底面和第二下底面；

所述主基板11的上端面开设有一与所述延伸部14相匹配的凹槽，所述延伸部14嵌设于所述凹槽内，并且所述测量支架10通过所述第一下底面和所述第二下底面与所述主基板11连接；

所述第一下底面包括两个相互间隔设置的用于与所述主基板11连接的连接区域，所述第二下底面包括两个相互间隔设置的用于与所述主基板11连接的连接区域，所述第一下底面的两个所述连接区域的区域中心的连线所在的直线与所述第二下底面的两个所述连接区域的区域中心的连线所在的直线之间相交呈t形分布，所述y向为光刻机的扫描方向，图2中箭头所示方向为y向正向。

通过将测量支架10和主基板11设置为t形嵌设连接的方式，提高了干涉测量系统的测量精度。使得光刻机整机系统能够有效的减小外载荷的冲击，减少了震动的传递对曝光成像系统的影响，提高了光刻机的曝光系统的稳定性，从而可以有效提高光刻机整机系统的静力学、模态以及动力学响应指标。

进一步，所述第一下底面包括第三连接区域17和第四连接区域18，所述第二下底面包括第一连接区域15和第二连接区域16；

或者，所述第一下底面包括所述第一连接区域15和所述第二连接区域16，所述第二下底面包括所述第三连接区域17和所述第四连接区域18；

其中，所述第一连接区域15和所述第二连接区域16分别位于所述t形的顶部的两端，所述第三连接区域17和所述第四连接区域18均位于所述t形的底部，且所述t形的顶部的两端分别靠近所述测量支架10上相对设置的两个端部的边角，所述第三连接区域17位于所述第四连接区域18远离所述t形的顶部的一侧，所述t形的顶部为所述t形的横向边，所述t形的底部为所述t形的竖向边。

进一步，所述第一连接区域15、所述第二连接区域16、所述第三连接区域17及所述第四连接区域18内均开设有多个通孔24，所述主基板11上与所述通孔24相对应的位置开设有螺纹孔，所述测量支架10与所述主基板11通过螺栓连接。

图3是图2中c处的局部放大示意图，图4是图2中d处的局部放大示意图，请参考图3和图4，进一步，所述第一连接区域15内的多个所述通孔24和所述第二连接区域16内的多个所述通孔24分别以矩形阵列的方式分布在各自的区域内；

图5是图2中a处的局部放大示意图，图6是图2中b处的局部放大示意图，请参考图5和图6，所述第三连接区域17和所述第四连接区域18内的多个所述通孔24分别沿其区域中心以圆周阵列的方式分布在各自的区域内。

进一步，所述第一连接区域15内的多个所述通孔24和所述第二连接区域16内的多个所述通孔24关于所述测量支架10的一垂直于所述第二下底面的对称面对称分布；

所述第三连接区域17的区域中心和所述第四连接区域18的区域中心位于所述对称面上。

进一步，l1/l2的比值范围为1:3～1:5，l2/l3的比值范围为1:1～3:1；

其中，所述l1为所述第三连接区域17的区域中心与所述第四连接区域18的区域中心之间的距离，所述l2为所述第四连接区域18的区域中心到所述第一连接区域15的区域中心与所述第二连接区域16的区域中心所在的直线的距离，所述l3为所述第一连接区域15的区域中心到所述对称面的距离。

进一步，所述第一连接区域15和所述第二连接区域16内分别设置有定位销25；

所述第三连接区域17和所述第四连接区域18内分别设置有定位销25；

所述主基板11上还设置有分别与所述第一连接区域15、所述第二连接区域16、所述第三连接区域17及所述第四连接区域18内的所述定位销25相匹配的定位孔。定位销25与相应的定位孔实现了测量支架10与主基板11的之间的定位，提高了装配效率。

进一步，所述第一连接区域15内的多个所述通孔24和所述第二连接区域16内的多个所述通孔24关于所述测量支架10的一垂直于所述第二下底面的对称面对称分布；

所述第一连接区域15内的所述定位销25和所述第二连接区域16内的所述定位销25关于所述对称面对称分布；

所述第三连接区域17的所述区域中心和所述第四连接区域18的所述区域中心位于所述对称面上。以保证所述测量支架10受力均匀，避免局部受力不均，提高了其使用寿命。

进一步，所述第三连接区域17内的多个所述通孔24的形状、尺寸及分布和所述第四连接区域18内的多个所述通孔24的形状、尺寸及分布一致。应该意识到这样的限定仅用于举例说明所述第三连接区域17内的多个所述通孔24的形状、尺寸及分布和所述第四连接区域18内的多个所述通孔24的形状、尺寸及分布关系，所述第三连接区域17内的多个所述通孔24的形状、尺寸及分布和所述第四连接区域18内的多个所述通孔24的形状、尺寸及分布可以具体根据需求来进行设置，这里提到的分布指的是各个通孔24相较于各自所在的连接区域的区域中心的分布状况。

进一步，所述延伸部14的延伸方向垂直于所述第一下底面。应该意识到这样的限定仅用于举例说明所述延伸部14的延伸方向，所述延伸部14的延伸方向也可以不垂直于所述第一下底面，比如所述延伸部14的延伸方向与所述第一下底面呈80度夹角。

进一步，所述测量支架10与所述主基板11可拆卸连接或不可拆卸连接。所述测量支架10与所述主基板11之间的连接方式可以采用可拆卸连接，如前述的螺栓连接，也可以采用不可拆卸连接的方式进行连接，例如焊接的方式进行连接。

进一步，所述光刻机框架还包括掩模台支架2020、吊框支架21、吊框22及工件台23，所述掩模台支架2020固定于所述主基板11上，所述掩模台支架2020用于承载掩模台，所述吊框支架21连接于所述主基板11的下部，所述吊框22连接于所述吊框支架21的两个相对设置的内侧壁，所述工件台23固定于所述吊框22上。

本实施例的一个实际应用中的光刻机框架，所述第一连接区域15内的多个所述通孔24和所述第二连接区域16内的多个所述通孔24关于所述测量支架10的一垂直于所述第二下底面的对称面对称分布；

所述第三连接区域17的区域中心和所述第四连接区域18的区域中心位于所述对称面上。

进一步，l1/l2＝1：4，l2/l3＝2：1；

进一步，所述第一连接区域15内的多个所述通孔24和所述第二连接区域16内的多个所述通孔24分别以3行6列的矩形阵列的方式分布在各自的区域内，其中，行方向垂直于所述对称面。行与行之间等行距平行设置，列与列之间平行设置，且靠近其区域中心的两列之间的列距小于其与相邻列之间的列距，应该意识到这样的限定仅用于举例说明所述第一连接区域15内的多个所述通孔24和所述第二连接区域16内的多个所述通孔24在所述第二下底面上分布状况，所述第一连接区域15内的多个所述通孔24和所述第二连接区域16内的多个所述通孔24并不一定限定为矩形阵列布置，其具体分布可以根据需求来进行设置。

图7是本发明实施例一提供的一个实际应用中的光刻机的仿真模型的一阶模态的示意图，图8是本发明实施例一提供的一个实际应用中的光刻机的仿真模型的二阶模态的示意图，图9是本发明实施例一提供的一个实际应用中的光刻机的仿真模型的三阶模态的示意图，请参考图7、图8及图9，其中，图8中光刻机的一阶模态频率为7.760e+001hz，图9中光刻机的二阶模态频率为8.088e+001hz，图9中光刻机的三阶模态频率为9.056e+001hz。表1是本发明实施例二提供的一个实际应用中的光刻机的静力和psd(powerspetrumdensity，随机振动信号的功率谱密度)仿真分析数据表，请参考表1。

表1光刻机的静力和psd仿真分析数据表

表1中，作差点为作差位置处左侧一列对应的光刻机零部件上的一点，响应点为作差位置右侧一列对应的光刻机零部件上的一点，作差点及响应点内的数据为相应光刻机零部件上的一点的标号，所述作差点在热仿真中的位移矢量与所述响应点在热仿真中的位移矢量的矢量差值可分解为分别沿光刻机坐标系的x、y及z轴方向的三个矢量，所述三个矢量的坐标值分别为表1中横轴上的热变形对应的x、y及z坐标；

所述作差点在静力仿真中的位移矢量与所述响应点在静力仿真中的位移矢量的矢量差值可分解为分别沿光刻机坐标系的x、y及z轴方向的三个矢量，所述三个矢量的坐标值分别为表1中横轴上的静力变形对应的x、y及z坐标；

所述作差点在静力仿真和热仿真综合下的位移矢量与所述响应点在静力仿真和热仿真综合下的位移矢量的矢量差值可分解为分别沿光刻机坐标系的x、y及z轴方向的三个矢量，所述三个矢量的坐标值分别为表1中横轴上的综合项对应的x、y及z坐标，其中，所述作差点在静力仿真和热仿真综合下的位移矢量与所述响应点在静力仿真和热仿真综合下的位移矢量的矢量差值为矢量差值与矢量差值的矢量和；

表1中横轴包含热变形和静变形项目的指标值用于对综合项中的数据进行评估，以判断其是否达标，表1中横轴上的动态响应15-500hz，表示psd仿真进行频率为15-500hz范围内的动态响应测量，所述作差点在psd仿真中的位移矢量与所述响应点在psd仿真中的位移矢量的矢量差值可分解为分别沿光刻机坐标系的x、y及z轴方向的三个矢量，所述三个矢量的坐标值分别为表1中横轴上的动态响应15-500hz对应的x、y及z坐标；表1中横轴包含动态响应的指标值用于对psd仿真中的数据进行评估；

其中，h为光刻机坐标系的xoy坐标平面方向，z和v均为光刻机坐标系的z向，pv值为响应值，pv值用于与相应的x、y或z进行单独比较以进行评估，po1和po2分别为光刻机的投影物镜19的右物镜和左物镜，ifrs为掩模台干涉仪，ifps为工件台23干涉仪，pa1和pa2分别为光刻机的右离轴对准结构和左离轴对准结构，fls1和fls2分别为光刻机的右调焦调平结构和左调焦调平结构，ps为运动台，作差点和响应点中的数据分别为作差位置处左侧一列对应的光刻机零部件上的一点和作差位置处右侧一列对应的光刻机零部件上的一点，作差点和响应点的数据中单个数字例如1或6等表示数字序号对应的一个点，13～17表示数字序号13与数字序号17之间的一个点。

作差位置通常选取在为光刻机的结构设计中关注且最具有代表性的零部件上，因仿真中涉及到的相关矢量均可分解为沿光刻机坐标系的x、y及z轴方向的矢量，且pv值用于与相应的x、y或z单独比较，表1中未标出的坐标值可以理解为仿真中不关注的数据，对于仿真评估不会造成影响。

实施例二

图10是本发明实施例二提供的一种y向干涉仪支架12与测量支架10的连接示意图，请参考图10，与实施例一的区别在于：所述光刻机框架还包括y向干涉仪支架12及连接臂13，所述延伸部14上沿所述y向相对的两个侧壁分别为第一侧壁和第二侧壁；

所述y向干涉仪支架12固定连接于所述测量支架10的靠近所述第一下底面的一端，所述连接臂13设置于所述主基板11内，所述连接臂13的一端固定连接于所述y向干涉仪支架12，另一端固定连接于所述第一侧壁。

通过在实施例一提供的光刻机框架的结构的基础上，在所述测量支架10和所述y向干涉仪支架12之间加设连接臂13，增大了y向干涉仪支架12与测量支架10之间的连接面积，可以有效降低y向干涉仪支架12由于重力作用导致垂向变形对测量精度的影响，提高了干涉测量系统的测量精度。

进一步，所述连接臂13还与所述第一下底面固定连接。进一步增大了y向干涉仪支架12与测量支架10之间的连接面积，可以有效降低y向干涉仪支架12由于重力作用导致垂向变形对测量精度的影响，进一步提高了干涉测量系统的测量精度。

实施例三

本发明还提供了一种光刻机，包括上述的光刻机框架。通过优化了光刻机的曝光成像系统的连接结构，使得光刻机整机系统能够有效的减小外载荷的冲击，提高了光刻机的曝光系统的稳定性，从而可以有效提高光刻机整机系统的静力学、模态以及动力学响应指标。

综上所述，本发明提供了一种光刻机框架及光刻机，光刻机框架包括测量支架和主基板，所述测量支架的下底面的部分沿远离所述下底面的方向向外延伸形成一延伸部，所述测量支架的下底面上沿y向位于所述延伸部的两侧的底面分别为第一下底面和第二下底面，所述主基板的上端面开设有一与所述延伸部相匹配的凹槽，所述延伸部嵌设于所述凹槽内，并且所述测量支架通过所述第一下底面和所述第二下底面与所述主基板连接，所述第一下底面包括两个相互间隔设置的用于与所述主基板连接的连接区域，所述第二下底面包括两个相互间隔设置的用于与所述主基板连接的连接区域，所述第一下底面的两个所述连接区域的区域中心的连线所在的直线与所述第二下底面的两个所述连接区域的区域中心的连线所在的直线之间相交呈t形分布。通过将测量支架和主基板设置为t形嵌设连接的方式，提高了干涉测量系统的测量精度。使得光刻机整机系统能够有效的减小外载荷的冲击，减少了震动的传递对曝光成像系统的影响，提高了光刻机的曝光系统的稳定性，从而可以有效提高光刻机整机系统的静力学、模态以及动力学响应指标。

进一步，所述测量支架和所述y向干涉仪支架之间加设连接臂，增大了y向干涉仪支架与测量支架之间的连接面积，可以有效降低y向干涉仪支架由于重力作用导致垂向变形对测量精度的影响，进一步提高了干涉测量系统的测量精度。

本发明提供的采用上述的光刻机框架的光刻机，优化了光刻机的曝光成像系统的连接结构，使得光刻机整机系统能够有效的减小外载荷的冲击，提高了光刻机的曝光系统的稳定性，从而可以有效提高光刻机整机系统的静力学、模态以及动力学响应指标。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。