主基板及其制造方法和光刻机的制作方法_2

文档序号:9615686阅读:来源:国知局
225 ;掩模台第一真空腔-226 ;掩模台第二真空腔-227 ;工件台真空腔-228 ;工件台第一真空腔-229 ;工件台第二真空腔-230 ;第一肋板结构-231 ;第二肋板结构-232 ;平板结构-233。
【具体实施方式】
[0048]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的主基板及其制造方法和光刻机作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,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。
[0049]请参照图1-图3C,其中图1为本发明一实施例中的主基板的结构示意图;图2为本发明一实施例中的主基板的仰视图。如图1、图2及图3A-3C所示,所述的主基板200包括:主基板本体201及与所述主基板本体201可拆卸连接的若干主动减振器接口支撑模块202 ;所述主基板本体201是三层结构,包括:第一表面、第二表面以及设置在所述第一表面和第二表面之间并搭接所述第一表面与第二表面的平板结构233 ;所述第一表面和第二表面相对设置;所述第一表面和第二表面通过外围板213进行过渡连接;所述第一表面为第一肋板结构231,第二表面为第二肋板结构232。较佳的,所述主基板本体201是三层结构,兼顾了密封和结构刚度的需求。
[0050]进一步地,所述主基板还包括测量装置安装接口和物镜装置安装接口 209 ;所述若干主动减振器接口支撑模块202、测量装置安装接口和物镜装置安装接口(图1及图2中未标注)均设置于所述主基板本体201上,所述主动减振器接口支撑模块202用于安装一支撑模块203,所述测量装置安装接口用于安装一测量装置,所述物镜装置安装接口用于安装一物镜装置204。本实施例中,所述支撑模块203为主动减振器。
[0051]请参照图3A-图4,其中图4为图3B中a部分的放大示意图。如图4所示,所述主动减振器接口支撑模块202通过螺栓与所述主基板本体201可拆卸连接。本实施例中,所述螺栓包括减振器接口螺栓206、安装螺栓207、拆卸顶出螺栓208。请继续参照图4,主基板本体201与主动减振器接口支撑模块202装配连接时,在所述主动减振器接口支撑模块202的表面设置有减振器接口螺栓206,用于同主动减振器连接;主动减振器接口支撑模块202连接进入主基板200的部分为楔形结构,所述楔形结构与所述主基板本体201相接触的面与水平面成倾斜角,优选的,本实施例中倾斜角的角度为3°?30°。主动减振器接口支撑模块202连接所述主基板200的部分,在其接触面之间设置了调节垫片,并采用安装螺栓207将模块同所述主基板200锁紧。还可以根据需要采用拆卸顶出螺栓208将主动减振器接口支撑模块202拆卸。
[0052]为了实现较为便捷的将每个主动减振器接口支撑模块202装配到主基板本体201上,本实施例中是采用轴向预载荷装配方式将所述主动减振器接口支撑模块装配于所述主基板本体上;其中,每个所述螺栓上施加的预紧力为5000N?50000N,装配时接触面过盈量为0.02mm?0.20mm。上述预紧力及接触面过盈量的数值,符合消除制造误差,增加接触面积的设计需求,提高了所述主动减振器接口支撑模块及所述主基板本体整体结构的刚性,增加了模态。
[0053]进一步地,所述主基板本体201上开设有至少一个工位。其中,所述工位包括至少一个曝光位(图中未标示)和至少一个测量位(图中未标示)。
[0054]进一步地,所述第一肋板结构231上至少开设有一个工位,所述第二肋板结构232上行对应所述第一肋板结构231开设有相应的工位。
[0055]具体的,本实施例中,为了更好的说明主基板200的结构设计,需要对主基板200表面的安装接口和支撑位置进行有效识别和定义,明确所有相关安装接口的位置点的三维空间数据,结果请参照如图2及图3,图3为本发明一实施例中的主基板200的俯视图。如图2及图3所示,以双工位台主基板200为例,它由两部分组成,安装物镜装置204中的投影物镜的曝光位和进行测量校正的测量位。在主基板本体201的第一表面设置有所述物镜装置安装接口 209,以用于安装一物镜装置204。在主动减振器接口支撑模块202 —侧设置有所述支撑模块安装接口 210,以用于安装一支撑模块203,通过支撑模块203的气浮压力来支撑主基板200达到静态平衡。
[0056]请参照图6,在所述主基板本体201的第二表面设置有安装测量装置的测量装置安装接口。其中,所述测量装置主要包括工件台激光干涉仪,零位传感器,离轴对准装置,调平调焦装置和二次预对准装置。请参照图2,所述测量装置安装接口包括工件台激光干涉仪安装接口 218、离轴对准装置安装接口 219,调平调焦装置安装接口 220、零位传感器安装接口(图2中未标示)、及二次预对准装置安装接口(图2中未标示)。
[0057]进一步地,所述第二肋板结构232包括:依次连接的V形肋板214、X形肋板215、L形肋板216、及T形肋板217。
[0058]具体的,为了进一步的说明主基板200的结构设计,请参照图2及图3,所述主基板本体201的所述第二表面上的所述第二肋板结构232结构包括:分布在三处支撑模块安装接口 210之间,V形肋板214,其宽度为30mm-80mm ;分部在曝光位和测量位之间,X形肋板215,其宽度为30mm-80mm ;分布在曝光位侧的矩形开口附近的L形肋板216,其宽度为20mm-40mm ;分布在测量位侧的梯形开口附近的T形肋板217,其宽度为20mm-40mm。
[0059]相应的,本实施例还提供了一种制造上述主基板的制造方法。下面请参照图2-图3及图5详细说明本实施例所述主基板200的制造方法。
[0060]所述主基板的制造方法为分别制造所述主基板本体及主动减振器接口支撑模块。[0061 ] 本实施例中,所述主基板本体及所述主动减振器接口支撑模块整体采用3D打印工艺加工制造。其中,所述3D打印工艺包括如下步骤:
[0062]首先,执行步骤S10,对所述主基板本体及所述主动减振器接口支撑模块整体进行宏观结构设计和微观结构设计。
[0063]具体的,本发明采用宏观复杂结构拓扑优化设计(大于10mm),由于受目前计算资源和算法的限制,涉及对于2m长*lm宽*0.5m高的体积结构,所能达到较合理的拓扑优化精度尺寸的计算极限。对于复杂结构的宏观尺寸可以通过拓扑优化进行有效设计。
[0064]请参照图8,步骤S10中所述的宏观结构设计包括如下步骤:
[0065]首先执行步骤S100,对所述主基板200进行拓扑优化分析。对主基板200拓扑优化分析,优化目标为质量最小,约束条件为第一阶模态大于200Hz,主基板本体201的第二表面安装的组件质量最小化为目标,设定模型中必须保留的材料,即如图包括图4和图5所示的必须保留的安装接口和安装位置,同时设定向上和向下拔模方向。经过80次迭代,拓扑结果总质量为3.184t,最终主基板200与主动减振器接口支撑模块装配后的质量约为2.46t,第一阶模态为152.6Hz。
[0066]接着执行步骤S101,对经过所述拓扑优化分析的所述主基板200进行灵敏度分析。
[0067]请参照图2,通过灵敏度分析,寻求主基板本体201的第二表面的V形肋板214、X形肋板215、L形肋板216、及T形肋板217、主基板本体201的第一表面的第一肋板结构231、及所述第一肋板结构231与所述第二肋板结构232搭接的平板结构233具有较合理的尺寸,使得主基板200 t旲态最闻。
[0068]接着执行步骤S102,对经过所述灵敏度分析的所述主基板200进行模态分析。
[0069]具体的,对两种材料的主基板200及内部世界模态进行评价,其中选用不锈钢作为主基板200加工材料的一阶整体模态为283.3Hz,选用材料殷钢为主基板200加工材料一阶整体模态为220.7Hz。
[0070]如图9所示,步骤S10中所述的微观结构设计的形状为正方体、正六面体、正八面体、蜂窝形状、米字形状或由三角形拼接的蜂窝形状。本实施例中,所述微光结构优选为正六面体。根据需求选定一种微观结构221,微观复杂结构统一标准设计(小于10_),通过微观结构221以实现进一步减少结构内部重量,提高结构模态。请参照图9,其为本发明中的主基板200的微观结构221的多种形态的结构示意图。
[0071]接着,执行步骤S11,采用3D打印机,对所述主基板本体201及所述主动减振器接口支撑模块202整体按照所述宏观结构设计和微观结构设计进行激光成型一体化制造;
[0072]接着,执行步骤S12,对经过激光成型一体化制造的所述主基板本体201及所述主动减振器接口支撑模块202整体进行表面精细加工、铣削平面、钻孔、及抛光。
[0073]具体的,由于光刻机和真空环境中的主基板200需求复杂,还可在3D打印制造的毛坯件基础上进行传统的机械方式二次加工,表面精细加工,铣削平面、钻孔、抛光等,以达到较高的局部制造精度和适应不同的工作环境。
[0074]当
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