[发明专利]一种多面体主基板及其制造方法和加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体制造设备，尤其涉及一种用于光刻设备的多面体主基板结构及其制造方法和加工方法。

背景技术

主基板和测量支架是光刻机整机框架设计的核心，它既需要具备高模态的特征指标，以满足短期稳定性动态性能的需求，同时又必须在材料和传热领域寻找到一个很好的平衡点以满足长期热稳定性的需求。此外，随着物镜和测量系统质量的增加，又迫使主基板和测量支架设计要满足低质量、轻量化的发展趋势。因此主基板和测量支架的设计方向需要具备高模态和轻量化的双重特征。

就空间约束而言，由于投影物镜的发展使得共轭距不断增大，这使得整机内部世界，具体包括主基板和测量支架，需要提供从掩模面(物镜物面)到硅片面(物镜像面)跨度更大Z向高度的尺寸，为掩模台激光干涉仪和工件台激光干涉仪提供有效的安装平面。同时，光刻机为提高整机工作效率，主基板的发展趋势由一个工作位增加至两个工作位，以适应双工件台和双曝光设计的X和Y向平面空间需求。因此，主基板和测量支架需要为光刻机物镜和测量系统提供为空间跨度更大的安装和支持面。

美国专利US7130019提供了一种铝制混合材料的主基板制造方法，并增加反馈温控系统进行主动冷却和温度补偿。这样的主基板可以使用较高热膨胀系数的材料，同时这种新材料具备较高的刚度以达到同等的动态性能。但是，如果采用殷钢(Invar)等低热膨胀系数的材料来制造主基板，会产生以下缺陷：殷钢制造成本高，可加工性难，交货期长。另一方面，受殷钢材料性质的影响也存在动态性能的瓶颈等问题。美国专利US7130019所公开的主基板为一种双工位、大面积主基板，虽然其质量较轻，但模态值相对偏低，不利于整机动态性能。

美国专利US5691806提供了一种铸型主基板框架，所述铸型框架安装在工件台上方。铸型框架的顶部是箱体结构，内部设有许多加强筋，将框架分割成若干个小箱体，以增强铸型框架的刚度，同时在框架内填满减振泡沫，提高系统稳定性。铸型框架是封闭式结构，不会有颗粒污染工件台。美国专利US5691806所公开的主基板为一种单工位、小面积主基板，虽然其结构强度好、模态值高，但是因为是铸型主基板而导致质量过大。

针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明多面体主基板结构及其制造方法和加工方法。

发明内容

本发明是针对现有技术中，现有的光刻机主基板制造成本高，可加工性难，交货期长，动态性能差，以及质量过大等缺陷，提供一种多面体主基板结构。

为了解决上述问题，本发明提供一种多面体主基板，用于安装支撑装置、测量装置和镜筒装置，所述主基板上开设有至少一个工位，其中，所述主基板的外表面是由所述支撑装置、测量装置、镜筒装置的安装区域的多边形包络面所限定，并由若干其他平面按凸包规则连接构成的凸多面体。

进一步，所述主基板外表面包括：主基板上表面，开设有至少一个工位，并设置有对应所述支撑装置的安装区域，所述主基板上表面为多边形结构，所述多边形结构的边缘由所述支撑装置的安装区域限定；主基板下表面，对应主基板上表面开设有相应的工位，并分别设置有对应若干测量系统的安装区域，所述主基板下表面为多边形结构，所述多边形结构的边缘由所述各测量系统的安装区域限定；外围板，包括若干多边形面板，所述外围板对所述主基板上表面的多边形顶点与所述主基板下表面的多边形顶点以若干多边形面板进行过渡连接，并使所述主基板上表面、主基板下表面和外围板连接形成凸多面体。

可选的，所述主基板上表面和主基板下表面之间还设置有若干肋板。

可选的，所述各肋板呈纵横交错均匀排布于所述主基板上表面和主基板下表面之间。

可选的，所述主基板上表面的多边形结构是以各减振器安装区域的包络所限定的多边形。

可选的，所述主基板上表面和主基板下表面对应开设的工位包括至少一个曝光位和至少一个测量位。

可选的，所述支撑装置是减振器。

可选的，所述支撑装置的数量为三个或四个。

可选的，所述支撑装置设置在至少两个不同高度的平面上，所述主基板上表面由至少两个分别对应连接所述不同高度的平面连接而成。

可选的，所述主基板下表面的多边形结构是以各测量系统安装区域的包络所限定的多边形。

可选的，所述测量系统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。

可选的，所述外围板中的各多边形面板连接形成的空间包络是由凸包条件限定的。