本發(fā)明涉及光刻機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有水平調(diào)節(jié)功能的減振系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)：

光刻機(jī)是大規(guī)模集成電路制造工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，而投影物鏡(下文簡稱物鏡)是光刻機(jī)的核心，其性能直接決定了光刻的圖形傳遞能力。為保證物鏡擁有良好的圖形傳遞能力，物鏡的安裝精度需達(dá)到很高的要求，即需要同時保證物鏡頂部物面與掩模版的高度重合、物鏡底部像面與硅片的高度重合，而為了達(dá)到相對較高的靜態(tài)環(huán)境以避免外界的擾動，通常將物鏡及支撐物鏡的機(jī)械結(jié)構(gòu)布置在減振環(huán)境中，即布置在減振器減振的結(jié)構(gòu)范疇內(nèi)，由減振器支撐。

隨著用戶對光刻機(jī)精度要求的提高，對減振器的要求也越來越苛刻。現(xiàn)有的減振器采用空氣彈簧負(fù)剛度的設(shè)計原理，其支撐的結(jié)構(gòu)工件加上物鏡重達(dá)4噸，一方面采用負(fù)剛度的結(jié)構(gòu)設(shè)計抵御外載荷的能力差，且其自身的水平穩(wěn)定性難以保證，另一方面結(jié)構(gòu)工件的靜力變形相對較大，嚴(yán)重影響了物面和像面的重合度。此外，減振器通常存在水平度的變化，造成物鏡頂部物面及底部像面的空間位置變化，因此需要掩模臺和工件臺不斷調(diào)整去適應(yīng)物鏡的這一變化，這就不但要求運動臺的行程要有足夠預(yù)算，還要消耗大量的調(diào)整時間，從而降低產(chǎn)率，另外水平度的變化方向不能事先預(yù)期得到，從而增加了運動臺的測量校正時間。

現(xiàn)有技術(shù)中提供了一種光刻機(jī)投影物鏡安裝調(diào)平裝置，用于調(diào)平帶有安裝法蘭的投影物鏡。該調(diào)平裝置包括安裝基板，三個柔性塊，安裝件和固定件。 其中柔性塊前端通過固定件與投影物鏡的安裝法蘭連接，柔性塊底座通過安裝件安裝在安裝基板上；柔性塊前端中部開有第一狹長槽，柔性塊后端與第一狹長槽相向方向開有第二狹長槽，柔性塊后端裝有一調(diào)節(jié)桿。該調(diào)平裝置采用三個等圓周均布的柔性塊，調(diào)節(jié)柔性塊的調(diào)節(jié)桿實現(xiàn)柔性塊前端的翹起和壓下以調(diào)節(jié)投影物鏡水平度，并利用兩狹長槽形成的彈性支點避免外界的振動和沖擊給投影物鏡帶來的損害。該調(diào)平裝置利用機(jī)械調(diào)整裝置保證了物鏡的初始安裝水平，然而并不能保證減振器工作過程中物鏡的水平度，更不能自動調(diào)整由于減振器的水平變化引起的物鏡水平偏差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決以上不足，提供了一種具有水平調(diào)節(jié)功能的減振系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種具有水平調(diào)節(jié)功能的減振系統(tǒng)，連接在光刻機(jī)的內(nèi)部框架與外部框架之間，所述減振系統(tǒng)包括減振器組件、水平度檢測組件、水平度調(diào)整組件和控制系統(tǒng)，所述減振器組件包括固定件和安裝于所述固定件上的浮動件，所述固定件安裝在所述外部框架上，所述內(nèi)部框架安裝在所述浮動件上，所述水平度檢測組件設(shè)在所述浮動件中，所述水平度調(diào)整組件設(shè)于所述浮動件與所述固定件之間，所述控制系統(tǒng)分別連接所述水平度檢測組件和水平度調(diào)整組件。

優(yōu)選的，所述水平度檢測組件包括由下至上依次分布的照明系統(tǒng)、液體系統(tǒng)和光感系統(tǒng)，所述照明系統(tǒng)發(fā)射的照明光源透過所述液體系統(tǒng)后均勻照射到所述光感系統(tǒng)上，所述液體系統(tǒng)內(nèi)充滿液體，所述液體內(nèi)設(shè)有不透明氣泡，所述不透明氣泡的初始位置與所述光感系統(tǒng)在xy平面的中心位置相對應(yīng)，所述光感系統(tǒng)與所述控制系統(tǒng)連接，將接收的所述照明光源的光強(qiáng)轉(zhuǎn)換為電壓值發(fā)送給所述控制系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述光感系統(tǒng)包括兩個光感器件，所述不透明氣泡的初始位置與 兩個光感器件的中間位置相對應(yīng)。

優(yōu)選的，兩個所述光感器件間設(shè)有間隙。

優(yōu)選的，所述水平度檢測組件設(shè)有兩組，包括rx向檢測組件和ry向檢測組件，所述rx向檢測組件中的兩個光感器件沿y向水平分布，所述ry向檢測組件中的兩個光感器件沿x向水平分布。

優(yōu)選的，所述光感系統(tǒng)包括四個光感器件，沿所述xy平面兩兩水平對稱分布，所述不透明氣泡的初始位置與所述四個光感器件的中間位置相對應(yīng)。

優(yōu)選的，所述光感器件沿所述xy平面的截面為扇形，四個所述光感器件依次排列圍成圓形狀。

本發(fā)明還提供一種減振系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：

s1：水平度檢測組件根據(jù)光照強(qiáng)度輸出對應(yīng)的電壓值，并將該電壓值實時傳遞給控制系統(tǒng)；

s2：所述控制系統(tǒng)根據(jù)實時接收的電壓值計算得到電壓差值變化信號，并將該信號與系統(tǒng)初始設(shè)定值進(jìn)行比較，判斷減振器組件的水平度偏置方向，并將包括該偏置方向的信息傳遞至所述水平度調(diào)整組件；

s3：所述水平度調(diào)整組件根據(jù)接收的信息對減振器組件進(jìn)行水平度調(diào)整；

s4：重復(fù)上述步驟s1-s3。

優(yōu)選的，其特征在于，所述步驟s1中的水平度檢測組件包括至少兩個光感器件，所述光感器件根據(jù)光照強(qiáng)度輸出對應(yīng)的電壓值，且該電壓值與光照強(qiáng)度呈線性關(guān)系。

優(yōu)選的，所述步驟s2中判斷減振器組件的水平度偏置方向具體為：當(dāng)rx向的電壓差值≥系統(tǒng)初始設(shè)定值時，判斷偏置方向為rx向；當(dāng)ry向的電壓差值≥系統(tǒng)初始設(shè)定值時，判斷偏置方向為ry向。

本發(fā)明提供的具有水平調(diào)節(jié)功能的減振系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)方法，該減振系統(tǒng)包括減振器組件、水平度檢測組件、水平度調(diào)整組件和控制系統(tǒng)，所述減振器組件包括固定件和安裝于所述固定件上的浮動件，所述水平度檢測組件設(shè)在所述 浮動件中，所述水平度調(diào)整組件設(shè)于所述浮動件和固定件之間，所述控制系統(tǒng)分別連接所述水平度檢測組件和水平度調(diào)整組件。本發(fā)明通過水平度檢測組件和控制系統(tǒng)得到減振器組件的水平度變化量，并通過水平度調(diào)整組件進(jìn)行實時調(diào)整，不僅降低了因制造、裝配影響造成的減振器組件初裝難度，而且保證了減振器組件在工作過程中的水平度的穩(wěn)定性，進(jìn)而實現(xiàn)物鏡空間像的位置穩(wěn)定性，減少運動臺的測量調(diào)整時間，大大提高了產(chǎn)率和工作效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1中具有水平調(diào)節(jié)功能的減振系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例1中水平度檢測組件在xy平面的示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例1中具有水平調(diào)節(jié)功能的減振系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例2中水平度檢測組件在xy平面的示意圖。

圖中所示：1、減振器組件；11、固定件；12、浮動件；2、水平度檢測組件；2a、rx向檢測組件；2b、ry向檢測組件；21、照明系統(tǒng)；22、液體系統(tǒng)；23、光感系統(tǒng)；24、不透明氣泡；25、25a～25d、光感器件；3、水平度調(diào)整組件。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)描述：

實施例1

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種具有水平調(diào)節(jié)功能的減振系統(tǒng)，連接在光刻機(jī)的內(nèi)部框架與外部框架之間，包括減振器組件1、水平度檢測組件2、水平度調(diào)整組件3和控制系統(tǒng)(圖中未標(biāo)出)，所述減振器組件1包括固定件11和安裝于所述固定件11上的浮動件12，所述水平度檢測組件2設(shè)在所述浮動件12中，所述水平度調(diào)整組件3設(shè)于所述浮動件12與所述固定件之間，所述控制系統(tǒng)分別連接所述水平度檢測組件2和水平度調(diào)整組件3。需要說明的是，內(nèi)部 框架(減振器承載的結(jié)構(gòu)部分，包括投影物鏡及其支撐結(jié)構(gòu)等)安裝在浮動件12上，固定件11安裝在外部框架(包括地基、運動臺等)上，減振器組件1對內(nèi)、外部框架進(jìn)行隔離的同時，還要抑制內(nèi)部框架由于噪聲等環(huán)境因素引起的動態(tài)擾動，將投影物鏡維持在相對靜止的狀態(tài)中。水平度檢測組件2根據(jù)光照強(qiáng)度實時輸出電壓值，控制系統(tǒng)根據(jù)接收的電壓值得到減振器組件的水平度變化量，并通過水平度調(diào)整組件3進(jìn)行實時調(diào)整，不僅降低了因制造、裝配影響造成的減振器組件1的初裝難度，而且保證了減振器組件1在工作過程中的水平度的穩(wěn)定性，進(jìn)而實現(xiàn)物鏡空間像的位置穩(wěn)定性。

請重點參照圖1，所述水平度檢測組件2包括由下至上依次分布的照明系統(tǒng)21、液體系統(tǒng)22和光感系統(tǒng)23，所述液體系統(tǒng)22內(nèi)充滿液體，所述液體內(nèi)設(shè)有不透明氣泡24，所述不透明氣泡24的初始位置與所述光感系統(tǒng)23在xy平面的中心位置相對應(yīng)，所述光感系統(tǒng)23與所述控制系統(tǒng)連接。需要說明的是，照明系統(tǒng)21用于提供照明光源，照明光源透過液體系統(tǒng)后照射到光感系統(tǒng)上，且同一平面內(nèi)光強(qiáng)分布均勻，液體系統(tǒng)22內(nèi)充滿液體，用于盛放不透明氣泡24，初始狀態(tài)下，不透明氣泡24與光感系統(tǒng)23在xy平面的中心位置相對應(yīng)，當(dāng)減振器組件1的水平度發(fā)生變化時，不透明氣泡24受到液體的各向壓力不同，其位置會相應(yīng)變化，此時不透明氣泡24不再與光感系統(tǒng)23的中心位置相對應(yīng)，導(dǎo)致光感系統(tǒng)23接收的光強(qiáng)發(fā)生變化，從而使其輸出的電壓值發(fā)生變化，控制系統(tǒng)根據(jù)得到的電壓值計算出電壓差值，將該電壓差值與系統(tǒng)初始設(shè)定值相比較，便可得到減振器組件1的水平度偏置方向。所述系統(tǒng)初始設(shè)定值指系統(tǒng)安裝調(diào)整之后初始狀態(tài)時光感系統(tǒng)的電壓差值。

如圖2所示，所述光感系統(tǒng)23包括兩個光感器件25，優(yōu)選的，兩個所述光感器件25間設(shè)有間隙，所述不透明氣泡24的初始位置與兩個光感器件25的中間位置相對應(yīng)，即對應(yīng)xy平面，不透明氣泡24位于兩個光感器件25的中間間隙處，其對兩個光感器件25的光遮擋效果一致，因此在初始狀態(tài)下，兩個光感器件25輸出的電壓值相同，當(dāng)不透明氣泡24發(fā)生移動時，兩個光感器件25 輸出的電壓值不同，此時便會產(chǎn)生一個電壓差值。

請繼續(xù)參照圖2，所述水平度檢測組件2設(shè)有兩組，包括rx向檢測組件2a和ry向檢測組件2b，所述rx向檢測組件2a中的兩個光感器件25沿y向水平分布，所述ry向檢測組件2b中的兩個光感器件25沿x向水平分布。具體的，當(dāng)rx方向發(fā)生偏置時，rx向檢測組件2a和ry向檢測組件2b中的不透明氣泡24均發(fā)生移動，然而rx向檢測組件2a中的兩個光感器件25接受的光照強(qiáng)度不同，輸出的電壓值會不同，此時控制系統(tǒng)可計算出一個rx向的電壓差值，而ry向檢測組件2b中的兩個光感器件25所接受的光照強(qiáng)度仍然相同，輸出的電壓值不變，即ry向的電壓差值為0，此時代表減振器組件1發(fā)生了rx向的偏置；當(dāng)ry方向發(fā)生偏置時，rx向檢測組件2a和ry向檢測組件2b中的不透明氣泡24均發(fā)生移動，然而ry向檢測組件2b中的兩個光感器件25接受的光照強(qiáng)度不同，因此輸出的電壓值也不同，控制系統(tǒng)可計算出一個rx向的電壓差值，而rx向檢測組件2a中的兩個光感器件25所接受的光照強(qiáng)度仍然相同，輸出的電壓值不變，即rx向的電壓差值為0，代表減振器組件1發(fā)生了ry向的偏置，控制系統(tǒng)根據(jù)得到的偏置信息通過水平度調(diào)整組件3進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

如圖3所示，本發(fā)明一種減振系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：

s1：水平度檢測組件2根據(jù)光照強(qiáng)度輸出對應(yīng)的電壓值，并將該電壓值實時傳遞給控制系統(tǒng)；水平度檢測組件2包括至少兩個光感器件25，所述光感器件25根據(jù)光照強(qiáng)度輸出對應(yīng)的電壓值，且該電壓值與光照強(qiáng)度呈線性關(guān)系，即電壓值與光照強(qiáng)度成一一對應(yīng)關(guān)系，電壓值隨著光照強(qiáng)度的變化而變化。

s2：控制系統(tǒng)根據(jù)實時接收的電壓值得到電壓差值變化信號，并將該信號與系統(tǒng)初始設(shè)定值進(jìn)行比較，判斷減振器組件1的偏置方向，并將包括該偏置方向的信息傳遞至水平度調(diào)整組件3；所述判斷減振器組件1的水平度偏置方向具體為：當(dāng)rx向的電壓差值≥系統(tǒng)初始設(shè)定值時，判斷偏置方向為rx向；當(dāng)ry向的電壓差值≥系統(tǒng)初始設(shè)定值時，判斷偏置方向為ry向。

s3：水平度調(diào)整組件3根據(jù)接收的信息對減振器組件1進(jìn)行水平度調(diào)整， 具體的，水平度調(diào)整組件3根據(jù)控制系統(tǒng)判斷得到的偏置方向的信息對浮動件12進(jìn)行調(diào)整，使其恢復(fù)平穩(wěn)無偏置的狀態(tài)。

s4：重復(fù)上述步驟s1-s3，構(gòu)成一個實時反饋迭代的閉環(huán)控制系統(tǒng)，確保減振器水平度的穩(wěn)定性。

實施例2

如圖4所示，與實施例1不同的是，所述光感系統(tǒng)23包括四個光感器件25a～25d，該四個光感器件25a～25d沿所述xy平面兩兩水平對稱分布，優(yōu)選的，所述光感器件25a～25d沿所述xy平面的截面為扇形，四個所述光感器件25a～25d依次排列圍成圓形狀，所述不透明氣泡24的初始位置與所述四個光感器件25a～25d的中間位置相對應(yīng)，即對應(yīng)于xy平面，不透明氣泡24位于四個光感器件25a～25d中間，對每個光感器件25a～25d的光遮擋效果一致，因此，初始狀態(tài)下，四個光感器件25a～25d輸出的電壓值相同，當(dāng)不透明氣泡24發(fā)生移動時，四個光感器件25a～25d輸出的電壓值會發(fā)生變化，具體的，若僅rx向發(fā)生偏置，則光感器件25a、25d輸出的電壓值相同，光感器件25b、25c的變化相同，此時可將光感器件25a、25b之間的電壓差值看作rx向的電壓差值；若僅ry向發(fā)生偏置，則光感器件25a與25b輸出的電壓值相同，光感器件25c、25d輸出的電壓值相同，此時可將光感器件25b、25c之間的電壓差值看作ry向的電壓差值；若rx、ry向均發(fā)生偏置時，則光感器件25a～25d輸出的電壓值均不相同，此時，結(jié)合光感器件25a、25b之間以及光感器件25c、25d之間的電壓差值可得到ry向的電壓差值，結(jié)合光感器件25a、25d之間以及光感器件25b、25c之間的電壓差值可得到ry向的電壓差值，與實施例1相同，將上述rx或ry向的電壓差值與系統(tǒng)的初始設(shè)定值進(jìn)行比較，得到偏置方向，并通過水平度調(diào)整組件3對減振器組件1進(jìn)行調(diào)整，該實施例的水平度檢測組件2可以同時對rx、ry向的偏置進(jìn)行檢測，進(jìn)一步提高了工作效率。

本發(fā)明提供的具有水平調(diào)節(jié)功能的減振系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)方法，該減振系統(tǒng)包 括減振器組件1、水平度檢測組件2、水平度調(diào)整組件3和控制系統(tǒng)，所述減振器組件1包括固定件11和安裝于所述固定件11上的浮動件12，所述水平度檢測組件2設(shè)在所述浮動件12中，所述水平度調(diào)整組件3設(shè)于所述浮動件12下方，所述控制系統(tǒng)分別連接所述水平度檢測組件2和水平度調(diào)整組件3。本發(fā)明通過水平度檢測組件2和控制系統(tǒng)得到減振器組件1的水平度變化量，并通過水平度調(diào)整組件3進(jìn)行實時調(diào)整，不僅降低了因制造、裝配影響造成的減振器組件1的初裝難度，而且保證了減振器組件1在工作過程中的水平度的穩(wěn)定性，進(jìn)而實現(xiàn)物鏡空間像的位置穩(wěn)定性，減少運動臺的測量調(diào)整時間，大大提高了產(chǎn)率和工作效率。

雖然說明書中對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行了說明，但這些實施方式只是作為提示，不應(yīng)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種省略、置換和變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。