一種懸浮防震設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集成電路裝備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種懸浮防震的設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的技術(shù)狀況中，可以認為地震實際上是不可預(yù)測的。產(chǎn)生地震的主要原因是板塊構(gòu)造學方面的，板塊構(gòu)造運行直接的效果就是在震中或震處產(chǎn)生彈性力，彈性力傳播而穿過地殼(傳播形式為地震縱波或初波以及橫波或次級波)。當這些彈性力到達地面時，在大地/空氣界面或大地/水體界面。會形成具有不同強度或波長的表面力(形式為洛夫波、瑞利波、長波或L波)。地震所產(chǎn)生的表面波的破壞性是最強的，其既在水平方向、又在垂直方向?qū)ㄖY(jié)構(gòu)施加作用，而迫使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移。該波動作用通過地基傳播到建筑結(jié)構(gòu)的其它部分，從而產(chǎn)生顫振和扭晃。地震在大地表面以波的形式傳播，然而最具破壞性的波可分為兩類，第一類為水平波(Love wave),第二類為垂直波(Raleigh wave)。以及建筑領(lǐng)域采取抗震和防震的一些措施和方案。
[0003]光刻機是半導(dǎo)體生產(chǎn)中最為核心的設(shè)備，也是價格極為昂貴的設(shè)備。為了避免光刻工藝受到地震的影響，在光刻產(chǎn)線建立中會考慮建于地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單，非地震帶的區(qū)域，這樣導(dǎo)致的后果是光刻產(chǎn)線可選擇面趨小。
[0004]而光刻機傳統(tǒng)地基設(shè)計如現(xiàn)有技術(shù)《光學投影曝光微納加工技術(shù)》(北京工業(yè)大學出版社，2006年出版)所示，它是以隔離較小能量機械振動傳遞(如操作人員的走動，外界地面擾動)作為設(shè)計的目標的地基。其四周采用空氣隔離槽，底部裝有減振材料(如橡膠等)。這種地基不具備在地震發(fā)生大能量、大位移條件下，對光刻機設(shè)備進行振動隔離和保護的作用。這種地基設(shè)計對隔離水平波較為有效，然而對隔離垂直波以來與其底部隔振材料，效能有限。
[0005]再如現(xiàn)有技術(shù)US20100053589所述，為一種EUV大型貴重光刻機使用的擺動地基，采用地基下層設(shè)計和制造復(fù)雜彈性結(jié)構(gòu)，支撐大載荷質(zhì)量，作為EUV光刻機的隔振和防震地基。
[0006]再如現(xiàn)有技術(shù)JP2011108984A1所述，地震引起的震動給光刻機工作帶來的影響，其采用一種懸吊裝置加震動控制器技術(shù)，通過懸吊隔離地基對基礎(chǔ)框架的震動影響，當震動強度超過懸吊裝置能夠屏蔽的范圍時，再結(jié)合震動控制器減震。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抵御地震的地基結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和方法，用于保護貴重和精密設(shè)備。
[0008]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種懸浮防震設(shè)備，包括防振懸浮臺上，該防振懸浮臺具有剛性工作狀態(tài)和柔性防振懸浮工作狀態(tài)，該防振懸浮臺包括隔振腔，該隔振腔填充介質(zhì)，該介質(zhì)之上設(shè)有一安裝基礎(chǔ)，被保護的設(shè)備通過與該安裝基礎(chǔ)連接而被放置于該防振懸浮臺上，在該剛性工作狀態(tài)下，被保護的設(shè)備剛性連接于該隔振腔底部；在該柔性防振懸浮工作狀態(tài)下，該被保護的設(shè)備與該隔振腔底部分離。
[0009]更進一步地，該防振懸浮臺包括剛性支柱，該剛性支柱一端連接于該安裝基礎(chǔ)的下底面，在該剛性工作狀態(tài)下，該剛性支柱另一端連接于該隔振腔底部；在該柔性防振懸浮工作狀態(tài)下，該剛性支柱另一端與該隔振腔底部分離。
[0010]更進一步地，該防振懸浮臺還包括氣囊陣列，該氣囊陣列均勻分布于該安裝基礎(chǔ)的下面，在該剛性工作狀態(tài)下，該氣囊陣列關(guān)閉；在該柔性防振懸浮工作狀態(tài)下，該氣囊陣列打開并產(chǎn)生浮力，使該剛性支柱另一端與該密封隔振腔底部分離。
[0011]更進一步地，所述懸浮防震設(shè)備四周布置地震傳感探測器，用于探測地面震動強度是否高于或等于閾值；當該震動強度高于或等于閾值時，控制該防振懸浮臺自該剛性工作狀態(tài)切換至該柔性防振懸浮工作狀態(tài)。
[0012]更進一步地，該介質(zhì)為液體或細沙顆粒。
[0013]更進一步地，該安裝基礎(chǔ)通過若干柔性鉸鏈與該隔振腔的側(cè)壁固定。
[0014]更進一步地，該介質(zhì)未完全填充該隔振腔，該介質(zhì)的上表面未與該安裝基礎(chǔ)的下底面接觸。
[0015]更進一步地，該氣囊陣列呈網(wǎng)格狀排列或呈交錯狀排列，該氣囊陣列的單個氣囊由圓柱體狀的輕質(zhì)密封模塊組成。
[0016]更進一步地，該防振懸浮臺還包括一密封蓋，該密封蓋用于柔性連接該安裝基礎(chǔ)和該隔振腔的側(cè)壁。
[0017]本發(fā)明同時公開一種懸浮防震設(shè)備的使用方法，其特征在于，所述懸浮防震設(shè)備包括防振懸浮臺，所述防振懸浮臺具有剛性工作狀態(tài)和柔性防振懸浮工作狀態(tài)，所述防振懸浮臺包括隔振腔，所述隔振腔填充介質(zhì)，所述介質(zhì)之上包括安裝基礎(chǔ)，被保護的設(shè)備通過與所述安裝基礎(chǔ)連接而被放置于所述防振懸浮臺上；當所述防振懸浮臺在剛性工作狀態(tài)下，所述被保護的設(shè)備剛性連接于所述隔振腔底部；當所述防振懸浮臺在所述柔性防振懸浮工作狀態(tài)下，所述被保護的設(shè)備與所述隔振腔底部分離。
[0018]本發(fā)明還公開一種防震設(shè)備，包括內(nèi)部填充介質(zhì)的隔振腔，以及設(shè)置于被保護的設(shè)備下方的氣囊陣列，在收到地震信號時，所述氣囊陣列打開，所述被保護的設(shè)備懸浮于隔振腔的介質(zhì)中。
[0019]更進一步地，所述防震設(shè)備還包括安裝基礎(chǔ)，所述安裝基礎(chǔ)設(shè)置于隔振腔的介質(zhì)上，在未收到地震信號時，所述防震設(shè)備處于剛性工作狀態(tài)，所述被保護的設(shè)備設(shè)置于安裝基礎(chǔ)上通過剛性支柱而與隔振腔底部相連接。所述介質(zhì)未完全填充所述隔振腔，所述介質(zhì)的上表面未與所述安裝基礎(chǔ)的下底面接觸。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提出一種帶有預(yù)警和懸浮抗震光刻機(或貴重設(shè)備)保護地基的設(shè)計方案。其具備兩種工作狀態(tài)，在正常工作狀態(tài)中，地基以高剛度的結(jié)構(gòu)支持，又可隔離微小的地基振動。當有地震預(yù)警或發(fā)生地震時，地基底部懸浮氣囊打開，使得整個設(shè)備能夠懸浮在底部容池的介質(zhì)中，進行隔離大振幅、大位移的強地震效果。本技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:能避免和降低在強地震條件下對光刻機的破壞和毀壞，減低經(jīng)濟損失；可提聞?wù)麢C地址的隔振效果，進而提聞框架穩(wěn)定性，有利于光刻精度的提聞;同傳統(tǒng)隔振地基相比，具有承載大，成本低，隔離地震波效果明顯的特點。
【附圖說明】
[0021]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。
[0022]圖1是本發(fā)明所涉及的懸浮防震設(shè)備的正常工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明所涉及的懸浮防震設(shè)備在防振懸浮狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明所涉及的懸浮防震設(shè)備的控制流程框圖；
圖4是本發(fā)明所涉及的懸浮防震設(shè)備在正常工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明所涉及的懸浮防震設(shè)備在柔性防振懸浮狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明所涉及的懸浮防震設(shè)備在柔性防振懸浮狀態(tài)下的俯視圖；
圖7是本發(fā)明所涉及的懸浮防震設(shè)備的工廠布置圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施例。
[0024]現(xiàn)有傳統(tǒng)光刻機地基技術(shù)方案，如【背景技術(shù)】所介紹的技術(shù)方案所示，它是以隔離較小能量機械振動傳遞(如操作人員的走動，外界地面擾動)作為設(shè)計的目標的地基。其四周采用空氣隔離槽，底部裝有減振材料(如橡膠等)。這種地基不具備在地震發(fā)生大能量、大位移條件下，對光刻機設(shè)備進行振動隔離和保護的作用。
[0025]本發(fā)明提出一種帶有預(yù)警和懸浮抗震光刻機(或貴重設(shè)備)保護地基的設(shè)計方案。其具備兩種工作狀態(tài)，在正常工作狀態(tài)中，地基以高剛度的結(jié)構(gòu)支持，又可隔離微小的地基振動。當有地震預(yù)警或發(fā)生地震時，地基底部懸浮氣囊打開，使得整個設(shè)備能夠懸浮在底部容池的介質(zhì)中，介質(zhì)可以是水、水銀、液態(tài)金屬、黏度液體或黃沙，進行隔離大振幅、大位移的強地震效果。采用液體中靜態(tài)液浮的方式抵消，設(shè)備本身的自重。并采用柔性結(jié)構(gòu)(如彈簧、鎖鏈等裝置)固定和定位設(shè)備。
[0026]以下是針對防止地震的設(shè)計保護。本專利基于對以上兩種波的傳播預(yù)防，提出一種液體隔振的方式，用于光刻機設(shè)備地基的新設(shè)計，其關(guān)鍵特征是采用底部介質(zhì)(液體、水銀或細沙顆粒)和上部空氣組合隔離振動。
[0027]如圖1所示，在貴重設(shè)備501正常工作時，設(shè)備底部通過剛性支柱300支撐。在貴重設(shè)備四周布置有地震傳感探測器200以及高速光纜201，當四周探測有高于設(shè)定閾值的地震100發(fā)生時，信號通過高速光纜201傳遞至光刻機或貴重設(shè)備控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過執(zhí)行裝置，將地基轉(zhuǎn)化為地震懸浮狀態(tài)。
[0028]如圖2所示，在隔振槽或隔振腔中，采用介質(zhì)400隔離振動，既可隔離大振幅、大位移的強地震效果，又可隔離微小的地基振動。介質(zhì)400可以是液體、水銀或細沙顆