一種大掩模整形裝置、方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大掩模整形裝置、方法及應(yīng)用，該大掩模整形裝置包括：吸附墊以及設(shè)置于所述吸附墊內(nèi)的真空缸，所述真空缸通過一球頭形鉸鏈與定位面接觸，所述球頭形鉸鏈將所述真空缸分為正壓氣室和負(fù)壓氣室兩部分，所述吸附墊底部設(shè)有一真空腔，所述真空腔與所述負(fù)壓氣室連通，所述真空腔周圍還設(shè)有正壓通道。真空缸與定位面采用球鉸連接的方式，當(dāng)掩模變形時(shí)，所述大掩模整形裝置會(huì)適應(yīng)性的偏轉(zhuǎn)，來吸附掩模。由于負(fù)壓氣室與真空腔連通，當(dāng)吸附墊的真空腔處形成真空時(shí)，從圓柱形通道處通入的負(fù)壓使得真空缸能夠吸附掩模并帶著掩模提升，直到真空缸與定位面接觸，實(shí)現(xiàn)掩模的整形。
【專利說明】一種大掩模整形裝置、方法及應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光刻領(lǐng)域，特別涉及一種大掩模整形裝置、方法及應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]光刻裝置，主要用于集成電路IC或平板顯示領(lǐng)域以及其它微型器件的制造。通過光刻裝置，具有不同掩模圖案的多層掩模在精確對(duì)準(zhǔn)下依次成像在涂覆有光刻膠的晶片上，例如半導(dǎo)體晶片或LCD板。光刻裝置大體上分為兩類，一類是步進(jìn)光刻裝置，掩模圖案一次曝光成像在晶片的一個(gè)曝光區(qū)域，隨后晶片相對(duì)于掩模移動(dòng)，將下一個(gè)曝光區(qū)域移動(dòng)到掩模圖案和投影物鏡下方，再一次將掩模圖案曝光在晶片的另一曝光區(qū)域，重復(fù)這一過程直到晶片上所有曝光區(qū)域都擁有掩模圖案的像。另一類是步進(jìn)掃描光刻裝置，在上述過程中，掩模圖案不是一次曝光成像，而是通過投影光場(chǎng)的掃描移動(dòng)成像，在掩模圖案成像過程中，掩模與晶片同時(shí)相對(duì)于投影系統(tǒng)和投影光束移動(dòng)。在上述的光刻設(shè)備中，需具有相應(yīng)的裝置作為掩模版和硅片的載體，裝載有掩模版/硅片的載體產(chǎn)生精確的相互運(yùn)動(dòng)來滿足光刻需要。上述掩模版的載體被稱之為承版臺(tái)，硅片/基板的載體被稱之為承片臺(tái)。
[0003]在掃描光刻裝置中，掩模臺(tái)一般通過微動(dòng)臺(tái)和粗動(dòng)臺(tái)構(gòu)成，微動(dòng)臺(tái)完成掩模版的精密微調(diào)，粗動(dòng)臺(tái)完成掩模版的大行程掃描曝光運(yùn)動(dòng)。掩模版的交接是掃描光刻機(jī)中最為關(guān)鍵的一個(gè)動(dòng)作流程，而對(duì)于曝光來說，掩模臺(tái)的平面度和位置精度會(huì)大大影響到曝光的質(zhì)量。
[0004]但在大掩模版掃描光刻機(jī)中，比如應(yīng)用于平板顯領(lǐng)域的拼接鏡頭光刻機(jī)中，G4.5代到G6 —般采用520*610mm和520*800mm，而G6以上則采用850*1200mm和850*1400mm,甚至更大。由于掩模版尺寸增大,上述掩模版厚度一般為8mm,為完成大面積曝光的效率問題，需要采用大尺寸掩模，但大尺寸在吸附時(shí)會(huì)引起自重變形，導(dǎo)致掩模版水平向位置發(fā)生變化，Z向變形可達(dá)50um，這種情況如不加以控制，會(huì)對(duì)成像質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。
[0005]針對(duì)此問題，本領(lǐng)域人員采用光電探測(cè)系統(tǒng)對(duì)掩模水平位置的Z向變化進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，然后將測(cè)量結(jié)果作為輸入來實(shí)時(shí)控制物鏡成像面，這一解決方案實(shí)現(xiàn)難度較大，對(duì)投影物鏡要求很高，成本也較大。還有一種曝光裝置，該裝置通過使用多個(gè)吸附點(diǎn)，對(duì)掩模版進(jìn)行真空吸附，通過調(diào)節(jié)真空壓力大小來修正掩模的變形。但該裝置存在下列問題，由于掩模和其整形裝置位置固定，當(dāng)掩模變形過大時(shí)，兩者間隙過大，負(fù)壓將不能形成。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種大掩模整形裝置、方法及應(yīng)用，可以克服掩模的大變形，使掩模在曝光過程中有較好的平面度，能較容易的在大變形的掩模和整形裝置中間建立真空和氣浮。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種大掩模整形裝置，包括:吸附墊以及設(shè)置于所述吸附墊內(nèi)的真空缸，所述真空缸通過一球頭形鉸鏈與定位面接觸，所述球頭形鉸鏈將所述真空缸分為正壓氣室和負(fù)壓氣室兩部分，所述吸附墊底部設(shè)有一真空腔，所述真空腔與所述負(fù)壓氣室連通，所述真空腔周圍還設(shè)有正壓通道。
[0008]作為優(yōu)選，在所述的大掩模整形裝置中，所述球頭形鉸鏈中心設(shè)有一圓柱形通道，所述負(fù)壓氣室通過所述圓柱形通道與所述定位面連通。
[0009]作為優(yōu)選，在所述的大掩模整形裝置中，所述正壓通道的入口端位于所述吸附墊側(cè)面，所述正壓通道的出口端位于所述吸附墊底面。
[0010]本發(fā)明還一種大掩模整形方法，應(yīng)用于所述的大掩模整形裝置中，包括:正壓氣室內(nèi)接入正壓，吸附墊提升，等待掩模整形指令；接收掩模整形指令，停止往正壓氣室接入正壓，負(fù)壓氣室接入負(fù)壓、正壓氣室接入正壓；吸附墊下降到達(dá)掩模上方，在吸附墊和掩模之間形成氣浮面；吸附墊帶動(dòng)掩模向上提升到達(dá)定位面；掩模整形完成。
[0011]作為優(yōu)選，在所述的大掩模整形方法中，調(diào)節(jié)定位面的高度，使得吸附墊提升的高度量和掩模的變形量一致。
[0012]本發(fā)明還一種拼接鏡頭曝光裝置，包括:所述的大掩模整形裝置，還包括照明系統(tǒng)、掩模臺(tái)、拼接物鏡和基板臺(tái)，其中，所述大掩模整形裝置與定位面接觸，所述定位面設(shè)置于所述照明系統(tǒng)與所述掩模臺(tái)之間，所述拼接物鏡設(shè)置于所述掩模臺(tái)與所述基板臺(tái)之間，并且所述拼接物鏡與所述照明系統(tǒng)的位置對(duì)應(yīng)。
[0013]作為優(yōu)選，在所述的拼接鏡頭曝光裝置中，所述多組照明系統(tǒng)和拼接物鏡與所述大掩模整形裝置交叉布置。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):克服掩模的大變形，使掩模在曝光過程中有較好的平面度，能較容易的在大變形的掩模和吸附墊建立真空和氣浮面。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中大掩模整形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中大掩模整形裝置的原理圖(不需要掩模整形)；
[0017]圖3為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中大掩模整形裝置的原理圖(需要掩模整形)；
[0018]圖4為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中大掩模整形裝置的工作流程圖；
[0019]圖5為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中拼接鏡頭曝光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6為圖5中A-A面剖視圖。
[0021]圖中:100-大掩模整形裝置、110-吸附墊、111-真空腔、112-正壓通道、120-真空缸、121-負(fù)壓氣室、122-正壓氣室、130-球頭形鉸鏈、131-圓柱形通道、140-氣浮面、200-定位面、300-照明系統(tǒng)、400-掩模臺(tái)、500-拼接物鏡、600-基板臺(tái)、700-掩模、800-照明視場(chǎng)、900-基板。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。需說明的是，本發(fā)明附圖均采用簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0023]本發(fā)明的一種大掩模整形裝置100，如圖1所示，并結(jié)合圖2?3，包括:吸附墊110以及設(shè)置于所述吸附墊110內(nèi)的真空缸120，所述真空缸120通過一球頭形鉸鏈130與定位面200接觸，所述球頭形鉸鏈130將所述真空缸120分為正壓氣室122和負(fù)壓氣室121兩部分，所述吸附墊110底部設(shè)有一真空腔111，所述真空腔111可通過圓形通道與所述負(fù)壓氣室121連通。具體地，正壓氣室122內(nèi)可通正壓，負(fù)壓氣室121內(nèi)可通負(fù)壓，負(fù)壓通過真空腔111進(jìn)入負(fù)壓氣室121。當(dāng)正壓氣室122內(nèi)接入正壓時(shí)，吸附墊110將被向上提升，從而利于將掩模700放入掩模臺(tái)400 (見圖5)。
[0024]請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D1?3，所述真空腔111周圍設(shè)有正壓通道112，所述正壓通道112的入口端位于所述吸附墊110側(cè)面，所述正壓通道112的出口端位于所述吸附墊110底面，當(dāng)正壓氣室122內(nèi)停止接入正壓，而在往負(fù)壓氣室121內(nèi)通入負(fù)壓的同時(shí)，向正壓通道112的入口端通入正壓，正壓從正壓通道112的出口端流出。因此，真空缸120和吸附墊110會(huì)在重力的作用下下降，從而減小吸附墊110和掩模700之間的距離，有利于真空和氣浮面的建立。當(dāng)吸附墊110將要與掩模700接觸時(shí)，吸附墊110與掩模700之間會(huì)產(chǎn)生氣浮面140，因此吸附墊100不能和掩模700接觸，但是由于兩者距離很近，真空腔111和負(fù)壓氣室121會(huì)產(chǎn)生真空，從而能將所述掩模700吸附起來。因此，本發(fā)明的大掩模整形裝置100既可以吸附掩模700，又能確保吸附墊110和掩模700的水平方向無摩擦，同時(shí)在兩者之間又有一定的連接剛度。
[0025]較佳的，由于真空缸120與定位面200采用球鉸連接的方式，使得當(dāng)掩模700變形時(shí)，所述大掩模整形裝置100會(huì)針對(duì)掩模面變形方向進(jìn)行適應(yīng)性的偏轉(zhuǎn)，來更好地建立真空和吸附掩模700。
[0026]較佳的，請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D1，所述球頭形鉸鏈130中心設(shè)有一圓柱形通道131，所述負(fù)壓氣室121通過所述圓柱形通道131與所述定位面200連通，也就是說，所述圓柱形通道131是真空腔111和負(fù)壓氣室121的負(fù)壓端入口。
[0027]請(qǐng)參照?qǐng)D4，并結(jié)合圖1?3和圖5?6，本發(fā)明還提供一種大掩模整形方法，應(yīng)用于所述的大掩模整形裝置100中，包括:
[0028]當(dāng)掩模臺(tái)400上無掩模700時(shí)，正壓氣室122內(nèi)接入正壓，使得大掩模整形裝置100提升，等待掩模整形指令，當(dāng)然，所述掩模整形指令是由光刻機(jī)發(fā)出。
[0029]接著，接收掩模整形指令，停止往正壓氣室122接入正壓，負(fù)壓氣室121開啟；具體地，當(dāng)掩模臺(tái)400上放置有掩模700時(shí)，光刻機(jī)向大掩模整形裝置100發(fā)送掩模整形指令，大掩模整形裝置100接收到指令后，正壓氣室122內(nèi)停止通入正壓，負(fù)壓氣室121和真空腔111內(nèi)通入負(fù)壓，同時(shí)往正壓通道112的入口端也通入正壓，當(dāng)吸附墊110的負(fù)壓形成時(shí)，負(fù)壓氣室121與真空腔111連通。
[0030]接著，吸附墊110在自身的重力作用下下降，當(dāng)吸附墊110將要和掩模700接觸時(shí)，吸附墊I1和掩模700之間形成氣浮面140，因此，吸附墊110不能與掩模700接觸，又由于吸附墊110與掩模700的距離很近，吸附墊110的真空腔111處將產(chǎn)生真空，從而達(dá)到吸附掩模700的目的。
[0031]接著，正壓氣室122內(nèi)再次接入正壓，真空缸120帶動(dòng)掩模700向上提升到達(dá)定位面200，直到真空缸120與定位面200接觸，此時(shí)，吸附墊110在垂直方向上具有雙向的剛度，既能夠吸附掩模700，又可以保證掩模700和吸附墊110無接觸，不會(huì)影響到掩模700隨掩模臺(tái)400在水平向上的運(yùn)動(dòng)。較佳的，可以通過調(diào)節(jié)定位面200的高度，來保證吸附墊110提升的高度，使得提升的高度量和掩模700的變形量一致，由此來克服掩模700的變形，因此，當(dāng)掩模700變形較大時(shí)，只需要提升吸附墊110即可，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
[0032]掩模700整形完成，實(shí)際應(yīng)用過程中，只需重復(fù)上述各步驟即可。
[0033]請(qǐng)參照?qǐng)D5?6，并結(jié)合圖1?3，本發(fā)明還涉及一種拼接鏡頭曝光裝置，包括:所述的大掩模整形裝置100，定位面200、照明系統(tǒng)300、掩模臺(tái)400、拼接物鏡500和基板臺(tái)600。其中，所述大掩模整形裝置100與所述定位面200接觸，所述定位面200設(shè)置于所述照明系統(tǒng)300與所述掩模臺(tái)400之間，所述拼接物鏡500設(shè)置于所述掩模臺(tái)400與所述基板臺(tái)600之間，并且所述拼接物鏡500與所述照明系統(tǒng)300的位置對(duì)應(yīng)。具體地，照明系統(tǒng)300為曝光裝置提供曝光光源，掩模臺(tái)400支撐和定位掩模700，拼接物鏡500由多組鏡頭拼接而成，組成大視場(chǎng)曝光裝置，基板臺(tái)600用于承載基板900，為基板提供支撐和定位功能。此外，本發(fā)明的拼接鏡頭曝光裝置還具有物距小、掩模700的大小尺寸兼容的特點(diǎn)。
[0034]請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D1?6，所述照明系統(tǒng)300和拼接物鏡500分別有多組，并且所述多組照明系統(tǒng)300和拼接物鏡500與所述大掩模整形裝置100交叉布置。具體請(qǐng)重點(diǎn)參照?qǐng)D6，可以看出各拼接鏡頭的布局位置(也就是照明光源300的照明視場(chǎng)800)和吸附墊110的布置位置，通過交叉布局，將單鏡頭的小視場(chǎng)構(gòu)成大的曝光視場(chǎng)，將掩模700上大的曝光圖形曝光在基板臺(tái)600上，從而通過在多個(gè)不影響視場(chǎng)的位置上布置吸附墊110來克服掩模700的變形。
[0035]綜上所述，本發(fā)明提供的大掩模整形裝置、方法及應(yīng)用，該大掩模整形裝置100包括:吸附墊I1以及設(shè)置于所述吸附墊110內(nèi)的真空缸120，所述真空缸120通過一球頭形鉸鏈130與定位面200接觸，所述球頭形鉸鏈130將所述真空缸120分為正壓氣室122和負(fù)壓氣室121兩部分，所述吸附墊110底部設(shè)有一真空腔111，所述真空腔111與所述負(fù)壓氣室121連通。所述真空腔111周圍設(shè)有正壓通道112，所述正壓通道112的入口端位于所述吸附墊110側(cè)面，所述正壓通道112的出口端位于所述吸附墊110底面。本發(fā)明可以克服掩模700的大變形；使掩模700在曝光過程中有較好的平面度，能較容易的在大變形的掩模700和吸附墊110建立真空和氣浮面140。
[0036]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大掩模整形裝置，其特征在于，包括:吸附墊以及設(shè)置于所述吸附墊內(nèi)的真空缸，所述真空缸通過一球頭形鉸鏈與定位面接觸，所述球頭形鉸鏈將所述真空缸分為正壓氣室和負(fù)壓氣室兩部分，所述吸附墊底部設(shè)有一真空腔，所述真空腔與所述負(fù)壓氣室連通，所述真空腔周圍還設(shè)有正壓通道。
2.如權(quán)利要求1所述的一種大掩模整形裝置，其特征在于，所述球頭形鉸鏈中心設(shè)有一圓柱形通道，所述負(fù)壓氣室通過所述圓柱形通道與所述定位面連通。
3.如權(quán)利要求1所述的一種大掩模整形裝置，其特征在于，所述正壓通道的入口端位于所述吸附墊側(cè)面，所述正壓通道的出口端位于所述吸附墊底面。
4.一種大掩模整形方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的大掩模整形裝置中，其特征在于，包括: 正壓氣室內(nèi)接入正壓，吸附墊提升，等待掩模整形指令； 接收掩模整形指令，停止往正壓氣室接入正壓，負(fù)壓氣室接入負(fù)壓、正壓通道接入正壓； 吸附墊下降到達(dá)掩模上方，在吸附墊和掩模之間形成氣浮面； 正壓氣室再次接入正壓，吸附墊帶動(dòng)掩模向上提升到達(dá)定位面； 掩模整形完成。
5.如權(quán)利要求4所述的一種大掩模整形方法，其特征在于，調(diào)節(jié)定位面的高度，使得吸附墊提升的高度量和掩模的變形量一致。
6.一種采用拼接物鏡的曝光裝置，其特征在于，包括:如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的大掩模整形裝置，還包括照明系統(tǒng)、掩模臺(tái)、拼接物鏡和基板臺(tái)，其中，所述大掩模整形裝置與定位面接觸，所述定位面設(shè)置于所述照明系統(tǒng)與所述掩模臺(tái)之間，所述拼接物鏡設(shè)置于所述掩模臺(tái)與所述基板臺(tái)之間，并且所述拼接物鏡與所述照明系統(tǒng)的位置對(duì)應(yīng)。
7.如權(quán)利要求6所述的曝光裝置，其特征在于，所述照明系統(tǒng)和拼接物鏡的鏡頭與所述大掩模整形裝置交叉布置。
【文檔編號(hào)】G03F7/20GK104238276SQ201310245138
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月19日
【發(fā)明者】王鑫鑫, 江旭初, 朱文靜, 王小剛 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司