[发明专利]一种具有工位切换功能的掩模台

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造装备领域，特别是涉及用于半导体步进光刻机中的一种具有工位切换功能的掩模台。

背景技术

现有技术中的光刻装置，主要用于集成电路IC或其它微型器件的制造。通过光刻装置，具有不同掩模图案的多层掩模在精确对准下依次成像在涂覆有光刻胶的硅片/基板上，例如半导体晶片或LCD板。光刻装置大体上分为两类，一类是步进光刻装置，掩模图案一次曝光成像在晶片的一个曝光腔，随后硅片/基板相对于掩模移动，将下一个曝光腔移动到掩模图案和投影物镜下方，再一次将掩模图案曝光在硅片/基板的另一曝光腔，重复这一过程直到硅片/基板上所有曝光腔都拥有掩模图案的像。另一类是步进扫描光刻装置，在上述过程中，掩模图案不是一次曝光成像，而是通过投影光场的扫描移动成像，在掩模图案成像过程中，掩模与硅片/基板同时相对于投影系统和投影光束移动。在上述的光刻设备中，需具有相应的装置作为掩模版和硅片的载体，装载有掩模版/硅片的载体产生精确的相互运动来满足光刻需要。上述掩模版的载体被称之为承版台，硅片/基板的载体被称之为承片台。承版台和承片台分别位于光刻装置的掩模台分系统和工件台分系统中，为上述分系统的核心模块。

在步进光刻装置中起非常重要作用的是掩模台系统，为掩模版提供支撑定位功能。为提高掩模图形的曝光效率，降低掩模版的交换次数，一般都在一块掩模版上制作多块图形区进行曝光。专利CN 1534689A提出一种结构紧凑的六自由度定位台，但缺乏工位切换机构。专利CN 101303532提出一种具有工位切换机构的六自由度定位台，但由于装配应力的存在以及驱动装置的驱动力导致的承版台结构变形，使得切换机构装调比较困难。而且在切换前后，掩模版图形的垂向位置存在较大偏移，影响曝光焦深和曝光质量。

发明内容

本发明提出一种具有工位切换功能的掩模台，具有六自由度精密微调和工位切换功能，并在工位切换前后，能保证高精度的掩模版图形区高度误差。

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有工位切换功能的掩模台，包括：承版台、气浮板、工位切换机构、气浮结构、水平向微调机构和垂向调节机构，所述承版台通过气浮结构固定于气浮板上方，用于承载具有一个或多个图形的掩模版，所述工位切换机构包括切换机构驱动装置、导轨以及柔性解耦机构，所述导轨上具有可沿导轨滑动的滑块，所述滑块通过柔性解耦机构与所述承版台固定连接，所述切换机构驱动装置驱动所述滑块沿导轨滑动，带动所述承版台移动以切换掩模版上的图形工位；所述水平向微调机构用于驱动气浮板在水平方向移动以实现掩模版水平方向的调节；所述垂向调节机构用于调节掩模版的垂向高度。

作为优选，所述柔性解耦机构包括导轨固定端、承版台固定端以及连接所述导轨固定端和所述承版台固定端的柔性簧片，所述柔性解耦机构的承版台固定端、导轨固定端分别与承版台和导轨固定连接。

作为优选，所述柔性簧片的的材料为弹簧钢。

作为优选，所述柔性簧片的厚度为0.1mm～0.3mm。

作为优选，所述气浮结构包括正压气浮单元和真空吸附单元。

作为优选，所述正压气浮单元包括正压区域和正压控制阀，所述真空吸附单元包括真空区域和真空控制阀，所述正压控制阀用于在将图形切换到工位的过程中打开正压区域的正压气体为承版台提供气浮支撑，所述真空控制阀用于在将图形切换到工位后打开真空区域的真空为承版台提供真空固定。

作为优选，所述真空区域和正压区域分别对称设置于承版台的两侧。

作为优选，所述真空区域和正压区域呈相邻设置。作为优选，所述真空区域和正压区域是一体的，所述真空区域包含在正压区域内。作为优选，所述承版台和所述气浮结构是一体成形的。

本发明所提供的一种掩模台通过水平向微动台和垂向调节机构为掩模版提供六自由度的精密调节功能，并通过工位切换机构为掩模版提供图形区的切换。此外，本发明通过对承版台气浮结构真空、正压的切换以及承版台和导轨之间的簧片的垂向解耦作用，解决了工位切换机构在垂向的精度耦合问题，不仅降低了工位切换机构的装配难度，而且提高了切换前后掩模图形区高度位置精度。

附图说明

图1为本发明的掩模台结构俯视图；

图2为本发明的掩模台结构沿图1中A-A线剖视图；

图3为本发明的承版台气浮结构示意图；

图4为本发明的簧片结构示意图；

图5为本发明另一实施例的承版台气浮结构示意图。

具体实施方式