[发明专利]可动刀口装置

说明书

技术领域

本发明涉及光刻工艺，尤其涉及一种可动刀口装置。

背景技术

在光刻过程中，激光光束通过一个狭缝窗口将掩模版图形投影曝光到工件台上的硅片上。曝光系统通过一套装置调整隙缝窗口的大小，称为可动刀口装置。可动刀口装置的工作原理是：两个方向的刀片相互运动拼接形成狭缝窗口。在步进曝光中，狭缝窗口的尺寸在曝光前预先调整好；在扫描曝光中，狭缝窗口须在扫描方向与工件台、掩模台同步扫描。

如图1所示，图1为现有技术中曝光系统的结构示意图，激光光束1通过灯室、快门、耦合透镜等模块(图中未示)，到达积分棒2，从积分棒2出来的光束具有一定大小，可动刀口装置3通过上层指令下达的狭缝窗口大小要求、以及与掩模台5和投影物镜6同步扫描的运动指令，实现可动刀口装置3的刀片的各自或整体的动作。从可动刀口装置3出来的光束，形成一定的视场大小，再经过中继透镜组4、掩模版5’、投影物镜6最终到达工件台7上的硅片7’处完成曝光。可动刀口装置3受到积分棒一侧的光照，所承受的热载荷很大。

于2007年11月20日公开的公开号为US7298455的美国专利中提出了一种X/Y向刀口共面布的可动刀口结构，分别通过四套摩擦轮和旋转电机独立驱动四个共面的刀片，实现窗口调整。该专利中的可动刀口结构的缺点是其共面的刀片运动时相互耦合，运动层间相互干扰，不能满足高加速度的工作需求；摩擦轮结构和旋转电机的传动和驱动方式具有一定的误差传递，精度不高。

于2003年7月22日公开的公开号为US6597002的美国专利中提出了一种层叠式的可动刀口结构，其X/Y向刀片分别固联成两个L形刀片组，两个L形刀片组分别设置在X向与Y向运动层上，Y向运动层叠加于X向运动层上，从而实现狭缝窗口的尺寸调整。该专利中可动刀口结构的缺点是Y向模块的动定子、X向模块动子的质量均由X向电机驱动，负载相对较大，不能适应高加速度的工作需求；另外，由于X向刀片与Y向刀片的固联，使设置于下部的刀片必须具有一定的厚度以增强其刚度，对于不同机型的接口适应性不好；以及，刀片长时间承受光照强度，刀片热变形串扰，使刀片组产生扭曲，影响狭缝窗口的正交性。

发明内容

本发明的目的是提供一种可动刀口装置，以实现可动刀口装置中刀片的高精度、低干扰运动。

为解决上述技术问题，本发明提供一种可动刀口装置，其应用于光刻工艺，所述可动刀口装置包括上部Y向刀片、下部Y向刀片、左侧X向刀片和右侧X向刀片，所述四片刀片组合形成狭缝窗口，在光刻过程中，激光光束通过所述狭缝窗口将掩膜版图形投影曝光到工件台的硅片上，所述可动刀口装置还包括框架和四个直线电机，所述四片刀片与四个直线电机均安装于所述框架内，所述左侧X向刀片与右侧X向刀片呈X向排列，所述上部Y向刀片与下部Y向刀片呈Y向排列，所述左侧X向刀片和右侧X向刀片均位于X向运动层内，所述上部Y向刀片和下部Y向刀片均位于Y向运动层内，所述四片刀片分别通过所述四个直线电机独立驱动，所述左侧X向刀片和右侧X向刀片均能够通过其对应直线电机的驱动在所述框架内沿X向运动，所述上部Y向刀片和下部Y向刀片均能够通过其对应直线电机的驱动在所述框架内沿Y向运动。

进一步的，所述可动刀口装置还包括Y向刀片机械互限位装置，所述Y向刀片机械互限位装置设置于所述框架内，所述Y向刀片机械互限位装置位于所述Y向运动层内，所述Y向刀片机械互限位装置位于所述上部Y向刀片和下部Y向刀片之间。

进一步的，所述可动刀口装置还包括Y向刀片电气互限位传感器，所述Y向刀片电气互限位传感器设置于所述Y向刀片机械互限位装置上，所述Y向刀片电气互限位传感器用于限制上部Y向刀片与下部Y向刀片之间的距离。

进一步的，所述可动刀口装置还包括X向刀片电气互限位传感器，所述X向刀片电气互限位传感器设置于所述框架内，所述X向刀片电气互限位传感器位于所述X向运动层内，所述X向刀片电气互限位传感器用于限制左侧X向刀片与右侧X向刀片之间的距离。

进一步的，所述框架的材料为铸铁或不锈钢材质。