[发明专利]一种用于光刻设备的大掩模板面型补偿装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路装备制造领域，尤其涉及一种用于光刻设备的大掩模板面型补偿装置。

背景技术

随着薄膜场效应晶体管TFT基板尺寸的增加，TFT光刻机掩模板的尺寸也相应增大，由最初的6寸掩模板，到5.5代TFT光刻技术中，掩模板尺寸已达920mm×800mm，到8.5代掩模板尺寸更是达到了惊人的1320mm                                               1108mm。如此“巨大”的掩模板，吸附在掩模台上，不可避免地将受其自重影响，在垂向产生形变(可达40um以上)，如图1所示。对于5.5代以上的高世代TFT光刻设备，多镜头拼接(Nikon)或超大视场(Canon)技术已是必然趋势，掩模的自重变形将极大影响投影物镜的焦深范围，使成像质量难以得到保证。

为解决这一问题，Nikon公司甚至被迫在物镜中加入调节物面的机构以适应掩模板的自重变形，如图2所示。这无疑会使物镜设计变得复杂，同时引入过多的可动元件势必不利于整机可靠性。

此外，在Nikon公司公开的专利US2009207394A1中，提出了一种新的掩模台设计概念，在传统掩模台非扫描方向的两侧增加一对通径逐渐收窄的进风口，如图3所示。这样掩模台在运动时，迎面气流通过进风口后，流速增加，使掩模上表面的流场压力减小，从而利用掩模上下表面的压力差对掩模进行抬升，起到补偿掩模自重变形的作用。但这种方法存在四个主要问题：1）掩模自重变形补偿效果受掩模台运动速度影响，在慢速运动情况下对掩模面型的改善有限；2）掩模台运动速度不可能无限大，在应对超大掩模板(如8.5代掩模)时，该方法无法提供足够的抬升力；3）气流在掩模运动方向始终存在扰动，不利于掩模台的运动控制；4）无法对掩模上特定区域的吸附效果进行控制，难以达到最佳的优化效果。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提出一种新的大掩模板面型补偿装置，在不改变现有硬件架构的条件下，解决步进扫描光刻机中，大掩模板自重变形补偿问题，使掩模板在整个扫描运动过程中，物方视场内的自重变形得到有效控制，无需通过物镜对物面进行调节。

为了实现上述发明目的，本发明提出一种用于光刻设备的大掩模板面型补偿装置，其特征在于，所述面型补偿装置位于照明单元与掩模板之间，包括：设置有若干抽排孔的玻璃板、抽排控制单元；

所述玻璃板位于掩模板上方，与掩模板平行设置；所述玻璃板相对物镜组固定设置，且至少覆盖掩模板当前曝光区域；

所述抽排控制单元通过所述抽排孔对所述玻璃板与掩模板之间的间隙进行抽排，在掩模板上下表面间形成压力差，补偿所述掩模板的自重变形量。

2    较优地，所述抽排孔对应分布在物方视场区域的周围。  

较优地，所述抽排孔对称地分布在物方视场区域的两侧，数量至少为2个。

较优地，所述掩模板上表面与所述玻璃板下表面间隔为1mm~5mm。

    较优地，所述玻璃板位于光刻设备的外部框架，掩模台位于光刻设备的内部框架，且内、外部框架之间无刚性连接。

较优地，所述抽排控制单元包括相互连结的风机和控制系统，对各抽排孔的抽速进行实时调整。

较优地，所述玻璃板为紫外光透过率大于90%的材料。

较优地，所述玻璃板为石英玻璃或光学玻璃。

较优地

 较优地较优地，所述面型补偿装置还包括玻璃板支撑框架，其与所述玻璃板刚性连接；所述玻璃板通过玻璃板支撑框架固定于光刻设备的外部框架。

较优地，所述各抽排孔的抽速可单独进行控制。

与现有技术相比，本发明提出的大掩模板面型补偿装置的有益效果如下：

1、在不改变现有硬件架构的条件下，解决步进扫描光刻机中，大掩模板自重变形补偿问题，使掩模板在整个扫描运动过程中，物方视场内的自重变形得到有效控制，无需通过物镜对物面进行调节。

2、仅针对物方视场区域面型进行补偿，提高补偿效率。通过对局部的吸附力进行控制，可达到更好的吸附效果。

3、掩模面型补偿不依赖于运动台运动速度，且在掩模台水平方向无扰动。

4、通过进行抽排，有利于带走掩模表面由汞灯照射带来的热量积累，从而减小掩模的热变形，有利于提高成像质量。

5、通过调整抽速，可扩展到更高世代的大掩模板的应用。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。