CN102156393A - 光刻机中掩模版的上版方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种光刻机中掩模版的上版方法，包括以下步骤：通过上版机械手夹持掩模版移动至掩膜台的上方；接版机械手与上版机械手完成掩模版的交接，并由接版机械手将掩模版放至掩模台；以及通过掩模台的微动实现掩模版的精密预对准。本发明中的光刻机中掩模版的上版方法降低了预对准时对光源和传感器的要求以及掩模版上版机械手的结构设计难度和精度，同时降低了上版机械手的装配要求，消除了掩模版交接过程对预对准精度的影响。

Description

光刻机中掩模版的上版方法
技术领域
本发明涉及光刻装置的技术领域，且特别是有关于一种光刻机中掩模版的上版方法。
背景技术
光刻掩模版主要用于半导体制造中的光刻工艺，通过光学曝光将掩模版上的图形转移到硅片上，以便在硅片上进行选择性掺杂、互连，从而制成半导体器件和集成电路。在对硅片进行光刻之前，首先是要将掩模版安装到掩模台上，并进行粗对准和精密预对准。
图1所示为一种现有技术中光刻机中掩模版的上版过程示意图，图2所示为图1中的上版装置示意图。结合图1与图2，一种现有的光刻机中掩模版上版的过程为：首先掩模版101粗预对准；上版机械手102和掩模台202运动到指定位置，此时掩模台202位于上版机械手102下方；上版机械手102夹持掩模版101与精密预对准系统进行精密预对准；接版机械手201上升接住掩模版101，同时上版机械手102松开掩模版101；接版机械手201将掩模版101放置到掩模台202；掩模版101上版过程结束。在这种方法中，掩模台202的接版机械手201和精密预对准系统的光源105、接收传感器104位于“内部世界”，而上版机械手102位于“外部世界”，很容易由于外部干扰产生振动等。因此，完成精密预对准的掩模版101在上版机械手102和接版机械手201之间进行交接时会有速度和精度损失。同时，掩模版和硅片的对准和曝光扫描过程是在“内部世界”里进行的，为保证精密预对准后掩模版处于对准和扫描可捕捉范围内，要求预对准系统中的传感器有较高的精度。在光刻设备中，一般的，框架系统包括内部框架与外部框架，也称为“内部世界”和“外部世界”，通过获得隔振对象的加速度、位置，主动减振系统进行实时位置控制来达到内部框架的稳定。
图3所示为另一种现有技术中光刻机中掩模版的上版过程示意图，图4所示为图3中的上版装置示意图。结合图3与图4，另一种现有的光刻机中掩模版上版的过程为：首先掩模版101粗预对准；上版机械手102和掩模台202运动到指定位置，此时掩模台202位于上版机械手102下方，其中掩模版101被上版机械手102吸附夹持；上版机械手102夹持掩模版101，同时掩模台202上升并与上版机械手102完成掩模版101的交接；掩模台202运动完成掩模版101与精密预对准系统进行精密预对准；掩模版101上版过程结束。在这种方法中，掩模台202和精密预对准系统的接收传感器104位于“内部世界”，而上版机械手102和精密预对准系统的光源105位于“外部世界”，因此在精密预对准过程中光源的均匀性要求比较高，同时，完成精密预对准的掩模版在上版机械手102和掩模台202之间进行交接时会有速度和精度损失。另外，这种掩模版交接方式里上版机械手是在掩模版上方吸附住掩模版，如果真空出现意外，则会造成掩模版掉落损坏，更严重的是掩模版碎片会影响到镜头等其他分系统。
上述两种掩膜版上版过程中存在的问题如下表所述：
比较项目 接版机械手   精密预对准光源   精密预对准传感器 微调功能 存在问题
第一种上版方式 有 内部世界 内部世界   由上版机械手来实现，上版机械手结构比较复杂；维修维护时对上版机械手重复定位有较高要求 掩模版在内外世界里的交接过程会影响预对准精度
第二种上版方式 无 外部世界 内部世界 由掩模台来实现，上版机械手无需微调功能；维修维护时对上版机械手重复定位要求较低   外部世界的光源和内部世界的传感器对光源均匀性和传感器的精度提出更高的要求；掩模版位于上版机械手下方的掩模版吸附方式要求有真空突然断开的保护装置；掩模台和上版机械手的掩模版交接过程要求掩模台垂向行程增大
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种新的光刻机中掩模版的上版方法，在这种上版方法中，精密预对准光源和传感器均安装在“内部世界”，并由接版机械手来完成和上版机械手之间的掩模版交接，由掩模台来实现精密预对准时的微调功能，改善了现有技术的缺点。
为达上述目的，本发明提出一种光刻机中掩模版的上版方法，包括以下步骤：通过上版机械手夹持掩模版移动至掩膜台的上方；接版机械手与上版机械手完成掩模版的交接，并由接版机械手将掩模版放至掩模台；以及通过掩模台的微动实现掩模版的精密预对准。
进一步的，上述掩膜版已经完成粗预对准。
进一步的，上述将掩模版放至掩模台的步骤包括：接版机械手上升至交接版位置，与上版机械手完成掩模版的交接；由接版机械手夹持掩模版放置于掩模台上。
本发明的有益效果为，本发明中的光刻机中掩模版的上版方法中，上版机械手仅实现掩模夹持、传输和交接即可，无需微调功能，降低了对掩膜版上版机械手的结构设计难度和精度，同时降低了上版机械手的装配要求，消除了掩模版交接过程对预对准精度的影响。
附图说明
图1所示为一种现有技术中光刻机中掩模版的上版过程示意图。
图2所示为图1中的上版装置示意图。
图3所示为另一种现有技术中光刻机中掩模版的上版过程示意图。
图4所示为图3中的上版装置示意图。
图5所示为根据本发明的光刻机中掩模版的上版方法的流程示意图。
图6所示为图5中的上版装置示意图。
图7所示为图5中掩模版与光学镜头实现精密预对准的示意图。
具体实施方式
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图5所示为根据本发明的光刻机中掩模版的上版方法的流程示意图。图6所示为图5中的上版装置示意图。请一并参考图5与图6，如图所示，本实施例所提供的光刻机中掩模版的上版方法包括以下步骤：
步骤S50，通过上版机械手夹持掩模版移动至掩膜台的上方。在本实施例中，掩膜版已经完成粗预对准。在这里，粗预对准的过程与现有技术相同，不再重复。
步骤S51，接版机械手与上版机械手完成掩模版的交接，并由接版机械手将掩模版放至掩模台。如图6所示，接版机械手201上升，上版机械手102和接版机械手201完成掩模版101交接，接版机械手201直接将掩模版101放置到掩模台202。
步骤S52通过掩模台的微动实现掩模版的精密预对准。掩模台202完成接版后，通过自身的微动实现掩模版101和光学镜头的精密预对准。如图7所示，掩模光学预对准是为了保证掩模硅片精对准时能进入到同轴对准的捕捉范围内。其原理主要是通过光源105照明掩模版上的预对准标记Marks，再分别通过镜头将掩模光学预对准标记成像到各自的接收器104上，通过对接收器上的信号进行处理和分析，可得到掩模版相对于光刻机内部世界的位置。如果测量得到掩模版未进入到同轴对准的捕捉范围，则需要通过掩模台进行水平微动来微调掩模版的位置，直到掩模版位于可捕捉范围。
在本发明的上版过程中，上版机械手102位于“外部世界”，只需完成掩模版交接过程，而不需要具备微动调整功能。掩模台202、掩模版的接版机械手201、精密预对准系统的光源105和接收传感器104均位于“内部世界”，并且精密预对准过程是在“内部世界”里的掩模台上完成，精密预对准后，无需再进行掩模版的交接，所以也就不会由于交接过程中掩模版从“外部世界”被交接到“内部世界”而影响到预对准精度。这里，“内部世界”指的是具有隔振系统的内部框架，而“外部世界”泛指位于内部框架的外部。
如图6所示，本发明中所涉及的装置主要包括掩模台202、接版机械手201、上版机械手102以及光源105和接收传感器104等。接版机械手201的主要功能是从传输机械手中接过掩模版101，带着掩模版101运动到交接版位置；同时掩模台202带着接版机械手201运动到交接版位，其中接版机械手201是掩模台202的组成部分；接版机械手201上升运动到规定位置，从上版机械手102中接过掩模版101；然后上版机械手102退回到初始位置，接版机械手201做下降运动，直到掩模台202接触掩模版101，至此，掩模版完成从上版机械手102到接版机械手201的交接。
完成掩模版101交接后，接下来要进行的是精密预对准过程，具体的过程这里就不再赘述。在本方案中，掩模版101是在完成交接放置到掩模台202后才进行的精密预对准，这样就避免了之前在上版机械手102上完成预对准再交接掩模版101而产生的交接版的误差了，而且，对上版机械手102的结构设计要求也降低了，仅需要上版机械手102的夹持掩模版功能即可，而无须设计水平向微调结构。同时光源105和接收接收器104均位于内部世界，对光源105的要求也不需要此前的那么高，在原来的方案中光源是位于外部世界的，由于外部世界的易干扰性通常要求光源具有很高的均匀性。
本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (4)

1.一种光刻机中掩模版的上版方法，其用于光刻机中，光刻机包括上版机械手、掩模台、掩模版和接版机械手，其特征在于，该光刻机中掩模版的上版方法包括以下步骤：
步骤a：通过上版机械手夹持掩模版移动至掩模台的上方；
步骤b：接版机械手与上版机械手完成掩模版的交接，并由接版机械手将掩模版放至掩模台；
步骤c：通过掩模台的微动实现掩模版的精密预对准。
2.根据权利要求1所述的光刻机中掩膜版的上版方法，其特征在于，所述掩膜版已经完成粗预对准。
3.根据权利要求1所述的光刻机中掩模版的上版方法，其特征在于，所述步骤b进一步包括：
接版机械手上升至交接版位置，从上版机械手中接过掩模版；
接版机械手下降将掩模版放置于掩模台上。
4.根据权利要求1所述的光刻机中掩模版的上版方法，其特征在于，该光刻机还包括光源和接收传感器，其中上版机械手位于具有隔振系统的内部框架内；而掩模台、掩模版的接版机械手、光源和接收传感器位于内部框架的外部。
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