CN102200701B - 掩模版固定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种掩模版固定装置，包括：方镜，其具有第一支撑底壁和第二支撑底壁，所述第一支撑底壁和第二支撑底壁分别向上延伸至少一突起，每一突起内贯穿一真空口；第一柔性片和第二柔性片，分别置于所述第一支撑底壁和第二支撑底壁上，所述第一柔性片和第二柔性片对应方镜上的各突起分别具有供承载掩模版的支撑凸台，每一支撑凸台开设有与真空口对应的通槽，每一柔性片的通槽内侧壁、靠近通槽内侧壁的部分柔性片底边与方镜上突起的外壁面、靠近突起的外壁面的部分支撑底壁相互粘连，每一柔性片的其他柔性片底边与方镜的各个支撑底壁具有一定间隙。本发明提出的固定掩模版的装置，成本较低，并且能够保证掩模版在固定过程中的变形精度要求。
Description
技术领域
本发明涉及光刻领域，且特别涉及一种掩模版固定装置。
背景技术
光刻设备是一种将掩模图案曝光成像到硅片上的设备。已知的光刻设备包括步进重复式和步进扫描式。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，硅片的载体被称之为承片台。承版台和承片台分别位于光刻设备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。在承版台和承片台的相互运动中，须保证掩模版和硅片始终被可靠地定位，也即上述掩模版和硅片的六个自由度皆被限制住。
掩模版在固定过程中产生的变形误差直接影响了芯片制作的好坏，高端光刻机都要求掩模版在夹持力下的变形为纳米级别，因此如何解决掩模版在夹持力下产生的变形攸关重要。
在承版台的模块中，掩模版的固定方式目前有机械加紧式和真空吸附式，机械加紧式固定精度较低，并且可以能引起掩模版的变形较大，适用与较低端的光刻机，因此高端光刻机均采用真空吸附式。
如图1所示，是一种较为传统的掩模版吸附方式，在夹持力的作用下，因为掩模版11的刚度远小于方镜13的刚度，因此真空腔17对应的掩模版11的面积受到很大的夹持力，在自重和夹持力的作用下，掩模版垂向和水平向均有变形。在高端光刻机上，为了得到更高的套刻精度，掩模版的变形必须被限制，垂向变形为100-200nm，水平向变形只有2-4nm，而在普通固定方式(如图1)的夹持力作用下掩模版11的变形量较大，不符合要求。
在美国专利公开号US20080291411 A1中，如图2，图3所示：采用0.4mm的微晶玻璃薄膜12与掩模版11吸附，通过方镜的真空腔内三点支撑点13a支撑掩模版11，然后把薄膜12固定在方镜上来实现对掩模版11六个自由度的固定。
以上两种方法，方法一较为简单，但是不能用在高端光刻机上；方法二，这种方式的特点是保证掩模版变形最小的情况下固定掩模版，其缺点是：这种膜的材料非常特殊，厚度较小，而且较难加工，价格昂贵，由于加速时剪切力的存在，使膜易损坏。
发明内容
本发明提出一种固定掩模版的装置，成本较低，并且能够保证掩模版在固定过程中的变形精度要求。
为了达到上述目的，本发明提出一种掩模版固定装置，包括：
方镜，其具有第一支撑底壁和第二支撑底壁，所述第一支撑底壁和第二支撑底壁分别向上延伸至少一突起，每一突起内贯穿有一真空口；
第一柔性片和第二柔性片，分别置于所述第一支撑底壁和第二支撑底壁上，所述第一柔性片和第二柔性片对应方镜上的各突起分别具有供承载掩模版的支撑凸台，每一支撑凸台开设有与真空口对应的通槽，每一柔性片的通槽内侧壁、靠近通槽内侧壁的部分柔性片底边与方镜上突起的外壁面、靠近突起的外壁面的部分支撑底壁相互粘连，每一柔性片的其他柔性片底边与方镜的各个支撑底壁具有一定间隙。
本发明掩模版固定装置，柔性片通过胶与方镜在真空口附近粘结，并形成多个支撑凸台。真空口的抽气时形成真空腔，由于柔性片的刚度远远低于掩模版的刚度，因此，在真空吸附时，柔性片发生柔性变形，紧紧的与掩模版连在一起，而在运动方向上，柔性片的刚度很大，足以保证掩模版跟随方镜做加速运动。掩模版在这个过程中弯曲变形几乎为零，从而保证了在掩模版在固定过程中的变形精度要求。
附图说明
图1所示为传统的掩模版吸附方式结构示意图。
图2所示为膜吸附法固定掩模版结构示意图。
图3所示为三点支撑掩模版结构原理图。
图4所示为本发明较佳实施例的掩模版装配位置示意图。
图5所示为本发明较佳实施例的掩模版固定装置结构示意图。
图6a所示为本发明第一较佳实施例的柔性片结构示意图。
图6b所示为本发明第一较佳实施例的柔性片支撑点处截面图。
图7a所示为本发明第二较佳实施例的柔性片结构示意图。
图7b所示为本发明第二较佳实施例的柔性片支撑点处截面图。
图8a所示为本发明第三较佳实施例的柔性片结构示意图。
图8b所示为本发明第三较佳实施例的柔性片支撑点处截面图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
本发明提出一种固定掩模版的装置，成本较低，并且能够保证掩模版在固定过程中的变形精度要求。
请参考图4，图4所示为本发明较佳实施例的掩模版装配位置示意图。如图4，方镜103作为承版台分系统的主要部件，具有六个自由度，承载掩模版101高加速扫描运动。掩模版101通过真空吸附方式固定在方镜103上。
再请参考图5，图5所示为本发明较佳实施例的掩模版固定装置结构示意图。本发明提出一种掩模版固定装置，包括：方镜103，其具有第一支撑底壁110和第二支撑底壁120，所述第一支撑底壁110和第二支撑底壁120分别向上延伸至少一突起，每一突起内贯穿有一真空口105；第一柔性片104和第二柔性片114，分别设置于所述第一支撑底壁110和第二支撑底壁120上，其中，所述第一柔性片104和第二柔性片114对应方镜103上的各突起分别具有供承载掩模版101的支撑凸台104a，每一支撑凸台104a开设有与真空口105相对应的通槽，所述第一柔性片104和第二柔性片114通过支撑凸台104a承载掩模版101。
进一步的，每一柔性片104、114的通槽内侧壁、靠近通槽内侧壁的部分柔性片底边与方镜103上突起的外壁面、靠近突起的外壁面的部分支撑底壁相互粘连。在本实施例中，所述第一柔性片104和第二柔性片114与所述第一支撑底壁110和第二支撑底壁120分别通过胶材料进行粘连。
此外，每一柔性片104、114的其他柔性片底边与方镜103的各个支撑底壁具有一定间隙，以使第一柔性片104和第二柔性片114相对方镜103具有良好的弹性，保证柔性片承载的掩模版的变形在合理的范围内。掩模版101通过负压与第一柔性片104和第二柔性片114吸附连接。
所述第一支撑底壁设有2个突起，所述第二支撑底壁设有1个突起，相对应的所述第一柔性片具有2个支撑凸台，所述第二柔性片具有1个支撑凸台。
根据本发明较佳实施例，所述第一支撑底壁110设有2个具真空口105的突起，所述第二支撑底壁120设有1个具真空口105的突起，相对应的所述第一柔性片104具有2个支撑凸台104a，所述第二柔性片114具有1个支撑凸台104a。共有三个支撑凸台104a，用来定位掩模版101的垂向位置。
进一步的，所述掩模版101的压缩和拉伸刚度远大于所述第一柔性片104和第二柔性片114的压缩和拉伸刚度。所述第一柔性片104和第二柔性片114的材料采用微晶玻璃等与掩模版101具有较大摩擦系数的材料，而且弹性变形较好。
再请参考图6a，图6a所示为本发明第一较佳实施例的柔性片结构示意图。所述第一柔性片104和第二柔性片114结构为碗状，其包括与掩模版101接触的边缘区域，支撑点，倾斜的侧面以及与支撑底壁相对的底面，所述边缘区域的厚度为0.6mm-1mm，侧面和底面的厚度为0.2mm-0.6mm，侧面与底面的夹角为30-45°。所述支撑点的平面与边缘区域平面的高度差为-0.2mm到0.2mm，负数表示支撑点的平面低于边缘区域平面，正数表示支撑点的平面高于边缘区域平面。
参考图6b，图6b所示为本发明第一较佳实施例的柔性片支撑点处截面图。所述第一柔性片104和第二柔性片114于各自的支撑凸台附近、即与所述掩模版接触附近分别形成真空腔107，所述真空腔107深0.2mm-0.5mm。第一柔性片104和第二柔性片114通过胶106与方镜103在真空口105处粘结，并形成三个支撑凸台104a。真空口105的抽气时形成真空腔107，由于第一柔性片104和第二柔性片114的刚度远远低于掩模版101的刚度，因此，在真空吸附时，第一柔性片104和第二柔性片114发生柔性变形，紧紧的与掩模版101连在一起，而在运动方向上，第一柔性片104和第二柔性片114的刚度很大，足以保证掩模101版跟随方镜103做加速运动。同时掩模版101在真空的吸附作用下，被三个支撑凸台104a支撑，保证了垂向需求尺寸。而掩模版101在这个过程中弯曲变形几乎为零，从而保证了在掩模版101在固定过程中的变形精度要求。
再请参考图7a，图7a所示为本发明第二较佳实施例的柔性片结构示意图。所述第一柔性片104和第二柔性片114结构为槽状，其包括与掩模版101接触的边缘区域，支撑点以及与支撑底壁相对的底面，所述边缘区域的厚度为0.6mm-1mm，底面的厚度为0.2mm-0.6mm。所述支撑点的平面与边缘区域平面的高度差为-0.2mm到0.2mm，负数表示支撑点的平面低于边缘区域平面，正数表示支撑点的平面高于边缘区域平面。
参考图7b，图7b所示为本发明第二较佳实施例的柔性片支撑点处截面图。所述第一柔性片104和第二柔性片114与所述掩模版接触分别形成真空腔107，所述真空腔107深0.2mm-0.5mm。第一柔性片104和第二柔性片114通过胶106与方镜103在真空口105处粘结，并形成三个支撑凸台104a。真空口105的抽气时形成真空腔107，由于第一柔性片104和第二柔性片114的刚度远远低于掩模版101的刚度，因此，在真空吸附时，第一柔性片104和第二柔性片114发生柔性变形，紧紧的与掩模版101连在一起，而在运动方向上，第一柔性片104和第二柔性片114的刚度很大，足以保证掩模101版跟随方镜103做加速运动。同时掩模版101在真空的吸附作用下，被三个支撑凸台104a支撑，保证了垂向需求尺寸。而掩模版101在这个过程中弯曲变形几乎为零，从而保证了在掩模版101在固定过程中的变形精度要求。
再请参考图8a，图8a所示为本发明第三较佳实施例的柔性片结构示意图。所述第一柔性片和第二柔性片结构为槽状，在槽的底部加厚，然后掏空中间部分，包括与掩模版接触的边缘区域，支撑点以及与支撑底壁相对的底面，所述边缘区域的厚度为0.6mm-1mm，底面的厚度为0.2mm-0.4mm。所述支撑点的平面与边缘区域平面的高度差为-0.2mm到0.2mm，负数表示支撑点的平面低于边缘区域平面，正数表示支撑点的平面高于边缘区域平面。
参考图8b，图8b所示为本发明第三较佳实施例的柔性片支撑点处截面图。第一柔性片104和第二柔性片114通过胶106与方镜103在真空口105处粘结，并形成三个支撑凸台104a。真空口105的抽气时形成真空腔107，由于第一柔性片104和第二柔性片114的刚度远远低于掩模版101的刚度，因此，在真空吸附时，第一柔性片104和第二柔性片114发生柔性变形，紧紧的与掩模版101连在一起，而在运动方向上，第一柔性片104和第二柔性片114的刚度很大，足以保证掩模101版跟随方镜103做加速运动。同时掩模版101在真空的吸附作用下，被三个支撑凸台104a支撑，保证了垂向需求尺寸。而掩模版101在这个过程中弯曲变形几乎为零，从而保证了在掩模版101在固定过程中的变形精度要求。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (9)
1.一种掩模版固定装置，其特征在于，包括：
方镜，其具有第一支撑底壁和第二支撑底壁，所述第一支撑底壁和第二支撑底壁分别向上延伸至少一突起，每一突起内贯穿有一真空口；
第一柔性片和第二柔性片，分别置于所述第一支撑底壁和第二支撑底壁上，所述掩模版的压缩和拉伸刚度大于所述第一柔性片和第二柔性片的压缩和拉伸刚度，所述第一柔性片和第二柔性片对应方镜上的各突起分别具有供承载掩模版的支撑凸台，每一支撑凸台开设有与真空口对应的通槽，每一柔性片的通槽内侧壁、靠近通槽内侧壁的部分柔性片底边与方镜上突起的外壁面、靠近突起的外壁面的部分支撑底壁相互粘连，每一柔性片的其他柔性片底边与方镜的各个支撑底壁具有一定间隙。
2.根据权利要求1所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述第一柔性片和第二柔性片与所述第一支撑底壁和第二支撑底壁分别通过胶材料进行粘连。
3.根据权利要求1所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述第一支撑底壁设有2个突起，所述第二支撑底壁设有1个突起，相对应的所述第一柔性片具有2个支撑凸台，所述第二柔性片具有1个支撑凸台。
4.根据权利要求1所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述第一柔性片和第二柔性片的材料采用微晶玻璃。
5.根据权利要求1所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述第一柔性片和第二柔性片结构为碗状，其包括与掩模版接触的边缘区域，支撑点，倾斜的侧面以及与支撑底壁相对的底面，所述边缘区域的厚度为0.6mm-1mm，侧面和底面的厚度为0.2mm-0.6mm，侧面与底面的夹角为30-45°。
6.根据权利要求1所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述第一柔性片和第二柔性片结构为槽状，其包括与掩模版接触的边缘区域，支撑点以及与支撑底壁相对的底面，所述边缘区域的厚度为0.6mm-1mm，底面的厚度为0.2mm-0.6mm。
7.根据权利要求1所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述第一柔性片和第二柔性片结构为槽状，其包括与掩模版接触的边缘区域，支撑点以及与支撑底壁相对的底面，所述边缘区域的厚度为0.6mm-1mm，底面的厚度为0.2mm-0.4mm，所述底面部分中空。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述支撑点的平面与边缘区域平面的高度差为-0.2mm到0.2mm，负数表示支撑点的平面低于边缘区域平面，正数表示支撑点的平面高于边缘区域平面。
9.根据权利要求1所述的掩模版固定装置，其特征在于，每一柔性片的支撑凸台附近设有真空腔。
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