CN104345572A

CN104345572A - 掩模版固定装置及方法

Info

Publication number: CN104345572A
Application number: CN201310321165.4A
Authority: CN
Inventors: 江旭初
Original assignee: Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd
Current assignee: Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2015-02-11

Abstract

本发明公开了一种掩模版固定装置及方法，该装置包括具有若干凸台的承版台、若干刚性柱以及若干柔性装置，每个凸台具有一真空腔，真空腔内设有所述刚性柱和柔性装置，刚性柱的上表面和所述凸台的掩模吸附面共面，在真空开启前，所述柔性装置的上表面处于比掩模吸附面高的放松状态，在真空开启后，柔性装置的上表面受到掩模版的挤压压缩至所述掩模吸附面的高度。本发明通过在真空腔内设置柔性装置，可以使得在上下版时，掩模版和承版台之间的真空得到完全释放，减小掩模版与承版台之间的摩擦力，从而提高掩模版和承版台在上下版时的安全性。

Description

掩模版固定装置及方法

技术领域

本发明涉及光刻领域，尤其涉及一种掩模版固定装置及方法。

背景技术

现有技术中的光刻装置，主要用于集成电路IC或平板显示领域以及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晶片上，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区域，随后晶片相对于掩模移动，将下一个曝光区域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晶片的另一曝光区域，重复这一过程直到晶片上所有曝光区域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，掩模与晶片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。

在光刻装置中，掩模版一般通过真空吸附的方式固定在掩模台的承版台上的。由于真空吸附力的存在，会导致掩模版在固定过程中产生变形，而该掩模版的吸附变形会直接影响光刻机的overlay和focus误差，为此，业界一直在寻求各种技术来解决掩模版的夹持变形问题。如：荷兰ASML公司在美国专利US6480260中，请参阅图5，提出一种通过在承版台与掩模版之间增加薄膜14，通过薄膜的变形来降低掩模版10的吸附变形量。

上述专利能很好的解决掩模版在吸附过程中产生的变形问题，从而降低掩模版的吸附变形产生的overlay和focus误差，提高曝光质量。

但上述专利并未解决业界存在的另外一个亟待解决的问题：在上下版时，承版台释放真空，由于掩模版与承版台之间的接触面非常平滑平整，吸附掩模版的真空难以完全释放，会存在残留。另外，掩模版与承版台之间还存在范德华力，导致承版台与掩模版之间存在摩擦力。该摩擦力会影响掩模版的上下版，甚至会增加掩模版或者承版台在上下版时损坏的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掩模版固定装置及方法，可以使得在上下版时，掩模版和承版台之间的真空得到完全释放，减小掩模版与承版台之间的摩擦力，提高掩模版和承版台在上下版时的安全性。

为了达到上述的目的，本发明采用如下技术方案：

一种掩模版固定装置，包括具有若干凸台的承版台、若干刚性柱以及若干柔性装置，每个凸台具有一真空腔，所述真空腔内设有所述刚性柱和柔性装置，所述刚性柱的上表面和所述凸台的掩模吸附面共面，在真空开启前，所述柔性装置的上表面处于比所述掩模吸附面高的放松状态，在真空开启后，所述柔性装置的上表面受到掩模版的挤压压缩至所述掩模吸附面的高度。

可选的，在真空开启前，所述掩模版的下表面与掩模吸附面存在Δ值为5um-20um的高度差。

可选的，所述承版台上设有与所述真空腔相连通的通道。

可选的，所述柔性装置是一体式软弹性材料零件。

可选的，所述柔性装置通过粘接方式固定于真空腔内。

可选的，所述刚性柱和承版台一体成型。

可选的，所述柔性装置包括刚性销和柔性垫，所述柔性垫形成于所述刚性销的顶部。

可选的，所述刚性销、刚性柱以及承版台一体成型。

可选的，所述柔性装置是呈线型的柔性壁。

可选的，所述柔性装置是呈“S”型的柔性壁。

可选的，所述柔性壁和所述承版台的材料相同。

可选的，所述柔性壁的厚度为0.1mm-0.6mm.

可选的，所述刚性柱和柔性装置间隔分布。

本发明还公开了一种掩模版固定方法，采用如上所述的掩模版固定装置，包括如下步骤：

当进行上版时，掩模固定装置的真空开启，掩模版与承版台之间的真空建立，柔性装置受到掩模版的挤压发生弹性变形，直至掩模版与掩模吸附面完全接触；

当进行下版时，掩模固定装置的真空关闭，原已经发生弹性变形的柔性装置释放变形，将掩模版推顶至真空开启前的高度位置即掩模版的下表面与掩模吸附面存在Δ值的高度差，掩模版与承版台之间的真空得到快速而有效的释放，直至掩模版只与柔性装置存在接触面，从而可以有效降低承版台与掩模版之间的摩擦力，提高掩模版和承版台在上下版时的安全性。

本发明提供掩模版固定装置及方法，通过在真空腔内设置柔性装置，所述柔性装置的上表面在放松状态时即真空关闭时比所述掩模吸附面高，所述柔性装置的上表面在受压时即真空开启时能够压缩至所述掩模吸附面的高度，因此，使得在上下版时，掩模版和承版台之间的真空得到完全释放，减小掩模版与承版台之间的摩擦力，从而提高掩模版和承版台在上下版时的安全性。

附图说明

本发明的掩模版固定装置及方法由以下的实施例及附图给出。

图1本发明一实施例的光刻装置的结构示意图；

图2A本发明的实施例1的掩模固定装置结构示意图（真空未开启）；

图2B本发明的实施例1的掩模固定装置结构示意图（真空开启后）；

图3A本发明的实施例2的掩模固定装置结构示意图（真空未开启）；

图3B本发明的实施例2的掩模固定装置结构示意图（真空开启后）；

图4A本发明的实施例3的掩模固定装置结构示意图（真空未开启）；

图4B本发明的实施例3的掩模固定装置结构示意图（真空开启后）；

图5是现有的专利文献US6480260的掩模固定装置的结构示意图。

图中：

101照明系统；102掩模台；103投影物镜；104工件台；105激光干涉仪；

201掩模版；202承版台；203凸台；204刚性柱；205柔性柱；206真空腔；207掩模吸附面；208通道；

301掩模版；302承版台；303凸台；304刚性柱；3051刚性销；3052柔性垫；306真空腔；307掩模吸附面；

401掩模版；402承版台；403凸台；404刚性柱；405柔性壁；406真空腔；407掩模吸附面。

具体实施方式

以下将对本发明的掩模版固定装置及方法作进一步的详细描述。

下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有益效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

实施例1

请参阅图1，其为光刻装置结构示意图。从图中可以看出，光刻装置主要包括照明系统101、掩模台102、投影物镜103、工件台104、激光干涉仪105。照明系统101为曝光装置提供曝光光源，掩模台102通过掩模固定装置（未画出）支撑和定位掩模版，投影物镜103提供曝光视场，将掩模版上的图形曝光在玻璃基板上。工件台104承载玻璃基板或者硅片，为玻璃基板或者硅片提供支撑和定位功能。激光干涉仪105为掩模台和工件台的精密运动控制提供位置信号。

请参阅图2A和图2B，其中图2A为本发明的实施例1的掩模固定装置结构示意图（真空未开启），图2B为本发明的实施例1的掩模固定装置结构示意图（真空开启后）,本实施例提供的一种掩模版固定装置，可以使得在上下版时，掩模版201和承版台202之间的真空得到完全释放，从而有效减小了掩模版201与承版台202之间的摩擦力，提高掩模版201和承版台202在上下版时的安全性。所述掩模版固定装置包括具有若干凸台203的承版台202、若干刚性柱204以及若干柔性装置205，每个凸台203具有一真空腔206，所述承版台202上设有与所述真空腔206相连通的通道208，所述真空腔206内设有所述刚性柱204和柔性装置205，所述刚性柱204和柔性装置205间隔分布，所述刚性柱204的材料一般取和承版台202相同的材料，所述刚性柱204可以通过机械加工等工艺方式和承版台202一体成型加工而成。柔性装置205的材料一般为橡胶等软弹性材料，可以通过粘接等方式固定在真空腔206内。所述刚性柱204的上表面和所述凸台203的掩模吸附面207共面，作为掩模版201的定位面。在真空开启前，所述柔性装置205的上表面处于比所述掩模吸附面207高的放松状态，在真空开启后，所述柔性装置205的上表面受到掩模版201的挤压压缩至所述掩模吸附面207的高度。

可选的，在掩模固定装置真空开启前，所述掩模版201的下表面与掩模吸附面207存在Δ值为5um-20um的高度差。所述柔性装置205的上表面比掩模吸附面207略高，其高度差需要根据柔性装置205的材料特性进行设置，保证掩模版201上版后，掩模固定装置真空开启前掩模版201的下表面与掩模吸附面207存在Δ值为5um-20um的高度差。

在这种高度差的情况下，掩模固定装置真空开启后，掩模版201与承版台202之间的真空能有效建立，从而可以有效保证掩模版201能被真空吸附固定在承版台202的凸台203上。当掩模固定装置真空开启后，掩模版201与承版台202之间的真空建立，此时，柔性柱205发生弹性变形，直至掩模版201与掩模吸附面207完全接触。当进行下版时，掩模固定装置的真空关闭，此时，原已经发生弹性变形的柔性柱205释放变形，将掩模版201推顶至真空开启前的高度位置（掩模版的下表面与掩模吸附面207存在Δ值的高度差），掩模版201与承版台202之间的真空得到快速而有效的释放，而且掩模版201只与柔性柱205存在接触面，从而可以有效降低承版台202与掩模版201之间的摩擦力，提高掩模版201和承版台202在上下版时的安全性。。

实施例2

请参阅图3A和图3B，其中图3A为本发明的实施例2的掩模固定装置结构示意图（真空未开启），图3B为本发明的实施例2的掩模固定装置结构示意图（真空开启后），本实施例与实施例1的区别在于:所述柔性装置包括刚性销3051和柔性垫3052，所述柔性垫3052通过涂覆或者镀膜工艺形成于所述刚性销3051的顶部。刚性柱304和刚性销3051的材料一般取和承版台302相同的材料，可以是通过机械加工等工艺方式和真空腔306一体加工而成。而柔性垫3052的材料一般为橡胶等软弹性材料，可以通过涂覆或者镀膜等工艺方式将柔性材料固定在刚性销3051上，形成柔性垫3052。刚性柱304和柔性垫3052间隔分布，刚性柱304的上表面与承版台302的凸台303的掩模吸附面307共面，作为掩模版301的定位面。而柔性垫3052比掩模吸附面307略高，其高度差需要根据柔性垫3052的材料特性进行设置，保证掩模版301上版后，掩模固定装置真空开启前掩模版301下表面与掩模吸附面307存在Δ值为5um-20um的高度差。一般在这种高度差的情况下，掩模固定装置真空开启后，掩模版301与承版台302之间的真空能有效建立，从而可以有效保证掩模版301能被真空吸附固定在承版台302的凸台303上。当掩模固定装置真空开启后，掩模版301与承版台302之间的真空建立，此时，柔性垫3052发生弹性变形，直至掩模版301与掩模吸附面307完全接触。当进行下版时，掩模固定装置的真空关闭，此时，原已经发生弹性变形的柔性垫3052释放变形，将掩模版301推顶至真空开启前的高度位置（掩模版下表面与掩模吸附面307存在Δ值的高度差），掩模版301与承版台302之间的真空得到快速而有效的释放，而且掩模版301只与柔性垫3052存在接触面，从而可以有效降低承版台302与掩模版301之间的摩擦力，提高掩模版301和承版台302在上下版时的安全性。

实施例3

请参阅图4A和图4B，其中图4A为本发明的实施例3的掩模固定装置结构示意图（真空未开启），图4B为本发明的实施例3的掩模固定装置结构示意图（真空开启后），本实施例与实施例1的区别在于:可选的，所述柔性装置是呈线型的柔性壁405，可选的，所述柔性壁405呈“S”型，所述柔性壁的两端分别抵在所述真空腔的底部和掩模版的下表面，即通过在承版台真空腔406内固定柔性壁405从而形成柔性装置。柔性壁405布置在两个刚性柱404之间，刚性柱404的上表面与承版台凸台403的掩模吸附面407共面，作为掩模版401的定位面。而柔性壁405的上表面比掩模吸附面407略高，其高度差需要根据柔性壁405的材料特性进行设置，保证掩模版401上版后，掩模固定装置真空开启前掩模版401下表面与掩模吸附面407存在Δ值为5um-20um的高度差。一般在这种高度差的情况下，掩模固定装置真空开启后，掩模版401与承版台402之间的真空能有效建立，从而可以有效保证掩模版401能被真空吸附固定在承版台402的凸台403上。当掩模固定装置真空开启后，掩模版401与承版台402之间的真空建立，此时，柔性壁405发生弹性变形，直至掩模版401与掩模吸附面407完全接触。当进行下版时，掩模固定装置的真空关闭，此时，原已经发生弹性变形的柔性壁405释放变形，将掩模版401推顶至真空开启前的高度位置（掩模版下表面与掩模吸附面407存在Δ值的高度差），掩模版401与承版台402之间的真空得到快速而有效的释放，而且掩模版401只与柔性壁405存在接触面，从而可以有效降低承版台402与掩模版401之间的摩擦力，提高掩模版401和承版台402在上下版时的安全性。

优选的，所述柔性壁405的厚度一般取0.1mm-0.6mm。刚性柱404的材料可以取和承版台402相同的材料，而柔性壁405的材料可以为橡胶等软弹性材料，也可以是和承版台402相同的材料，通过粘接等方式将其固定在真空腔406上。

实施例4

本实施例提供了一种掩模版固定方法，可以采用如上所述的任意一实施例的掩模版固定装置，以采用实施例1的掩模版固定装置为例，请结合参阅图1、图2A以及图2B，该掩模版固定方法该包括如下步骤：

当进行上版时，掩模固定装置的真空开启，掩模版201与承版台202之间的真空建立，柔性装置受到掩模版201的挤压发生弹性变形，直至掩模版201与掩模吸附面207完全接触；

当进行下版时，掩模固定装置的真空关闭，原已经发生弹性变形的柔性装置释放变形，将掩模版201推顶至真空开启前的高度位置即掩模版201的下表面与掩模吸附面207存在Δ值的高度差，掩模版201与承版台202之间的真空得到快速而有效的释放，直至掩模版201只与柔性装置存在接触面，从而可以有效降低承版台202与掩模版201之间的摩擦力，提高掩模版201和承版台202在上下版时的安全性。

综上所述，本发明提供掩模版固定装置及方法，通过在真空腔内设置柔性装置，所述柔性装置的上表面在放松状态时即真空关闭时比所述掩模吸附面高，所述柔性装置的上表面在受压时即真空开启时能够压缩至所述掩模吸附面的高度，因此，使得在上下版时，掩模版和承版台之间的真空得到完全释放，减小掩模版与承版台之间的摩擦力，从而提高掩模版和承版台在上下版时的安全性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种掩模版固定装置，其特征在于，包括具有若干凸台的承版台、若干刚性柱以及若干柔性装置，每个凸台具有一真空腔，所述真空腔内设有所述刚性柱和柔性装置，所述刚性柱的上表面和所述凸台的掩模吸附面共面，在真空开启前，所述柔性装置的上表面处于比所述掩模吸附面高的放松状态，在真空开启后，所述柔性装置的上表面受到掩模版的挤压压缩至所述掩模吸附面的高度。

2.根据权利要求1所述的掩模版固定装置，其特征在于，在真空开启前，所述掩模版的下表面与掩模吸附面存在Δ值为5um-20um的高度差。

3.根据权利要求1所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述承版台上设有与所述真空腔相连通的通道。

4.根据权利要求1所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述柔性装置是一体式软弹性材料零件。

5.根据权利要求1所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述柔性装置通过粘接方式固定于真空腔内。

6.根据权利要求1所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述刚性柱和承版台一体成型。

7.根据权利要求1所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述柔性装置包括刚性销和柔性垫，所述柔性垫形成于所述刚性销的顶部。

8.根据权利要求7所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述刚性销、刚性柱以及承版台一体成型。

9.根据权利要求1所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述柔性装置是呈线型的柔性壁。

10.根据权利要求9所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述柔性装置是呈“S”型的柔性壁。

11.根据权利要求9所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述柔性壁和所述承版台的材料相同。

12.根据权利要求9所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述柔性壁的厚度为0.1mm-0.6mm。

13.根据权利要求1所述的掩模版固定装置，其特征在于，所述刚性柱和柔性装置间隔分布。

14.一种掩模版固定方法，其特征在于，采用如权利要1～13中任意一项所述的掩模版固定装置，包括如下步骤：

当进行下版时，掩模固定装置的真空关闭，原已经发生弹性变形的柔性装置释放变形，将掩模版推顶至真空开启前的高度位置，掩模版与承版台之间的真空得到快速而有效的释放，直至掩模版只与柔性装置存在接触面。