CN109870885A - 一种手动光刻机的预对准方法及预对准装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手动光刻机的预对准方法及预对准装置，属于手动光刻机设备领域，装置包括掩膜版架和承片台；掩膜版架上设有掩膜版卡槽，掩膜版卡槽与掩膜版尺寸相同，将掩膜版放置在掩膜版卡槽里面；掩膜版卡槽中部中空，中空区为曝光区；承片台上表面设有芯片放置槽，将芯片放置在芯片放置槽里面，芯片放置槽在水平面的投影包括圆弧边和两个相邻直角边，两个直角边分别为芯片小边对准边和芯片大边对准边。两个卡槽的位置可以保证掩膜版上面的对位标记和芯片上面的对位标记基本重合，减小光刻过程中每次放置芯片的偏差，减小光刻过程中芯片图形与光刻版图形的精对准需要的时间，起到了比较好的预对准的作用，提高光刻机的曝光生产效率。

Description

一种手动光刻机的预对准方法及预对准装置

技术领域

本发明涉及一种手动光刻机设备领域，特别是涉及一种手动光刻机的预对准方法及预对准装置。

背景技术

光刻工艺是利用光刻胶通过曝光、显影等步骤，将掩膜板上的图形转移到晶片上，使晶片上具有想要制作的器件的光刻胶图形形貌，再通过化学或者物理方法，将图形结构转移到晶片上。在这些光刻曝光的过程中，掩膜版图形与芯片图形之间的对准是影响光刻精度的一个非常重要的因素。尤其是手动光刻机，由于每片芯片的光刻曝光过程都是操作人员的手动操作，每次手动放置芯片的位置存在偏差，导致了在光刻过程中芯片图形与光刻版图形的对准需要使用比较长的时间，导致了工作效率的降低以及芯片质量的降低。光刻过程中的预对准是将掩膜版与芯片在一定对准精度范围内进行预对准，包括水平位移方向和水平旋转两个方向。缩小掩膜版图形和芯片图形精对准的调节范围，所以掩模预对准的精度影响精对准的效率，影响着光刻机的曝光生产效率，提高预对准的效率和精度是提高光刻机生产效率的重要一环。

中国专利CN102486622B公开了一种用于光刻机的掩模预对准装置，包括调制信号电源，照明模块，掩模，掩模预对准标记、四象限传感器和信号处理模块组成，调制信号电源提供两种不同频率的电流或电压使照明模块出射两种不同频率的光斑，两种不同频率的光斑被四象限传感器同时接收。但该方案针对的是自动光刻机的预对准，其曝光光刻的过程依据设置好的程序进行芯片与芯片之间放置到光刻机承片台的位置基本一致，变化比较小。并不适用于手动光刻机的预对准，其整个操作过程全部是人员在进行，尤其是是芯片之间放置到光刻机承片台的位置偏差比较大，芯片的对准也是人员在操作，耗费的时间比较长。

中国专利CN103048896B一种手动光刻机对准工作台Z向粗微动机构，涉及接近接触式手动光刻机设备技术领域。由差动螺纹机构、棘轮磨擦力调整机构、摩擦式棘轮机构、粗动锁紧机构、微动限位装置和粗动限位装置以及结构架组成。通过大导程的多头螺纹实现Z向粗动，又通过安装在粗动上的细牙螺纹实现Z向微动的微分离，为了提高Z向微动时微分力量的准确性，采用锁紧气缸带动制动片锁紧Z向粗动，采用摩擦式棘轮机构传递找平力，改变压簧对棘爪的作用力，实现微力找平和找平调整。该技术方案主要针对的是手动光刻机的精细对准，并不适用于手动光刻机的预对准系统。手动光刻在光刻曝光的过程中每次手动放置芯片的位置存在偏差，导致了在光刻过程中芯片图形与光刻版图形的对准需要使用比较长的时间，导致了工作效率的降低以及芯片质量的降低。当前并没有对手动光刻机的预对准系统进行提高精确度的设计。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种手动光刻机的预对准方法及预对准装置，该装置可以在一定的范围内对掩膜版和芯片进行预对准，缩小掩膜版图形和芯片图形精度准的调节范围，提高光刻机生产效率。

本发明技术方案如下：

一种手动光刻机的预对准装置，包括掩膜版架和承片台；

掩膜版架上设有掩膜版卡槽，掩膜版卡槽中部中空，中空区为曝光区；

承片台上表面设有芯片放置槽，芯片放置槽在承片台的中间位置；

优选的，掩膜版卡槽与掩膜版尺寸相同，形状与掩膜版一样，保证每次放置掩膜版的位置一样。

优选的，芯片放置槽的水平面的投影包括圆弧边和两个相邻直角边，两个直角边分别为芯片小边对准边和芯片大边对准边。

优选的，芯片放置槽的芯片小边对准边和芯片大边对准边分别与芯片的小对准边和大对准边重合。

优选的，掩膜版卡槽与芯片放置槽的位置相对应。

优选的，掩膜版卡槽的深度小于掩膜版的厚度。使掩膜版突出掩膜版刻槽，在曝光的过程中使光刻掩膜版与芯片可以比较好的进行接触。

优选的，承片台上方设有密封圈，密封圈面积大于芯片放置槽的开口面积。密封圈可以使光刻的过程中保证芯片与光刻掩膜版之间的真空度。

优选的，曝光区的水平投影为圆形区域。

优选的，所述光刻机包括光学系统，机械调节系统，电路系统，气路系统。

所述掩膜版放置在掩膜版卡槽以后与芯片放置到芯片放置槽以后，两者的对位标记同时在一定的范围内。

利用上述手动光刻机预对准装置的预对准方法，包括步骤如下：将掩膜版放置在掩膜版架上面，将芯片按照芯片放置槽的形状放置在承片台上面以后，掩膜版上面的对位标记和芯片上面的对位标记基本重合，完成了芯片和掩膜版的预对准过程。减少光刻过程中掩膜版和芯片对准的时间。

当前大多文件都是先通过光系统扫描到预对准标记反馈到图像传感器经过信号处理系统后传出给运动系统进行调整，本申请是在掩膜版刻槽和芯片放置槽上面设置标记，在一开始放置芯片到光刻机上面的承片台的时候就确定了芯片的放置位置完成预对准过程的。

本发明的有益效果如下：

本发明采用将光刻掩膜版以及芯片都放置在相应的卡槽内，将其放置位置固定，使两者的对位标记在一定的范围内重合，减小光刻过程中由于每次放置芯片误差所导致的偏差，减小光刻过程中芯片图形与光刻版图形的精对准需要的时间，起到了比较好的预对准的作用，提高光刻机的曝光生产效率。

附图说明

图1是掩膜版架的俯视图。

图2是掩膜版架的剖面图。

图3是承片台的俯视图。

图4是承片台的剖面图。

图5是光刻过程预对准中掩膜版架与承片台相对位置示意图。

图中：1、曝光区，2、掩膜版卡槽，3、掩膜版架，4、承片台，5、密封圈，6、芯片小边对准边，7、芯片大边对准边，8、芯片放置槽，9、芯片，10、掩膜版上面的对位标记，11、芯片上面的对位标记，12、掩膜版。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

如图1-5所示。

实施例1

一种手动光刻机的预对准装置，包括掩膜版架和承片台；掩膜版架上设有掩膜版卡槽，如图1、图2所示，掩膜版卡槽与掩膜版尺寸相同，掩膜版卡槽中部中空，中空区为曝光区，曝光区的水平投影为圆形区域，以便曝光时紫外光通过掩膜版经过中间的曝光区照射到下面的芯片表面。承片台上表面设有芯片放置槽，如图3、图4所示，芯片放置槽在水平面的投影包括圆弧边和两个相邻直角边，两个直角边分别为芯片小边对准边和芯片大边对准边，因此每次放置芯片时，芯片的位置不会变化很大。掩膜版卡槽的深度小于掩膜版的厚度。使掩膜版突出掩膜版刻槽，在曝光的过程中使光刻掩膜版与芯片可以比较好的进行接触。

掩膜版放置在掩膜版卡槽以后与芯片放置到芯片放置槽以后，两者的对位标记同时在一定的范围内。

实施例2

一种手动光刻机的预对准装置，其结构如实施例1所述，所不同的是，承片台上方设有密封圈，密封圈面积大于芯片放置槽的开口面积。密封圈可以使光刻的过程中保证芯片与光刻掩膜版之间的真空度。

实施例3

利用实施例2所述手动光刻机预对准装置的预对准方法，包括步骤如下：如图5所示，将掩膜版放置在掩膜版架上面，将芯片按照芯片放置槽的形状放置在承片台上面以后，掩膜版上面的对位标记和芯片上面的对位标记基本重合，完成了芯片和掩膜版的预对准过程。减少光刻过程中掩膜版和芯片对准的时间。

Claims (5)

1.一种手动光刻机的预对准装置，其特征在于，包括掩膜版架和承片台；

掩膜版架上设有掩膜版卡槽，掩膜版卡槽与掩膜版尺寸相同，掩膜版卡槽中部中空，中空区为曝光区；

承片台上表面设有芯片放置槽，芯片放置槽在承片台的中间位置；芯片放置槽在水平面的投影包括圆弧边和两个相邻直角边，两个直角边分别为芯片小边对准边和芯片大边对准边。

2.根据权利要求1所述的手动光刻机的预对准装置，其特征在于，掩膜版卡槽的深度小于掩膜版的厚度。

3.根据权利要求1所述的手动光刻机的预对准装置，其特征在于，承片台上方设有密封圈，密封圈面积大于芯片放置槽的开口面积。

4.根据权利要求1所述的手动光刻机的预对准装置，其特征在于，曝光区的水平投影为圆形区域。

5.一种手动光刻机的预对准方法，利用权利要求1所述的手动光刻机的预对准装置，包括步骤如下：将掩膜版放置在掩膜版架上面，将芯片按照芯片放置槽的形状放置在承片台上面以后，掩膜版上面的对位标记和芯片上面的对位标记基本重合，完成了芯片和掩膜版的预对准过程。