CN111290217B - 用于光刻基片的承载台、光刻机及基片光刻的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于光刻基片的承载台，包括基片承载部件，基片承载部件包括至少一个用于放置基片的放置区，放置区一侧设有至少两个标识放置结构，用于放置对位标识元件。本发明还公开一种光刻机，包括上述承载台、用于连接该承载台的工作台，工作台包括固定平台、调节转台，调节转台底部连接固定平台，调节转台顶部连接上述用于光刻基片的承载台，用于调节上述承载台上基片的角度。本发明还公开一种基片光刻方法，通过上述光刻机光刻放置在上述承载台上基片的正方两面。通过标识放置结构，使带有标识的元件可以重复使用，无需在每块待刻的基片上写入对位标识，简化了制作流程，节约了成本。

Description

用于光刻基片的承载台、光刻机及基片光刻的方法

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，尤其涉及一种用于光刻基片的承载台、光刻机及基片光刻的方法。

背景技术

半导体、掩膜版光刻过程中感光基片需放置在载物台上，在光刻过程中不能有相对于工件台的移动，并且感光图形区域不能有任何污染。目前行业做法是将基片放置在真空吸附载物台上，通过真空产生的负压对基片进行吸附。

激光直写技术利用激光束直接在感光材料表面绘制出所需图形，除了半导体领域常见的晶圆与掩膜版基片之外，还有陶瓷基片、干膜基片等不常见基片。其中某些基片的工艺过程需要正反两面光刻并且实现图形的正反两面对准。

为了解决正反面对准套刻问题，现有公开文献资料：通过预先在基片正反面分别写入对位标识，然后通过CCD相机分别识别正反面的对位标识实现双面对准光刻。这一方法虽然解决了双面对准光刻问题，但是需要提前在每块待刻的基片上写入对位标识，基片光刻完成后，还需要清理基片上的对位标识，增加了工艺流程，同时也增加了生产制造成本。

发明内容

本发明的目的主要在于提供一种简化流程、节约成本的用于光刻基片的承载台、光刻机及基片光刻的方法。

为实现上述发明目的，本发明提供一种用于光刻基片的承载台，包括基片承载部件，所述基片承载部件包括至少一个用于放置基片的放置区，所述放置区一侧设有至少两个标识放置结构，用于放置对位标识元件。

在其中一实施例中，所述标识放置结构包括第一台阶，所述第一台阶由所述基片承载部件上表面的部分结构下沉形成，用于放置对位标识元件。

在其中一实施例中，每一所述放置区包括镂空区域和第二台阶，所述镂空区域四周下沉形成用于放置基片的所述第二台阶。

在其中一实施例中，所述第二台阶至少一外侧边设有部分向外延伸的第一外扩区域，所述延伸部分下沉形成用于取放基片的所述第一外扩区域。

在其中一实施例中，所述标识放置结构包括设于所述第一台阶中间的第一通孔，用于光刻基片的承载台还包括覆盖于所述基片承载部件上的覆盖部件，所述覆盖部件设有与所述第一通孔相对应的第二通孔。

在其中一实施例中，所述基片承载部件上表面四周设有第一真空气道槽，所述第一真空气道槽与所述覆盖部件形成真空腔，其中，所述第一真空气道槽内设有一与外部真空负压装置连通的第一气道孔，使所述基片承载部件和所述覆盖部件吸附在一起。

在其中一实施例中，所述基片承载部件还设有分别设置于所述第一真空道槽的内外两侧的第一密封槽、设置于所述第一密封槽内的密封件，所述第一密封槽与所述密封件使所述基片承载部件和所述覆盖部件吸附紧密。

在其中一实施例中，所述覆盖部件设有与所述放置区相对应的镂空单元，每一所述镂空单元至少一外侧边设有部分向外延伸的第二外扩区域，所述延伸部分下沉形成用于安放压条的所述第二外扩区域。

在其中一实施例中，还包括设于所述基片承载部件下表面的固定部件，所述固定部件上表面四周设有第二真空气道槽，所述第二真空气道槽与所述基片承载部件形成真空腔，其中，所述第二真空气道槽内设有一与外部真空负压装置连通的第二气道孔，使所述基片承载部件和所述固定部件吸附在一起。

在其中一实施例中，所述固定部件还设有分别设置于所述第二真空气道槽的内外两侧的第二密封槽、设置于所述第二密封槽内的密封件，所述第二密封槽与所述密封件使所述基片承载部件和所述覆盖部件吸附紧密。

本发明还提供一种光刻机，包括上述用于光刻基片的承载台、用于连接该承载台的工作台，所述工作台包括固定平台、调节转台，所述调节转台底部连接所述固定平台，所述调节转台顶部连接所述用于光刻基片的承载台，用于调节所述用于光刻基片的承载台上所述基片的角度。

本发明还提供一种基片光刻方法，该方法具体步骤包括：

a、将基片和对位标识放置在基片承载部件上，识别每个所述基片对应的所述对位标识，计算所述对位标识水平偏移值、所述对位标识与固定平台的夹角，将所述固定平台进行相应的偏移或将所述调节转台进行相应的旋转，实现所述基片的定位，并进行光刻；

b、在所述基片正面光刻之后，翻转所述基片承载部件180度；

c、识别翻转后的每个所述基片对应的所述对位标识，计算所述对位标识水平偏移值、所述对位标识与所述固定平台的夹角，并结合步骤a正面对准的对位标识识别结果，将所述固定平台再次进行相应的偏移或将所述调节转台进行相应的旋转，实现与正面光刻位置的对准套刻；

d、完成正反两面光刻后，取下所述基片。

本发明实施例在于提供一种用于光刻基片的承载台，通过在承载台上设标识放置结构，使带有标识的元件可以重复使用，无需在每块待刻的基片上写入对位标识，简化了制作流程，节约了成本。

附图说明

图1为本发明第一实施例覆盖部件的结构示意图；

图2为本发明第一实施例基片承载部件的结构示意图；

图3为图2基片承载部件的立体结构示意图；

图4为本发明第一实施例固定部件的结构示意图；

图5为图4固定部件的立体结构示意图；

图6为本发明第二实施例基片承载部件的结构示意图；

图7为图6基片承载部件的立体结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参考图1至图5，本发明第一实施例公开一种用于光刻基片的承载台，用于基片双面光刻，包括基片承载部件、覆盖在所述基片承载部件上表面的覆盖部件。基片承载部件设有阵列排布的若干用于放置基片的放置区23，相邻的两个放置区23之间设有用于放置对位标识元件(如胶片)的标识放置结构21。相邻的两放置区23之间的标识放置结构21设置两个，分别设置于竖直相邻的两放置区23之间的两端。标识放置结构21包括第一台阶212、设于所述第一台阶212中间的第一通孔211。第一台阶212由基片承载部件上表面的部分结构下沉形成，用于放置对位标识元件；第一通孔211用于反面对位。其中，第一台阶212为正方形，下沉深度为0.8mm。通过此标识放置结构，可使带有对位标识的元件可以重复使用，无需在每块待刻的基片上写入对位标识，简化了制作流程，节约了成本；同时，在基片加工完成后也无需清理对位标识。

在本实施例，以加工2英寸基片为例，承载台幅面大小290mm，厚度8mm，按4x4的阵列设置16个放置区。

在其它实施例中，放置区的数量和对位标识不做具体要求，但是在承载台上放置区至少设置一个，在放置区一侧至少设置两个标识放置结构，且放置区可以呈非周期性排布。

每一放置区23包括镂空区域232、第二台阶233和第一外扩区域234。镂空区域232四周下沉形成第二台阶233，用于放置基片；第二台阶233各外侧边均有中间部分向外延伸，此延伸部分下沉形成第一外扩区域234，用于方便取放基片，外扩区域234底部与第二台阶233底部齐平。其中，镂空区域232为边长48mm的正方形，下沉深度为1.5mm；第二台阶233宽为1.5mm；外扩区域234长为32mm，宽为2mm。在其它实施例中，由于第一外扩区域234用于方便取放基片，因此，第一外扩区域234可以设置一个或二个或三个。

基片承载部件上下两表面均光滑平整，其上表面设有一个第一真空气道槽26、两个第一密封槽27和两个第一密封件28。第一真空气道槽26环绕在基片承载部件上表面四周，第一真空气道槽26与覆盖部件形成真空腔；此槽内设有一与外部真空负压装置连通的第一气道孔29，真空负压装置通过第一气道孔29使基片承载部件与覆盖部件吸附在一起或分离。此种结构简单，操作方便，且在操作时不会对基片承载部件和覆盖部件造成损坏。第一密封槽27环绕在基片承载部件上表面四周，且两个第一密封槽27分别设置于第一真空槽26内外的两侧。第二密封件28为橡胶或其它密封材质制成，两个第二密封件28分别嵌设在第一密封槽27内。其中，第一真空气道槽26宽为4mm；第一密封槽27宽为2mm；且内侧第一密封槽27的外边距第一真空槽27的内边宽为2mm，外侧第一密封槽27的内边距第一真空槽27外边宽为2mm。

覆盖部件上下两表面均光滑平整，设有镂空单元12和第二通孔11。镂空单元12与镂空区域232相对应，第二通孔11与第一通孔211相对应，使用于光刻基片的承载台实现双面对位。镂空单元12四周的外侧边均设有的第二外扩区域14，第二外扩区域14为镂空单元12外侧边中间部分向外下沉延伸形成，用于安放压条。其中，镂空单元12为边长48mm的正方形；第二外扩区域232长为32mm,宽为2mm，下沉深度为1.5mm。通过在第二外扩区域14安放压条用以压制基片，使基片在光刻过程中不能移动。在其它实施例中，由于第二外扩区域232用于安放压条，在保证所放置的压条能固定基片时，第二外扩区域232的数量不做具体要求。

用于光刻基片的承载台还设有设于基片承载部件下表面的固定部件，其上下两表面均光滑平整。固定部件中间设有若干螺丝孔35，用于螺丝穿过螺丝孔35连接工作台。具体的，螺丝孔35设置六个，六个螺丝孔35呈圆形设置。

固定部件设有一个第二真空气道槽36、两个第二密封槽37和两个第二密封件38。第二真空气道槽36环绕在基片承载部件上表面四周，第二真空气道槽36与所述基片承载部件形成真空腔；此槽内设有一与外部真空负压装置连通的第二气道孔39，真空负压装置通过第二气道孔39使基片承载部件与固定部件吸附在一起或分离。此种结构简单，操作方便，且在操作时不会对基片承载部件和固定部件造成损坏。第二密封槽37环绕在基片承载部件上表面四周，且两个第二密封槽37分别设置于第二真空气道槽36内外两侧。第二密封件38为橡胶或其它密封材质制成，两个第二密封件38分别嵌设在第二密封槽37内。其中，第二真空气道槽36宽为4mm；第二密封槽37宽为2mm，且内侧第二密封槽37的外边距第二真空槽36的内边宽为2mm，外侧第二密封槽37的内边距第二真空槽36外边宽为2mm。

本实施例还公开一种光刻机，包括上述用于光刻基片的承载台、用于识别对位标记的CCD相机、用于连接该承载台的工作台。工作台包括固定平台和调节转台，调节转台底部固定连接固定平台，调节转台顶部连接所述用于光刻基片的承载台。调节转台用于调节所述用于光刻基片的承载台的X轴和Y轴的角度。

本实施例还公开一种基片光刻方法，其具体步骤包括：

a、将基片承载部件对齐放置于固定部件之上。开启固定部件的真空负压装置，使得基片承载部件被吸附在固定部件上。在基片承载部件上的标识放置结构的第一台阶放置带有对位标识的胶片，每个胶片的对位标记位于标识放置结构的第一通孔处，并通过胶水固定。在基片承载部件的放置区的第二台阶放置好待光刻的基片。将表面覆盖部件对齐放置在基片承载部件之上。开启基片承载部件的真空负压装置，使得覆盖部件被吸附在基片承载部件之上。此时固定部件，基片承载部件，覆盖部件，三者对齐被真空负压吸附紧密连接在一起。在每个基片的对位第一通孔处，通过CCD相机识别任一基片对应的对位标识，计算此对位标识偏移值和对位标识与固定平台的夹角，将固定平台进行相应的偏移或将调节转台进行相应的旋转，实现其中一基片的定位，并进行光刻；再次通过CCD相机识别识别剩余基片中任一基片对应的对位标识，并进行定位及光刻；重复此步骤。完成4X4共计16片基片正面光刻之后。

b、在完成所有基片正面光刻之后，关闭底部工件台固定部件真空负压，使得基片承载部件与底部固定部件分离；将紧密连接的基片承载部件与覆盖部件整体上下翻转180度，使得二者上下位置颠倒，将翻转后的覆盖部件对齐放置在底部固定部件之上，打开固定部件的真空负压装置，使得三者再次紧密吸附在一起。

c、再次通过CCD相机识别翻转之后的各个基片中任一基片对应的对位标识，计算此对位标识偏移值和对位标识与固定平台的夹角，并结合步骤a正面对准的对位标识识别结果，将固定平台再次进行相应的偏移或将调节转台进行相应的旋转，实现与正面光刻位置的对准光刻刻；重复此步骤，完成4X4共计16片基片反面光刻。

d、在整版16片基片反两面光刻之后，关闭基片承载部件的真空负载装置，使得基片承载部件与覆盖部件分离，取下所有基片。

请参考图6和图7，本发明第二实施例公开一种用于光刻基片的承载台，用于基片单面光刻，包括基片承载部件，基片承载部件设有阵列排布的若干用于放置基片的放置区53，相邻的两个放置区之间设有标识放置结构51。其中，标识放置结构包括第一台阶512，第一台阶由基片承载部件上表面的部分结构下沉形成，用于放置对位标识元件。在其它实施例中，标识放置结构51固定连接在基片承载部件表面。

在本实施例中，放置区按4x4的阵列排布16个。

在其它实施例中，在承载台上放置区至少设置一个，在放置区一侧至少设置两个标识放置结构，且放置区呈非周期性排布。

由于本实施例为单面光刻，在结构上相对于第一实施例无需覆盖部件和第一通孔211，其它结构与第一实施例相同，因此，本实施的基片光刻方法相对于第一实施例基片光刻方法做相应的删减。

在其它实施例中，基片承载部件的上表面无需设置真空气道槽和密封槽。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种用于光刻基片的承载台，其特征在于，用于对基片双面光刻，包括基片承载部件、覆盖在所述基片承载部件上表面的覆盖部件，所述基片承载部件包括至少一个用于放置基片的放置区，所述放置区一侧设有至少两个标识放置结构，用于放置对位标识元件；所述标识放置结构包括第一台阶、设于所述第一台阶中间的第一通孔，所述第一台阶用于放置对位标识元件，所述第一通孔用于反面对位；所述覆盖部件上下两表面均光滑平整，设有楼空单元和第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔相对应，使所述用于光刻基片的承载台实现双面对位。

2.如权利要求1所述的用于光刻基片的承载台，其特征在于，所述第一台阶由所述基片承载部件上表面的部分结构下沉形成。

3.如权利要求1所述的用于光刻基片的承载台，其特征在于，每一所述放置区包括镂空区域和第二台阶，所述镂空区域四周下沉形成用于放置基片的所述第二台阶。

4.如权利要求3所述的用于光刻基片的承载台，其特征在于，所述第二台阶至少一外侧边设有部分向外延伸的第一外扩区域，所述延伸部分下沉形成用于取放基片的所述第一外扩区域。

5.如权利要求1所述的用于光刻基片的承载台，其特征在于，所述基片承载部件上表面四周设有第一真空气道槽，所述第一真空气道槽与所述覆盖部件形成真空腔，其中，所述第一真空气道槽内设有一与外部真空负压装置连通的第一气道孔，使所述基片承载部件和所述覆盖部件吸附在一起。

6.如权利要求5所述的用于光刻基片的承载台，其特征在于，所述基片承载部件还设有分别设置于所述第一真空气 道槽的内外两侧的第一密封槽、设置于所述第一密封槽内的密封件，所述第一密封槽与所述密封件使所述基片承载部件和所述覆盖部件吸附紧密。

7.如权利要求1所述的用于光刻基片的承载台，其特征在于，所述覆盖部件设有与所述放置区相对应的镂空单元，每一所述镂空单元至少一外侧边设有部分向外延伸的第二外扩区域，所述延伸部分下沉形成用于安放压条的所述第二外扩区域。

8.如权利要求1所述的用于光刻基片的承载台，其特征在于，还包括设于所述基片承载部件下表面的固定部件，所述固定部件上表面四周设有第二真空气道槽，所述第二真空气道槽与所述基片承载部件形成真空腔，其中，所述第二真空气道槽内设有一与外部真空负压装置连通的第二气道孔，使所述基片承载部件和所述固定部件吸附在一起。

9.如权利要求8所述的用于光刻基片的承载台，其特征在于，所述固定部件还设有分别设置于所述第二真空气道槽的内外两侧的第二密封槽、设置于所述第二密封槽内的密封件，所述第二密封槽与所述密封件使所述基片承载部件和所述覆盖部件吸附紧密。

10.一种光刻机，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的用于光刻基片的承载台、用于连接该承载台的工作台，所述工作台包括固定平台、调节转台，所述调节转台底部连接所述固定平台，所述调节转台顶部连接所述用于光刻基片的承载台，用于调节所述承载台上所述基片的角度。

11.一种基片光刻的方法，其特征在于，提供用于光刻基片的承载台，用于基片双面光刻，包括基片承载部件、覆盖在所述基片承载部件上表面的覆盖部件；基片承载部件设有用于放置基片的放置区，所述放置区一侧设有至少两个标识放置结构，用于放置对位标识元件；所述标识放置结构包括第一台阶、设于所述第一台阶中间的第一通孔，所述第一台阶用于放置对位标识元件；所述第一通孔用于反面对位；述覆盖部件上下两表面均光滑平整，设有楼空单元和第二通孔，所述第二通孔与述第一通孔相对应，使所述用于光刻基片的承载台实现双面对位；

该方法具体步骤包括：

a、将基片和对位标识放置在基片承载部件上，识别每个所述基片对应的所述对位标识，计算所述对位标识水平偏移值、所述对位标识与固定平台的夹角，将所述固定平台进行相应的偏移或将调节转台进行相应的旋转，实现所述基片的定位，并进行光刻；

b、在所述基片正面光刻之后，翻转所述基片承载部件180度；

c、识别翻转后的每个所述基片对应的所述对位标识，计算所述对位标识水平偏移值、所述对位标识与所述固定平台的夹角，并结合步骤a正面对准的对位标识识别结果，将所述固定平台再次进行相应的偏移或将所述调节转台进行相应的旋转，实现与正面光刻位置的对准套刻；

d、完成正反两面光刻后，取下所述基片。

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