CN112965343A - 工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法,其中所述工件台结构包括第一承载平台以及与所述第一承载平台连接的运动组件,通过运动组件实现所述第一承载平台沿预设轨迹运动,以实现承载于第一承载平台的待曝光样品在运动中被曝光。本发明还涉及一种光刻系统,包括上述工件台结构以及三轴运动机构及与三轴运动机构连接的曝光机构,工件台结构控制所述第一承载平台沿预设扫描运动方向旋转运动,三轴运动机构控制所述曝光机构根据工件台结构的预设扫描运动方向对所述待曝光样品进行曝光。本发明工件台可以实现沿圆周方向进行运动,使整个工件台的空间使用面积大大减少,有效提升了空间利用率,并且降低了硬件成本。
Description
技术领域
本发明涉及光刻装置技术领域,尤其涉及工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法。
背景技术
光刻技术是半导体加工领域的核心技术,随着掩模图形尺寸的逐渐缩小,为了降低光学掩模版加工成本衍生了无掩模光刻技术,无掩模光刻技术基于空间光调制器(DMD)备受微纳加工及相关领域的关注,DMD具有灵活、并行和高速的优点,其替代了传统的光学掩模,降低了传统掩模在制作和加工方面的成本,简化了传统有掩模光刻技术的繁琐工艺。
但是目前传统无掩模曝光系统在光刻分辨率不断提高的情况下生产效率急剧下降,为了提高生产率因此采用多套无掩模光刻系统组合在一起形成多套曝光装置,但由于基片的尺寸为2inch~12inch,而多套曝光装置的体积较大,使得在基片尺寸范围内无法高效率地实现多曝光布局,从而无法提升曝光效率和生产效率。并且多套曝光装置组合也增加了硬件成本,使得该技术无法在IC制造、先进封装、LED、MEMS及平板显示等领域被大量应用,适用范围具有局限性。
发明内容
针对上述现有技术的缺点,本发明的目的是提供工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法,以解决现有技术中的一个或多个问题。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
工件台结构,包括第一承载平台以及与所述第一承载平台连接的运动组件,以用于通过所述运动组件实现所述第一承载平台沿预设轨迹运动,以实现承载于所述第一承载平台的待曝光样品在运动中被曝光。
进一步的,所述预设轨迹为圆形预设轨迹,所述运动组件包括可沿圆形预设轨迹旋转的第一运动组件。
进一步的,所述预设轨迹为圆形预设轨迹,所述运动组件包括可沿圆形预设轨迹运动的第二运动组件。
进一步的,所述第一运动组件包括:
第一驱动机构,所述第一驱动机构与所述第一承载平台连接,所述第一驱动机构用于实现所述第一承载平台旋转运动;
第二驱动机构,所述第二驱动机构与第一驱动机构连接,以用于实现待曝光样品升降,使所述待曝光样品的曝光区域位于焦面。
进一步的,所述第一驱动机构包括安装支架以及旋转模组,所述旋转模组具有部分与所述安装支架连接,所述旋转模组使被连接的所述安装支架实现旋转运动。
进一步的,所述第二驱动机构包括安装平台以及与所述安装平台连接的至少一第一升降模组,所述第一升降模组实现所述安装平台沿垂向运动。
进一步的,所述第二驱动机构还包括至少一柔性连接片,所述柔性连接片的近端与支撑座连接,所述柔性连接片的远端连接所述安装平台,以用于提高所述安装平台沿垂向运动时的导向性能。
进一步的,所述工件台结构还包括交接机构,所述交接机构包括第二升降模组以及与所述第二升降模组活动端连接的至少一接片杆,所述接片杆的远端具有第一真空吸附单元。
进一步的,在所述第一承载平台上设置至少一第二真空吸附单元。
进一步的,所述第二运动组件包括第一直线运动模组和第二直线运动模组,所述第一直线运动模组与第二承载平台连接,所述第二直线运动模组与所述第一直线运动模组连接,其中
所述第一直线运动模组用于第二承载平台实现沿第一方向平移;
所述第二直线运动模组用于实现带有第二承载平台的第一直线运动模组沿第二方向平移。
光刻系统,包括上述工件台结构以及三轴运动机构及与所述三轴运动机构连接的曝光机构,所述工件台结构控制所述第一承载平台沿预设扫描运动方向旋转运动,所述三轴运动机构控制所述曝光机构根据所述工件台结构的预设扫描运动方向对所述待曝光样品进行曝光。
一种光刻系统的曝光方法,包括以下步骤:
上样,待曝光样品移载至第一承载平台;
调焦调平,消除待曝光样品与曝光机构之间在垂直面上的焦面误差;
标记测量,使待曝光样品与曝光机构之间在水平方向上对准;
曝光,对待曝光样品进行曝光;
下样,将已曝光的样品从第一承载平台移出。
进一步的,所述曝光包括单次曝光或多次曝光。
进一步的,所述曝光包括以下步骤:
S1:在所述待曝光样品表面曝光内圈光斑;
S2:以所述内圈光斑为中心至少曝光一次,直至外圈光斑覆盖面积与待曝光样品需曝光的区域全覆盖时,停止曝光。
进一步的,所述曝光为三轴运动机构控制所述曝光机构沿圆形轨迹径向平移以及所述第一运动组件沿圆形轨迹旋转。
进一步的,所述曝光为三轴运动机构控制所述曝光机构沿圆形轨迹径向平移以及所述第二运动组件沿圆形轨迹运动。
进一步的,所述曝光顺序为以内圈光斑向外圈光斑递增式的曝光。
进一步的,所述曝光顺序为以外圈光斑向内圈光斑递减式的曝光。
与现有技术相比,本发明的有益技术效果如下:
(一)本发明工件台结构的运动方式优于传统步进式扫描运动,其可以实现沿圆周方向进行运动,该结构使整个工件台的使用面积大大减少,有效提升了空间利用率,并且降低了硬件成本。
(二)进一步的,本发明可以配置多个曝光机构,以实现待曝光样品的待曝光范围内高效率的多曝光布局,使无掩模光刻技术的曝光效率大幅提升,适用范围广。
附图说明
图1示出了本发明实施例一工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法中工件台结构装置的结构示意图。
图2示出了本发明实施例一工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法中硅片交接机构的结构示意图。
图3示出了本发明实施例一工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法中旋转机构的结构示意图。
图4示出了本发明实施例一工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法中垂向运动机构的结构示意图。
图5示出了本发明实施例一工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法中三轴运动机构的结构示意图。
图6示出了本发明实施例二工件台结构的主视图。
图7示出了本发明实施例二工件台结构的剖视示意图。
图8示出了本发明实施例三工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法中工件台结构的结构示意图。
图9示出了本发明实施例工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法中单曝光机构的第一步示意图。
图10示出了本发明实施例工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法中单曝光机构的第二步示意图。
图11示出了本发明实施例工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法中单曝光机构完成的示意图。
图12示出了本发明实施例工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法中多曝光机构的第一步示意图。
图13示出了本发明实施例工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法中多曝光机构的第二步示意图。
图14示出了本发明实施例工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法中多曝光机构的第三步示意图。
图15示出了本发明实施例工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法中多工件台结构布局示意图。
图16示出了本发明实施例工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法中多工件台结构与其他光刻工艺模块组合布局示意图。
附图中标记:1、机架;2、三轴运动机构;201、第一Y轴运动模组;202、第二Y轴运动模组;203、X轴运动模组;204、X轴活动块;205、Z轴运动模组;206、Z轴活动块;3、曝光机构;4、对准传感器;5、调焦传感器;6、第一承载平台;601、开孔;7、第一驱动机构;701、第一模组底座;702、圆盘光栅读头;703、第一动子;704、圆盘光栅尺带组件;705、第一定子;706、气浮轴承;707、安装支架;8、交接机构;801、接片杆;802、第一底座;803、第二动子;804、第二定子;805、第二底座;806、第二模组底座;807、导轨连接件;808、光栅尺读头;809、第一导轨;9、第二驱动机构;901、第三底座;902、垂向测量传感器;903、电机线圈;904、活动块;905、安装平台;906、连接件;907、柔性连接片;908、支撑座;909、电机磁铁;10、运动模组;1001、第一直线运动模组;1002、第二直线运动模组;1003、导轨座;1004、电机滑轨;1005、永磁定子;1006、第二气流孔;1007、第一气流孔;1008、电机动子;10081、侧滑块;1009、气浮间隔;11、第二承载平台;12、第三直线运动模组;13、第一连接件;14、第四直线运动模组;15、第二连接件;16、中心光斑;1701、第一光斑;1702、第二光斑;1703、第三光斑;1704、第四光斑;1801、第五光斑;1802、第六光斑;1803、第七光斑;1901、第八光斑;1902、第九光斑;1903、第十光斑;20、机械手。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法作进一步详细说明。根据下面说明,本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是,附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂,请参阅附图。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
实施例一:
本实施例一所述工件台结构主要采用沿圆周方向轨迹进行旋转运动,以实现旋转运动过程中对待曝光样品进行圆形或弧形曝光。
下面描述本发明实施例所述工件台结构的具体结构如下:
第一驱动机构7,所述第一驱动机构7用于实现待曝光样品的旋转运动。
第二驱动机构9,第二驱动机构9整体安装于机架1上,所述第二驱动机构9与所述第一驱动机构7连接,以用于实现所述待曝光样品的曝光区域位于最佳焦面。
下面描述第一驱动机构7的具体的结构如下:
请参考图1和图3,所述第一驱动机构7包括安装支架707以及旋转模组,所述旋转模组通过机械能和电能的相互转换使被连接的安装支架707实现旋转运动,所述旋转运动具体为沿圆周方向旋转即等同于圆周运动,其围绕圆形路径或轨迹进行旋转,具体的,所述旋转模组包括第一动子703以及第一定子705,所述第一动子703设置于安装支架707上,通过第一定子705通交流电流后产生旋转磁场并使第一动子703带动安装支架707进行旋转,在安装支架707上安装气浮轴承706。
相应的,所述旋转运动的运动轨迹也可以不是一个整圆,其可以是部分圆即可以围绕一段弧形轨迹旋转,本发明对运动轨迹不作限制,其只要满足可以实现旋转运动即可。
所述第一驱动机构7还具有第一模组底座701、圆盘光栅尺带组件704以及圆盘光栅读头702,所述安装支架707与所述圆盘光栅尺带组件704连接,所述圆盘光栅读头702设置于第一模组底座701上,利用所述圆盘光栅读头702读取所述圆盘光栅尺带组件704精确的旋转位移量,并发出反馈信号与控制第一驱动机构7的控制装置发出的指令信号作比较,若有偏差,经放大后控制所述旋转模组使其向着消除偏差的方向运动,直至偏差等于零为止。该圆盘光栅尺带组件704测量输出的信号为数字脉冲,具有检测范围大、检测精度高、响应速度快的优点。其中,上述控制装置选用PLC控制器或其他控制器,其只要可以满足控制第一驱动机构启动即可。
下面描述第二驱动机构9的具体结构如下:
请参考图1和图4,所述第二驱动机构9包括安装平台905以及与所述安装平台905连接的至少一第一升降模组,第一升降模组通过机械能实现安装平台905沿垂向作平移运动。
具体的,所述第一升降模组在本实施例中设置三个,所述第一升降模组包括电机线圈903、电机磁铁909以及与所述电机输出端连接的活动块904,电机线圈903通电之后产生磁场使电机磁铁909提供上升驱动力,利用所述驱动力带动活动块904沿垂向的上升或下降,从而实现安装平台905整体的上升和下降,以及Rx和Ry倾斜控制,以用于待曝光样品在垂直方向的三自由度调焦调平,以确保待曝光的样品在曝光区域处于最佳焦面位置。
进一步的,请继续参考图4,所述第二驱动机构9还包括支撑座908,沿所述支撑座908的外圈边缘处设置至少一片柔性连接片907,所述柔性连接片907的远端通过连接件906与安装平台905的底部连接,以通过所述柔性连接片907实现所述安装平台905作垂向移动时的导向性能。
进一步的,当柔性连接片907为两片以上时,相邻柔性连接片907之间可以固定连接,以形成可折叠的多层结构。当所述安装平台905沿垂向作平移运动时可以带动柔性连接片907的伸展,以保证安装平台905移动的稳定性和导向性。
进一步的,所述第二驱动机构9还包括第三底座901,在靠近各升降模组处,在所述第三底座901上还分别设置垂向测量传感器902,以通过所述垂向测量传感器902测量所述安装平台905的位移行程以及防止安装平台905的超行程。
进一步的,所述工件台结构还包括交接机构8,所述交接机构8用于在行程范围内按指令运动到多个指定位置并实现待曝光样品从机械手转移至第一承载平台6。
下面描述交接机构8的具体结构:
所述交接机构8包括第二升降模组以及与第二升降模组活动端连接的至少一接片杆801,接片杆801的远端具有第一真空吸附单元。所述第一真空吸附单元可以是沿轴向开设在接片杆801上的孔,所述孔贯穿所述接片杆801并通过管路与外接抽真空设备连接,以用于在所述孔内形成负压以实现吸附功能。其中所述第二升降模组包括第二动子803及第二定子804,所述第二定子804固定在第二底座805,所述第二底座805固定在第二模组底座806上。所述第二动子803与第一底座802连接,至少一所述接片杆801设置于第一底座802上,所述第一底座802的一侧与导轨连接件807固接,所述导轨连接件807可相对第一导轨809运动,所述第一导轨809固定于第二模组底座806上,在第一导轨809上固定光栅尺读头808。
通过第二定子804通交流电流后产生垂向移动磁场并使所述第二动子803沿垂向移动,所述第二动子803在移动的同时带动接片杆801运动,为了保证第一底座802沿垂向移动的稳定性,将所述第一底座802与导轨连接件807连接,使导轨连接件807相对于第一导轨809的移动更为平稳。
当然,在本发明的其他实施例中,所述第一真空吸附单元也可以采用管路沿轴向穿设于接片杆801中,且也通过该管路连通抽真空设备以在管路内形成真空负压。
进一步的,所述工件台结构还包括第一承载平台6,所述第一承载平台6固定于第一驱动机构7中安装支架707的顶部,在所述第一承载平台6上具有至少一第二真空吸附单元,其通过管路可以与抽真空设备连接,以使得所述第二真空吸附单元具有真空吸附功能。在所述第一承载平台6上还开设多个开孔601,所述开孔601用于待曝光样品的伸入或伸出,所述开孔601的形状和大小在本发明不作限制,其只要满足可供带曝光样品升降即可。
进一步的,本发明还涉及一种光刻系统,所述光刻系统包括上述工件台结构以及所述工件台结构对应的三轴运动机构2及与三轴运动机构2连接的曝光机构3,工件台结构控制第一承载平台6沿预设扫描运动方向旋转运动,三轴运动机构2控制曝光机构3根据工件台结构的预设扫描运动径向方向对待曝光样品进行曝光。
进一步的,所述三轴运动机构2包括X轴运动模组203,所述X轴运动模组203上具有可沿X方向活动的X轴活动块204,所述X轴运动模组203整体安装在第一Y轴运动模组201和第二Y轴运动模组202的活动端,以通过所述第一Y轴运动模组201和第二Y轴运动模组202可以实现X轴运动模组203整体沿Y方向的移动,同样的,在所述X轴活动块204上还安装Z轴运动模组205,所述Z轴运动模组205上具有可沿Z轴移动的Z轴活动块206,所述曝光机构3安装于所述Z轴活动块206。
所述曝光机构3采用无掩模的方式实现图形的可变式曝光,例如采用空间光调制器【DMD】或电子束曝光或离子束曝光等,其中空间光调制器是由许多微镜面构成的微镜阵列,通过控制微镜的旋转角度,以通过调质各种像素单元的输出光强度,从而将特定的线路图像投影到涂有感光层的待曝光样品上。本发明实施例一的曝光机构3为一个,相应的,在本发明的其他实施例中所述曝光机构也可以为多个。
进一步的,该曝光机构3中还设有镜头组件设置于待曝光样品与空间光调制器之间,以用于改变空间光调制器投影下来的光影图像的像素分辨率,以实现不同线宽线距图像的曝光。所述镜头组件可以采用远心镜头,以使成像的光影进入选定好放大或缩小倍率的远心镜头中,从而使空间光调制器透射下来的光影图像的像素分辨率可以实现不同线宽线距的曝光。
进一步的,在本发明的其他实施例中,所述曝光机构3也可以更换成激光机构,以实现工作台结构在沿预设轨迹旋转运动时可以实现激光退火功能。所述激光机构产生一束经过整形的激光光斑,该激光光斑垂直或倾斜照射在待加工的样品如硅片上,通过本发明所述的第一承载平台6按照预设轨迹进行旋转扫描运动的同时对所述待处理样品进行激光照射,从而完成样品需激光退火区域的退火。为了提高激光退火的激活率,每一圈旋转光斑之间允许光斑重叠。
进一步的,在本发明的其他实施例中,所述曝光机构3也可以更换成检测机构,以实现工作台结构在沿预设轨迹旋转运动时可以实现检测功能,所述检测包括但不限于光学检测、电子束检测等。所述检测机构可以通过探测器获取到样品如硅片表面的图形或颗粒特征,并通过本发明所述的第一承载平台6按照预设轨迹进行旋转扫描运动的同时对所述待处理样品表面进行测量,从而完成样品需检测区域的检测和数据分析。
具有工件台结构的光学系统的曝光方法包括如下步骤:
S1:上样。
具体的,请参考图1和图2,外接机械手取得待曝光样品例如硅片之后运动至第一承载平台6上方的交接位置,交接机构8中接片杆801受第二动子803带动沿垂直方向上升,所述接片杆801在上升过程中开启第一真空吸附单元,当所述接片杆801与待曝光样品接触后通过第一真空吸附单元吸附住待曝光样品,此时外接机械手释放真空使其与待曝光样品脱离并运动至退出曝光区域,此时所述待曝光样品被吸附在接片杆801上。
S2:移载交接:
具体的,请参考图1和图2,接片杆801受第二动子803带动沿垂直方向下降,当所述待曝光样品接触第一承载平台6的表面时,第二真空吸附单元开启并将待曝光样品吸附在第一承载平台6上,使所述交接机构8与所述第一承载平台6完成交接。
S3:调平调焦:
具体的,当交接到待曝光样品之后,第一动子703带动安装支架707以及第一承载平台6共同作旋转运动至调焦调平工位,同时三轴运动机构2带动曝光机构3以及调焦传感器5沿指定路径运动,第一承载平台6在作匀速旋转运动或运动到指定调焦调平工位时,利用调焦传感器5对待曝光样品的垂向高度进行扫描测量,每运动到一个路径时调焦传感器5对待曝光样品表面的指定位置进行垂向测量,以获得待曝光样品表面水平信息数据和焦面信息数据。根据上述测量数据电机线圈903通电之后产生磁场使电机磁铁909提供驱动力,利用所述驱动力带动活动块904沿垂向的上升或下降,从而实现安装平台905整体的上升或下降,以实现待曝光样品在垂直方向的调焦调平,以确保曝光时待曝光样品的曝光区域处于最佳焦面位置。
需要说明的是,第一承载平台6首先在交接位完成对待曝光样品的交接,然后开始旋转并通过调焦传感器5扫描待曝光样品的垂向高度,根据被曝光样品上的多个测试点产生一系列的测量值,拟合最理想的工件垂向姿态,利用电机线圈903、电机磁铁909使得安装平台905整体上升或下降完成全局垂向调平调焦。
S4:标记测量:
具体的,请参考图1至图5,对准传感器4可以是一个图像探测器,也可以是一个光栅信号探测器,通过对样品上的图形或光栅标记进行测量,从而可以准确计算出样品的水平位置,从而使理想曝光位置与实际曝光位置尽可能重合。本发明的光刻系统的软件系统会指定三个及以上的对准标记理论位置坐标,第一动子703带动安装支架707以及第一承载平台6共同作旋转运动,同时三轴运动机构2带动曝光机构3以及对准传感器4沿指定路径运动,通过上述组合运动,对准传感器4会逐一运动到软件系统指定的对准标记位置对对准标记进行测量,并根据测量的标记位置信息计算出待曝光样品的水平位置偏差,使理论曝光位置与实际曝光位置尽可能重合以提高套刻精度。
S5:曝光:
具体的,请参考图9,以单次曝光为例先进行说明,三轴运动机构2控制曝光机构3移动至待曝光样品的中心区域,检测曝光机构3与待曝光样品在光轴上的轴向间距信息,同时由第二驱动机构9实现待曝光样品升降,使待曝光样品的感光表面保持在曝光机构3的最佳焦平面,光源发射的光信号给到曝光机构3,曝光机构3将光信号在待曝光样品的中心区域曝光并形成中心光斑16。
按照光刻胶需求的剂量,决定曝光时间的长短,从而完成待曝光样品的中心曝光。
S6:请参考图10,光源发射的光信号射出并通过曝光机构3在第一承载平台6径向方向形成扇形光斑,该扇形光斑的短弧与上次曝光的中心光斑16的外边相接,第一动子703带动安装支架707以及第一承载平台6共同作旋转运动,待曝光样品上的空白区域被快速曝光,使所述扇形光斑在旋转运动中形成围绕中心光斑的第一光斑1701。
S7:请参考图11,同样的,重复步骤S6并基于中心光斑16由内向外依次曝光出第二光斑1702、第三光斑1703及第四光斑1704,所述第四光斑1705的外侧边覆盖待曝光样品边缘,从而实现待曝光样品整个表面的曝光,在上述步骤S5至步骤S7中,所述待曝光样品的曝光顺序是以曝光样品的中心向所述待曝光样品的外径进行的递增式的曝光。
当然在本发明的其他实施例中,所述曝光顺序也可以是以待曝光样品的外径向带曝光样品的中心进行递减式的曝光,其只要满足曝光可以覆盖待曝光样品的表面即可。上述第一驱动机构7可以沿顺时针方向旋转运动,也可以沿逆时针方向旋转运动。
当然,在本发明的实施例一所述光刻系统中,所述三轴运动机构2也可以仅包括X轴运动模组203,其设置于待曝光样品直径的上方即与X方向重合的位置,X轴运动模组203沿X方向逐一运动曝光视场宽度,旋转曝光之后直至所有需要曝光的区域完成曝光即可。本发明对三轴运动机构2中X轴运动模组203、第一Y轴运动模组201、第二Y轴运动模组202以及Z轴运动模组205的数量不作进一步限制,通过增加或减少运动模组的数量均属于本发明的保护范围之内。
S8:下料:第一承载平台6中第二真空吸附单元启动并释放真空,接片杆801启动第一真空吸附单元吸附已曝光样品,接片杆801上升并使已曝光样品上升穿过开孔601至交接位置,机械手移动至该交接位置并吸附已曝光样品,接片杆801释放真空并复位,外接机械手吸附已曝光样品退回传输系统。
在本发明的其他实施例中,所述曝光机构3的数量也可以为多个。当所述曝光机构3的数量为多个时,所述曝光方式也改变为多次曝光,请参考图12至图14,在曝光出中心光斑16之后,首先沿所述中心光斑16的外圈沿径向曝光出间隔设置的第五光斑1801和第八光斑1901,然后在分别沿第五光斑1801的外圈以及第八光斑1901的外圈分别曝光出第六光斑1802和第九光斑1902,最后曝光出第七光斑1803和第十光斑1903,图14中第十光斑1903的外轮廓应该与待曝光样品的外轮廓重合,图14中为了清楚示意故未重合。
进一步的,上述实施例中当曝光出第五光斑1801和第八光斑1901时,第五光斑1801和第八光斑1901之间空白的未曝光区域的面积是小于第八光斑1901之外的空白的未曝光区域面积。当然,在本发明的其他实施例中,第五光斑1801和第八光斑1901之间未曝光区域的面积也可以与第八光斑1901之外的未曝光区域面积相等,当未曝光区域面积相同时,曝光效率处于最佳。
实施例二:
实施例二与实施例一相同的是具有曝光机构3,且曝光机构3固定位置固定不动并始终位于待曝光样品的正上方。不同的是工件台结构采用至少两套直线运动模组的联动实现曝光机构3沿圆周方向作曝光运动。
请参考图6至图7,具体的,所述运动模组10包括第一直线运动模组1001和第二直线运动模组1002,其中第一直线运动模组1001在图6中以横向设置用以实现第二承载平台11在X方向的直线位移,所述第二直线运动模组1002以纵向设置以实现第一直线运动模组1001以及第二承载平台11共同在Y方向的直线位移,所述第一直线运动模组1001与所述第二直线运动模组1002的结构相同,下面以第一直线运动模组1001为例作具体描述。
进一步的,请参考图7,所述第一直线运动模组1001包括导轨座1003及直线电机,其中直线电机包括固定在导轨座1003上的电机滑轨1004,与电机滑轨1004配合连接的永磁定子1005,电机动子1008设置于永磁定子1005上方,且电机动子1008的两侧具有延伸成型的侧滑块10081,电机滑轨1004嵌于相邻侧滑块10081之间,在所述电机滑轨1004和导轨座1003之间具有气浮间隔1009,电机动子1008上开设至少一个第二气流孔1006,第二气流孔1006延伸至气浮间隔1009,在电机动子1008上还开设与第二气流孔1006连通的第一气流孔1007,以用于接通气源。
气源向所述第一气流孔1007供气,高压气经过第二气流孔1006进入气浮间隔1009中,使高压气填充于导轨座1003与电机滑轨1004的气浮间隔1009,高压气产生张力与电机动子1008上的承载力相互平衡使气浮间隔1009中形成气膜,以实现电机动子1008的悬浮。当所述永磁定子通入三相交流电之后产生行波磁场,行波磁场与电机动子1008的磁场之间相互作用,实现连续的直线推力,从而实现电机动子1008的往复移动。
相应的,实施例二所述工件台结构配合曝光机构3也可以组成光刻系统,所述曝光机构3是固定的,利用所述第一直线运动模组1001和第二直线运动模组1002通过X方向和Y方向的联动实现整个第二承载平台11沿圆周方向进行运动,以实现旋转曝光。
同样的,实施例二所述工件台结构也可以配置与实施例一中结构相同的对准传感器4、调焦传感器5以及第二驱动机构9,以通过第二驱动机构9可以实现待曝光样品的调焦调平、以及标记测量。
该实施例二所述工件台结构除了是通过X轴方向、Y轴方向联动实现沿圆周方向的运动以实现旋转曝光之外,其余曝光流程均与实施例一相同,在此不作进一步赘述。
请参考图8,在本发明其他实施例中还可以将实施例一和实施例二的结构组合形成实施例三,请继续参考图8,第三直线运动模组12通过第一连接件13连接第四直线运动模组14,第三直线运动模组12实现X轴方向的直线运动,第四直线运动模组14实现Y轴方向的直线运动,其结构均与实施例二中第一直线运动模组的结构相同,所述第四直线运动模组14通过第二连接件15与实施例一所述工件台结构连接。通过第三直线运动模组12和第四直线运动模组14将承载平台移动至需要曝光的径向工位,然后通过实施例一中的工件台结构执行旋转运动并通过曝光机构3进行曝光,同时由第一承载平台6通过驱动机构实现沿圆形轨迹作旋转运动。
在本发明的实施例二和实施例三所述光刻系统中,所述三轴运动机构2可以取消并利用直线运动模组即可实现X轴方向和Y轴方向的直线运动,本发明对三轴运动机构2中X轴运动模组203、第一Y轴运动模组201、第二Y轴运动模组202以及Z轴运动模组205的数量不作进一步限制,通过增加或减少运动模组的数量均属于本发明的保护范围之内。
进一步的,在本发明的其他实施例中,请参考图15,本发明所述工件台结构可以以多数量的形式分布在机械手20的周围,通过以多工位形式来大幅度提高光刻的生产效率,其中图15中F/C表示Foup/Cassette。
进一步的,在本发明的其他实施例中,请参考图16,本发明所述工件台结构也可以以一定数量的形式分布在机械手20的周围,同时配备涂胶、显影或检测工位,以实现在涂胶、曝光、显影、检测的一体式布局。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (18)
1.工件台结构,其特征在于:包括第一承载平台以及与所述第一承载平台连接的运动组件,以用于通过所述运动组件实现所述第一承载平台沿预设轨迹运动,以实现承载于所述第一承载平台的待曝光样品在运动中被曝光。
2.如权利要求1所述的工件台结构,其特征在于:所述预设轨迹为圆形预设轨迹,所述运动组件包括可沿圆形预设轨迹旋转的第一运动组件。
3.如权利要求1所述的工件台结构,其特征在于:所述预设轨迹为圆形预设轨迹,所述运动组件包括可沿圆形预设轨迹运动的第二运动组件。
4.如权利要求2所述的工件台结构,其特征在于:
所述第一运动组件包括
第一驱动机构,所述第一驱动机构与所述第一承载平台连接,所述第一驱动机构用于实现所述第一承载平台旋转运动;
第二驱动机构,所述第二驱动机构与第一驱动机构连接,以用于实现待曝光样品升降,使所述待曝光样品的曝光区域位于焦面。
5.如权利要求4所述的工件台结构,其特征在于:所述第一驱动机构包括安装支架以及旋转模组,所述旋转模组具有部分与所述安装支架连接,所述旋转模组使被连接的所述安装支架实现旋转运动。
6.如权利要求4所述的工件台结构,其特征在于:所述第二驱动机构包括安装平台以及与所述安装平台连接的至少一第一升降模组,所述第一升降模组实现所述安装平台沿垂向运动。
7.如权利要求6所述的工件台结构,其特征在于:所述第二驱动机构还包括至少一柔性连接片,所述柔性连接片的近端与支撑座连接,所述柔性连接片的远端连接所述安装平台,以用于提高所述安装平台沿垂向运动时的导向性能。
8.如权利要求1所述的工件台结构,其特征在于:所述工件台结构还包括交接机构,所述交接机构包括第二升降模组以及与所述第二升降模组活动端连接的至少一接片杆,所述接片杆的远端具有第一真空吸附单元。
9.如权利要求1所述的工件台结构,其特征在于:在所述第一承载平台上设置至少一第二真空吸附单元。
10.如权利要求3所述的工件台结构,其特征在于:所述第二运动组件包括第一直线运动模组和第二直线运动模组,所述第一直线运动模组与第二承载平台连接,所述第二直线运动模组与所述第一直线运动模组连接,其中
所述第一直线运动模组用于第二承载平台实现沿第一方向平移;
所述第二直线运动模组用于实现带有第二承载平台的第一直线运动模组沿第二方向平移。
11.光刻系统,其特征在于:包括权利要求1~10任一项所述工件台结构以及三轴运动机构及与所述三轴运动机构连接的曝光机构,所述工件台结构控制所述第一承载平台沿预设扫描运动方向旋转运动,所述三轴运动机构控制所述曝光机构根据所述工件台结构的预设扫描运动方向对所述待曝光样品进行曝光。
12.一种采用如权利要求11所述光刻系统的曝光方法,其特征在于包括以下步骤:
上样,待曝光样品移载至第一承载平台;
调焦调平,消除待曝光样品与曝光机构之间在垂直面上的焦面误差;
标记测量,使待曝光样品与曝光机构之间在水平方向上对准;
曝光,对待曝光样品进行曝光;
下样,将已曝光的样品从第一承载平台移出。
13.如权利要求12所述光刻系统的曝光方法,其特征在于:
所述曝光包括单次曝光或多次曝光。
14.如权利要求12所述光刻系统的曝光方法,其特征在于:
所述曝光包括以下步骤:
S1:在所述待曝光样品表面曝光内圈光斑;
S2:以所述内圈光斑为中心至少曝光一次,直至外圈光斑覆盖面积与待曝光样品需曝光的区域全覆盖时,停止曝光。
15.如权利要求14所述光刻系统的曝光方法,其特征在于:所述曝光为三轴运动机构控制所述曝光机构沿圆形轨迹径向平移以及所述第一运动组件沿圆形轨迹旋转。
16.如权利要求14所述光刻系统的曝光方法,其特征在于:所述曝光为三轴运动机构控制所述曝光机构沿圆形轨迹径向平移以及所述第二运动组件沿圆形轨迹运动。
17.如权利要求14所述光刻系统的曝光方法,其特征在于:所述曝光顺序为以内圈光斑向外圈光斑递增式的曝光。
18.如权利要求14所述光刻系统的曝光方法,其特征在于:所述曝光顺序为以外圈光斑向内圈光斑递减式的曝光。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210615 |