CN201583783U - 具有多掩模的光刻机硅片台系统 - Google Patents

具有多掩模的光刻机硅片台系统 Download PDF

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张鸣
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尹文生
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Abstract

具有多掩模的光刻机硅片台系统，该系统含有基台，至少一个硅片台，一组光学透镜和掩模台系统。掩模台系统包括掩模台基座、掩模运动台和掩模承载台，所述的掩模台基座的长边为Y方向，短边为X方向；掩模运动台在掩模台基座上沿Y方向作直线运动，掩模承载台在掩模运动台上沿X方向作直线运动；在所述的掩模承载台上沿X方向至少设置两个掩模版安装槽和两个掩模版，每个掩模版安装槽内放置一个掩模版。本实用新型对现有光刻机掩模台系统改进后，更换掩模后可以减少一次对准的时间，此外，在曝光过程中还节省了一次步进的时间，降低了成本，进而提高了光刻机的曝光效率。

Description

具有多掩模的光刻机硅片台系统
技术领域
本实用新型涉及一种光刻机硅片台双台交换系统，该系统应用于半导体光刻机中，属于半导体制造设备技术领域。
背景技术
在集成电路芯片的生产过程中，芯片的设计图形在硅片表面光刻胶上的曝光转印(光刻)是其中最重要的工序之一，该工序所用的设备称为光刻机(曝光机)。光刻机的分辨率和曝光效率极大的影响着集成电路芯片的特征线宽(分辨率)和生产率。而作为光刻机关键系统的硅片超精密运动定位系统(以下简称为硅片台)的运动精度和工作效率，又在很大程度上决定了光刻机的分辨率和曝光效率。
步进扫描投影光刻机基本原理如图1所示。来自光源45的深紫外光透过掩模版47、透镜系统49将掩模版上的一部分图形成像在硅片50的某个Chip上。掩模版和硅片反向按一定的速度比例作同步运动，最终将掩模版上的全部图形成像在硅片的特定芯片(Chip)上，目前的光刻机是在掩模台上只设有一块掩模版，曝光结束后换装其他掩模版，采用一台光刻机分多步完成就需要依次更换掩模版，每更换一次掩模，就要重新对准一次；而采用两台光刻机同时工作，就会大幅增加生产成本。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种具有多掩模的光刻机硅片台系统，以节省更换下一块掩模版后重新对准的时间和在曝光过程中一次步进的时间，降低成本，进而提高光刻机的曝光效率。
本实用新型的技术方案如下：
一种具有多掩模的光刻机硅片台系统，该系统含有基台，至少一个硅片台，一组光学透镜和掩模台系统，其特征在于：所述的掩模台系统包括掩模台基座5、掩模运动台6和掩模承载台7，所述的掩模台基座5的长边为Y方向，短边为X方向，掩模运动台6在掩模台基座5上沿Y方向作直线运动，掩模承载台7在掩模运动台6上沿X方向作直线运动；在所述的掩模承载台上沿X方向至少设置两个掩模版安装槽，每个掩模版安装槽内放置一个掩模版。
所述技术方案中，所述的掩模运动台6在掩模台基座5上沿Y方向作直线运动采用气浮导轨和直线电机做导向驱动，或采用直线导轨、滚珠丝杠和伺服电机做导向驱动；掩模承载台7在掩模运动台6上沿X方向作直线运动采用气浮导轨和直线电机做导向驱动，或采用直线导轨、滚珠丝杠和伺服电机做导向驱动。
本实用新型与现有技术相比，具有以下突出性的优点：与使用一台光刻机相比，可省去一次更换掩模后次对准的时间，此外，在曝光过程中还节省了一次步进的时间，降低了成本，进而提高光刻机的曝光效率。
附图说明
图1为现有光刻机工作原理示意图。
图2为本实用新型采用双掩模的光刻机系统的实施例的结构原理示意图。
图3为本实用新型采用双掩模的光刻机系统的实施例的工作原理示意图。
图中：1-基台；2-预处理硅片台；3-曝光硅片台；4-透镜；5-掩模台基座；6-掩模运动台；7-掩模承载台；8a-第一掩模版；8b-第二掩模版；
具体实施方式
本实用新型提供的具有多掩模的光刻机硅片台系统，该系统含有基台1，至少一个硅片台，一组光学透镜4和掩模台系统，所述的掩模台系统包括掩模台基座5、掩模运动台6和掩模承载台7，所述的掩模台基座5的长边为Y方向，短边为X方向；掩模运动台6在掩模台基座5上沿Y方向作直线运动，掩模承载台7在掩模运动台6上沿X方向作直线运动；在所述的掩模承载台上沿X方向至少设置两个掩模版安装槽，每个掩模版安装槽内放置一个掩模版。
所述的掩模运动台6在掩模台基座5上沿Y方向作直线运动采用气浮导轨和直线电机做导向驱动，或采用直线导轨、滚珠丝杠和伺服电机做导向驱动；掩模承载台7在掩模运动台6上沿X方向作直线运动采用气浮导轨和直线电机做导向驱动，或采用直线导轨、滚珠丝杠和伺服电机做导向驱动。
图2为本实用新型采用双掩模的光刻机双台交换系统的结构原理示意图。该系统含有基台1，一个预处理硅片台2和一个曝光硅片台3，一组光学透镜4两硅片台在基台1上表面分别做预处理和曝光运动，在基台1的上方设有一个掩模台系统，该掩模台系统包括一个掩模台基座5、一个掩模运动台6、一个掩模承载台7、第一掩模版8a和第二掩模版8b；该掩模台系统的运动为两自由度运动，设沿掩模台基座5长边为Y方向，短边为X方向；掩模台基座5与掩模运动台6正交层叠放置，掩模运动台6与掩模承载台7正交层叠放置；掩模承载台7上沿X方向布置两个掩模版安装槽，第一掩模版8a和第二掩模版8b依次安装在掩模版安装槽内。通过气浮导轨和直线电机的导向驱动，使掩模运动台6在掩模台基座5上沿Y方向作直线运动，掩模承载台7在掩模运动台6上沿X方向作直线运动。
图3为本实用新型采用双掩模的光刻机系统的实施例的工作原理示意图。在进行扫描曝光工序时，根据硅片的尺寸，预先在待刻硅片上划分出若干区域，每个这样的区域称为一个场。在曝光每一个场的过程中，首先，掩模运动台6沿着Y方向向右运动，第一掩模版8a和第二掩模版8b同时到达投影区，掩模承载台7沿X方向运动使第一掩模版8a位于投影区，首先第一掩模版8a被扫描，同时曝光硅片台3做与掩模运动台6的反向运动，沿着Y方向向左运动，此时，第一掩模版8a的图案刻在待刻硅片上，掩模承载台6减速反向，同时，冷却装置使硅片上的光刻胶急速冷却，之后，曝光硅片台3减速反向；然后，掩模运动台6沿着Y方向向左运动，掩模承载台7沿X方向运动使第二掩模版8b位于投影区，此时第二掩模版8b被扫描，同时地，曝光硅片台3仍做与掩模承载台6的反向运动，沿着Y方向向右运动，此时第二掩模版8b的图案刻在硅片上，至此完成了一个场一层图形的扫描曝光，掩模运动台6减速反向，两块掩模版都扫描完成后，曝光硅片台3步进至下一场继续曝光，依次循环。

Claims (2)

1.具有多掩模的光刻机硅片台系统，该系统含有基台(1)，至少一个硅片台，一组光学透镜(4)和掩模台系统，其特征在于：所述的掩模台系统包括掩模台基座(5)、掩模运动台(6)和掩模承载台(7)，所述的掩模台基座(5)的长边为Y方向，短边为X方向，掩模运动台(6)在掩模台基座(5)上沿Y方向作直线运动，掩模承载台(7)在掩模运动台(6)上沿X方向作直线运动；在所述的掩模承载台上沿X方向至少设置两个掩模版安装槽，每个掩模版安装槽内放置一个掩模版。
2.按照权利要求1所述的具有多掩模的光刻机硅片台系统，其特征在于：所述的掩模运动台(6)在掩模台基座(5)上沿Y方向作直线运动采用气浮导轨和直线电机做导向驱动，或采用直线导轨、滚珠丝杠和伺服电机做导向驱动；掩模承载台(7)在掩模运动台(6)上沿X方向作直线运动采用气浮导轨和直线电机做导向驱动，或采用直线导轨、滚珠丝杠和伺服电机做导向驱动。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102486995A (zh) * 2010-12-03 2012-06-06 南亚科技股份有限公司 动态晶圆对位方法及曝光扫瞄系统
CN104460240A (zh) * 2014-12-08 2015-03-25 志圣科技（广州）有限公司 一种光刻机电气伺服对位控制系统及控制方法
CN105093836A (zh) * 2014-05-06 2015-11-25 上海微电子装备有限公司 Euv光刻装置及其曝光方法

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