WO2014201963A1 - 掩模整形装置、方法及采用其的曝光装置 - Google Patents

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positioning
adsorption
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王鑫鑫
江旭初
朱文静
王晓刚
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上海微电子装备有限公司
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    • G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece

Definitions

  • the invention belongs to the field of lithography, and relates to a mask shaping device, a method and an exposure device using the same, and is particularly suitable for shaping a large-sized mask. Background technique
  • a lithographic apparatus is mainly used in the manufacture of integrated circuit ICs or flat panel displays and other micro devices.
  • a lithographic apparatus Through a lithographic apparatus, a multilayer mask having different mask patterns is sequentially imaged on a photoresist-coated wafer, such as a semiconductor wafer or an LCD panel, under precise alignment.
  • the lithographic apparatus is generally divided into two types, one is a step lithography apparatus, and the mask pattern is imaged at one exposure area of the wafer, and then the wafer is moved relative to the mask (or reticle) to expose the next exposure. The area is moved below the mask pattern and the projection objective, and the mask pattern is again exposed to another exposed area of the wafer, and the process is repeated until all of the exposed areas on the wafer have an image of the mask pattern.
  • the other type is a step-and-scan lithography apparatus.
  • the mask pattern is not a one-time exposure imaging, but a scanning movement imaging of the projection light field.
  • the mask and the wafer are simultaneously opposed to the wafer.
  • the projection system and projection beam move.
  • the carrier of the above reticle is referred to as a mask stage
  • the carrier of the silicon wafer/substrate is referred to as a wafer stage.
  • the mask stage is generally constituted by a fine movement stage and a coarse movement stage, the fine movement stage completes the fine adjustment of the reticle, and the coarse movement stage completes the large stroke scanning exposure movement of the reticle.
  • the transfer of the reticle is the most critical process flow in the scanning lithography machine.
  • the flatness of the mask table ie, the degree of deformation in the vertical or Z direction
  • the positional accuracy greatly affect the exposure. quality.
  • G4.5 generations to G6 generally use reticles of 520*610 mm and 520*800 mm sizes, and G6 and above use 850* 1200 mm and 850* 1400 mm reticle, even larger, to solve the problem of efficiency in large-area exposure.
  • the thickness of the reticle is generally 8 mm.
  • Such a large reticle will be deformed due to its own weight during adsorption, resulting in a change in the horizontal position of the reticle, and the Z-direction deformation can reach 50 ⁇ m. If not controlled, it will have a serious impact on the quality of the image.
  • the invention provides a mask shaping device, a method and an exposure device therewith, which can overcome the deformation of the mask and make the mask have better flatness during the exposure process, thereby improving the exposure effect.
  • the present invention provides a mask shaping device, comprising: an adsorption device having an upper surface and a lower surface; a positioning device having a positioning surface, the adsorption device being at least capable of being positioned relative to the positioning The device moves in a vertical direction, the upper surface of the adsorption device faces the positioning surface and can be engaged with the positioning surface; wherein a lower surface of the adsorption device forms a vacuum chamber for connecting to a negative pressure source Thereby adsorbing a mask by vacuum pressure; wherein, the lower surface of the adsorption device is further formed with at least one positive pressure outlet connected to a positive pressure source for continuously adhering to the lower surface of the adsorption device and the mask during the adsorption of the mask A positive pressure gas stream is delivered between, the size of the positive pressure gas stream being controlled to form an air bearing surface between the lower surface of the adsorption device and the mask in the case where the adsorption device is capable of adsorbing the mask
  • a lower surface of the adsorption device is formed with a plurality of positive pressure outlets arranged around the vacuum chamber.
  • the adsorption device comprises a cylinder and a piston, wherein one end of the piston is located in the cylinder, and the cylinder is divided into a positive pressure air chamber and a negative pressure air chamber, and the other end of the piston is connected in a movable manner. To the positioning device.
  • the positive pressure air chamber is connected to the positive pressure source for driving the upper surface of the adsorption device toward the positioning surface of the positioning device when the positive pressure source is turned on.
  • the vacuum chamber is in communication with the negative pressure air chamber and is connected to the negative pressure source through the negative pressure air chamber.
  • the other end of the piston is connected to the positioning device by a ball-shaped hinge. Further, a channel is formed in the piston and the ball-shaped hinge, and the negative pressure air chamber is in communication with the vacuum chamber and is connected to the negative pressure source through the passage.
  • the size of the mask is greater than or equal to 520*610 mm.
  • the present invention also provides a mask shaping method applied to the mask shaping device, comprising: a positive pressure in a positive pressure gas chamber, an adsorption device lifting, waiting for a mask shaping instruction;
  • the adsorption device descends to reach above the mask, the adsorption device adsorbs the mask and forms an air floating surface between the adsorption device and the mask;
  • the positive pressure chamber is again connected to the positive pressure, and the adsorption device drives the mask upward to ascend until the upper surface of the adsorption device engages with the positioning surface to complete the mask shaping.
  • the present invention also provides an exposure apparatus comprising: at least one illumination device; at least one objective lens disposed under the at least one illumination device; a mask table disposed on the at least one illumination device and the at least one objective lens And a substrate table disposed under the at least one objective lens for carrying a substrate, the at least one illumination device and the at least one objective lens cooperate to transfer the graphic on the mask
  • the at least one mask shaping device is disposed above the mask table, each mask shaping device comprises: an adsorption device having an upper surface and a lower surface; a positioning device having a positioning surface, The adsorption device can be installed at least relative to the positioning device Moving in a vertical direction, the upper surface of the adsorption device faces the positioning surface and can be engaged with the positioning surface; wherein a lower surface of the adsorption device is formed with a vacuum chamber for connecting to a negative pressure source Thereby adsorbing the mask by a vacuum; wherein the position of the at least one mask shaping device is set such that when the upper surface of the a
  • the exposure device includes a plurality of illumination devices and a plurality of objective lenses, the plurality of illumination devices are spaced apart in a horizontal direction, and the plurality of objective lenses are disposed under the plurality of illumination devices and A plurality of illumination devices cooperate to transfer the pattern on the mask to the substrate.
  • each mask shaping device is disposed between the adjacent two spaced apart illumination devices in a horizontal direction.
  • At least a portion of the surface of the mask includes a portion of the surface below the at least one illumination device.
  • the invention has the following advantages: Overcoming the deformation of the mask, making the mask have a good flatness during the exposure process, and easily establishing a vacuum and a gas between the deformed mask and the adsorption pad. Floating surface. DRAWINGS
  • FIG. 1 is a schematic structural view of a mask shaping device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a mask shaping device according to an embodiment of the present invention (no mask shaping is required);
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a mask shaping device according to an embodiment of the present invention (requires mask shaping;);
  • FIG. 4 is a flowchart of operation of a mask shaping device according to an embodiment of the present invention;
  • 5 is a schematic structural view of a splicing lens exposure device according to an embodiment of the present invention;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 5.
  • 100-mask shaping device 110-adsorption device, 111-vacuum chamber, 112-positive pressure channel, 113-first channel, 120-cylinder, 121-negative pressure chamber, 122-positive pressure chamber, 123 - Piston, 130-ball head hinge, 131-second channel, 140-air floating surface, 150-upper surface, 160-lower surface, 200-positioning device, 210-positioning surface, 300-illumination system, 400-mask Table, 500-splicing objective, 600-substrate, 700-mask, 800-illuminated field of view, 900-substrate. detailed description
  • a mask shaping device 100 of the present invention includes: an adsorption device 110 having an upper surface 150 and a lower surface 160, and disposed in the adsorption device 110
  • the cylinder 120 has one end of the piston 123 located in the cylinder 120, and the other end is connected to the positioning device 200 through a ball-shaped hinge 130.
  • One end of the piston 123 divides the cylinder 120 into a positive pressure chamber 122 and a negative pressure.
  • the vacuum chamber 111 is provided with a vacuum chamber 111 at the bottom of the adsorption device 110.
  • the vacuum chamber 111 can communicate with the negative pressure chamber 121 through a first passage 113.
  • the positive pressure air chamber 122 can be connected to an external positive pressure source, so that a positive pressure is applied to the positive pressure air chamber 122, a negative pressure can be passed through the negative pressure air chamber 121, and a negative pressure is introduced into the negative pressure air chamber through the vacuum chamber 111. 121.
  • a positive pressure is applied to the positive pressure chamber 122, the adsorption device 110 will be lifted upwards to facilitate placement of the mask 700 into the mask table 400 (see Figure 5).
  • a vacuum channel 112 is disposed around the vacuum chamber 111 .
  • the inlet end of the positive pressure channel 112 is located at a side of the adsorption device 110 , and the outlet end of the positive pressure channel 112 is located at the outlet end.
  • the lower surface 160 of the adsorption device 110, the inlet end of the positive pressure channel 112 and the positive pressure gas chamber 122 is connected to the same external positive pressure source, but the positive pressure is separately controlled by the valve, or the inlet end of the positive pressure passage 112 is connected to another positive pressure source different from the positive pressure chamber 122 for separate control Positive pressure access.
  • the mask shaping device 100 of the present invention can both adsorb the mask 700 and ensure that the adsorption device 110 and the mask 700 are free of friction in the horizontal direction, and have a certain connection rigidity therebetween.
  • the mask shaping device 100 adapts to the deformation direction of the mask surface when the mask 700 is deformed.
  • the deflection is used to better establish the vacuum and adsorption mask 700.
  • a center of the ball-shaped hinge 130 is disposed with a second passage 131 , and the negative pressure chamber 121 communicates with the positioning device 200 through the second passage 131 , that is,
  • the second passage 131 is a vacuum chamber 111 and a negative pressure end inlet of the negative pressure chamber 121, and the inlet is connected to an external source of negative pressure.
  • the present invention further provides a mask shaping method, which is applied to the mask shaping device 100, and includes:
  • a positive pressure is applied to the positive pressure gas chamber 122, so that the mask shaping device 100 is lifted, waiting for a mask shaping instruction.
  • the mask shaping instruction is issued by the photolithography machine. .
  • the mode shaping device 100 transmits a mask shaping command. After receiving the command, the mask shaping device 100 stops the positive pressure in the positive pressure gas chamber 122, and introduces a negative pressure into the negative pressure gas chamber 121 and the vacuum chamber 111, and simultaneously presses the positive pressure.
  • the inlet end of the passage 112 also receives a positive pressure, and when the negative pressure of the adsorption device 110 is formed, the negative pressure chamber 121 communicates with the vacuum chamber 111.
  • the adsorption device 110 is lowered by its own gravity.
  • the air floating surface 140 is formed between the adsorption device 110 and the mask 700. Therefore, the adsorption device 110 cannot be in contact with the mask 700.
  • the distance between the adsorption device 110 and the mask 700 is very close, a vacuum is generated at the vacuum chamber 111 of the adsorption device 110, thereby achieving the purpose of adsorbing the mask 700.
  • the negative pressure of the adsorption device 110 is formed, and the negative pressure gas chamber 121 is in communication with the vacuum chamber 111. Then, the positive pressure is again applied to the positive pressure chamber 122, and the cylinder 120 drives the mask 700 upward until the upper surface 150 of the adsorption device 110 is engaged with the positioning surface 210 of the positioning device 200. At this time, the adsorption device 110 has a vertical direction. The bidirectional stiffness can both adsorb the mask 700 and ensure that the mask 700 and the adsorption device 110 are not in contact, and does not affect the horizontal movement of the mask 700 with the mask table 400.
  • the height of the positioning surface 210 can be adjusted to ensure the height of the lifting device 110, so that the surface of the raised mask 700 is kept horizontal, thereby overcoming the deformation of the mask 700, and thus, when the mask 700 is used.
  • the deformation is large, it only needs to be lifted by the adsorption device 110 to complete the shaping, and the structure is simple and the operation is convenient.
  • the mask 700 is completed, and in the actual application process, it is only necessary to repeat the above steps.
  • the mask shaping apparatus and method of the present invention can effectively solve the problem of mask deformation, and thus is particularly suitable for shaping a large mask.
  • the use of the mask shaping apparatus and method of the present invention in a large reticle scanning lithography machine will now be described by way of example.
  • the present invention also relates to a splicing lens exposure apparatus, including: the mask shaping apparatus 100 (ie, including the adsorption apparatus 110 and the positioning apparatus 200), and the illumination system 300.
  • the splicing device 110 is configured to be in contact with the positioning surface 210 of the positioning device 200, and the positioning surface 210 is disposed between the illumination system 300 and the mask table 400.
  • the objective lens 500 is set in the office
  • the mask stage 400 is interposed between the mask stage 400 and the splicing objective lens 500 in a position perpendicular to the illumination system 300.
  • the illumination system 300 provides an exposure light source for the exposure device, and the mask table 400 supports and positions the mask 700.
  • the splicing objective lens 500 is formed by splicing a plurality of sets of lenses to form a large field of view exposure device, and the substrate stage 600 is used for carrying the substrate 900. Provides support and positioning for the substrate.
  • the splicing lens exposure apparatus of the present invention also has the characteristics that the object distance is small and the size and size of the mask 700 are compatible.
  • the illumination system 300 and the splicing objective 500 respectively have a plurality of groups, and the plurality of illumination systems 300 and the splicing objective 500 are arranged to intersect with the mask shaping device 100.
  • the layout position of each splicing lens that is, the illumination field of view 800 of the illumination source 300
  • the arrangement position of the absorbing device 110 can be seen.
  • the cross layout the small field of view of the single lens constitutes a large exposure.
  • the field of view exposes a large exposure pattern on the mask 700 onto the substrate stage 600, thereby overcoming the deformation of the mask 700 by arranging the adsorption device 110 at a plurality of locations that do not affect the field of view.
  • the plurality of groups of illumination systems 300 can be arranged in a plurality of rows along the horizontal X direction, the position of which can be reflected by the illumination field of view 800, and the number of illumination systems of each row is 300, that is, the horizontal Y direction in each row.
  • the number of arranged illumination systems 300 can be the same or different.
  • at least one mask shaping device 100 needs to be disposed on each side of each row of illumination system 300. The number and position of the masking device 100 can be adjusted according to actual conditions, and is not limited in any way.
  • One or more mask shaping devices 100 may be disposed at a location remote from the illumination system 300 and the splicing objective 500, or may not be provided to simplify the device structure, as the surface of the mask 700 remote from the illumination system 300 and the splicing objective 500 is present, Leveling does not have any effect on the exposure process.
  • FIGS. 5-6 show that the mask shaping device of the present invention is applied to a large reticle scanning lithography machine having a splicing objective lens
  • the present invention is not limited thereto, and the mask shaping device can also be utilized for small and medium size.
  • the reticle is shaped to improve the quality of the exposure.
  • the mask shaping device can also For use in an exposure apparatus that uses a non-spliced objective lens.
  • the mask shaping device continuously forms a gas floating surface by continuously flowing a positive pressure airflow between the mask and the lower surface of the adsorption device during the adsorption of the mask, so that the adsorption device successfully adsorbs the mask.
  • the mask surface of the portion can be lifted and kept flat, thereby effectively overcoming large deformation of the mask due to gravity, so that the mask has better exposure during exposure. Flatness, which enhances the exposure.

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Abstract

一种掩模整形装置（100），包括具有一上表面（150）和一下表面（160）的吸附装置（110），以及具有一定位面（210）的定位装置（200），吸附装置（110）至少能相对于定位装置（200）在竖直方向上运动，吸附装置（110）的上表面（150）朝向定位面（210）且能与定位面（210）相接合；其中，吸附装置（110）的下表面（160）形成有一真空腔（111）用于连接至一负压源从而通过负压吸附一掩模（700）；其中，吸附装置（110）的下表面（160）还形成有至少一个正压出口连接至一正压源，用于在吸附掩模（700）时持续向吸附装置（110）的下表面（160）和掩模（700）之间输送正压气流，正压气流的大小被控制为在吸附装置（110）能够吸附掩模（700）的情况下在吸附装置（110）的下表面（160）和掩模（700）之间形成一气浮面（140），克服掩模（700）的变形，使掩模（700）在曝光过程中有较好的平面度，能容易地在变形的掩模（700）和吸附装置（110）之间建立真空和气浮面。

Description

掩模整形装置、 方法及采用其的曝光装置 技术领域
本发明属于光刻领域， 涉及一种掩模整形装置、 方法及釆用其的曝光装 置， 尤其适用于大尺寸掩模的整形。 背景技术
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（或称掩模版）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 / 基板的载体， 装载有掩模版的载体以及装载有硅片 /基板的载体产生精确的相 对运动来满足光刻需要。 上述掩模版的载体被称之为掩模台， 硅片 /基板的载 体被称之为承片台。
在扫描光刻装置中， 掩模台一般通过微动台和粗动台构成， 微动台完成 掩模版的精密微调， 粗动台完成掩模版的大行程扫描曝光运动。 掩模版的交 接是扫描光刻机中最为关键的一个动作流程， 而对于曝光来说， 掩模台的平 面度（即垂向或者说 Z向的变形程度）和位置精度会大大影响到曝光的质量。
但在大掩模版扫描光刻机中， 比如应用于平板显示领域的拼接镜头光刻 机中， G4.5代到 G6—般釆用 520*610 mm和 520*800 mm尺寸的掩模版， 而 G6以上则釆用 850* 1200 mm和 850* 1400 mm尺寸的掩模版， 甚至更大， 以 解决大面积曝光的效率问题。 由于掩模版尺寸增大， 上述掩模版厚度一般为 8 mm, 此类大尺寸掩模版在吸附时会因自重引起变形， 导致掩模版水平向位置 发生变化， Z向变形可达 50μπι, 这种情况如不加以控制， 会对成像质量造成 严重影响。
针对此问题， 本领域人员釆用光电探测系统对掩模水平位置的 Ζ向变化 进行实时测量， 然后将测量结果作为输入来实时控制物镜成像面， 这一解决 方案实现难度较大， 对投影物镜要求很高， 成本也较大。 还有一种曝光装置， 该装置通过使用多个吸附点， 对掩模版进行真空吸附， 通过调节真空压力大 小来修正掩模的变形。 但该装置存在下列问题， 由于掩模和其整形装置位置 固定， 当掩模变形过大时， 两者间隙过大， 负压将不能形成。 发明内容
本发明提供一种掩模整形装置、 方法及釆用其的曝光装置， 可以克服掩 模的变形， 使掩模在曝光过程中有较好的平面度， 从而提升曝光效果。
为解决上述技术问题， 本发明提供一种掩模整形装置， 包括： 一吸附装 置， 具有一上表面和一下表面； 一定位装置， 具有一定位面， 所述吸附装置 至少能相对于所述定位装置在竖直方向上运动， 所述吸附装置的上表面朝向 所述定位面且能与所述定位面相接合； 其中， 所述吸附装置的下表面形成有 一真空腔用于连接至一负压源从而通过负压吸附一掩模； 其中， 所述吸附装 置的下表面还形成有至少一个正压出口连接至一正压源， 用于在吸附掩模时 持续向吸附装置的下表面和掩模之间输送正压气流， 所述正压气流的大小被 控制为在吸附装置能够吸附所述掩模的情况下在吸附装置的下表面和掩模之 间形成一气浮面。
可选的， 所述吸附装置的下表面形成有多个正压出口排列于所述真空腔 的周围。 可选的， 所述吸附装置包括一气缸以及一活塞， 所述活塞的一端位于气 缸内， 将气缸分为一正压气室和一负压气室， 所述活塞的另一端以可活动方 式连接至所述定位装置。
进一步的， 所述正压气室连接至所述正压源， 用于当正压源开启时驱使 吸附装置的上表面向定位装置的定位面靠近。
进一步的， 所述真空腔与所述负压气室相连通且通过所述负压气室连接 至所述负压源。
进一步的， 所述活塞的另一端通过一球头形铰链连接至所述定位装置。 进一步的， 所述活塞及球头形铰链内形成有通道， 所述负压气室与所述 真空腔相连通且均通过所述通道连接至所述负压源。
可选的， 所述掩模的尺寸大于等于 520*610 mm。
本发明还提供一种应用于上述掩模整形装置的掩模整形方法， 包括： 正压气室内接入正压， 吸附装置提升， 等待掩模整形指令；
接收掩模整形指令， 停止往正压气室接入正压， 向负压气室接入负压、 向正压出口通入正压；
吸附装置下降到达掩模上方 , 吸附装置吸附住掩模且在吸附装置和掩模 之间形成气浮面；
正压气室再次接入正压， 吸附装置带动掩模向上提升直至吸附装置的上 表面与定位面接合从而完成掩模整形。
本发明还提供一种曝光装置， 包括： 至少一个照明装置； 至少一个物镜， 设置于所述至少一个照明装置下方； 一掩模台， 设置于所述至少一个照明装 置和所述至少一个物镜之间， 用于承载一掩模； 一基板台， 设置于所述至少 一个物镜下方， 用于承载一基板， 所述至少一个照明装置和所述至少一个物 镜协同工作以将掩模上的图形转移至基板上； 以及至少一个掩模整形装置， 设置于掩模台上方， 每个掩模整形装置包括： 一吸附装置， 具有一上表面和 一下表面； 一定位装置， 具有一定位面， 所述吸附装置至少能相对于定位装 置在竖直方向上运动， 所述吸附装置的上表面朝向所述定位面且能与所述定 位面相接合； 其中， 所述吸附装置的下表面形成有一真空腔用于连接至一负 压源从而通过负压吸附所述掩模； 其中， 所述至少一个掩模整形装置的位置 被设置为使得当每个掩模整形装置的吸附装置的上表面与定位装置的定位面 接合时， 被吸附的掩模的至少部分表面是水平的； 其中， 每个掩模整形装置 的所述吸附装置的下表面还形成有至少一个正压出口连接至一正压源， 用于 在吸附掩模时持续向吸附装置的下表面和掩模之间输送正压气流， 所述正压 气流的大小被控制为在吸附装置能够吸附所述掩模的情况下在吸附装置的下 表面和掩模之间形成一气浮面。
可选的， 所述曝光装置包括多个照明装置和多个物镜， 所述多个照明装 置在一水平方向上间隔排列， 所述多个物镜设置于所述多个照明装置下方且 与所述多个照明装置协同工作以将掩模上的图形转移至基板上。
可选的， 每个掩模整形装置在水平方向上布置于相邻两个间隔排列的照 明装置之间。
可选的， 所述掩模的至少部分表面包括位于所述至少一个照明装置下方 的部分表面。
与现有技术相比， 本发明具有以下优点： 克服掩模的变形， 使掩模在曝 光过程中有较好的平面度， 能较容易的在变形的掩模和吸附垫之间建立真空 和气浮面。 附图说明
图 1为本发明一具体实施方式中掩模整形装置的结构示意图；
图 2为本发明一具体实施方式中掩模整形装置的原理图 （不需要掩模整 形）；
图 3为本发明一具体实施方式中掩模整形装置的原理图（需要掩模整形；); 图 4为本发明一具体实施方式中掩模整形装置的工作流程图； 图 5为本发明一具体实施方式中拼接镜头曝光装置的结构示意图； 图 6为图 5中 A-A面剖视图。
图中： 100-掩模整形装置、 110-吸附装置、 111-真空腔、 112-正压通道、 113-第一通道、 120-气缸、 121-负压气室、 122-正压气室、 123-活塞、 130-球 头形铰链、 131-第二通道、 140-气浮面、 150-上表面、 160-下表面、 200-定位 装置、 210-定位面、 300-照明系统、 400-掩模台、 500-拼接物镜、 600-基板台、 700-掩模、 800-照明视场、 900-基板。 具体实施方式
为使本发明的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图 对本发明的具体实施方式做详细的说明。 需说明的是， 本发明附图均釆用简 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 例的目的。
本发明的一种掩模整形装置 100 , 如图 1所示， 并结合图 2~3 , 包括： 吸 附装置 110, 其具有一上表面 150和一下表面 160, 以及设置于所述吸附装置 110内的气缸 120, 活塞 123的一端位于所述气缸 120内， 另一端通过一球头 形铰链 130与定位装置 200连接， 所述活塞 123的一端将所述气缸 120分为 正压气室 122和负压气室 121 两部分， 所述吸附装置 110底部设有一真空腔 111 , 所述真空腔 111可通过一第一通道 113与所述负压气室 121连通。 具体 地， 正压气室 122可连接至一外部的正压源， 从而往正压气室 122内通正压， 负压气室 121内可通负压， 负压通过真空腔 111进入负压气室 121。 当正压气 室 122内接入正压时， 吸附装置 110将被向上提升， 从而利于将掩模 700放 入掩模台 400 (见图 5 )。
请继续参照图 1~3 , 所述真空腔 111周围设有正压通道 112 , 所述正压通 道 112的入口端位于所述吸附装置 110侧面，所述正压通道 112的出口端位于 所述吸附装置 110的下表面 160 ,所述正压通道 112的入口端可以与正压气室 122连接至同一个外部的正压源，但通过阀门分别控制正压的接入， 或者所述 正压通道 112的入口端连接至不同于正压气室 122的另一个正压源， 以单独 控制正压的接入。 当正压气室 122 内停止接入正压， 而在往负压气室 121 内 通入负压的同时， 向正压通道 112 的入口端通入正压， 正压从正压通道 112 的出口端流出。 因此， 气缸 120和吸附装置 110会在重力的作用下下降， 从 而减小吸附装置 110和掩模 700之间的距离， 有利于真空和气浮面的建立。 当吸附装置 110将要与掩模 700接触时， 在正压通道 112、 负压气室 121与真 空腔 111的作用下， 吸附装置 110与掩模 700之间会产生气浮面 140 , 因此吸 附装置 100不能和掩模 700接触， 但是由于两者距离很近， 真空腔 111会产 生真空， 从而能将所述掩模 700吸附起来。 因此， 本发明的掩模整形装置 100 既可以吸附掩模 700, 又能确保吸附装置 110和掩模 700的水平方向无摩擦， 同时在两者之间又有一定的连接刚度。
较佳的， 由于吸附装置 110与定位装置 200之间釆用球头形铰链 130连 接的方式， 使得当掩模 700变形时， 所述掩模整形装置 100会针对掩模面变 形方向进行适应性的偏转， 来更好地建立真空和吸附掩模 700。
较佳的，请继续参照图 1 ,所述球头形铰链 130中心设有一第二通道 131 , 所述负压气室 121通过所述第二通道 131与所述定位装置 200连通， 也就是 说， 所述第二通道 131是真空腔 111和负压气室 121的负压端入口， 该入口 连接至一外部的负压源。
请参照图 4, 并结合图 1~3和图 5~6, 本发明还提供一种掩模整形方法， 应用于所述的掩模整形装置 100中， 包括：
当掩模台 400上无掩模 700时， 正压气室 122内接入正压， 使得掩模整 形装置 100提升， 等待掩模整形指令， 当然， 所述掩模整形指令是由光刻机 发出。
接着， 接收掩模整形指令， 停止往正压气室 122接入正压， 负压气室 121 开启并接入负压； 具体地， 当掩模台 400上放置有掩模 700时， 光刻机向掩 模整形装置 100发送掩模整形指令， 掩模整形装置 100接收到指令后， 正压 气室 122内停止通入正压， 负压气室 121和真空腔 111 内通入负压， 同时往 正压通道 112的入口端也通入正压， 当吸附装置 110的负压形成时， 负压气 室 121与真空腔 111连通。
接着， 吸附装置 110在自身的重力作用下下降， 当吸附装置 110将要和 掩模 700接触时， 吸附装置 110和掩模 700之间形成气浮面 140, 因此， 吸附 装置 110不能与掩模 700接触， 又由于吸附装置 110与掩模 700的距离很近， 吸附装置 110的真空腔 111处将产生真空， 从而达到吸附掩模 700的目的。
此时，吸附装置 110的负压形成，负压气室 121与真空腔 111连通。接着， 正压气室 122内再次接入正压， 气缸 120带动掩模 700向上提升直到吸附装 置 110的上表面 150与定位装置 200的定位面 210接合， 此时， 吸附装置 110 在垂直方向上具有双向的刚度， 既能够吸附掩模 700 , 又可以保证掩模 700和 吸附装置 110无接触， 不会影响到掩模 700随掩模台 400在水平向上的运动。 较佳的， 可以通过调节定位面 210的高度， 来保证吸附装置 110提升的高度， 使得提升后的掩模 700的表面保持水平， 由此来克服掩模 700的变形， 因此， 当掩模 700变形较大时， 只需要通过吸附装置 110将其提升即可完成整形， 结构简单， 操作方便。
掩模 700整形完成， 实际应用过程中， 只需重复上述各步骤即可。
由上可知， 本发明的掩模整形装置及方法可以有效解决掩模变形的问题， 因此尤其适用于大掩模的整形。 下面将通过实施例介绍本发明的掩模整形装 置及方法在大掩模版扫描光刻机中的应用。
请参照图 5~6, 并结合图 1~3 , 本发明还涉及一种拼接镜头曝光装置， 包 括： 所述的掩模整形装置 100 (即包括吸附装置 110和定位装置 200 )、 照明 系统 300、掩模台 400、拼接物镜 500和基板台 600。 其中， 所述吸附装置 110 用于吸附掩模并与所述定位装置 200的定位面 210接合， 所述定位面 210设 置于所述照明系统 300与所述掩模台 400之间， 所述拼接物镜 500设置于所 述掩模台 400与所述基板台 600之间， 并且所述拼接物镜 500与所述照明系 统 300在垂直方向的位置对应。 具体地， 照明系统 300为曝光装置提供曝光 光源， 掩模台 400支撑和定位掩模 700 , 拼接物镜 500由多组镜头拼接而成， 组成大视场曝光装置，基板台 600用于承载基板 900 , 为基板提供支撑和定位 功能。 此外， 本发明的拼接镜头曝光装置还具有物距小、 掩模 700 的大小尺 寸兼容的特点。
请继续参照图 1~6 , 所述照明系统 300和拼接物镜 500分别有多组， 并且 所述多组照明系统 300和拼接物镜 500与所述掩模整形装置 100交叉布置。 具体请重点参照图 6 , 可以看出各拼接镜头的布局位置（也就是照明光源 300 的照明视场 800 )和吸附装置 110的布置位置， 通过交叉布局， 将单镜头的小 视场构成大的曝光视场， 将掩模 700上大的曝光图形曝光在基板台 600上， 从而通过在多个不影响视场的位置上布置吸附装置 110来克服掩模 700的变 形。
较佳的， 如图 6所示， 多组照明系统 300可以沿水平 X方向排成多行， 其位置可以由照明视场 800反映， 各行的照明系统 300个数， 即各行中沿水 平 Y方向排列的照明系统 300个数， 可以相同也可以不同。 为了保证曝光效 果， 至少需要确保位于该多组照明系统 300的照明视场 800 内的掩模部分保 持平整。 为此， 在每一行照明系统 300 的每一侧至少需要布置一个掩模整形 装置 100 , 其数量及设置位置可以根据实际情况进行调整， 在此不作任何形式 的限制。 在远离照明系统 300和拼接物镜 500的位置， 可以设置一个或多个 掩模整形装置 100 , 也可以不设置以简化装置结构， 因为远离照明系统 300和 拼接物镜 500的掩模 700表面即使存在不平整， 也不会对曝光过程产生任何 影响。
虽然图 5~6给出了将本发明的掩模整形装置应用于具有拼接物镜的大掩 模版扫描光刻机中， 然而本发明不限于此， 也可利用所述掩模整形装置对中 小尺寸的掩模版进行整形， 以提高曝光质量。 此外， 所述掩模整形装置也可 以用于釆用非拼接物镜的曝光装置中。
综上所述， 本发明提供的掩模整形装置通过在吸附掩模的过程中持续向 掩模和吸附装置下表面之间通入正压气流以形成一气浮面， 使得吸附装置在 成功吸附掩模的条件下不与掩模发生直接接触， 从而在掩模的水平移动过程 中， 不产生任何阻力。 通过对曝光区域内的掩模部分进行吸附， 可使该部分 的掩模表面提升并保持平整， 从而有效克服因重力作用而产生的掩模大变 形， 使掩模在曝光过程中有较好的平面度， 从而提升曝光效果。
显然， 本领域的技术人员可以对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， 则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims

权利要求
1. 一种掩模整形装置， 其特征在于， 包括：
一吸附装置， 具有一上表面和一下表面；
一定位装置， 具有一定位面， 所述吸附装置至少能相对于所述定位装置 在竖直方向上运动， 所述吸附装置的上表面朝向所述定位面且能与所述定位 面相接合；
其中， 所述吸附装置的下表面形成有一真空腔用于连接至一负压源从而 通过负压吸附一掩模；
其中， 所述吸附装置的下表面还形成有至少一个正压出口连接至一正压 源， 用于在吸附掩模时持续向吸附装置的下表面和掩模之间输送正压气流， 所述正压气流的大小被控制为在吸附装置能够吸附所述掩模的情况下在吸附 装置的下表面和掩模之间形成一气浮面。
2. 如权利要求 1所述的掩模整形装置， 其特征在于， 所述吸附装置的下 表面形成有多个正压出口排列于所述真空腔的周围。
3. 如权利要求 1所述的掩模整形装置， 其特征在于， 所述吸附装置包括 一气缸以及一活塞， 所述活塞的一端位于气缸内， 将气缸分为一正压气室和 一负压气室， 所述活塞的另一端以可活动方式连接至所述定位装置。
4. 如权利要求 3所述的掩模整形装置， 其特征在于， 所述正压气室连接 至所述正压源， 用于当正压源开启时驱使吸附装置的上表面向定位装置的定 位面靠近。
5. 如权利要求 3所述的掩模整形装置， 其特征在于， 所述真空腔与所述 负压气室相连通且通过所述负压气室连接至所述负压源。
6. 如权利要求 3所述的掩模整形装置， 其特征在于， 所述活塞的另一端 通过一球头形铰链连接至所述定位装置。
7. 如权利要求 6所述的掩模整形装置， 其特征在于， 所述活塞及球头形 铰链内形成有通道， 所述负压气室与所述真空腔相连通且均通过所述通道连 接至所述负压源。
8. 如权利要求 1所述的掩模整形装置， 其特征在于， 所述掩模的尺寸大 于等于 520*610 mm。
9. 一种掩模整形方法， 应用于如权利要求 3~8任一项所述的掩模整形装 置中， 其特征在于， 包括：
正压气室内接入正压， 吸附装置提升， 等待掩模整形指令；
接收掩模整形指令， 停止往正压气室接入正压， 向负压气室接入负压、 向正压出口通入正压；
吸附装置下降到达掩模上方 , 吸附装置吸附住掩模且在吸附装置和掩模 之间形成气浮面；
正压气室再次接入正压， 吸附装置带动掩模向上提升直至吸附装置的上 表面与定位面接合从而完成掩模整形。
10. 一种曝光装置， 其特征在于， 包括：
至少一个照明装置；
至少一个物镜， 设置于所述至少一个照明装置下方；
一掩模台， 设置于所述至少一个照明装置和所述至少一个物镜之间， 用 于承载一掩模；
一基板台， 设置于所述至少一个物镜下方， 用于承载一基板， 所述至少 一个照明装置和所述至少一个物镜协同工作以将掩模上的图形转移至基板 上； 以及
至少一个掩模整形装置， 设置于掩模台上方， 每个掩模整形装置包括： 一吸附装置， 具有一上表面和一下表面；
一定位装置， 具有一定位面， 所述吸附装置至少能相对于定位装置在竖 直方向上运动， 所述吸附装置的上表面朝向所述定位面且能与所述定位面相 接合； 其中， 所述吸附装置的下表面形成有一真空腔用于连接至一负压源从而 通过负压吸附所述掩模；
其中， 所述至少一个掩模整形装置的位置被设置为使得当每个掩模整形 装置的吸附装置的上表面与定位装置的定位面接合时， 被吸附的掩模的至少 部分表面是水平的；
其中， 每个掩模整形装置的所述吸附装置的下表面还形成有至少一个正 压出口连接至一正压源， 用于在吸附掩模时持续向吸附装置的下表面和掩模 之间输送正压气流， 所述正压气流的大小被控制为在吸附装置能够吸附所述 掩模的情况下在吸附装置的下表面和掩模之间形成一气浮面。
11. 如权利要求 10所述的曝光装置， 其特征在于， 所述曝光装置包括多 个照明装置和多个物镜， 所述多个照明装置在一水平方向上间隔排列， 所述 多个物镜设置于所述多个照明装置下方且与所述多个照明装置协同工作以将 掩模上的图形转移至基板上。
12. 如权利要求 11所述的曝光装置， 其特征在于， 每个掩模整形装置在 水平方向上布置于相邻两个间隔排列的照明装置之间。
13. 如权利要求 10所述的曝光装置， 其特征在于， 所述掩模的尺寸大于 等于 520*610 mm。
14. 如权利要求 10所述的曝光装置， 其特征在于， 所述掩模的至少部分 表面包括位于所述至少一个照明装置下方的部分表面。
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