[發明專利]一種多掩模的光刻機硅片臺系統

有效

• 申請號: 200910172952.0
• 申請日: 2009-09-11
• 公開（公告）號: CN101694562A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 朱煜;張鳴;汪勁松;田麗;徐登峰;尹文生;段廣洪;胡金春;許巖
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

技術領域

本發明涉及一種光刻機硅片臺雙臺交換系統，該系統應用于半導體光刻機中，屬于半導體制造設備技術領域。

背景技術

在集成電路芯片的生產過程中，芯片的設計圖形在硅片表面光刻膠上的曝光轉印(光刻)是其中最重要的工序之一，該工序所用的設備稱為光刻機(曝光機)。光刻機的分辨率和曝光效率極大的影響著集成電路芯片的特征線寬(分辨率)和生產率。而作為光刻機關鍵系統的硅片超精密運動定位系統(以下簡稱為硅片臺)的運動精度和工作效率，又在很大程度上決定了光刻機的分辨率和曝光效率。

步進掃描投影光刻機基本原理如圖1所示。來自光源45的深紫外光透過掩模版47、透鏡系統49將掩模版上的一部分圖形成像在硅片50的某個Chip上。掩模版和硅片反向按一定的速度比例作同步運動，最終將掩模版上的全部圖形成像在硅片的特定芯片(Chip)上，目前的光刻機是在掩模臺上只設有一塊掩模版，曝光結束后換裝其他掩模版，采用一臺光刻機分多步完成就需要依次更換掩模版，每更換一次掩模，就要重新對準一次；而采用兩臺光刻機同時工作，就會大幅增加生產成本。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種具有多掩模的光刻機硅片臺系統，以節省更換下一塊掩模版后重新對準的時間和在曝光過程中一次步進的時間，降低成本，進而提高光刻機的曝光效率。

本發明的技術方案一如下：

一種多掩模的光刻機硅片臺系統，該系統含有基臺，至少一個硅片臺，一組光學透鏡和掩模臺系統，其特征在于：所述的掩模臺系統包括掩模臺基座和掩模承載臺，掩模臺基座長邊為Y方向，短邊為X方向，所述的掩模承載臺在掩模臺基座上沿Y方向作直線運動，掩模承載臺上沿Y方向至少設置兩個掩模版安裝槽和兩個掩模版，每個掩模版安裝槽內放置一個掩模版。

上述技術方案所述的一種多掩模的光刻機硅片臺系統，其特征在于：所述的掩模承載臺在掩模臺基座上沿Y方向作直線運動采用氣浮導軌和直線電機做導向驅動，或采用直線導軌、滾珠絲杠和伺服電機做導向驅動。

本發明與現有技術相比，具有以下突出性的優點：一是將多塊掩模版順次沿運動方向布置，與使用一臺光刻機相比，硅片臺在掃描曝光時可以減少一次步進的時間；二是多塊掩模版一次安裝，節省一次對準的時間，總體上，提高了工作效率。

附圖說明

圖1為現有光刻機工作原理示意圖。

圖2為本發明采用雙掩模的光刻機系統的實施例的結構原理示意圖。

圖3為本發明采用雙掩模的光刻機系統的實施例的工作原理示意圖。

圖中：1-基臺；2-預處理硅片臺；3-曝光硅片臺；4-透鏡；5-掩模臺基座；6-掩模承載臺；7a-第一掩模版；7b-第二掩模版。

具體實施方式

本發明提供的一種多掩模的光刻機硅片臺系統，該系統含有基臺1，至少一個硅片臺，一組光學透鏡4和掩模臺系統，其特征在于：所述的掩模臺系統包括掩模臺基座5和掩模承載臺6，掩模臺基座5長邊為Y方向，短邊為X方向，所述的掩模承載臺6在掩模臺基座5上沿Y方向作直線運動，掩模承載臺6上沿Y方向至少設置兩個掩模版安裝槽和兩個掩模版，每個掩模版安裝槽內放置一個掩模版。所述的掩模承載臺在掩模臺基座上沿Y方向作直線運動采用氣浮導軌和直線電機做導向驅動，或采用直線導軌、滾珠絲杠和伺服電機做導向驅動。

圖2為本發明采用雙掩模的光刻機系統的實施例的結構原理示意圖。該系統含有基臺1，一個預處理硅片臺2和一個曝光硅片臺3，一組光學透鏡4，兩個硅片臺在基臺1上表面分別做預處理運動和曝光運動；在基臺1的上方，設有一個掩模臺系統，該掩模臺系統包括一個掩模臺基座5和一個掩模承載臺6，設掩模臺基座5長邊為Y方向，短邊為X方向；掩模承載臺6上沿Y方向按一列布置兩個掩模版安裝槽，第一掩模版7a和第二掩模版7b依次安裝在掩模版安裝槽內；該掩模臺系統的運動為單自由度直線運動，通過氣浮導軌和直線電機的導向驅動，使掩模承載臺6在掩模臺基座上沿Y方向作直線運動采用。

圖3為本發明采用雙掩模的光刻機系統的實施例的工作原理示意圖。在進行掃描曝光工序時，根據硅片的尺寸，預先在待刻硅片上劃分出若干區域，每個這樣的區域稱為一個場。在曝光每一個場的過程中，首先，掩模承載臺6沿著Y方向向右運動，第一掩模版7a和第二掩模版7b的依次經過投影區，但只有第一掩模版7a被掃描，同時地，硅片臺做與掩模承載臺6的反向運動，沿著Y方向向左運動，此時，第一掩模版7a的圖案刻在硅片上，掩模承載臺6減速反向，同時，冷卻裝置使硅片上的光刻膠急速冷卻，之后，硅片臺減速反向；然后，掩模承載臺6沿著Y方向向左運動，第二掩模版7b、第一掩模版7a依次再經過投影區，此時只有第二掩模版7b被掃描，同時地，硅片臺仍做與掩模承載臺6的反向運動，沿著Y方向向右運動，這次，第二掩模版7b的圖案刻在硅片上，此時完成了一場的掃描曝光，掩模承載臺6減速反向，同時硅片臺步進至下一場，其他的各場的曝光依次循環。