可工位切換的精密定位臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種掩?；蛘吖ぜ_(tái)及其工位切換機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的光刻裝置，主要用于集成電路IC或平板顯示領(lǐng)域以及其它微型器件的制造。通過(guò)光刻裝置，具有不同掩模圖案的多層掩模在精確對(duì)準(zhǔn)下依次成像在涂覆有光刻膠的晶片上，例如半導(dǎo)體晶片或LCD板。光刻裝置大體上分為兩類(lèi)，一類(lèi)是步進(jìn)光刻裝置，掩模圖案一次曝光成像在晶片的一個(gè)曝光區(qū)域，隨后晶片相對(duì)于掩模移動(dòng)，將下一個(gè)曝光區(qū)域移動(dòng)到掩模圖案和投影物鏡下方，再一次將掩模圖案曝光在晶片的另一曝光區(qū)域，重復(fù)這一過(guò)程直到晶片上所有曝光區(qū)域都擁有掩模圖案的像。另一類(lèi)是步進(jìn)掃描光刻裝置，在上述過(guò)程中，掩模圖案不是一次曝光成像，而是通過(guò)投影光場(chǎng)的掃描移動(dòng)成像。在掩模圖案成像過(guò)程中，掩模與晶片同時(shí)相對(duì)于投影系統(tǒng)和投影光束移動(dòng)。在上述的光刻設(shè)備中，需具有相應(yīng)的裝置作為承載對(duì)象和硅片的載體，裝載有承載對(duì)象/硅片的載體產(chǎn)生精確的相互運(yùn)動(dòng)來(lái)滿(mǎn)足光刻需要。上述承載對(duì)象的載體被稱(chēng)之為承載臺(tái)，硅片/基板的載體被稱(chēng)之為承片臺(tái)。
[0003]在步進(jìn)光刻裝置中起非常重要作用的是掩模臺(tái)系統(tǒng)，為承載對(duì)象提供支撐]定位功能。為提高掩模圖形的曝光效率，降低承載對(duì)象的交換次數(shù)，一般都在一塊承載對(duì)象上制作多塊圖形區(qū)進(jìn)行曝光。專(zhuān)利CN1534689A提出一種結(jié)構(gòu)緊湊的六自由度定位臺(tái)，但缺乏工位切換機(jī)構(gòu)。專(zhuān)利CN101303532種提出一種具有工位切換機(jī)構(gòu)的六自由度定位臺(tái)，但該切換機(jī)構(gòu)在切換前后，由于切換機(jī)構(gòu)的定位機(jī)構(gòu)導(dǎo)致承載對(duì)象圖形的垂向位置存在較大偏移，影響曝光焦深和曝光質(zhì)量。
[0004]請(qǐng)參考圖1,其為現(xiàn)有的工位切換功能掩模臺(tái)的示意圖。如圖1所示，掩模臺(tái)結(jié)構(gòu)主要包括單軸調(diào)節(jié)模塊23、底座22、切換機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置31、導(dǎo)軌33、承載臺(tái)34、承載對(duì)象35、氣浮板21、導(dǎo)軌連接塊32。切換機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置31、導(dǎo)軌33、導(dǎo)軌連接塊32、承載臺(tái)34以及承載對(duì)象35組成工位切換機(jī)構(gòu)，工位切換機(jī)構(gòu)固定于氣浮板21上，為承載對(duì)象提供支撐和工位切換。三個(gè)單軸調(diào)節(jié)模塊23固定于底座上，通過(guò)調(diào)節(jié)氣浮板的位置來(lái)調(diào)節(jié)承載對(duì)象圖形區(qū)的水平向位置。現(xiàn)有技術(shù)主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題:
[0005]其一，現(xiàn)有技術(shù)中的切換機(jī)構(gòu)采用直線(xiàn)導(dǎo)軌進(jìn)行導(dǎo)向，導(dǎo)軌的自身的誤差和垂向裝調(diào)誤差直接影響圖形切換時(shí)承載對(duì)象Z向高度變化，導(dǎo)致圖形切換前后承載對(duì)象的Z向高度變化大。
[0006]其二，現(xiàn)有技術(shù)采用兩個(gè)直線(xiàn)導(dǎo)軌和承載臺(tái)之間可能存在垂向耦合，導(dǎo)致兩個(gè)導(dǎo)軌裝配困難。
[0007]其三，現(xiàn)有的技術(shù)掩模臺(tái)垂向?qū)哟味?，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要的垂向空間大。
[0008]此外，現(xiàn)有的技術(shù)為了使圖形切換前后承載對(duì)象的Z向高度變化滿(mǎn)足精度需求往往掩模臺(tái)的裝調(diào)提出了較高的要求，加大了裝調(diào)難度。。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種垂向?qū)哟屋^少、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，不需要太多垂向空間的掩模臺(tái)。
[0010]為了解決這一技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種可工位切換的精密定位掩模臺(tái)，包括工位切換裝置，所述工位切換裝置包括承載臺(tái)、在所述承載臺(tái)之上的活動(dòng)夾緊定位裝置和固定輔助夾緊定位裝置，用于實(shí)現(xiàn)承載對(duì)象在工位切換時(shí)的精確定位。
[0011]所述活動(dòng)夾緊定位裝置包括:工位來(lái)回切換驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)。
[0012]所述固定輔助夾緊定位裝置包括:若干工位限位銷(xiāo)和限位滾筒。
[0013]所述工位來(lái)回驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，至少為2個(gè)，一個(gè)相對(duì)承載對(duì)象位于X正方向上，另一個(gè)相對(duì)掩膜版位于X負(fù)方向上。
[0014]所述若干限位銷(xiāo)設(shè)在所述承載對(duì)象的移動(dòng)行程的兩端，且所述若干限位銷(xiāo)的位置與所述承載對(duì)象的工位相匹配。
[0015]所述限位滾筒為凸輪隨動(dòng)器，所述凸輪隨動(dòng)器的位置相對(duì)所述承載臺(tái)固定，且包括一個(gè)沿自身軸向旋轉(zhuǎn)的滾子，所述滾子的旋轉(zhuǎn)軸向垂直于所述承載臺(tái)，所述滾子與所述承載對(duì)象相切。
[0016]所述工位來(lái)回切換驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)分別通過(guò)設(shè)其末端的緩沖塊與所述承載對(duì)象接觸，所述緩沖塊的材料硬度比所述承載對(duì)象小。
[0017]所述承載臺(tái)與所述承載對(duì)象之間設(shè)有氣浮軸承，所述氣浮軸承用于抽真空使得所述承載對(duì)象吸附在所述承載臺(tái)上，當(dāng)所述承載對(duì)象相對(duì)所述承載臺(tái)移動(dòng)時(shí)，所述氣浮軸承內(nèi)可用于充正壓為所述承載臺(tái)與所述承載對(duì)象之間提供無(wú)摩擦的氣浮支撐。
[0018]所述氣浮軸承包括正壓區(qū)域與真空區(qū)域，所述正壓區(qū)域可用于充正壓為所述承載臺(tái)與所述承載對(duì)象之間提供無(wú)摩擦的氣浮支撐，所述真空區(qū)域用以抽真空使得所述承載對(duì)象吸附在承載臺(tái)上。
[0019]所述氣浮軸承包括若干氣浮區(qū)域，每個(gè)所述氣浮區(qū)域包括一個(gè)正壓區(qū)域環(huán)與一個(gè)真空區(qū)域環(huán)，每個(gè)所述氣浮區(qū)域的正壓區(qū)域與所述真空區(qū)域相鄰設(shè)置。
[0020]所述氣浮軸承包括若干氣浮區(qū)域，每個(gè)所述氣浮區(qū)域包括一個(gè)正壓區(qū)域環(huán)與一個(gè)真空區(qū)域環(huán)，每個(gè)所述氣浮區(qū)域的正壓區(qū)域環(huán)設(shè)在所述真空區(qū)域的外側(cè)。
[0021]所述正壓區(qū)域環(huán)與一個(gè)正壓控制閥連接，所述真空區(qū)域環(huán)與一個(gè)真空控制閥連接，所述真空控制閥用于對(duì)所述真空區(qū)域環(huán)進(jìn)行抽真空，當(dāng)所述承載對(duì)象相對(duì)所述承載臺(tái)移動(dòng)時(shí)，所述正壓控制閥打開(kāi)對(duì)所述正壓區(qū)域環(huán)進(jìn)行充正壓；當(dāng)所述承載對(duì)象完成相對(duì)于所述承載臺(tái)的移動(dòng)后，所述正壓控制閥關(guān)閉。
[0022]所述氣浮軸承固定設(shè)置在所述承載臺(tái)上。
[0023]所述可工位切換的精密定位掩膜臺(tái)還包括底座、水平向微動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和本發(fā)明提供的掩模臺(tái)的工位切換機(jī)構(gòu)，所述工位切換機(jī)構(gòu)設(shè)在所述底座上，且通過(guò)所述水平向微動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)所述工位切換機(jī)構(gòu)沿所述底座表面的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)位置，所述水平向微動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述底座固定連接，所述底座設(shè)在所述垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，且通過(guò)所述垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)所述底座的位置與傾斜度。
[0024]所述工位切換機(jī)構(gòu)通過(guò)所述承載臺(tái)與所述底座接觸，所述承載臺(tái)與所述底座之間設(shè)有氣浮軸承，當(dāng)所述承載臺(tái)相對(duì)所述底座移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述氣浮軸承內(nèi)可用于充正壓為所述承載臺(tái)與所述底座之間提供無(wú)摩擦的氣浮支撐；當(dāng)所述承載臺(tái)完成相對(duì)于所述底座的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)后，所述氣浮軸承用于抽真空使得所述承載臺(tái)吸附在所述底座上。
[0025]所述承載臺(tái)與所述底座之間的氣浮軸承固定設(shè)置在承載臺(tái)上或所述底座上。
[0026]所述承載對(duì)象是掩模版、硅片或者晶圓基底。
[0027]本發(fā)明利用活動(dòng)夾緊定位裝置和固定輔助夾緊定位裝置驅(qū)動(dòng)和夾緊承載對(duì)象，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了承載對(duì)象的移動(dòng)，與現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)承載臺(tái)的移動(dòng)來(lái)帶動(dòng)承載對(duì)象的移動(dòng)相比，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，節(jié)約了垂向空間，同時(shí)，本發(fā)明同時(shí)實(shí)現(xiàn)了定位和導(dǎo)向的功能，能夠保證承載對(duì)象的移動(dòng)是在所需的工位間進(jìn)行的。提供了一種垂向?qū)哟屋^少、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，不需要太多垂向空間的掩模臺(tái)。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的掩模臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為適用本發(fā)明的一實(shí)施例提供的掩模臺(tái)及其工位切換機(jī)構(gòu)的光刻機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的掩模臺(tái)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例提供的掩模臺(tái)的A-A’剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例提供的工位切換機(jī)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖6為本發(fā)明一實(shí)施例提供的承載臺(tái)與承載對(duì)象之間的氣浮軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖7為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的承載臺(tái)與承載對(duì)象之間的氣浮軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖8為采用本發(fā)明一實(shí)施例中進(jìn)行承載對(duì)象工位切換的