專利名稱：掩模版定位機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種掩模版定位機(jī)構(gòu)，特別涉及一種光刻技術(shù)中的掩模版定位 機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近代半導(dǎo)體科技發(fā)展迅速，其中光學(xué)光刻技術(shù)扮演了重要的角色。光學(xué)光 刻技術(shù)在半導(dǎo)體的應(yīng)用上，是將設(shè)計好的線路制作成具有特定形狀可透光的掩 模，利用曝光原理，使光源通過掩模投影至硅晶片上，可曝光顯示特定的圖案。
光刻設(shè)備已經(jīng)能夠在晶片上形成越來越小的圖形，而在光刻設(shè)備中，掩模 版定位機(jī)構(gòu)則是對光刻過程中掩模版操作的重要裝置。在超大規(guī)模集成電路光 學(xué)光刻中，決定微細(xì)圖形最細(xì)線寬的主要因素是光刻設(shè)備的光刻工作分辨力， 而掩模版和硅片的同步掃描運(yùn)動是影響光刻分辨力的關(guān)鍵因素之一。隨著大規(guī) 模集成電路器件集成度的提高，光刻機(jī)工作分辨力和產(chǎn)率要求愈來愈高，即要 求光刻機(jī)承版臺和承片臺的同步運(yùn)動精度和步進(jìn)掃描速度也愈來愈高。掩模版 或硅片有任何微小位移，都會直接影響光刻機(jī)的特征線寬和套刻精度。
現(xiàn)有的設(shè)備在對掩模版進(jìn)行機(jī)械、光學(xué)預(yù)對準(zhǔn)后，采用真空吸附的方式將 其定位在承版臺上，隨之進(jìn)行掩模版、硅片和物鏡三者的精對準(zhǔn)。但在承版臺 工作過程中，應(yīng)避免掩模版任何微小位置的偏移，以及可能產(chǎn)生的因真空意外 丟失而導(dǎo)致掩模版飛出的情況。
現(xiàn)有方案針對意外情況，在掩模版四周設(shè)計有緩沖條進(jìn)行保護(hù)，但緩沖條 與掩模版邊角仍有一定距離，只能防止意外情況下掩模版的大幅偏移或飛出， 不能保證其仍處于正確的位置，這時需要更換掩模版或?qū)ζ溥M(jìn)行重新預(yù)對準(zhǔn)定 位。
有鑒于此，如何提供一種掩模版定位機(jī)構(gòu)，來減少上述弊端已成為業(yè)界亟 待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種掩模版定位機(jī)構(gòu)，能夠牢固、可靠 的將掩模版定位，能夠防止微小位移。
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種掩模版定位機(jī)構(gòu)，即使發(fā)生例如真 空意外丟失的情況，也不需要對掩模版進(jìn)行重新定位。
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種掩模版定位機(jī)構(gòu)，能夠?qū)ρ谀０孢M(jìn) 行有效保護(hù)，防止產(chǎn)生損傷或其他影響。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種掩模版定位機(jī)構(gòu)，其包括基座、 驅(qū)動模塊及擺臂，其中所述驅(qū)動模塊驅(qū)動所述擺臂在一定角度內(nèi)進(jìn)行擺動，使
得所述擺臂前端能夠頂靠在所述掩模版的邊緣；將多個所述掩模版定位機(jī)構(gòu)設(shè) 置在掩模版周邊并聯(lián)合運(yùn)動，以夾持所述掩模版并限制其X、 Y、 RZ向的自由 度。
所述驅(qū)動模塊包括驅(qū)動定位單元和鎖定緩沖單元；所述驅(qū)動定位單元包括 動力機(jī)構(gòu)、復(fù)位機(jī)構(gòu)及滑動副，其中動力機(jī)構(gòu)固定于所述基座上，以推動所述 擺臂；所述復(fù)位機(jī)構(gòu)固定于基座與擺臂之間，對所述擺臂起彈性復(fù)位作用，例 如所述復(fù)位機(jī)構(gòu)可以選用拉簧；所述滑動副包括設(shè)置在所述基座上的導(dǎo)軌和能 夠在該導(dǎo)軌上滑移的滑塊；所述鎖定緩沖單元與所述滑塊關(guān)聯(lián)，能夠與所述滑 塊鎖定及對滑塊的運(yùn)動起到緩沖作用。
所述動力機(jī)構(gòu)含一氣缸，且具有活塞推桿，所迷活塞推桿前端部與所述擺 臂中部的對應(yīng)位置接觸。所述氣缸通過氣缸安裝金屬件固定在所述基座上；所 述氣缸具有通入該氣缸內(nèi)部的壓縮空氣氣管，且所述活塞推桿端部具有緩沖套。
所述滑動副還包括主體部分被固定在所述滑塊異形側(cè)面，巻曲的端部與所 述擺臂側(cè)面接觸的彈片；以及設(shè)置在所述導(dǎo)軌兩端的限位擋塊，其中所述限位 擋塊端部具有緩沖橡膠塊。
所述鎖定緩沖單元具有磁鐵架、磁鐵、鐵塊、真空氣缸、真空氣缸支架及 通入所述真空氣缸內(nèi)部的真空氣管，其中所述磁鐵架固定在所述基座上，所述 磁鐵固定在所述磁鐵架上；所述鐵塊固定在真空氣缸前端；所述真空氣缸支架 固定在所述基座上，而所述真空氣缸定位在所述真空氣缸支架下方，所述真空 氣缸能夠在所述真空氣缸支架的導(dǎo)向下作微幅水平移動。所述基座上具有安裝孔，所述擺臂前端呈"L"型或鉤狀。 此外，還可采用四個所述掩模版定位機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在所述掩模版四個角的 邊緣附近。
本發(fā)明的掩模版定位機(jī)構(gòu)，是通過所述驅(qū)動模塊驅(qū)動所述擺臂，使得擺臂前 端能夠頂靠在所述掩模板的邊緣，而將多個所述掩模板定位機(jī)構(gòu)設(shè)置在掩模板 周邊并聯(lián)合運(yùn)動，從而夾持所述掩模板并限制其X/Y/RZ向的自由度。能夠防止 其有任何微小位移，同時避免在真空意外丟失情況下掩模版飛出；如果發(fā)生意 外，也不需要更換掩模版或?qū)ζ溥M(jìn)行重復(fù)預(yù)對準(zhǔn)。其中，所述驅(qū)動模塊具有鎖 定緩沖單元，從而能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動一鎖定一緩沖一復(fù)位的功能，最大限度的保護(hù) 掩模版，不會對其產(chǎn)生任何損傷或影響。


圖1為本發(fā)明的掩模版定位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明掩模版定位機(jī)構(gòu)的原理圖。
圖3為本發(fā)明掩模板定位機(jī)構(gòu)的鎖定緩沖單元的具體結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本發(fā)明掩模版定位機(jī)構(gòu)的工作位置與分布。
具體實(shí)施例方式
以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說 明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明也可通過其他 不同的具體實(shí)例加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與 應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。
本發(fā)明中所述掩模版定位機(jī)構(gòu)，可以應(yīng)用在光刻設(shè)備中，對掩模版進(jìn)行定位 操作。
圖1為本發(fā)明的掩模版定位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述掩模版定位 機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動模塊及擺臂101，其中驅(qū)動模塊包括基座118、拉簧108、氣缸 110、滑動副及鎖定緩沖單元，其中，所述滑動副包括設(shè)置在所述基座118上的 導(dǎo)軌104和能夠在該導(dǎo)軌104上滑移的滑塊105;所述擺臂101前端通過一固定 機(jī)構(gòu)102a定位在所述基座118上，所述擺臂101能夠以所述固定機(jī)構(gòu)102a為旋轉(zhuǎn)中心作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；所述擺臂101后端通過連接機(jī)構(gòu)102b連接在所述滑塊105 上，所述滑塊105可以通過連接機(jī)構(gòu)102b在所述擺臂101后端的梯形槽的導(dǎo)引 下左右運(yùn)動；所述拉簧108 —端固定在所述基座118上，另一端固定在所述擺 臂101中部，對所述擺臂101起彈性復(fù)位作用。
在本實(shí)施例中，所述固定機(jī)構(gòu)102a和連接機(jī)構(gòu)102b都是開槽盤頭螺釘；所 述氣缸110固定在所述基座118上，氣缸110內(nèi)部具有活塞推桿111,其中活塞 推桿111端部能夠與所述擺臂101上固定機(jī)構(gòu)102與擺臂101中部的對應(yīng)位置 接觸，以推動所述擺臂101;所述鎖定緩沖單元與所述滑塊105關(guān)聯(lián)，能夠與所 述滑塊105鎖定及對滑塊105的運(yùn)動起到緩沖作用?；善?03的主體部分被固 定在滑塊105異形側(cè)面，巻曲的端部與擺臂101側(cè)面接觸?；瑝K105和導(dǎo)軌104 組成滑動副，所述滑動副還包括左邊的限位擋塊106a和右邊的限位擋塊106b， 其中限位擋塊106b側(cè)面粘貼有緩沖橡膠塊107。固定在基座118上的氣缸安裝 金屬件109上安裝有氣缸110，活塞推桿111 一部分露出氣缸110,其端部用緩 沖套112包覆，與擺臂101中部下側(cè)接觸。所述鎖定緩沖單元具有磁鐵架113、 磁鐵114、鐵塊115、真空氣缸116、真空氣缸支架117、及通入所述真空氣缸 116內(nèi)部的真空氣管121，其中所述磁鐵架113固定在所述基座118上，所述磁 鐵114固定在所述i茲4失架113上；所述鐵塊115固定在真空氣缸116前端；所述 真空氣缸支架117固定在所述基座118上，而所述真空氣缸116定位在所述真空 氣缸支架117下方，所述真空氣缸能夠在真空氣缸支架117的導(dǎo)向下作」微幅水 平移動。所述基座上具有安裝孔119，用于將掩模版定位機(jī)構(gòu)固定于其他工件上。 壓縮空氣氣管120用于向氣缸109中通入壓縮空氣，真空氣管121用于連接真 空氣缸116和外部真空泵。
如圖2為本發(fā)明的掩模版定位機(jī)構(gòu)的原理圖。當(dāng)整個掩模版定位機(jī)構(gòu)工作 時，氣缸208驅(qū)動活塞推桿209推動擺臂201,擺臂201以固定螺釘202a處為 旋轉(zhuǎn)中心，擺臂201順時針運(yùn)動，待作用對象213放置于正確位置后，頂住作 用對象213。擺臂末端211通過連接螺釘202b與滑塊204連接，滑塊204帶動 擺臂末端212在軸承導(dǎo)軌205上滑動，到達(dá)最終位置后由鎖定緩沖器單元206 鎖定。彈簧207—端固定在固定螺釘203上， 一端連接于擺臂中部211。當(dāng)整個 掩模版定位機(jī)構(gòu)停止工作時，氣缸208使活塞推桿209縮回，擺臂201在彈簧207作用下，沿固定螺釘202a逆時針旋轉(zhuǎn)，待作用對象213被取走后，擺臂前 端210回復(fù)到初始位置。由于鎖定緩沖單元206的緩沖作用，滑塊204的回復(fù) 運(yùn)動較慢，從而擺臂前端210運(yùn)動較慢，整個回復(fù)過程在緩沖中進(jìn)行，不會對 作用對象213造成任何影響。圖2中氣缸208和活塞推桿209的組合驅(qū)動形式 也可以替換成波紋管和直線導(dǎo)向等其他類似裝置組合驅(qū)動，主要作用是驅(qū)動擺 臂201。
如圖3為本發(fā)明掩模板定位機(jī)構(gòu)的鎖定緩沖單元的具體結(jié)構(gòu)圖。非工作狀態(tài) 下，磁鐵114和鐵塊115吸合在一起，真空氣缸116和真空氣缸支架117間形成 間隙306。當(dāng)擺臂101頂住掩模版后，真空口 301中通入真空，真空從真空口 303中輸出，由于真空氣缸305側(cè)面與滑塊105接觸，故在真空氣缸305側(cè)面和 滑塊105之間形成負(fù)壓區(qū)302,滑塊105被鎖定在既定位置，這就是鎖定緩沖單 元的鎖定作用。當(dāng)取放版機(jī)械手將要取走掩模版時，如上述情況，活塞桿111 縮回，擺臂101在拉簧108作用下有逆時針旋轉(zhuǎn)的趨向，擺臂101尾部亦有向 右滑動的趨向。在逆時針力矩的作用下，真空氣缸116左端的鐵塊115和磁鐵 114脫離，真空氣缸116向右運(yùn)動導(dǎo)致間隙306距離的消失，此時擺臂101前端 有微小位移，該位移過程配合取放版機(jī)械手取走掩模版的過程，對掩模版不會 有碰撞損傷，起到了緩沖作用。待取放版機(jī)械手將掩模版抓離掩模版吸附裝置 時，真空氣源停止對真空口 301提供真空，此時負(fù)壓區(qū)302消失，鎖定緩沖單 元對滑塊105的鎖定作用不復(fù)存在，擺臂101快速回復(fù)到原位。
圖4為本發(fā)明掩才莫版定位機(jī)構(gòu)的工作位置與分布。完成預(yù)對準(zhǔn)后，取放版機(jī) 械手將掩模版403放置到正確位置后由掩模版真空吸附條402吸附的同時，呈 四角分布的掩模版定位機(jī)構(gòu)401開始工作，對掩模版403的水平定位進(jìn)行限位 和保護(hù)，可以限制掩模版403在X/Y/RZ方向的自由度，防止其移位或偏轉(zhuǎn)。在 非工作狀態(tài)下，掩模版定位機(jī)構(gòu)401擺臂101頂端在X向間距5(K200mm內(nèi)， Y向間距140 200mm內(nèi)。
綜上所述，本發(fā)明的掩模版定位機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動模塊及擺臂，通過所述驅(qū)動 模塊驅(qū)動所述擺臂在一定角度內(nèi)擺動，使得擺臂前端能夠頂靠在所述掩模版的 邊緣，將多個所述掩模版定位機(jī)構(gòu)設(shè)置在掩模版周邊并聯(lián)合運(yùn)動，從而夾持所 述掩模版并限制其XA7RZ向的自由度。本發(fā)明的掩模版定位機(jī)構(gòu)能夠防止其有任何微小位移，同時避免在真空意外丟失情況下掩模版飛出；如果發(fā)生意外， 也不需要更換掩模版或?qū)ζ溥M(jìn)行重復(fù)預(yù)對準(zhǔn)的再定位。其中所述驅(qū)動模塊具有 鎖定緩沖單元，從而能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動一鎖定一緩沖一復(fù)位的功能，最大限度的保 護(hù)掩模版，不會對其產(chǎn)生任何損傷或影響
上述實(shí)施例僅為例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。 任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行 修飾與變化。因此,本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)以權(quán)利要求書的范圍為依據(jù)。
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權(quán)利要求
1、一種掩模版定位機(jī)構(gòu)，其特征在于包括基座、驅(qū)動模塊及擺臂，其中所述驅(qū)動模塊驅(qū)動所述擺臂在一定角度內(nèi)進(jìn)行擺動，使得所述擺臂前端能夠頂靠在所述掩模版的邊緣；將多個所述掩模版定位機(jī)構(gòu)設(shè)置在掩模版周邊并聯(lián)合運(yùn)動，以夾持所述掩模版并限制其X、Y、RZ向的自由度。
2、 如權(quán)利要求l所述的掩模版定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動模塊包括 驅(qū)動定位單元和鎖定緩沖單元；所述驅(qū)動定位單元包括動力機(jī)構(gòu)、復(fù)位機(jī)構(gòu)及 滑動副，其中動力機(jī)構(gòu)固定于所述基座上，以推動所述擺臂；所述復(fù)位機(jī)構(gòu)固 定于基座與擺臂之間，對所述擺臂起彈性復(fù)位作用；所述滑動副包括設(shè)置在所 述基座上的導(dǎo)軌和能夠在該導(dǎo)軌上滑移的滑塊；所述鎖定緩沖單元與所述滑塊 關(guān)聯(lián)，能夠與所述滑塊鎖定及對滑塊的運(yùn)動起到緩沖作用。
3、 如權(quán)利要求2所述的掩模版定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述動力機(jī)構(gòu)含一 氣釭，且具有活塞推桿，所述活塞推桿前端部與所迷擺臂中部的對應(yīng)位置接觸。
4、 如權(quán)利要求3所述的掩模版定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述氣缸通過氣缸 安裝金屬件固定在所述基座上。
5、 如權(quán)利要求3所述的掩模版定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述氣缸具有通入 該氣缸內(nèi)部的壓縮空氣氣管，且所述活塞推桿端部具有緩沖套。
6、 如權(quán)利要求2所述的掩模版定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述復(fù)位機(jī)構(gòu)為一 拉簧。
7、 如權(quán)利要求2所述的掩模版定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述滑動副還包括 主體部分被固定在所述滑塊異形側(cè)面，巻曲的端部與所述擺臂側(cè)面接觸的彈片； 以及設(shè)置在所述導(dǎo)軌兩端的限位擋塊，其中所述限位擋塊端部具有緩沖橡膠塊。
8、 如權(quán)利要求2所述的掩^^版定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述鎖定緩沖單元 具有磁鐵架、磁鐵、鐵塊、真空氣缸、真空氣缸支架及通入所述真空氣缸內(nèi)部 的真空氣管，其中所述磁鐵架固定在所述基座上，所述磁鐵固定在所述磁鐵架 上；所述鐵塊固定在真空氣缸前端；所述真空氣缸支架固定在所述基座上，而 所述真空氣缸定位在所述真空氣缸支架下方，所述真空氣缸能夠在所述真空氣 缸支架的導(dǎo)向下作微幅水平移動。
9、 如權(quán)利要求l所述的掩模版定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述基座上具有安裝孔。
10、 如權(quán)利要求l所述的掩模版定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述擺臂前端呈"L"型或鉤狀。
11、 如權(quán)利要求l所述的掩模版定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，四個所述掩模版定位機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在所述掩才莫版四個角的邊緣附近。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種掩模版定位保護(hù)機(jī)構(gòu)，通過驅(qū)動模塊驅(qū)動擺臂，使擺臂前端能夠頂靠在掩模版的邊緣，將多個掩模版定位機(jī)構(gòu)設(shè)置在掩模版周邊并聯(lián)合運(yùn)動，從而夾持所述掩模版并限制其X/Y/RZ向的自由度。該掩模版定位保護(hù)機(jī)構(gòu)能夠防止任何微小的位移，同時避免在真空意外丟失情況下掩模版飛出；如果發(fā)生意外，也不需要更換掩模版或?qū)ζ溥M(jìn)行重復(fù)預(yù)對準(zhǔn)。其中，所述驅(qū)動模塊具有鎖定緩沖單元，從而能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動—鎖定—緩沖—復(fù)位的功能，最大限度的保護(hù)掩模版，不會對其產(chǎn)生任何損傷或影響。
文檔編號G03F7/20GK101493657SQ20091004683
公開日2009年7月29日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者潔 方, 鄭椰琴, 齊寧寧, 齊芊楓 申請人:上海微電子裝備有限公司;上海微高精密機(jī)械工程有限公司