專利名稱：一種具有多掩模的光刻機(jī)硅片臺系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻機(jī)硅片臺雙臺交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用于半導(dǎo)體光刻機(jī)中，屬
于半導(dǎo)體制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在集成電路芯片的生產(chǎn)過程中，芯片的設(shè)計圖形在硅片表面光刻膠上的曝光轉(zhuǎn)印 (光刻)是其中最重要的工序之一，該工序所用的設(shè)備稱為光刻機(jī)(曝光機(jī))。光刻機(jī)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(chǎn)率。而作為光刻 機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)的硅片超精密運動定位系統(tǒng)(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(jī)的分辨率和曝光效率。 步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)基本原理如圖l所示。來自光源45的深紫外光透過掩模 版47、透鏡系統(tǒng)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(jī)是在掩模臺上只設(shè)有一塊掩模版，曝光結(jié)束后換裝其他掩模版，采 用一臺光刻機(jī)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(zhǔn)一次；而 采用兩臺光刻機(jī)同時工作，就會大幅增加生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種具有多掩模的光刻機(jī)硅片臺系 統(tǒng)，以節(jié)省更換下一塊掩模版后重新對準(zhǔn)的時間和在曝光過程中一次步進(jìn)的時間，降低成 本，進(jìn)而提高光刻機(jī)的曝光效率。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 —種具有多掩模的光刻機(jī)硅片臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有基臺，至少一個硅片臺，一組光 學(xué)透鏡和掩模臺系統(tǒng)，其特征在于所述的掩模臺系統(tǒng)包括掩模臺基座5、掩模運動臺6和 掩模承載臺7，所述的掩模臺基座5的長邊為Y方向，短邊為X方向，掩模運動臺6在掩模臺 基座5上沿Y方向作直線運動，掩模承載臺7在掩模運動臺6上沿X方向作直線運動；在所 述的掩模承載臺上沿X方向至少設(shè)置兩個掩模版安裝槽，每個掩模版安裝槽內(nèi)放置一個掩 模版。 所述技術(shù)方案中，所述的掩模運動臺6在掩模臺基座5上沿Y方向作直線運動采 用氣浮導(dǎo)軌和直線電機(jī)做導(dǎo)向驅(qū)動，或采用直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠和伺服電機(jī)做導(dǎo)向驅(qū)動；掩 模承載臺7在掩模運動臺6上沿X方向作直線運動采用氣浮導(dǎo)軌和直線電機(jī)做導(dǎo)向驅(qū)動， 或采用直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠和伺服電機(jī)做導(dǎo)向驅(qū)動。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出性的優(yōu)點與使用一臺光刻機(jī)相比，可省 去一次更換掩模后次對準(zhǔn)的時間，此外，在曝光過程中還節(jié)省了一次步進(jìn)的時間，降低了成 本，進(jìn)而提高光刻機(jī)的曝光效率。


圖1為現(xiàn)有光刻機(jī)工作原理示意圖。 圖2為本發(fā)明采用雙掩模的光刻機(jī)系統(tǒng)的實施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖。 圖3為本發(fā)明采用雙掩模的光刻機(jī)系統(tǒng)的實施例的工作原理示意圖。
圖中l(wèi)-基臺；2-預(yù)處理硅片臺；3-曝光硅片臺；4_透鏡；5_掩模臺基座；6_掩模
運動臺；7-掩模承載臺；8a-第一掩模版；8b-第二掩模版；
具體實施例方式
本發(fā)明提供的一種具有多掩模的光刻機(jī)硅片臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有基臺l，至少一個 硅片臺， 一組光學(xué)透鏡4和掩模臺系統(tǒng)，所述的掩模臺系統(tǒng)包括掩模臺基座5、掩模運動臺6 和掩模承載臺7，所述的掩模臺基座5的長邊為Y方向，短邊為X方向；掩模運動臺6在掩 模臺基座5上沿Y方向作直線運動，掩模承載臺7在掩模運動臺6上沿X方向作直線運動； 在所述的掩模承載臺上沿X方向至少設(shè)置兩個掩模版安裝槽，每個掩模版安裝槽內(nèi)放置一 個掩模版。 所述的掩模運動臺6在掩模臺基座5上沿Y方向作直線運動采用氣浮導(dǎo)軌和直線 電機(jī)做導(dǎo)向驅(qū)動，或采用直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠和伺服電機(jī)做導(dǎo)向驅(qū)動；掩模承載臺7在掩模 運動臺6上沿X方向作直線運動采用氣浮導(dǎo)軌和直線電機(jī)做導(dǎo)向驅(qū)動，或采用直線導(dǎo)軌、滾 珠絲杠和伺服電機(jī)做導(dǎo)向驅(qū)動。 圖2為本發(fā)明采用雙掩模的光刻機(jī)雙臺交換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。該系統(tǒng)含有 基臺l，一個預(yù)處理硅片臺2和一個曝光硅片臺3，一組光學(xué)透鏡4兩硅片臺在基臺1上表 面分別做預(yù)處理和曝光運動，在基臺1的上方設(shè)有一個掩模臺系統(tǒng)，該掩模臺系統(tǒng)包括一 個掩模臺基座5、一個掩模運動臺6、一個掩模承載臺7、第一掩模版8a和第二掩模版8b;該 掩模臺系統(tǒng)的運動為兩自由度運動，設(shè)沿掩模臺基座5長邊為Y方向，短邊為X方向；掩模 臺基座5與掩模運動臺6正交層疊放置，掩模運動臺6與掩模承載臺7正交層疊放置；掩模 承載臺7上沿X方向布置兩個掩模版安裝槽，第一掩模版8a和第二掩模版8b依次安裝在 掩模版安裝槽內(nèi)。通過氣浮導(dǎo)軌和直線電機(jī)的導(dǎo)向驅(qū)動，使掩模運動臺6在掩模臺基座5 上沿Y方向作直線運動，掩模承載臺7在掩模運動臺6上沿X方向作直線運動。
圖3為本發(fā)明采用雙掩模的光刻機(jī)系統(tǒng)的實施例的工作原理示意圖。在進(jìn)行掃描 曝光工序時，根據(jù)硅片的尺寸，預(yù)先在待刻硅片上劃分出若干區(qū)域，每個這樣的區(qū)域稱為一 個場。在曝光每一個場的過程中，首先，掩模運動臺6沿著Y方向向右運動，第一掩模版8a 和第二掩模版8b同時到達(dá)投影區(qū)，掩模承載臺7沿X方向運動使第一掩模版8a位于投影 區(qū)，首先第一掩模版8a被掃描，同時曝光硅片臺3做與掩模運動臺6的反向運動，沿著Y方 向向左運動，此時，第一掩模版8a的圖案刻在待刻硅片上，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，曝光硅片臺3減速反向；然后，掩模運動臺6沿著 Y方向向左運動，掩模承載臺7沿X方向運動使第二掩模版8b位于投影區(qū)，此時第二掩模版 8b被掃描，同時地，曝光硅片臺3仍做與掩模承載臺6的反向運動，沿著Y方向向右運動，此 時第二掩模版8b的圖案刻在硅片上，至此完成了一個場一層圖形的掃描曝光，掩模運動臺 6減速反向，兩塊掩模版都掃描完成后，曝光硅片臺3步進(jìn)至下一場繼續(xù)曝光，依次循環(huán)。
權(quán)利要求
一種具有多掩模的光刻機(jī)硅片臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有基臺(1)，至少一個硅片臺，一組光學(xué)透鏡(4)和掩模臺系統(tǒng)，其特征在于所述的掩模臺系統(tǒng)包括掩模臺基座(5)、掩模運動臺(6)和掩模承載臺(7)，所述的掩模臺基座(5)的長邊為Y方向，短邊為X方向，掩模運動臺(6)在掩模臺基座(5)上沿Y方向作直線運動，掩模承載臺(7)在掩模運動臺(6)上沿X方向作直線運動；在所述的掩模承載臺上沿X方向至少設(shè)置兩個掩模版安裝槽，每個掩模版安裝槽內(nèi)放置一個掩模版。
2. 按照權(quán)利要求1所述的一種具有多掩模的光刻機(jī)硅片臺系統(tǒng)，其特征在于所述的掩模運動臺(6)在掩模臺基座(5)上沿Y方向作直線運動采用氣浮導(dǎo)軌和直線電機(jī)做導(dǎo)向驅(qū)動，或采用直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠和伺服電機(jī)做導(dǎo)向驅(qū)動；掩模承載臺(7)在掩模運動臺(6)上沿X方向作直線運動采用氣浮導(dǎo)軌和直線電機(jī)做導(dǎo)向驅(qū)動，或采用直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠和伺服電機(jī)做導(dǎo)向驅(qū)動。
全文摘要
一種具有多掩模的光刻機(jī)硅片臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有基臺，至少一個硅片臺，一組光學(xué)透鏡和掩模臺系統(tǒng)。掩模臺系統(tǒng)包括掩模臺基座、掩模運動臺和掩模承載臺，所述的掩模臺基座的長邊為Y方向，短邊為X方向；掩模運動臺在掩模臺基座上沿Y方向作直線運動，掩模承載臺在掩模運動臺上沿X方向作直線運動；在所述的掩模承載臺上沿X方向至少設(shè)置兩個掩模版安裝槽和兩個掩模版，每個掩模版安裝槽內(nèi)放置一個掩模版。本發(fā)明對現(xiàn)有光刻機(jī)掩模臺系統(tǒng)改進(jìn)后，更換掩模后可以減少一次對準(zhǔn)的時間，此外，在曝光過程中還節(jié)省了一次步進(jìn)的時間，降低了成本，進(jìn)而提高了光刻機(jī)的曝光效率。
文檔編號G03F7/20GK101694561SQ20091017295
公開日2010年4月14日 申請日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者尹文生, 張鳴, 徐登峰, 朱煜, 段廣洪, 汪勁松, 田麗, 胡金春, 許巖 申請人:清華大學(xué);