專利名稱：一種多掩模的光刻機硅片臺系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種光刻機硅片臺雙臺交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)應用于半導體光刻機中，屬
于半導體制造設備技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
在集成電路芯片的生產(chǎn)過程中，芯片的設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(chǎn)率。而作為光刻 機關鍵系統(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的分辨率和曝光效率。 步進掃描投影光刻機基本原理如圖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，目前的光刻機是在掩模臺上只設有一塊掩模版，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(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硅片臺系 統(tǒng)，以節(jié)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(fā)明的技術(shù)方案一如下 —種多掩模的光刻機硅片臺系統(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(nèi)放 置一個掩模版。 上述技術(shù)方案所述的一種多掩模的光刻機硅片臺系統(tǒng)，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(qū)動，或采用 直線導軌、滾珠絲杠和伺服電機做導向驅(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(jié)省一次對準的時間，總體上，提高了工作效率。


圖1為現(xiàn)有光刻機工作原理示意圖。
圖2為本發(fā)明采用雙掩模的光刻機系統(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系統(tǒng)的實施例的工作原理示意圖。
圖中l(wèi)-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。
具體實施例方式
本發(fā)明提供的一種多掩模的光刻機硅片臺系統(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(nèi)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(qū)動，或采用直線導軌、滾珠絲杠和伺服電 機做導向驅(qū)動。 圖2為本發(fā)明采用雙掩模的光刻機系統(tǒng)的實施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖。該系統(tǒng)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(tǒng)，該掩模臺系 統(tǒng)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(nèi)；該掩模臺系統(tǒng)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(qū)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(fā)明采用雙掩模的光刻機系統(tǒng)的實施例的工作原理示意圖。在進行掃描 曝光工序時，根據(jù)硅片的尺寸，預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(jīng)過投影區(qū)，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(jīng)過投影 區(qū)，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(huán)。
權(quán)利要求
一種多掩模的光刻機硅片臺系統(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)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，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所述的一種多掩模的光刻機硅片臺系統(tǒng)，其特征在于所述的掩模 承載臺(6)在掩模臺基座(5)上沿Y方向作直線運動采用氣浮導軌和直線電機做導向驅(qū) 動，或采用直線導軌、滾珠絲杠和伺服電機做導向驅(qū)動。
全文摘要
一種多掩模的光刻機硅片臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有基臺，至少一個硅片臺，一組光學透鏡和掩模臺系統(tǒng)。所述的掩模臺系統(tǒng)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(nèi)放置一個掩模版。本發(fā)明避免了現(xiàn)有光刻機技術(shù)的不足，在更換掩模版后需要再次對準的高精度要求等缺陷，只是在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上延長了掩模臺導軌行程，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜程度并無太大變化，與使用一臺現(xiàn)有的光刻機相比，使整個光刻效率有一定的提高。
文檔編號G03F7/20GK101694562SQ20091017295
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;