專(zhuān)利名稱(chēng):掩模版的固定裝置及其固定方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及ー種固定裝置,且特別涉及ー種掩模版的固定裝置,掩膜版的固定方法也ー并涉及。
背景技術(shù):
光刻設(shè)備是一種將掩模圖案曝光成像到硅片上的設(shè)備。已知的光刻設(shè)備包括步進(jìn)重復(fù)式和步進(jìn)掃描式。在上述的光刻設(shè)備中,需具有相應(yīng)的裝置作為掩模版和硅片的載體, 裝載有掩模版/硅片的載體產(chǎn)生精確的相互運(yùn)動(dòng)來(lái)滿足光刻需要。上述掩模版的載體被稱(chēng)之為承版臺(tái),硅片的載體被稱(chēng)之為承片臺(tái)。承版臺(tái)和承片臺(tái)分別位于光刻設(shè)備的掩模臺(tái)分系統(tǒng)和エ件臺(tái)分系統(tǒng)中,為上述分系統(tǒng)的核心模塊。在承版臺(tái)和承片臺(tái)的相互運(yùn)動(dòng)中,須保證掩模版和硅片始終被可靠地定位,也即上述掩模版和硅片的六個(gè)自由度皆被限制住。掩模版在固定過(guò)程中產(chǎn)生的變形誤差直接影響了芯片制作的好壞,高端光刻機(jī)都要求掩模版在夾持カ下的變形為納米級(jí)別,因此如何解決掩模版在夾持カ下產(chǎn)生的變形攸關(guān)重要。在承版臺(tái)的模塊中,掩模版的固定方式目前有機(jī)械加緊式和真空吸附式,機(jī)械加緊式固定精度較低,并且可以能引起掩模版的變形較大,適用于較低端的光刻機(jī)。真空吸附方式容易漏氣,且由于承版臺(tái)的夾具(Chuck)較大,真空管道細(xì)長(zhǎng),夾具由是ー種非常特殊的材料制造,因此在夾具上面加工細(xì)長(zhǎng)的孔有很大的難度。在美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)US20040178362A1中,圖1所示為先前技術(shù)的固定裝置結(jié)構(gòu)示意圖。支撐臺(tái)12包括銷(xiāo)18,膜16與中間支撐16通過(guò)靜電吸附,中間支撐14通過(guò)銷(xiāo)18支撐。版10與中間支撐14之間通過(guò)表面M上的突起22固定垂向位置,由靜電提供吸附カ。此種方法可以固定版10,但控制靜電カ難度較大;并且存在中間支撐14,増加了膜16的靜電載荷。由于掩模版在工作時(shí)做高加速運(yùn)動(dòng),有較大的切力的存在,使膜易損壞。 此發(fā)明沒(méi)有針對(duì)掩模版的固定而發(fā)明,而是通用的版件固定,由于掩模版上面有掩模,中間支撐14必須為中間為空腔,其實(shí)現(xiàn)難度較大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種掩膜版的固定裝置,通過(guò)磁力吸附的方式將掩膜版固定在固定裝置上,制作簡(jiǎn)單,使用可靠,控制方便。為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明提出一種掩模版的固定裝置,掩膜版包括至少3個(gè)第 ー導(dǎo)磁部,包括承載部,承載掩膜版;以及至少3個(gè)吸附模塊,固定于承載部,每個(gè)吸附模塊于第一導(dǎo)磁部的位置一一對(duì)應(yīng), 每個(gè)吸附模塊包括電磁鐵,當(dāng)電磁鐵通電時(shí),產(chǎn)生磁場(chǎng)將第一導(dǎo)磁部吸附在承載部上。進(jìn)ー步說(shuō),固定裝置還包括第二導(dǎo)磁部,環(huán)繞電磁鐵。進(jìn)ー步說(shuō),當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)磁部吸附在承載部上吋,吸附模塊與第一導(dǎo)磁部的距離為0. lmm-0. 2mm。進(jìn)ー步說(shuō),第一導(dǎo)磁部為鑲嵌在掩膜版周?chē)膶?dǎo)磁材料形成。進(jìn)ー步說(shuō),第一導(dǎo)磁部的厚度為1. 5mm-2. 5mm。本發(fā)明還提供一種掩模版的固定裝置,掩膜版包括至少3個(gè)第一導(dǎo)磁部,包括承載部,承載掩膜版;以及至少3個(gè)吸附模塊,對(duì)應(yīng)于多個(gè)第一導(dǎo)磁部,每個(gè)吸附模塊包括第一磁鐵;以及第二磁鐵,第一磁鐵或第二磁鐵可改變各自磁極方向,當(dāng)?shù)谝淮盆F和第二磁鐵磁極方向相同時(shí),產(chǎn)生磁場(chǎng)將第一導(dǎo)磁部吸附在承載部上。進(jìn)ー步說(shuō),固定裝置還包括第二導(dǎo)磁部,環(huán)繞第一磁鐵和第二磁鐵。進(jìn)ー步說(shuō),第一磁鐵或第二磁鐵可旋轉(zhuǎn)地安裝在吸附模塊上。進(jìn)ー步說(shuō),第一磁鐵或/和第二磁鐵為電磁鐵。進(jìn)ー步說(shuō),固定裝置還包括第三導(dǎo)磁部,第一磁鐵和第二磁鐵固定安裝在第三導(dǎo)磁部上。本發(fā)明還提供一種掩膜版的固定方法,應(yīng)用于掩膜版的固定裝置中,掩膜版包括至少3個(gè)第一導(dǎo)磁部,固定裝置包括承載部承載掩膜版,還包括至少3個(gè)固定于承載部的吸附模塊,每個(gè)吸附模塊包括電磁鐵,固定方法包括以下步驟將掩膜版放置在承載部上,其中第一導(dǎo)磁部的位置一一對(duì)應(yīng)于吸附模塊;以及將電磁鐵通電,產(chǎn)生磁場(chǎng)將第一導(dǎo)磁部吸附在承載部上。本發(fā)明還提供一種掩膜版的固定方法,應(yīng)用于掩膜版的固定裝置中,掩膜版包括至少3個(gè)第一導(dǎo)磁部,固定裝置包括承載部承載掩膜版,還包括至少3個(gè)固定于承載部的吸附模塊,每個(gè)吸附模塊包括第一磁鐵和第二磁鐵,其中第一磁鐵或第二磁鐵可改變磁極方向,固定方法包括以下步驟將掩膜版放置在承載部上,其中第一導(dǎo)磁部的位置一一對(duì)應(yīng)于吸附模塊;以及將第一磁鐵和第二磁鐵設(shè)置為磁極方向相同,產(chǎn)生磁場(chǎng)將第一導(dǎo)磁部吸附在承載部上。進(jìn)ー步說(shuō),改變第一磁鐵或第二磁鐵的磁極方向的步驟為旋轉(zhuǎn)第一或第二磁鐵。進(jìn)ー步說(shuō),改變第一磁鐵或第二磁鐵的磁極方向的步驟為第一磁鐵或/和第二磁鐵為電磁鐵,改變第一或第二磁鐵的通電方向。本發(fā)明提供的掩膜版的固定裝置,通過(guò)磁力吸附的方式將掩膜版固定在固定裝置上,制作簡(jiǎn)單,使用可靠,控制方便。本發(fā)明通過(guò)磁吸附方式實(shí)現(xiàn)了一根電線代替真空管道的問(wèn)題,在控制上,只需控制帶動(dòng)磁鐵旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置或只需改變電流方向,實(shí)現(xiàn)掩模版的吸附,從而解決了傳統(tǒng)采用真空吸附時(shí)加工長(zhǎng)孔(真空孔)的難題,也解決了因加工精度沒(méi)有達(dá)標(biāo)或變形等問(wèn)題引起的真空漏氣問(wèn)題。
圖1所示為先前技術(shù)的固定裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示為本發(fā)明實(shí)施中的固定裝置所固定的掩膜版的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3所示為本發(fā)明固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4a、4b所示為本發(fā)明固定裝置的局部剖面和俯視示意圖。圖5所示為本發(fā)明第一實(shí)施例中固定裝置固定掩膜版時(shí)的局部剖面示意圖。圖6所示為本發(fā)明第二實(shí)施例中固定裝置固定掩膜版時(shí)的局部剖面示意圖。圖7所示為本發(fā)明第二實(shí)施例中固定裝置釋放掩膜版時(shí)的局部剖面示意圖。圖8所示為本發(fā)明第三實(shí)施例中固定裝置固定掩膜版時(shí)的局部剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容,特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說(shuō)明如下。請(qǐng)參看圖2,圖2所示為本發(fā)明實(shí)施中的固定裝置所固定的掩膜版的結(jié)構(gòu)示意圖。掩膜版101承載掩模104以滿足光刻機(jī)的光刻需要。掩膜版包括多個(gè)第一導(dǎo)磁部 105。多個(gè)第一導(dǎo)磁部105為鑲嵌在掩膜版101周?chē)膶?dǎo)磁材料形成,較佳的,第一導(dǎo)磁部 105可以設(shè)置在掩膜版101的四個(gè)角上。第一導(dǎo)磁部105的厚度為1. 5mm-2. 5mm。需要說(shuō)明的是,雖然圖2中所示的第一導(dǎo)磁部105的個(gè)數(shù)為4個(gè),但是,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)3個(gè)點(diǎn)決定ー個(gè)平面的基本原理,并基于本發(fā)明的精神可知,第一導(dǎo)磁部105最少為3個(gè)時(shí),就能夠?qū)⒀谀?04固定在ー個(gè)平面上。圖3所示為本發(fā)明固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參考圖3。固定裝置100包括承載部102和多個(gè)吸附模塊103。承載部102承載掩膜版101。多個(gè)吸附模塊103固定于承載部102。每個(gè)吸附模塊103利用磁力提供掩膜版101吸附力,以此將掩膜版101固定在固定裝置100上。需要進(jìn)ー步說(shuō)明的是,雖然圖3中所示的吸附模塊103對(duì)應(yīng)于圖2中的第一導(dǎo)磁部105,個(gè)數(shù)為4個(gè)。但是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)前文所述,當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)磁部105為3個(gè),吸附模塊103也可以為3個(gè),即可將第一導(dǎo)磁部105吸附在其上,從而將掩模104固定在ー個(gè)平面上。圖4a、4b所示為本發(fā)明固定裝置的局部剖面和俯視示意圖。請(qǐng)結(jié)合參考圖3、圖如和圖4b。吸附模塊103與承載部102的上表面不齊平,存在距離T,距離T可以為0. lmm-o. 2mm。這樣,吸附模塊103并不直接接觸掩模版101,當(dāng)吸附カ作用于掩模版101吋,掩模版101受カ區(qū)域被承載部102支撐,減小掩模版101大面積受力。圖5所示為本發(fā)明第一實(shí)施例中固定裝置固定掩膜版時(shí)的局部剖面示意圖。電磁鐵109固定在固定裝置100中,第二導(dǎo)磁部108環(huán)繞電磁鐵109并固定在承載部102上。當(dāng)電磁鐵109通電時(shí),產(chǎn)生的磁場(chǎng)將掩膜版101的第一導(dǎo)磁部105吸附在承載部102上。綜合以上描述,基于本實(shí)施例的掩膜版固定裝置100,掩膜版101的固定方法包括以下步驟將掩膜版101放置在承載部102上,其中第一導(dǎo)磁部105的位置一一對(duì)應(yīng)于吸附模塊103;以及將電磁鐵109通電,產(chǎn)生磁場(chǎng)將第一導(dǎo)磁部105吸附在承載部102上;將電磁鐵109斷電時(shí),第一導(dǎo)磁部105從承載部102上釋放。圖6所示為本發(fā)明第二實(shí)施例中固定裝置固定掩膜版時(shí)的局部剖面示意圖。
與第一實(shí)施例相同的是,固定裝置包括承載部102和第二導(dǎo)磁部108。與第一實(shí)施例不同之處在于第二實(shí)施例的固定裝置中包括第一磁鐵106a和第二磁鐵106b,第一磁鐵106a和第二磁鐵106b安裝在第三導(dǎo)磁部107上,被第二導(dǎo)磁部108圍繞。當(dāng)?shù)谝淮盆F 106a和第二磁鐵106b的磁極方向相同吋,如圖6所示,二者產(chǎn)生的磁場(chǎng)將第一導(dǎo)磁部105 吸附在承載部102上。圖7所示為本發(fā)明第二實(shí)施例中固定裝置釋放掩膜版時(shí)的局部剖面示意圖。為了能夠?qū)⒀谀ぐ?01從承載部102上釋放,第一磁鐵106a或第二磁鐵106b可旋轉(zhuǎn)地安裝在吸附模塊103上。當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置控制第一磁鐵106a或第二磁鐵106b旋轉(zhuǎn)至二者磁極相反吋, 磁場(chǎng)方向如圖7所示的,磁力線從第一磁鐵106a的N極出發(fā)通過(guò)第二導(dǎo)磁部108直接回到第二磁鐵106b的S扱,磁力線不通過(guò)第一導(dǎo)磁部105,從而實(shí)現(xiàn)掩模版101的脫開(kāi)。圖8所示為本發(fā)明第三實(shí)施例中固定裝置固定掩膜版時(shí)的局部剖面示意圖。與第二實(shí)施例不同之處在于第三實(shí)施例中第二磁鐵為電磁鐵,將第二磁鐵106b 的磁極倒置的方式為,改變電磁鐵的電流方向,以實(shí)現(xiàn)掩膜版101的吸附和脫開(kāi)。同理,當(dāng)?shù)谝淮盆F為電磁鐵或第一磁鐵和第二磁鐵都為電磁鐵時(shí),改變電磁鐵的電流方向,可以實(shí)現(xiàn)掩模版101的吸附和脫開(kāi)。綜合以上描述,基于第二或第三實(shí)施例的掩膜版固定裝置100,掩膜版101的固定方法包括以下步驟將掩膜版101放置在承載部102上,其中第一導(dǎo)磁部105的位置一一對(duì)應(yīng)于吸附模塊103;以及將第一磁鐵106a和第二磁鐵106a設(shè)置為磁極方向相同,產(chǎn)生磁場(chǎng)將第一導(dǎo)磁部 105吸附在承載部102上。在第二實(shí)施例中,由于第一磁鐵106a或第二磁鐵106b可旋轉(zhuǎn)地安裝在吸附模塊 103上,通過(guò)旋轉(zhuǎn)第一或第二磁鐵可以實(shí)現(xiàn)二者磁極方向相同。在第三實(shí)施例中,由于第一磁鐵106a或/和第二磁鐵106b為電磁鐵,通過(guò)改變第一或第二磁鐵的通電方向可以實(shí)現(xiàn)二者磁極方向相同?,F(xiàn)行90nm光刻機(jī),掩模版運(yùn)動(dòng)加速度設(shè)計(jì)為a為3. 2g,掩模版質(zhì)量m為0. 34kg, 掩模版與chuck摩擦系數(shù)取μ為0. 2.由F = ma可知,驅(qū)動(dòng)掩模版達(dá)到3. 2g的加速度至少需要牽引力F = 0. 34*3. 2*9. 81N = 10. 66N,即摩擦力f 彡10. 66N,由公式f = μ N可以計(jì)算,最小吸附カ Jr f 10.66 jr
單邊最小吸附カ&為沈.6珊。如果采用10*10*8mm的長(zhǎng)方型磁鐵,單個(gè)磁鐵表面磁通為4500-4700G可提供 39. 3N力,四個(gè)同樣的磁鐵可以提供157. 2N的力,足以滿足需求,如果采用電磁鐵,通過(guò)調(diào)節(jié)線圈軋數(shù)和鐵芯尺寸及材料實(shí)現(xiàn)電流的最小,由F = BIL可以計(jì)算所需要力大小,無(wú)論采用永磁鐵還是電磁鐵,均容易達(dá)到。本發(fā)明提供的掩膜版的固定裝置,通過(guò)磁力吸附的方式將掩膜版固定在固定裝置上,制作簡(jiǎn)單,使用可靠,控制方便。本發(fā)明通過(guò)磁吸附方式實(shí)現(xiàn)了一根電線代替真空管道的問(wèn)題,在控制上,只需控制帶動(dòng)磁鐵旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置或只需改變電流方向,實(shí)現(xiàn)掩模版的吸附,從而解決了傳統(tǒng)采用真空吸附時(shí)加工長(zhǎng)孔(真空孔)的難題,也解決了因加工精度沒(méi)有達(dá)標(biāo)或變形等問(wèn)題引起的真空漏氣問(wèn)題。 雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上,然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書(shū)所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種掩模版的固定裝置,所述掩膜版包括至少3個(gè)第一導(dǎo)磁部,其特征是,包括承載部,承載所述掩膜版;以及至少3個(gè)吸附模塊,固定于所述承載部,每個(gè)所述吸附模塊與所述第一導(dǎo)磁部的位置一一對(duì)應(yīng),每個(gè)所述吸附模塊包括電磁鐵,當(dāng)所述電磁鐵通電時(shí),產(chǎn)生磁場(chǎng)將所述第一導(dǎo)磁部吸附在所述承載部上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模版的固定裝置,其特征是,還包括第二導(dǎo)磁部,環(huán)繞所述電磁鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模版的固定裝置,其特征是,當(dāng)所述第一導(dǎo)磁部吸附在所述承載部上時(shí),所述吸附模塊與所述第一導(dǎo)磁部的距離為0. lmm-0. 2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模版的固定裝置,其特征是,所述第一導(dǎo)磁部為鑲嵌在所述掩膜版版周?chē)膶?dǎo)磁材料形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模版的固定裝置,其特征是,所述第一導(dǎo)磁部的厚度為 1. 5mm-2. 5mm0
6.一種掩模版的固定裝置,所述掩膜版包括至少3個(gè)第一導(dǎo)磁部,其特征是,包括承載部,承載所述掩膜版;以及至少3個(gè)吸附模塊,對(duì)應(yīng)于所述第一導(dǎo)磁部,每個(gè)所述吸附模塊包括第一磁鐵;以及第二磁鐵,所述第一磁鐵或第二磁鐵可改變磁極方向,當(dāng)所述第一磁鐵和第二磁鐵磁極方向相同時(shí),產(chǎn)生磁場(chǎng)將所述第一導(dǎo)磁部吸附在所述承載部上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掩模版的固定裝置,其特征是,還包括第二導(dǎo)磁部,環(huán)繞所述第一磁鐵和第二磁鐵。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掩模版的固定裝置,其特征是,所述第一磁鐵或第二磁鐵可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述吸附模塊上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掩模版的固定裝置,其特征是,所述第一磁鐵或/和第二磁鐵為電磁鐵。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掩模版的固定裝置,其特征是,所述固定裝置還包括第三導(dǎo)磁部,所述第一磁鐵和第二磁鐵固定安裝在所述第三導(dǎo)磁部上。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掩模版的固定裝置,其特征是,所述第一導(dǎo)磁部為鑲嵌在所述掩膜版周?chē)鷮?dǎo)磁材料形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掩模版的固定裝置,其特征是,所述第一導(dǎo)磁部的厚度為 1. 5mm-2. 5mm0
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掩模版的固定裝置,其特征是,還包括帶動(dòng)磁鐵旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掩模版的固定裝置,其特征是,所述第一磁鐵或/和第二磁鐵為永磁鐵。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的掩模版的固定裝置,其特征是,改變電磁鐵的電流方向,可以實(shí)現(xiàn)所述掩模版的吸附和脫開(kāi)。
16.一種掩膜版的固定方法,應(yīng)用于掩膜版的固定裝置中,所述掩膜版包括至少3個(gè)第一導(dǎo)磁部,固定裝置包括承載部承載所述掩膜版,還包括至少3個(gè)固定于所述承載部的吸附模塊,每個(gè)所述吸附模塊包括電磁鐵,所述固定方法包括以下步驟將所述掩膜版放置在所述承載部上,其中所述第一導(dǎo)磁部的位置一一對(duì)應(yīng)于所述吸附模塊;以及將所述電磁鐵通電,產(chǎn)生磁場(chǎng)將所述第一導(dǎo)磁部吸附在所述承載部上。
17.一種掩膜版的固定方法,應(yīng)用于掩膜版的固定裝置中,所述掩膜版包括至少3個(gè)第 ー導(dǎo)磁部,固定裝置包括承載部承載所述掩膜版,還包括至少3個(gè)固定于所述承載部的吸附模塊,每個(gè)所述吸附模塊包括第一磁鐵和第二磁鐵,其中所述第一磁鐵或第二磁鐵可改變磁極方向,所述固定方法包括以下步驟將所述掩膜版放置在所述承載部上,其中所述第一導(dǎo)磁部的位置一一對(duì)應(yīng)于所述吸附模塊;以及將所述第一磁鐵和第二磁鐵設(shè)置為磁極方向相同,產(chǎn)生磁場(chǎng)將所述第一導(dǎo)磁部吸附在所述承載部上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的掩模版的固定方法,其特征是,改變所述第一磁鐵或第二磁鐵的磁極方向的步驟為旋轉(zhuǎn)所述第一或第二磁鐵。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的掩模版的固定方法,其特征是,改變所述第一磁鐵或第二磁鐵的磁極方向的步驟為所述第一磁鐵或/和第二磁鐵為電磁鐵,改變所述第一或第二磁鐵的通電方向。
全文摘要
本發(fā)明提出一種掩模版的固定裝置,掩膜版包括多個(gè)第一導(dǎo)磁部。固定裝置包括承載部和多個(gè)吸附模塊。承載部承載掩膜版。多個(gè)吸附模塊固定于承載部,每個(gè)吸附模塊于第一導(dǎo)磁部的位置一一對(duì)應(yīng)。每個(gè)吸附模塊包括電磁鐵,當(dāng)電磁鐵通電時(shí),產(chǎn)生磁場(chǎng)將第一導(dǎo)磁部吸附在承載部上。電磁鐵可以被第一磁鐵和第二磁鐵替代,第一磁鐵或第二磁鐵可改變磁極方向,當(dāng)?shù)谝淮盆F和第二磁鐵磁極方向相同時(shí),產(chǎn)生磁場(chǎng)將第一導(dǎo)磁部吸附在承載部上。本發(fā)明提出一種掩膜版的固定裝置,通過(guò)磁力吸附的方式將掩膜版固定在固定裝置上,制作簡(jiǎn)單,使用可靠,控制方便。
文檔編號(hào)G03F9/00GK102566336SQ201010618390
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者顧鮮紅, 黎剛生, 齊芊楓 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司