專利名稱：用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置及掩模版固定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置及掩模版固定方法。
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)來滿足光刻需要。上述掩模版的載體被稱之為承版臺(tái)，硅片的載體被稱之為承片臺(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)和工件臺(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力下的變形為納米級(jí)別，因此如何解決掩模版在夾持力下產(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)，因此目前高端光刻機(jī)均采用真空吸附式。請(qǐng)參看圖1，圖1為傳統(tǒng)的掩模版吸附方式示意圖。如圖1所示，在夾持力的作用下，因?yàn)檠谀０?01的剛度遠(yuǎn)小于方鏡103的剛度，因此真空腔107對(duì)應(yīng)的掩模版101的面積受到很大的夾持力，在自重和夾持力的作用下，掩模版垂向和水平向均有變形。在高端光刻機(jī)上，為了得到更高的套刻精度，掩模版的變形必須被限制在垂向變形為100-200nm，水平向變形只有2-4nm之內(nèi)，而在普通固定方式(如圖1)的夾持力作用下掩模版101的變形量較大，不符合要求。在美國(guó)專利公開號(hào)US20080291411A1中，如圖加至圖沘所示采用0.4mm的微晶玻璃薄膜202與掩模版201吸附，通過方鏡的真空腔內(nèi)三點(diǎn)支撐點(diǎn)203支撐掩模版201，然后把微晶玻璃薄膜202固定在方鏡上來實(shí)現(xiàn)對(duì)掩模版201六個(gè)自由度的固定。傳統(tǒng)方法采用真空吸附均與真空度、管路、接觸面平面度等有關(guān)，為了保證可靠性，必須確保接觸區(qū)域和管道不能漏氣現(xiàn)象。以上兩種方法，方法一較為簡(jiǎn)單，但是不能用在高端光刻機(jī)上；方法二，這種方式的特點(diǎn)是保證掩模版變形最小的情況下固定掩模版，其缺點(diǎn)是采用真空吸附，加工精度高難度大，價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置及掩模版固定方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的掩模版固定裝置無法實(shí)現(xiàn)在能夠精確控制掩模版變形達(dá)到最小的同時(shí)也易于制造和使用且成本較低的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置，包括方鏡，柔性機(jī)構(gòu)；所述方鏡為中空的框體結(jié)構(gòu)，用于承載掩模版進(jìn)行高加速掃描運(yùn)動(dòng)；所述柔性機(jī)構(gòu)包括電磁鐵固定部分及柔性部分，所述電磁鐵固定部分的內(nèi)部封閉有電磁鐵，所述柔性部分一端固定于所述方鏡的框體結(jié)構(gòu)上，另一端與電磁鐵固定部分連接；所述柔性部分的剛度小于所述掩模版?？蛇x的，所述方鏡的兩側(cè)分別設(shè)置有所述柔性機(jī)構(gòu)?？蛇x的，所述電磁鐵固定部分懸空?？蛇x的，所述柔性機(jī)構(gòu)中所述電磁鐵固定部分厚于所述柔性部分。可選的，所述柔性機(jī)構(gòu)的材質(zhì)為微晶玻璃或其他與微晶玻璃熱膨脹系數(shù)相同的物質(zhì)?？蛇x的，所述柔性部分的厚度為0. 3mm至0. 6mm。可選的，所述框體結(jié)構(gòu)包括外沿部分和低于所述外沿的臺(tái)階部分?？蛇x的，所述柔性機(jī)構(gòu)的柔性部分固定于所述外沿部分上?？蛇x的，所述柔性機(jī)構(gòu)的柔性部分固定于所述方鏡上的固定方式為粘貼或螺絲固定。可選的，所述電磁鐵由鐵芯和線圈組成，所述線圈纏繞在所述鐵芯外側(cè)?？蛇x的，所述方鏡具有六個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度?？蛇x的，在所述方鏡框體結(jié)構(gòu)的外沿部分上還設(shè)置有凸臺(tái)，所述凸臺(tái)穿過所述柔性機(jī)構(gòu)的電磁鐵固定部分，對(duì)放置于柔性機(jī)構(gòu)上的掩模版提供支撐?？蛇x的，所述凸臺(tái)的數(shù)量至少為3個(gè)?？蛇x的，所述凸臺(tái)的材質(zhì)同所述方鏡相同。本發(fā)明還提供一種使用前述的掩模版固定裝置的掩模版固定方法，在所述掩模版的底部?jī)蓚?cè)分別固定有鐵質(zhì)的條狀物，將所述掩模版放置于所述柔性機(jī)構(gòu)之上，所述柔性機(jī)構(gòu)內(nèi)封閉的電磁鐵通電以后，所述電磁鐵產(chǎn)生磁力吸附所述掩模版底部固定的鐵質(zhì)條狀物，從而使所述柔性機(jī)構(gòu)同所述掩模版緊緊吸附?？蛇x的，所述條狀物為整體的條狀物或分段的條狀物?？蛇x的，所述條狀物的厚度為Imm至3mm。本發(fā)明的用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置及掩模版固定方法，采用柔性機(jī)構(gòu)同電磁方法相配合吸附掩模版，控制簡(jiǎn)單，只要通過開關(guān)電流就可以控制掩模版吸附和脫離，本發(fā)明可保證在掩模版被吸附過程中不變形，滿足高端光刻機(jī)的高精度定位的要求。同時(shí)避免了因真空漏氣等原因引起的一系列加工難題，方便易控，節(jié)約成本。


圖1為傳統(tǒng)的掩模版吸附方式示意圖；圖加至圖2b為美國(guó)專利中公開的現(xiàn)有技術(shù)的掩模版吸附方式示意圖；圖3a至圖北為本發(fā)明的掩模版固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的掩模版固定裝置的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的掩模版固定裝置使用方法的部分示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。本發(fā)明所述的用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置及掩模版固定方法可利用多種替換方式實(shí)現(xiàn)，下面是通過較佳的實(shí)施例來加以說明，當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例， 本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所熟知的一般的替換無疑涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。請(qǐng)參看圖3a至圖3b，圖3a至圖北為本發(fā)明的掩模版固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3a至圖北所示，本發(fā)明提供一種用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置，包括方鏡 (chuck) 3OO，柔性機(jī)構(gòu) 310。所述方鏡300為中空的框體結(jié)構(gòu)，用于承載掩模版320進(jìn)行高加速掃描運(yùn)動(dòng)；所述方鏡300具有六個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度；優(yōu)選的，所述方鏡300的框體結(jié)構(gòu)包括外沿部分301和低于所述外沿的臺(tái)階部分302。所述柔性機(jī)構(gòu)310包括電磁鐵固定部分311、柔性部分312。所述電磁鐵固定部分 311的內(nèi)部封閉有電磁鐵313，所述柔性部分312的一端固定于所述方鏡300的框體結(jié)構(gòu)上，另一端與所述電磁鐵固定部分311連接；所述電磁鐵固定部分311懸空。優(yōu)選的，所述柔性部分312固定于所述方鏡300框體結(jié)構(gòu)的外沿部分301上。所述柔性部分312的厚度為0. 3mm至0. 6mm。所述柔性部分312的剛度小于所述掩模版320，其材質(zhì)為微晶玻璃或其他同微晶玻璃的熱膨脹系數(shù)相同的物質(zhì)。所述柔性機(jī)構(gòu)310的柔性部分312固定于所述方鏡300的框體結(jié)構(gòu)上的固定方式可以為粘貼或螺絲固定等；所述電磁鐵313由鐵芯和線圈組成，所述線圈纏繞在所述鐵芯外側(cè)。所述方鏡300的兩側(cè)分別設(shè)置有所述柔性機(jī)構(gòu)310。請(qǐng)參看圖4，圖4為本發(fā)明的掩模版固定裝置的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4 所示，同圖3a至圖北所示的掩模版固定裝置相不同的是，該實(shí)施例中的柔性機(jī)構(gòu)310的柔性部分312較厚，其更適合采用粘貼的方式固定于方鏡300上，但為了保持柔性機(jī)構(gòu)310的柔韌性和吸附變形的能力，該實(shí)施例中柔性部分312中同所述電磁鐵固定部分311連接的部分薄于固定于所述方鏡300的部分，柔性部分312較薄的部分可采用不同的形狀變形，例如圖4中兩個(gè)相對(duì)半圓相切的方式使其的厚度變薄。針對(duì)圖3a-圖北及圖4所示的實(shí)施例，更加優(yōu)選的，在所述方鏡300框體結(jié)構(gòu)的外沿部分301上還設(shè)置有凸臺(tái)(圖中未示)，所述凸臺(tái)穿過所述柔性機(jī)構(gòu)310的電磁鐵固定部分311，對(duì)放置于柔性機(jī)構(gòu)310上的掩模版320提供支撐。所述凸臺(tái)的數(shù)量至少為3個(gè)， 在所述方鏡300兩側(cè)設(shè)置的柔性機(jī)構(gòu)310中，一側(cè)柔性機(jī)構(gòu)中設(shè)置有2個(gè)，一側(cè)柔性機(jī)構(gòu)中設(shè)置有1個(gè)。所述凸臺(tái)的材質(zhì)同所述方鏡300相同。請(qǐng)參看圖3a至圖北及圖5，圖5為本發(fā)明的掩模版固定裝置使用方法的部分示意圖。如圖所示，本發(fā)明的用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置在使用時(shí)，在所述掩模版的底部?jī)蓚?cè)分別固定有鐵質(zhì)的條狀物，所述條狀物可以為整體的條狀物，也可以是分段的條狀物；所述條狀物的厚度為Imm至3mm ；將所述掩模版放置于所述柔性機(jī)構(gòu)之上，所述柔性機(jī)構(gòu)內(nèi)封閉的電磁鐵通電以后，所述電磁鐵產(chǎn)生磁力吸附所述掩模版底部固定的鐵質(zhì)條狀物，從而使所述柔性機(jī)構(gòu)同所述掩模版緊緊吸附。由于所述柔性機(jī)構(gòu)的剛度遠(yuǎn)比所述掩模版的剛度小，因此在吸附時(shí)，通過柔性機(jī)構(gòu)的變形來彌補(bǔ)吸附對(duì)所述掩模版產(chǎn)生的作用，從而保護(hù)了掩模版，實(shí)現(xiàn)了掩模版被吸附于本發(fā)明的掩模版固定裝置上不會(huì)產(chǎn)生變形的目的。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置，其特征在于，包括方鏡，柔性機(jī)構(gòu)；所述方鏡為中空的框體結(jié)構(gòu)，用于承載掩模版進(jìn)行高加速掃描運(yùn)動(dòng)；所述柔性機(jī)構(gòu)包括電磁鐵固定部分及柔性部分，所述電磁鐵固定部分的內(nèi)部封閉有電磁鐵，所述柔性部分一端固定于所述方鏡的框體結(jié)構(gòu)上，另一端與電磁鐵固定部分連接；所述柔性部分的剛度小于所述掩模版。
2.如權(quán)利要求1所述的用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置，其特征在于，所述方鏡的兩側(cè)分別設(shè)置有所述柔性機(jī)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置，其特征在于，所述電磁鐵固定部分懸空。
4.如權(quán)利要求1所述的用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置，其特征在于，所述柔性機(jī)構(gòu)中所述電磁鐵固定部分厚于所述柔性部分。
5.如權(quán)利要求1所述的用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置，其特征在于，所述柔性部分的材質(zhì)為微晶玻璃或其他與微晶玻璃熱膨脹系數(shù)相同的物質(zhì)。
6.如權(quán)利要求1所述的用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置，其特征在于，所述柔性部分的厚度為0. 3mm至0. 6mm。
7.如權(quán)利要求1所述的用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置，其特征在于，所述框體結(jié)構(gòu)包括外沿部分和低于所述外沿的臺(tái)階部分。
8.如權(quán)利要求7所述的用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置，其特征在于，所述柔性機(jī)構(gòu)的柔性部分固定于所述外沿部分上。
9.如權(quán)利要求1或8所述的用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置，其特征在于，所述柔性機(jī)構(gòu)的柔性部分固定于所述方鏡上的固定方式為粘貼或螺絲固定。
10.如權(quán)利要求1所述的用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置，其特征在于，所述電磁鐵由鐵芯和線圈組成，所述線圈纏繞在所述鐵芯外側(cè)。
11.如權(quán)利要求1所述的用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置，其特征在于，所述方鏡具有六個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。
12.如權(quán)利要求7所述的用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置，其特征在于，在所述方鏡框體結(jié)構(gòu)的外沿部分上還設(shè)置有凸臺(tái)，所述凸臺(tái)穿過所述柔性機(jī)構(gòu)的電磁鐵固定部分，對(duì)放置于柔性機(jī)構(gòu)上的掩模版提供支撐。
13.如權(quán)利要求12所述的用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置，其特征在于，所述凸臺(tái)的數(shù)量至少為3個(gè)。
14.如權(quán)利要求12所述的用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置，其特征在于，所述凸臺(tái)的材質(zhì)同所述方鏡相同。
15.一種使用權(quán)利要求1所述的掩模版固定裝置的掩模版固定方法，其特征在于，在所述掩模版的底部?jī)蓚?cè)分別固定有鐵質(zhì)的條狀物，將所述掩模版放置于所述柔性機(jī)構(gòu)之上， 所述柔性機(jī)構(gòu)內(nèi)封閉的電磁鐵通電以后，所述電磁鐵產(chǎn)生磁力吸附所述掩模版底部固定的鐵質(zhì)條狀物，從而使所述柔性機(jī)構(gòu)同所述掩模版緊緊吸附。
16.如權(quán)利要求15所述的掩模版固定方法，其特征在于，所述條狀物為整體的條狀物或分段的條狀物。
17.如權(quán)利要求15或16所述的掩模版固定方法，其特征在于，所述條狀物的厚度為Imm 至 3mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于光刻機(jī)中的掩模版固定裝置及掩模版固定方法，采用柔性機(jī)構(gòu)同電磁方法相配合吸附掩模版，控制簡(jiǎn)單，只要通過開關(guān)電流就可以控制掩模版吸附和脫離，本發(fā)明可保證在掩模版被吸附過程中不變形，滿足高端光刻機(jī)的高精度定位的要求。同時(shí)避免了因真空漏氣等原因引起的一系列加工難題，方便易控，節(jié)約成本。
文檔編號(hào)G03F9/00GK102540779SQ20101061875
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者范哲光, 顧鮮紅, 黎剛生 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司