專利名稱：旋轉(zhuǎn)光刻機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種旋轉(zhuǎn)光刻機。
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(曝光機)。光刻機是集成電路加工過程中最關(guān)鍵的設(shè)備。國外早在多年前 就已提出下一代光刻的概念，并對極紫外線光刻、電子束投影光刻、離子束投影光刻等技術(shù)進行了大量的研究，但由于工藝、生產(chǎn)效率、成本等諸多原因，這些技術(shù)目前仍然難以完全實用化。目前占市場主導(dǎo)地位的仍然是深紫外線投影光刻設(shè)備。當(dāng)前，絕大多數(shù)投入使用的是步進重復(fù)光刻機和步進掃描投影光刻機。步進重復(fù)光刻機中，整個像場同時曝光，這種系統(tǒng)容易設(shè)計和實現(xiàn)。隨著市場不斷提高對大尺寸、細(xì)線寬、高精度、高效率和低成本集成電路生產(chǎn)的需求，對半導(dǎo)體設(shè)備帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。步進重復(fù)光刻機采用一次成像技術(shù)，為了增大像場要求更大直徑的透鏡系統(tǒng)作為支撐，但這一要求遇到了技術(shù)因素和經(jīng)濟因素的雙重制約，從而限制了步進重復(fù)光刻機向更高精度、更大尺寸的芯片加工方向發(fā)展。在這種情況下，步進掃描投影光刻機受到更多的青睞。步進掃描投影光刻機中，曝光過程與步進重復(fù)光刻機有所不同。光束通過一個狹縫并透過照明裝置投影到掩模面上，掩模以設(shè)定的勻速通過這束光，同時，硅片在透鏡的下方以相反方向運動。這種步進掃描光刻機與步進重復(fù)光刻機相比，具有更低的變形和更大面積的像場，同時，承載硅片的硅片臺和承載掩模的掩模臺都能夠?qū)崿F(xiàn)高速運動，使得步進掃描投影光刻機具有很高的生產(chǎn)率，從而更好地滿足了市場對半導(dǎo)體芯片加工的需求。請參考圖1，其為現(xiàn)有的步進掃描投影光刻機的示意圖。如圖I所示，步進掃描投影光刻機I主要包括照明裝置10、掩模臺11、透鏡12和硅片臺13，當(dāng)然，還包括連接上述各部件的框架(圖I中未示出)。當(dāng)需要對硅片進行光刻工藝時，將掩模100置于掩模臺11上，硅片200置于硅片臺13上，所述掩模臺11和所述硅片臺13反向(按圖I中箭頭所示的方向)按一定的速度比例作同步直線運動，最終將掩模100上的曝光圖形成像于硅片200上，完成對硅片200的光刻工藝。由于現(xiàn)有的步進掃描投影光刻機I的掩模臺11和硅片臺13需要反向按一定的速度比例作同步直線運動，從而導(dǎo)致整個步進掃描投影光刻機機臺非常大，占用了大量的生產(chǎn)空間,提高了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)光刻機，以解決現(xiàn)有的步進掃描投影光刻機機臺非常大，占用了大量的生產(chǎn)空間，提高了生產(chǎn)成本的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)光刻機，所述旋轉(zhuǎn)光刻機包括主框架；用以承載硅片的硅片臺，所述硅片臺設(shè)置于所述主框架內(nèi)；用以將曝光圖形成像于硅片上的曝光裝置，所述曝光裝置與所述主框架連接；所述硅片臺繞其中軸作水平旋轉(zhuǎn)；所述曝光裝置沿所述硅片臺作水平向移動?？蛇x的，在所述的旋轉(zhuǎn)光刻機中，所述硅片臺為中心旋轉(zhuǎn)臺，繞其中軸作360度水平旋轉(zhuǎn)。可選的，在所述的旋轉(zhuǎn)光刻機中，所述中軸穿過所述硅片臺的中心并與所述硅片
臺垂直。
可選的，在所述的旋轉(zhuǎn)光刻機中，所述硅片臺內(nèi)設(shè)置有動平衡結(jié)構(gòu)?？蛇x的，在所述的旋轉(zhuǎn)光刻機中，所述曝光裝置包括透鏡和照明裝置?？蛇x的，在所述的旋轉(zhuǎn)光刻機中，所述曝光裝置的數(shù)量為多個?？蛇x的，在所述的旋轉(zhuǎn)光刻機中，所述曝光裝置的數(shù)量為兩個，兩個所述曝光裝置關(guān)于娃片臺的中軸對稱。可選的，在所述的旋轉(zhuǎn)光刻機中，還包括基礎(chǔ)框架，所述主框架設(shè)置于所述基礎(chǔ)框架內(nèi)?？蛇x的，在所述的旋轉(zhuǎn)光刻機中，所述主框架與所述基礎(chǔ)框架間設(shè)置有減震器?？蛇x的，在所述的旋轉(zhuǎn)光刻機中，還包括用以承載掩模的掩模臺，所述掩模臺與所述主框架連接?？蛇x的，在所述的旋轉(zhuǎn)光刻機中，所述掩模臺為旋轉(zhuǎn)臺，承載掩模作水平旋轉(zhuǎn)。可選的，在所述的旋轉(zhuǎn)光刻機中，還包括用以承載掩模的掩?？颍鲅谀？蚬潭ㄔ谒鐾奁_上?？蛇x的，在所述的旋轉(zhuǎn)光刻機中，還包括用以拾取掩模的掩模拾取器，所述掩模拾取器與所述主框架連接。本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)光刻機，通過硅片臺繞中軸作水平旋轉(zhuǎn)；曝光裝置沿所述硅片臺作水平向移動，實現(xiàn)將曝光圖形成像于整片硅片上的光刻工藝。在本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)光刻機中，硅片臺雖然在作繞中軸的水平旋轉(zhuǎn)運動，但是其整體的位置并沒有發(fā)生改變，即其只需原有放置硅片臺的空間，并不需要更多的空間，而所述曝光裝置沿所述硅片臺作水平向運動，其所涉及的也只是硅片臺所占據(jù)的部分空間，同樣不需要更多的空間。從而，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)光刻機減小了光刻機機臺尺寸，進一步的，減少了生產(chǎn)空間的占用，降低了生產(chǎn)成本。


圖I是現(xiàn)有的步進掃描投影光刻機的示意圖；圖2是本發(fā)明實施例一的旋轉(zhuǎn)光刻機的示意圖；圖3是本發(fā)明實施例二的旋轉(zhuǎn)光刻機的示意圖；圖4是本發(fā)明實施例三的旋轉(zhuǎn)光刻機的示意圖；圖5是本發(fā)明實施例四的旋轉(zhuǎn)光刻機的示意圖；圖6是本發(fā)明實施例五的旋轉(zhuǎn)光刻機的示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)光刻機作進一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。實施例一請參考圖2，其為本發(fā)明實施例一的旋轉(zhuǎn)光刻機的示意圖。如圖2所示，旋轉(zhuǎn)光刻機2包括主框架20 ;用以承載硅片200的硅片臺21，所述硅片臺21設(shè)置于所述主框架20內(nèi)；用以將曝光圖形成像于硅片200上的曝光裝置22，所述曝光裝置22與所述主框架20連接；所述硅片臺21繞其中軸作水平旋轉(zhuǎn)；所述曝光裝置22沿所述硅片臺21作水平向移動。在本實施例的旋轉(zhuǎn)光刻機2中，通過硅片臺21繞中軸作水平旋轉(zhuǎn)；曝光裝置22沿所述硅片臺21作水平向移動，實現(xiàn)將曝光圖形成像于整片硅片200上的光刻工藝。在所述的旋轉(zhuǎn)光刻機2中，硅片臺21雖然在作繞中軸的水平旋轉(zhuǎn)運動，但是其整體的位置并沒有發(fā)生改變，即其只需原有放置硅片臺21的空間，并不需要更多的空間，而所述曝光裝置22沿所述硅片臺21作水平向運動，其所涉及的也只是硅片臺21所占據(jù)的部分空間，同樣不需 要更多的空間。從而，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)光刻機2減小了光刻機機臺尺寸，進一步的，減少了生產(chǎn)空間的占用，降低了生產(chǎn)成本。在本實施例中，所述旋轉(zhuǎn)光刻機2為無掩模曝光，即曝光圖形由曝光裝置22產(chǎn)生，從而節(jié)約了旋轉(zhuǎn)光刻機2的成本，此外，也提高了旋轉(zhuǎn)光刻機2的緊湊性，降低了光刻機機臺尺寸。在本實施例中，所述硅片臺21繞中軸作水平旋轉(zhuǎn)，可通過在硅片臺21內(nèi)設(shè)置旋轉(zhuǎn)裝置(圖2中未示出)實現(xiàn)；所述曝光裝置22沿所述硅片臺21作水平向運動，可通過所述曝光裝置22與一移動支架223連接，所述移動支架223與主框架20連接，通過所述移動支架223相對于主框架20移動或者所述曝光裝置22相對于移動支架223移動來實現(xiàn)。在本實施例中，所述硅片臺21為中心旋轉(zhuǎn)臺，繞其中軸作360度水平旋轉(zhuǎn)。通過所述硅片臺21繞中軸作360度水平旋轉(zhuǎn)，在所述硅片臺21完成一次旋轉(zhuǎn)后，可實現(xiàn)硅片200上半徑相同的區(qū)域均完成一次光刻工藝，從而提高了生產(chǎn)效率。所述中軸(圖2中未示出)穿過所述硅片臺21的中心并與所述硅片臺21垂直。進一步的，所述硅片臺21內(nèi)設(shè)置有動平衡結(jié)構(gòu)211。通過所述動平衡結(jié)構(gòu)211的設(shè)置，降低了硅片臺21在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的振動，從而提高了旋轉(zhuǎn)光刻機2的可靠性，進一步的，提高了光刻工藝的質(zhì)量。在本實施例中，所述曝光裝置22包括透鏡221和照明裝置222，所述透鏡221和所述照明裝置222連接起來，進一步的提高了旋轉(zhuǎn)光刻機2的緊湊性，降低了光刻機機臺尺寸。請繼續(xù)參考圖2，所述旋轉(zhuǎn)光刻機2還包括基礎(chǔ)框架23，所述主框架20設(shè)置于所述基礎(chǔ)框架23內(nèi)。通過將所述主框架20設(shè)置于所述基礎(chǔ)框架23內(nèi)，降低了所述主框架20內(nèi)的振動，即降低了硅片臺21的振動，從而提高了旋轉(zhuǎn)光刻機2的可靠性，提高了光刻工藝的質(zhì)量。進一步的，所述主框架20與所述基礎(chǔ)框架23間設(shè)置有減震器231。通過所述減震器231可進一步降低所述主框架20內(nèi)的振動，即降低了硅片臺21的振動，從而提高了旋轉(zhuǎn)光刻機2的可靠性，提高了光刻工藝的質(zhì)量。所述減震器231可由彈簧、氣浮結(jié)構(gòu)等實現(xiàn)。實施例二請參考圖3，其為本發(fā)明實施例二的旋轉(zhuǎn)光刻機的示意圖。本實施例中的旋轉(zhuǎn)光刻機3與實施例一中的旋轉(zhuǎn)光刻機2的差別在于，在本實施例中，所述曝光裝置32的數(shù)量為兩個，兩個所述曝光裝置32關(guān)于硅片臺31的中軸對稱。通過兩個所述曝光裝置32可實現(xiàn)多場同時曝光，提高生產(chǎn)效率。在本發(fā)明的其它實施例中，所述曝光裝置32也可以為更多個，例如三個、四個等，所述多個曝光裝置關(guān)于硅片臺31的中軸均勻分布，例如正三角形、正方形等正多邊形分布。在本實施例中，同樣地，所述曝光裝置32包括透鏡321和照明裝置322，所述透鏡321和所述照明裝置322連接起來。
實施例三請參考圖4，其為本發(fā)明實施例三的旋轉(zhuǎn)光刻機的示意圖。本實施例中的旋轉(zhuǎn)光刻機4與實施例一中的旋轉(zhuǎn)光刻機2的差別在于，在本實施例中，旋轉(zhuǎn)光刻機4還包括用以承載掩模100的掩模臺44，所述掩模臺44與所述主框架40連接。此外，在本實施例中，曝光裝置42中的透鏡421和照明裝置422分開。當(dāng)對硅片200進行光刻工藝時，照明裝置422中發(fā)出的光束穿過掩模100，進入透鏡421，最終將掩模100上的曝光圖案轉(zhuǎn)印到硅片200上，完成對硅片200的光刻工藝。進一步的，所述掩模臺44為旋轉(zhuǎn)臺，承載掩模100作水平旋轉(zhuǎn)運動，特別的，所述掩模100的旋轉(zhuǎn)方向與所述硅片臺41的旋轉(zhuǎn)方向相反，即與硅片200的旋轉(zhuǎn)方向相反，從而提高光刻效率，降低生產(chǎn)成本。在本發(fā)明的其它實施例中，所述掩模100也可不作水平旋轉(zhuǎn)運動。在本實施例中，所述曝光裝置42沿硅片臺41作水平向移動，以實現(xiàn)將曝光圖形成像于整片硅片200上的光刻工藝。實施例四請參考圖5，其為本發(fā)明實施例四的旋轉(zhuǎn)光刻機的示意圖。本實施例中的旋轉(zhuǎn)光刻機5與實施例三中的旋轉(zhuǎn)光刻機4的差別在于，在本實施例中，掩模臺54通過移動支架523與主框架50連接，此外，包括透鏡521和照明裝置522的曝光裝置52通過同一移動支架523與主框架50連接，從而進一步的提高了旋轉(zhuǎn)光刻機5的緊湊性，降低了光刻機機臺尺寸。實施例五請參考圖6，其為本發(fā)明實施例五的旋轉(zhuǎn)光刻機的示意圖。本實施例中的旋轉(zhuǎn)光刻機6與實施例一中的旋轉(zhuǎn)光刻機2的差別在于，在本實施例中，旋轉(zhuǎn)光刻機6還包括用以承載掩模100的掩?？?5,所述掩模框65固定在娃片臺61上。通過本實施例提供的旋轉(zhuǎn)光刻機6可實現(xiàn)接觸接近式曝光。當(dāng)對硅片200進行光刻工藝時，照明裝置622中發(fā)出的光束進入透鏡621，接著，穿過掩模100，最終將掩模100上的曝光圖案轉(zhuǎn)印到硅片200上，完成對硅片200的光刻工藝。進一步的，所述旋轉(zhuǎn)光刻機6還包括用以拾取掩模100的掩模拾取器66,所述掩模拾取器66與所述主框架60連接。當(dāng)完成對一硅片200的光刻工藝后，可通過所述掩模拾取器66將掩模100取下，更換另一待光刻硅片200，進行一次新的光刻工藝。通過所述掩模拾取器66可方便的進行硅片200的更換，簡化了工藝，提高了生產(chǎn)效率。在本發(fā)明的各實施例中，曝光裝置(實施例一 實施例五)、照明裝置(實施例三、實施例四)、拾取裝置(實施例五 )等與主框架的連接方式均為滾動連接，在本發(fā)明的其它實施例中，上述各裝置與主框架的連接方式也可以為滑動連接或者固定連接，本發(fā)明對此并不做限制。上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)光刻機，包括 主框架； 用以承載硅片的硅片臺，所述硅片臺設(shè)置于所述主框架內(nèi)； 用以將曝光圖形成像于硅片上的曝光裝置，所述曝光裝置與所述主框架連接； 其特征在于，所述硅片臺繞其中軸作水平旋轉(zhuǎn)； 所述曝光裝置沿所述硅片臺作水平向移動。
2.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)光刻機，其特征在于，所述硅片臺為中心旋轉(zhuǎn)臺，繞其中軸作360度水平旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)光刻機，其特征在于，所述中軸穿過所述硅片臺的中心并與所述硅片臺垂直。
4.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)光刻機，其特征在于，所述硅片臺內(nèi)設(shè)置有動平衡結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)光刻機，其特征在于，所述曝光裝置包括透鏡和照明裝置。
6.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)光刻機，其特征在于，所述曝光裝置的數(shù)量為多個。
7.如權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)光刻機，其特征在于，所述曝光裝置的數(shù)量為兩個，兩個所述曝光裝置關(guān)于硅片臺的中軸對稱。
8.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)光刻機，其特征在于，還包括基礎(chǔ)框架，所述主框架設(shè)置于所述基礎(chǔ)框架內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)光刻機，其特征在于，所述主框架與所述基礎(chǔ)框架間設(shè)置有減震器。
10.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)光刻機，其特征在于，還包括用以承載掩模的掩模臺，所述掩模臺與所述主框架連接。
11.如權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)光刻機，其特征在于，所述掩模臺為旋轉(zhuǎn)臺，承載掩模作水平旋轉(zhuǎn)。
12.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)光刻機，其特征在于，還包括用以承載掩模的掩模框，所述掩?？蚬潭ㄔ谒龉杵_上。
13.如權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)光刻機,其特征在于，還包括用以拾取掩模的掩模拾取器，所述掩模拾取器與所述主框架連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)光刻機，所述旋轉(zhuǎn)光刻機包括主框架；用以承載硅片的硅片臺，所述硅片臺設(shè)置于所述主框架內(nèi)；用以將曝光圖形成像于硅片上的曝光裝置，所述曝光裝置與所述主框架連接；所述硅片臺繞其中軸作水平旋轉(zhuǎn)；所述曝光裝置沿所述硅片臺作水平向移動。本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)光刻機減小了光刻機機臺尺寸，進一步的，減少了生產(chǎn)空間的占用，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號G03F7/20GK102636961SQ20111003669
公開日2012年8月15日 申請日期2011年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月12日
發(fā)明者吳小傳, 袁志揚 申請人:上海微電子裝備有限公司