专利名称：一种光刻机的调平系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及微电子专用设备技术领域，尤其是用于接近接触式光刻机中实现样 片与掩模版调平的一种系统。
背景技术：
在半导体光刻设备制造领域，必须对曝光样片进行高精度、高效率调平，并且 在调平过程中不能损伤曝光样片及掩模版。目前在接近接触式光刻设备的调平机构中， 常用的有两种一种是采用三点调平机构，这种调平机构由于需要逐点反复调节，机构 复杂，调平效率不高；另一种是采用气浮球碗调平机构，这种调平机构采用样片表面直 接与掩模版贴紧实现样片的调平，虽然调平效率较高，但在气浮球碗切换成负压后，由 于球碗质心不在球碗中心或气流不稳定而导致调平精度不高。
发明内容
为了解决现有技术的调平机构中存在的结构复杂、操作繁琐以及调平精度低等 技术缺陷。本发明的目的是提供了一套应用于接近接触式光刻机的样片与掩模版高精 度、高效率调平系统。为了实现本发明的目的，本发明用于接近接触式光刻机的调平系统，解决技术 问题的技术方案包括掩模夹、掩模版、样片、承片台、球碗气浮机构、柔性铰链、三点 弹性支撑机构、气缸、升降驱动机构、正压输入端、负压输入端、电控阀门、驱动控制 电路板、主控制器和限位机构，其中掩模夹位于掩模版上方并固接，掩模版位于样片上方并固接，样片位于承片台 上方并固接；承片台位于球碗气浮机构上方；三点弹性支撑机构与球碗气浮机构通过柔 性铰链连接；气缸与升降驱动机构连接；升降驱动机构的输入端与驱动控制电路板输出 端连接；两个电控阀门的输入端分别与正压输入端和负压输入端连接；驱动控制电路板 的一输入端与两个电控阀门的输出端连接；驱动控制电路板的另一输入输与主控制器的 输出端连接；限位机构的两端分别与承片台和柔性铰链连接；升降驱动机构带动三点弹性支撑机构、球碗气浮机构、承片台及样片上升运 动；通过电控阀门控制气缸连通正压输入端的正压实现锁定三点弹性支撑机构；通过电 控阀门控制气缸断开正压输入端的正压实现松开三点弹性支撑机构；通过电控阀门连通 负压输入端的负压实现锁定球碗气浮机构；通过电控阀门连通正压输入端的正压实现气 浮球碗气浮机构；主控制器接收由限位机构发送的调平完成信号后锁定球碗气浮机构及 三点弹性支撑机构，同时停止升降驱动机构上升运动。其中，所述掩模夹是水平基准面。其中，所述掩模版通过负压输入端的负压或机械锁止机构固定在掩模夹的下方。其中，所述样片通过负压输入端的负压或机械锁止机构固定在承片台上方。
其中，断开所述负压输入端的负压或松开机械锁止机构取下掩模版和样片。其中，所述三点弹性支撑机构之间以120°夹角均勻分布设置。其中，所述升降驱动机构是压电陶瓷、或电机、或气动驱动元件。综上所述，本发明所述的光刻调平系统，采用球碗气浮机构和三点弹性支撑机 构相结合的方式，有效解决了气浮球碗调平机构精度低及三点调平效率低的缺点。同 时，所述所述的光刻调平系统结构简单、操作方便、运行可靠。
图1是本发明的结构原理图
附图标记
101、掩模夹；
102、掩模版；
103、样片；
104、承片台；
105、球碗气浮机构；
106、柔性铰链；
107、三点弹性支撑机构；
108、气缸；
109、升降驱动机构；
110、正压输入端；
111、负压输入端；
112、电控阀门；
113、控制电路板；
114、主控制器；
115、限位机构。
具体实施例方式以下以具体调平过程说明本发明的实施方式，该领域技术人员可根据本说明书 揭示的内容了解本发明的功效及优点。如图1所示，用于接近接触式光刻机的调平系统，它包括掩模夹101、掩模版 102、样片103、承片台104、球碗气浮机构105、柔性铰链106、三点弹性支撑机构107、 气缸108、升降驱动机构109、正压输入端110、负压输入端111、电控阀门112、驱动控 制电路板113、主控制器114和限位机构115;掩模夹101位于掩模版102上方并固接， 掩模版102位于样片103上方并固接，样片103位于承片台104上方并固接；承片台104 位于球碗气浮机构105上方；三点弹性支撑机构107与球碗气浮机构105通过柔性铰链 106连接；气缸108与升降驱动机构109连接；升降驱动机构109的输入端与驱动控制电 路板113输出端连接；两个电控阀门112的输入端分别与正压输入端110和负压输入端 111连接；驱动控制电路板113的一输入端与两个电控阀门112的输出端连接；驱动控制 电路板113的另一输入输与主控制器114的输出端连接；限位机构115的两端分别与承片台104和柔性铰链106连接；升降驱动机构109带动三点弹性支撑机构107、球碗气浮机构105、承片台104 及样片103上升运动；通过电控阀门112控制气缸108连通正压输入端110的正压实现 锁定三点弹性支撑机构107 ；通过电控阀门112控制气缸108断开正压输入端110的正压 实现松开三点弹性支撑机构107 ；通过电控阀门112连通负压输入端111的负压实现锁定 球碗气浮机构105 ；通过电控阀门112连通正压输入端110的正压实现气浮球碗气浮机构 105 ；主控制器114接收由限位机构115发送的调平完成信号后锁定球碗气浮机构105及 三点弹性支撑机构107，同时停止升降驱动机构109上升运动。所述掩模夹101是水平基 准面。所述三点弹性支撑机构107之间以120°夹角均勻分布设置。所述升降驱动机构 109是压电陶瓷、或电机、或气动驱动元件。翻开掩模夹101，将掩模版102安放在掩模夹101上，并通过负压输入端111的 负压或机械锁止机构将掩模版102固定在掩模夹101上，合上掩模夹101后通过负压输入 端111的负压或机械锁止机构将掩模夹101固定在水平基准面上；断开所述负压输入端 111的负压或松开机械锁止机构取下掩模版102和样片103。拉出承片台104，将样片103 安放在承片台104上后通过负压输入端111的负压或机械锁止机构将样片103固定在承片 台104上，然后将承片台104推入；通过主控器114发送调平信号，首先通过电控阀门112通正压输入端110的正压 使球碗气浮机构105处于气浮状态，同时通过电控阀门112控制气缸108去掉正压输入端 110的正压使三点弹性支撑机构107处于自由伸展状态；然后通过升降驱动机构109驱动 点弹性支撑机构107、球碗气浮机构105、承片台104及样片103上升，待样片103与掩模 版102贴紧调平后，限位机构115将发送位置信号给主控制器114，主控制器114收到位 置信号后，主控制器114发送信号给升降驱动机构109停止上升运动，然后主控制器114 发送信号给电控阀门112通负压输入端111的负压使球碗气浮机构105处于锁紧状态，最 后，主控制器114发送信号给电控阀门112控制气缸108通正压输入端110的正压使三点 弹性支撑机构107处于压缩状态，即实现样片103与掩模版102的调平。上述调平过程实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明， 也就是说，本发明事实上仍可作其它改变。因此，熟知本领域的技术人员均可在不违背 本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的 权利要求范围当中。
权利要求
1.用于接近接触式光刻机的调平系统，其特征在于包括掩模夹(101)、掩模版 (102)、样片(103)、承片台(104)、球碗气浮机构(105)、柔性铰链(106)、三点弹性 支撑机构(107)、气缸(108)、升降驱动机构(109)、正压输入端(110)、负压输入端 (111)、电控阀门(112)、驱动控制电路板(113)、主控制器(114)和限位机构(115)；其 中掩模夹(101)位于掩模版(102)上方并固接，掩模版(102)位于样片(103)上方并 固接，样片(103)位于承片台(104)上方并固接；承片台(104)位于球碗气浮机构(105) 上方；三点弹性支撑机构(107)与球碗气浮机构(105)通过柔性铰链(106)连接；气 缸(108)与升降驱动机构(109)连接；升降驱动机构(109)的输入端与驱动控制电路板 (113)输出端连接；两个电控阀门(112)的输入端分别与正压输入端(110)和负压输入端 (111)连接；驱动控制电路板(113)的一输入端与两个电控阀门(112)的输出端连接；驱 动控制电路板(113)的另一输入输与主控制器(114)的输出端连接；限位机构(115)的两 端分别与承片台(104)和柔性铰链(106)连接；升降驱动机构(109)带动三点弹性支撑机构(107)、球碗气浮机构(105)、承片台 (104)及样片(103)上升运动；通过电控阀门(112)控制气缸(108)连通正压输入端(110) 的正压实现锁定三点弹性支撑机构(107)；通过电控阀门(112)控制气缸(108)断开正压 输入端(110)的正压实现松开三点弹性支撑机构(107)；通过电控阀门(112)连通负压输 入端(111)的负压实现锁定球碗气浮机构(105)；通过电控阀门(112)连通正压输入端 (110)的正压实现气浮球碗气浮机构(105)；主控制器(114)接收由限位机构(115)发送 的调平完成信号后锁定球碗气浮机构(105)及三点弹性支撑机构(107)，同时停止升降驱 动机构(109)上升运动。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述掩模夹(101)是水平基准面。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于掩模版(102)通过负压输入端(111)的 负压或机械锁止机构固定在掩模夹(101)的下方。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述样片(103)通过负压输入端(111) 的负压或机械锁止机构固定在承片台上方(104)。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于断开所述负压输入端(111)的负压或松 开机械锁止机构取下掩模版(102)和样片(103)。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于三点弹性支撑机构(107)之间以120° 夹角均勻分布设置。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于升降驱动机构(109)是压电陶瓷、或电 机、或气动驱动元件。
全文摘要
本发明是一种光刻机的调平系统，该系统用于接近接触式光刻机中实现样片与掩模版的调平。该系统以掩模夹和掩模版为水平基准，利用升降驱动机构带动三点弹性支撑机构、球碗气浮机构、承片台及样片上升，与基准掩模版贴紧后，通过气动及控制机构锁定球碗气浮机构及三点弹性支撑机构，同时升降驱动机构停止上升运动，即可实现并保持样片与掩模版的平行。该系统能自动完成样片与掩模版实现调平的有效途径，并有效地解决了其他常用调平机构中存在的结构复杂、操作繁琐以及调平精度低等技术问题。
文档编号G03F7/20GK102012646SQ201010518350
公开日2011年4月13日 申请日期2010年10月20日 优先权日2010年10月20日
发明者杨春利, 胡松, 马平 申请人:中国科学院光电技术研究所