一种大掩模整形装置、方法及应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种大掩模整形装置、方法及应用，该大掩模整形装置包括：吸附垫以及设置于所述吸附垫内的真空缸，所述真空缸通过一球头形铰链与定位面接触，所述球头形铰链将所述真空缸分为正压气室和负压气室两部分，所述吸附垫底部设有一真空腔，所述真空腔与所述负压气室连通，所述真空腔周围还设有正压通道。真空缸与定位面采用球铰连接的方式，当掩模变形时，所述大掩模整形装置会适应性的偏转，来吸附掩模。由于负压气室与真空腔连通，当吸附垫的真空腔处形成真空时，从圆柱形通道处通入的负压使得真空缸能够吸附掩模并带着掩模提升，直到真空缸与定位面接触，实现掩模的整形。
【专利说明】一种大掩模整形装置、方法及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及光刻领域，特别涉及一种大掩模整形装置、方法及应用。
【背景技术】
[0002]光刻装置，主要用于集成电路IC或平板显示领域以及其它微型器件的制造。通过光刻装置，具有不同掩模图案的多层掩模在精确对准下依次成像在涂覆有光刻胶的晶片上，例如半导体晶片或LCD板。光刻装置大体上分为两类，一类是步进光刻装置，掩模图案一次曝光成像在晶片的一个曝光区域，随后晶片相对于掩模移动，将下一个曝光区域移动到掩模图案和投影物镜下方，再一次将掩模图案曝光在晶片的另一曝光区域，重复这一过程直到晶片上所有曝光区域都拥有掩模图案的像。另一类是步进扫描光刻装置，在上述过程中，掩模图案不是一次曝光成像，而是通过投影光场的扫描移动成像，在掩模图案成像过程中，掩模与晶片同时相对于投影系统和投影光束移动。在上述的光刻设备中，需具有相应的装置作为掩模版和硅片的载体，装载有掩模版/硅片的载体产生精确的相互运动来满足光刻需要。上述掩模版的载体被称之为承版台，硅片/基板的载体被称之为承片台。
[0003]在扫描光刻装置中，掩模台一般通过微动台和粗动台构成，微动台完成掩模版的精密微调，粗动台完成掩模版的大行程扫描曝光运动。掩模版的交接是扫描光刻机中最为关键的一个动作流程，而对于曝光来说，掩模台的平面度和位置精度会大大影响到曝光的质量。
[0004]但在大掩模版扫描光刻机中，比如应用于平板显领域的拼接镜头光刻机中，G4.5代到G6 —般采用520*610mm和520*800mm，而G6以上则采用850*1200mm和850*1400mm,甚至更大。由于掩模版尺寸增大,上述掩模版厚度一般为8mm,为完成大面积曝光的效率问题，需要采用大尺寸掩模，但大尺寸在吸附时会引起自重变形，导致掩模版水平向位置发生变化，Z向变形可达50um，这种情况如不加以控制，会对成像质量造成严重影响。
[0005]针对此问题，本领域人员采用光电探测系统对掩模水平位置的Z向变化进行实时测量，然后将测量结果作为输入来实时控制物镜成像面，这一解决方案实现难度较大，对投影物镜要求很高，成本也较大。还有一种曝光装置，该装置通过使用多个吸附点，对掩模版进行真空吸附，通过调节真空压力大小来修正掩模的变形。但该装置存在下列问题，由于掩模和其整形装置位置固定，当掩模变形过大时，两者间隙过大，负压将不能形成。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种大掩模整形装置、方法及应用，可以克服掩模的大变形，使掩模在曝光过程中有较好的平面度，能较容易的在大变形的掩模和整形装置中间建立真空和气浮。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供一种大掩模整形装置，包括:吸附垫以及设置于所述吸附垫内的真空缸，所述真空缸通过一球头形铰链与定位面接触，所述球头形铰链将所述真空缸分为正压气室和负压气室两部分，所述吸附垫底部设有一真空腔，所述真空腔与所述负压气室连通，所述真空腔周围还设有正压通道。
[0008]作为优选，在所述的大掩模整形装置中，所述球头形铰链中心设有一圆柱形通道，所述负压气室通过所述圆柱形通道与所述定位面连通。
[0009]作为优选，在所述的大掩模整形装置中，所述正压通道的入口端位于所述吸附垫侧面，所述正压通道的出口端位于所述吸附垫底面。
[0010]本发明还一种大掩模整形方法，应用于所述的大掩模整形装置中，包括:正压气室内接入正压，吸附垫提升，等待掩模整形指令；接收掩模整形指令，停止往正压气室接入正压，负压气室接入负压、正压气室接入正压；吸附垫下降到达掩模上方，在吸附垫和掩模之间形成气浮面；吸附垫带动掩模向上提升到达定位面；掩模整形完成。
[0011]作为优选，在所述的大掩模整形方法中，调节定位面的高度，使得吸附垫提升的高度量和掩模的变形量一致。
[0012]本发明还一种拼接镜头曝光装置，包括:所述的大掩模整形装置，还包括照明系统、掩模台、拼接物镜和基板台，其中，所述大掩模整形装置与定位面接触，所述定位面设置于所述照明系统与所述掩模台之间，所述拼接物镜设置于所述掩模台与所述基板台之间，并且所述拼接物镜与所述照明系统的位置对应。
[0013]作为优选，在所述的拼接镜头曝光装置中，所述多组照明系统和拼接物镜与所述大掩模整形装置交叉布置。
[0014]与现有技术相比，本发明具有以下优点:克服掩模的大变形，使掩模在曝光过程中有较好的平面度，能较容易的在大变形的掩模和吸附垫建立真空和气浮面。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明一【具体实施方式】中大掩模整形装置的结构示意图；
[0016]图2为本发明一【具体实施方式】中大掩模整形装置的原理图(不需要掩模整形)；
[0017]图3为本发明一【具体实施方式】中大掩模整形装置的原理图(需要掩模整形)；
[0018]图4为本发明一【具体实施方式】中大掩模整形装置的工作流程图；
[0019]图5为本发明一【具体实施方式】中拼接镜头曝光装置的结构示意图；
[0020]图6为图5中A-A面剖视图。
[0021]图中:100-大掩模整形装置、110-吸附垫、111-真空腔、112-正压通道、120-真空缸、121-负压气室、122-正压气室、130-球头形铰链、131-圆柱形通道、140-气浮面、200-定位面、300-照明系统、400-掩模台、500-拼接物镜、600-基板台、700-掩模、800-照明视场、900-基板。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0023]本发明的一种大掩模整形装置100，如图1所示，并结合图2?3，包括:吸附垫110以及设置于所述吸附垫110内的真空缸120，所述真空缸120通过一球头形铰链130与定位面200接触，所述球头形铰链130将所述真空缸120分为正压气室122和负压气室121两部分，所述吸附垫110底部设有一真空腔111，所述真空腔111可通过圆形通道与所述负压气室121连通。具体地，正压气室122内可通正压，负压气室121内可通负压，负压通过真空腔111进入负压气室121。当正压气室122内接入正压时，吸附垫110将被向上提升，从而利于将掩模700放入掩模台400 (见图5)。
[0024]请继续参照图1?3，所述真空腔111周围设有正压通道112，所述正压通道112的入口端位于所述吸附垫110侧面，所述正压通道112的出口端位于所述吸附垫110底面，当正压气室122内停止接入正压，而在往负压气室121内通入负压的同时，向正压通道112的入口端通入正压，正压从正压通道112的出口端流出。因此，真空缸120和吸附垫110会在重力的作用下下降，从而减小吸附垫110和掩模700之间的距离，有利于真空和气浮面的建立。当吸附垫110将要与掩模700接触时，吸附垫110与掩模700之间会产生气浮面140，因此吸附垫100不能和掩模700接触，但是由于两者距离很近，真空腔111和负压气室121会产生真空，从而能将所述掩模700吸附起来。因此，本发明的大掩模整形装置100既可以吸附掩模700，又能确保吸附垫110和掩模700的水平方向无摩擦，同时在两者之间又有一定的连接刚度。
[0025]较佳的，由于真空缸120与定位面200采用球铰连接的方式，使得当掩模700变形时，所述大掩模整形装置100会针对掩模面变形方向进行适应性的偏转，来更好地建立真空和吸附掩模700。
[0026]较佳的，请继续参照图1，所述球头形铰链130中心设有一圆柱形通道131，所述负压气室121通过所述圆柱形通道131与所述定位面200连通，也就是说，所述圆柱形通道131是真空腔111和负压气室121的负压端入口。
[0027]请参照图4，并结合图1?3和图5?6，本发明还提供一种大掩模整形方法，应用于所述的大掩模整形装置100中，包括:
[0028]当掩模台400上无掩模700时，正压气室122内接入正压，使得大掩模整形装置100提升，等待掩模整形指令，当然，所述掩模整形指令是由光刻机发出。
[0029]接着，接收掩模整形指令，停止往正压气室122接入正压，负压气室121开启；具体地，当掩模台400上放置有掩模700时，光刻机向大掩模整形装置100发送掩模整形指令，大掩模整形装置100接收到指令后，正压气室122内停止通入正压，负压气室121和真空腔111内通入负压，同时往正压通道112的入口端也通入正压，当吸附垫110的负压形成时，负压气室121与真空腔111连通。
[0030]接着，吸附垫110在自身的重力作用下下降，当吸附垫110将要和掩模700接触时，吸附垫I1和掩模700之间形成气浮面140，因此，吸附垫110不能与掩模700接触，又由于吸附垫110与掩模700的距离很近，吸附垫110的真空腔111处将产生真空，从而达到吸附掩模700的目的。
[0031]接着，正压气室122内再次接入正压，真空缸120带动掩模700向上提升到达定位面200，直到真空缸120与定位面200接触，此时，吸附垫110在垂直方向上具有双向的刚度，既能够吸附掩模700，又可以保证掩模700和吸附垫110无接触，不会影响到掩模700随掩模台400在水平向上的运动。较佳的，可以通过调节定位面200的高度，来保证吸附垫110提升的高度，使得提升的高度量和掩模700的变形量一致，由此来克服掩模700的变形，因此，当掩模700变形较大时，只需要提升吸附垫110即可，结构简单，操作方便。
[0032]掩模700整形完成，实际应用过程中，只需重复上述各步骤即可。
[0033]请参照图5?6，并结合图1?3，本发明还涉及一种拼接镜头曝光装置，包括:所述的大掩模整形装置100，定位面200、照明系统300、掩模台400、拼接物镜500和基板台600。其中，所述大掩模整形装置100与所述定位面200接触，所述定位面200设置于所述照明系统300与所述掩模台400之间，所述拼接物镜500设置于所述掩模台400与所述基板台600之间，并且所述拼接物镜500与所述照明系统300的位置对应。具体地，照明系统300为曝光装置提供曝光光源，掩模台400支撑和定位掩模700，拼接物镜500由多组镜头拼接而成，组成大视场曝光装置，基板台600用于承载基板900，为基板提供支撑和定位功能。此外，本发明的拼接镜头曝光装置还具有物距小、掩模700的大小尺寸兼容的特点。
[0034]请继续参照图1?6，所述照明系统300和拼接物镜500分别有多组，并且所述多组照明系统300和拼接物镜500与所述大掩模整形装置100交叉布置。具体请重点参照图6，可以看出各拼接镜头的布局位置(也就是照明光源300的照明视场800)和吸附垫110的布置位置，通过交叉布局，将单镜头的小视场构成大的曝光视场，将掩模700上大的曝光图形曝光在基板台600上，从而通过在多个不影响视场的位置上布置吸附垫110来克服掩模700的变形。
[0035]综上所述，本发明提供的大掩模整形装置、方法及应用，该大掩模整形装置100包括:吸附垫I1以及设置于所述吸附垫110内的真空缸120，所述真空缸120通过一球头形铰链130与定位面200接触，所述球头形铰链130将所述真空缸120分为正压气室122和负压气室121两部分，所述吸附垫110底部设有一真空腔111，所述真空腔111与所述负压气室121连通。所述真空腔111周围设有正压通道112，所述正压通道112的入口端位于所述吸附垫110侧面，所述正压通道112的出口端位于所述吸附垫110底面。本发明可以克服掩模700的大变形；使掩模700在曝光过程中有较好的平面度，能较容易的在大变形的掩模700和吸附垫110建立真空和气浮面140。
[0036]显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种大掩模整形装置，其特征在于，包括:吸附垫以及设置于所述吸附垫内的真空缸，所述真空缸通过一球头形铰链与定位面接触，所述球头形铰链将所述真空缸分为正压气室和负压气室两部分，所述吸附垫底部设有一真空腔，所述真空腔与所述负压气室连通，所述真空腔周围还设有正压通道。
2.如权利要求1所述的一种大掩模整形装置，其特征在于，所述球头形铰链中心设有一圆柱形通道，所述负压气室通过所述圆柱形通道与所述定位面连通。
3.如权利要求1所述的一种大掩模整形装置，其特征在于，所述正压通道的入口端位于所述吸附垫侧面，所述正压通道的出口端位于所述吸附垫底面。
4.一种大掩模整形方法，应用于如权利要求1?3任一项所述的大掩模整形装置中，其特征在于，包括: 正压气室内接入正压，吸附垫提升，等待掩模整形指令； 接收掩模整形指令，停止往正压气室接入正压，负压气室接入负压、正压通道接入正压； 吸附垫下降到达掩模上方，在吸附垫和掩模之间形成气浮面； 正压气室再次接入正压，吸附垫带动掩模向上提升到达定位面； 掩模整形完成。
5.如权利要求4所述的一种大掩模整形方法，其特征在于，调节定位面的高度，使得吸附垫提升的高度量和掩模的变形量一致。
6.一种采用拼接物镜的曝光装置，其特征在于，包括:如权利要求1?3任一项所述的大掩模整形装置，还包括照明系统、掩模台、拼接物镜和基板台，其中，所述大掩模整形装置与定位面接触，所述定位面设置于所述照明系统与所述掩模台之间，所述拼接物镜设置于所述掩模台与所述基板台之间，并且所述拼接物镜与所述照明系统的位置对应。
7.如权利要求6所述的曝光装置，其特征在于，所述照明系统和拼接物镜的镜头与所述大掩模整形装置交叉布置。
【文档编号】G03F7/20GK104238276SQ201310245138
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月19日 优先权日:2013年6月19日
【发明者】王鑫鑫, 江旭初, 朱文静, 王小刚 申请人:上海微电子装备有限公司