专利名称：具有多掩模的光刻机硅片台系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光刻机硅片台双台交换系统，该系统应用于半导体光刻机 中，属于半导体制造设备技术领域。
背景技术：
在集成电路芯片的生产过程中，芯片的设计图形在硅片表面光刻胶上的曝光转印 (光刻)是其中最重要的工序之一，该工序所用的设备称为光刻机(曝光机)。光刻机的分 辨率和曝光效率极大的影响着集成电路芯片的特征线宽(分辨率)和生产率。而作为光刻 机关键系统的硅片超精密运动定位系统(以下简称为硅片台)的运动精度和工作效率，又 在很大程度上决定了光刻机的分辨率和曝光效率。步进扫描投影光刻机基本原理如图1所示。来自光源45的深紫外光透过掩模 版47、透镜系统49将掩模版上的一部分图形成像在硅片50的某个Chip上。掩模版和硅 片反向按一定的速度比例作同步运动，最终将掩模版上的全部图形成像在硅片的特定芯片 (Chip)上，目前的光刻机是在掩模台上只设有一块掩模版，曝光结束后换装其他掩模版，采 用一台光刻机分多步完成就需要依次更换掩模版，每更换一次掩模，就要重新对准一次；而 采用两台光刻机同时工作，就会大幅增加生产成本。
实用新型内容针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种具有多掩模的光刻机硅片台 系统，以节省更换下一块掩模版后重新对准的时间和在曝光过程中一次步进的时间，降低 成本，进而提高光刻机的曝光效率。本实用新型的技术方案如下一种具有多掩模的光刻机硅片台系统，该系统含有基台，至少一个硅片台，一组光 学透镜和掩模台系统，其特征在于所述的掩模台系统包括掩模台基座5、掩模运动台6和 掩模承载台7，所述的掩模台基座5的长边为Y方向，短边为X方向，掩模运动台6在掩模台 基座5上沿Y方向作直线运动，掩模承载台7在掩模运动台6上沿X方向作直线运动；在所 述的掩模承载台上沿X方向至少设置两个掩模版安装槽，每个掩模版安装槽内放置一个掩 模版。所述技术方案中，所述的掩模运动台6在掩模台基座5上沿Y方向作直线运动采 用气浮导轨和直线电机做导向驱动，或采用直线导轨、滚珠丝杠和伺服电机做导向驱动；掩 模承载台7在掩模运动台6上沿X方向作直线运动采用气浮导轨和直线电机做导向驱动， 或采用直线导轨、滚珠丝杠和伺服电机做导向驱动。本实用新型与现有技术相比，具有以下突出性的优点与使用一台光刻机相比，可 省去一次更换掩模后次对准的时间，此外，在曝光过程中还节省了一次步进的时间，降低了 成本，进而提高光刻机的曝光效率。
图1为现有光刻机工作原理示意图。图2为本实用新型采用双掩模的光刻机系统的实施例的结构原理示意图。图3为本实用新型采用双掩模的光刻机系统的实施例的工作原理示意图。图中1_基台；2-预处理硅片台；3-曝光硅片台；4-透镜；5-掩模台基座；6-掩模 运动台；7-掩模承载台；8a-第一掩模版；8b-第二掩模版；
具体实施方式
本实用新型提供的具有多掩模的光刻机硅片台系统，该系统含有基台1，至少一个 硅片台，一组光学透镜4和掩模台系统，所述的掩模台系统包括掩模台基座5、掩模运动台6 和掩模承载台7，所述的掩模台基座5的长边为Y方向，短边为X方向；掩模运动台6在掩 模台基座5上沿Y方向作直线运动，掩模承载台7在掩模运动台6上沿X方向作直线运动； 在所述的掩模承载台上沿X方向至少设置两个掩模版安装槽，每个掩模版安装槽内放置一 个掩模版。所述的掩模运动台6在掩模台基座5上沿Y方向作直线运动采用气浮导轨和直线 电机做导向驱动，或采用直线导轨、滚珠丝杠和伺服电机做导向驱动；掩模承载台7在掩模 运动台6上沿X方向作直线运动采用气浮导轨和直线电机做导向驱动，或采用直线导轨、滚 珠丝杠和伺服电机做导向驱动。图2为本实用新型采用双掩模的光刻机双台交换系统的结构原理示意图。该系 统含有基台1，一个预处理硅片台2和一个曝光硅片台3，一组光学透镜4两硅片台在基台 1上表面分别做预处理和曝光运动，在基台1的上方设有一个掩模台系统，该掩模台系统包 括一个掩模台基座5、一个掩模运动台6、一个掩模承载台7、第一掩模版8a和第二掩模版 8b ；该掩模台系统的运动为两自由度运动，设沿掩模台基座5长边为Y方向，短边为X方向； 掩模台基座5与掩模运动台6正交层叠放置，掩模运动台6与掩模承载台7正交层叠放置； 掩模承载台7上沿X方向布置两个掩模版安装槽，第一掩模版8a和第二掩模版8b依次安 装在掩模版安装槽内。通过气浮导轨和直线电机的导向驱动，使掩模运动台6在掩模台基 座5上沿Y方向作直线运动，掩模承载台7在掩模运动台6上沿X方向作直线运动。图3为本实用新型采用双掩模的光刻机系统的实施例的工作原理示意图。在进行 扫描曝光工序时，根据硅片的尺寸，预先在待刻硅片上划分出若干区域，每个这样的区域称 为一个场。在曝光每一个场的过程中，首先，掩模运动台6沿着Y方向向右运动，第一掩模 版8a和第二掩模版8b同时到达投影区，掩模承载台7沿X方向运动使第一掩模版8a位于 投影区，首先第一掩模版8a被扫描，同时曝光硅片台3做与掩模运动台6的反向运动，沿着 Y方向向左运动，此时，第一掩模版8a的图案刻在待刻硅片上，掩模承载台6减速反向，同 时，冷却装置使硅片上的光刻胶急速冷却，之后，曝光硅片台3减速反向；然后，掩模运动台 6沿着Y方向向左运动，掩模承载台7沿X方向运动使第二掩模版8b位于投影区，此时第二 掩模版8b被扫描，同时地，曝光硅片台3仍做与掩模承载台6的反向运动，沿着Y方向向右 运动，此时第二掩模版8b的图案刻在硅片上，至此完成了一个场一层图形的扫描曝光，掩 模运动台6减速反向，两块掩模版都扫描完成后，曝光硅片台3步进至下一场继续曝光，依 次循环。
权利要求具有多掩模的光刻机硅片台系统，该系统含有基台(1)，至少一个硅片台，一组光学透镜(4)和掩模台系统，其特征在于所述的掩模台系统包括掩模台基座(5)、掩模运动台(6)和掩模承载台(7)，所述的掩模台基座(5)的长边为Y方向，短边为X方向，掩模运动台(6)在掩模台基座(5)上沿Y方向作直线运动，掩模承载台(7)在掩模运动台(6)上沿X方向作直线运动；在所述的掩模承载台上沿X方向至少设置两个掩模版安装槽，每个掩模版安装槽内放置一个掩模版。
2.按照权利要求1所述的具有多掩模的光刻机硅片台系统，其特征在于所述的掩模 运动台(6)在掩模台基座(5)上沿Y方向作直线运动采用气浮导轨和直线电机做导向驱 动，或采用直线导轨、滚珠丝杠和伺服电机做导向驱动；掩模承载台(7)在掩模运动台(6) 上沿X方向作直线运动采用气浮导轨和直线电机做导向驱动，或采用直线导轨、滚珠丝杠 和伺服电机做导向驱动。
专利摘要具有多掩模的光刻机硅片台系统，该系统含有基台，至少一个硅片台，一组光学透镜和掩模台系统。掩模台系统包括掩模台基座、掩模运动台和掩模承载台，所述的掩模台基座的长边为Y方向，短边为X方向；掩模运动台在掩模台基座上沿Y方向作直线运动，掩模承载台在掩模运动台上沿X方向作直线运动；在所述的掩模承载台上沿X方向至少设置两个掩模版安装槽和两个掩模版，每个掩模版安装槽内放置一个掩模版。本实用新型对现有光刻机掩模台系统改进后，更换掩模后可以减少一次对准的时间，此外，在曝光过程中还节省了一次步进的时间，降低了成本，进而提高了光刻机的曝光效率。
文档编号G03F7/20GK201583783SQ20092017348
公开日2010年9月15日 申请日期2009年9月11日 优先权日2009年9月11日
发明者尹文生, 张鸣, 徐登峰, 朱煜, 段广洪, 汪劲松, 田丽, 胡金春, 许岩 申请人:清华大学