可工位切換的精密定位臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種掩?；蛘吖ぜ_及其工位切換機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的光刻裝置，主要用于集成電路IC或平板顯示領(lǐng)域以及其它微型器件的制造。通過光刻裝置，具有不同掩模圖案的多層掩模在精確對準(zhǔn)下依次成像在涂覆有光刻膠的晶片上，例如半導(dǎo)體晶片或LCD板。光刻裝置大體上分為兩類，一類是步進光刻裝置，掩模圖案一次曝光成像在晶片的一個曝光區(qū)域，隨后晶片相對于掩模移動，將下一個曝光區(qū)域移動到掩模圖案和投影物鏡下方，再一次將掩模圖案曝光在晶片的另一曝光區(qū)域，重復(fù)這一過程直到晶片上所有曝光區(qū)域都擁有掩模圖案的像。另一類是步進掃描光刻裝置，在上述過程中，掩模圖案不是一次曝光成像，而是通過投影光場的掃描移動成像。在掩模圖案成像過程中，掩模與晶片同時相對于投影系統(tǒng)和投影光束移動。在上述的光刻設(shè)備中，需具有相應(yīng)的裝置作為承載對象和硅片的載體，裝載有承載對象/硅片的載體產(chǎn)生精確的相互運動來滿足光刻需要。上述承載對象的載體被稱之為承載臺，硅片/基板的載體被稱之為承片臺。
[0003]在步進光刻裝置中起非常重要作用的是掩模臺系統(tǒng)，為承載對象提供支撐]定位功能。為提高掩模圖形的曝光效率，降低承載對象的交換次數(shù)，一般都在一塊承載對象上制作多塊圖形區(qū)進行曝光。專利CN1534689A提出一種結(jié)構(gòu)緊湊的六自由度定位臺，但缺乏工位切換機構(gòu)。專利CN101303532種提出一種具有工位切換機構(gòu)的六自由度定位臺，但該切換機構(gòu)在切換前后，由于切換機構(gòu)的定位機構(gòu)導(dǎo)致承載對象圖形的垂向位置存在較大偏移，影響曝光焦深和曝光質(zhì)量。
[0004]請參考圖1,其為現(xiàn)有的工位切換功能掩模臺的示意圖。如圖1所示，掩模臺結(jié)構(gòu)主要包括單軸調(diào)節(jié)模塊23、底座22、切換機構(gòu)驅(qū)動裝置31、導(dǎo)軌33、承載臺34、承載對象35、氣浮板21、導(dǎo)軌連接塊32。切換機構(gòu)驅(qū)動裝置31、導(dǎo)軌33、導(dǎo)軌連接塊32、承載臺34以及承載對象35組成工位切換機構(gòu)，工位切換機構(gòu)固定于氣浮板21上，為承載對象提供支撐和工位切換。三個單軸調(diào)節(jié)模塊23固定于底座上，通過調(diào)節(jié)氣浮板的位置來調(diào)節(jié)承載對象圖形區(qū)的水平向位置?，F(xiàn)有技術(shù)主要存在以下幾個問題:
[0005]其一，現(xiàn)有技術(shù)中的切換機構(gòu)采用直線導(dǎo)軌進行導(dǎo)向，導(dǎo)軌的自身的誤差和垂向裝調(diào)誤差直接影響圖形切換時承載對象Z向高度變化，導(dǎo)致圖形切換前后承載對象的Z向高度變化大。
[0006]其二，現(xiàn)有技術(shù)采用兩個直線導(dǎo)軌和承載臺之間可能存在垂向耦合，導(dǎo)致兩個導(dǎo)軌裝配困難。
[0007]其三，現(xiàn)有的技術(shù)掩模臺垂向?qū)哟味?，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要的垂向空間大。
[0008]此外，現(xiàn)有的技術(shù)為了使圖形切換前后承載對象的Z向高度變化滿足精度需求往往掩模臺的裝調(diào)提出了較高的要求，加大了裝調(diào)難度。。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種垂向?qū)哟屋^少、結(jié)構(gòu)較簡單，不需要太多垂向空間的掩模臺。
[0010]為了解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可工位切換的精密定位掩模臺，包括工位切換裝置，所述工位切換裝置包括承載臺、在所述承載臺之上的活動夾緊定位裝置和固定輔助夾緊定位裝置，用于實現(xiàn)承載對象在工位切換時的精確定位。
[0011]所述活動夾緊定位裝置包括:工位來回切換驅(qū)動機構(gòu)和夾緊機構(gòu)。
[0012]所述固定輔助夾緊定位裝置包括:若干工位限位銷和限位滾筒。
[0013]所述工位來回驅(qū)動機構(gòu)，至少為2個，一個相對承載對象位于X正方向上，另一個相對掩膜版位于X負(fù)方向上。
[0014]所述若干限位銷設(shè)在所述承載對象的移動行程的兩端，且所述若干限位銷的位置與所述承載對象的工位相匹配。
[0015]所述限位滾筒為凸輪隨動器，所述凸輪隨動器的位置相對所述承載臺固定，且包括一個沿自身軸向旋轉(zhuǎn)的滾子，所述滾子的旋轉(zhuǎn)軸向垂直于所述承載臺，所述滾子與所述承載對象相切。
[0016]所述工位來回切換驅(qū)動機構(gòu)和夾緊機構(gòu)分別通過設(shè)其末端的緩沖塊與所述承載對象接觸，所述緩沖塊的材料硬度比所述承載對象小。
[0017]所述承載臺與所述承載對象之間設(shè)有氣浮軸承，所述氣浮軸承用于抽真空使得所述承載對象吸附在所述承載臺上，當(dāng)所述承載對象相對所述承載臺移動時，所述氣浮軸承內(nèi)可用于充正壓為所述承載臺與所述承載對象之間提供無摩擦的氣浮支撐。
[0018]所述氣浮軸承包括正壓區(qū)域與真空區(qū)域，所述正壓區(qū)域可用于充正壓為所述承載臺與所述承載對象之間提供無摩擦的氣浮支撐，所述真空區(qū)域用以抽真空使得所述承載對象吸附在承載臺上。
[0019]所述氣浮軸承包括若干氣浮區(qū)域，每個所述氣浮區(qū)域包括一個正壓區(qū)域環(huán)與一個真空區(qū)域環(huán)，每個所述氣浮區(qū)域的正壓區(qū)域與所述真空區(qū)域相鄰設(shè)置。
[0020]所述氣浮軸承包括若干氣浮區(qū)域，每個所述氣浮區(qū)域包括一個正壓區(qū)域環(huán)與一個真空區(qū)域環(huán)，每個所述氣浮區(qū)域的正壓區(qū)域環(huán)設(shè)在所述真空區(qū)域的外側(cè)。
[0021]所述正壓區(qū)域環(huán)與一個正壓控制閥連接，所述真空區(qū)域環(huán)與一個真空控制閥連接，所述真空控制閥用于對所述真空區(qū)域環(huán)進行抽真空，當(dāng)所述承載對象相對所述承載臺移動時，所述正壓控制閥打開對所述正壓區(qū)域環(huán)進行充正壓；當(dāng)所述承載對象完成相對于所述承載臺的移動后，所述正壓控制閥關(guān)閉。
[0022]所述氣浮軸承固定設(shè)置在所述承載臺上。
[0023]所述可工位切換的精密定位掩膜臺還包括底座、水平向微動機構(gòu)、垂向調(diào)節(jié)機構(gòu)和本發(fā)明提供的掩模臺的工位切換機構(gòu)，所述工位切換機構(gòu)設(shè)在所述底座上，且通過所述水平向微動機構(gòu)調(diào)節(jié)所述工位切換機構(gòu)沿所述底座表面的移動和旋轉(zhuǎn)位置，所述水平向微動機構(gòu)與所述底座固定連接，所述底座設(shè)在所述垂向調(diào)節(jié)機構(gòu)上，且通過所述垂向調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)所述底座的位置與傾斜度。
[0024]所述工位切換機構(gòu)通過所述承載臺與所述底座接觸，所述承載臺與所述底座之間設(shè)有氣浮軸承，當(dāng)所述承載臺相對所述底座移動和旋轉(zhuǎn)時，所述氣浮軸承內(nèi)可用于充正壓為所述承載臺與所述底座之間提供無摩擦的氣浮支撐；當(dāng)所述承載臺完成相對于所述底座的移動和旋轉(zhuǎn)后，所述氣浮軸承用于抽真空使得所述承載臺吸附在所述底座上。
[0025]所述承載臺與所述底座之間的氣浮軸承固定設(shè)置在承載臺上或所述底座上。
[0026]所述承載對象是掩模版、硅片或者晶圓基底。
[0027]本發(fā)明利用活動夾緊定位裝置和固定輔助夾緊定位裝置驅(qū)動和夾緊承載對象，進而實現(xiàn)了承載對象的移動，與現(xiàn)有技術(shù)中通過承載臺的移動來帶動承載對象的移動相比，結(jié)構(gòu)更加簡單，節(jié)約了垂向空間，同時，本發(fā)明同時實現(xiàn)了定位和導(dǎo)向的功能，能夠保證承載對象的移動是在所需的工位間進行的。提供了一種垂向?qū)哟屋^少、結(jié)構(gòu)較簡單，不需要太多垂向空間的掩模臺。
【附圖說明】
[0028]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的掩模臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為適用本發(fā)明的一實施例提供的掩模臺及其工位切換機構(gòu)的光刻機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明一實施例提供的掩模臺的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖4為本發(fā)明一實施例提供的掩模臺的A-A’剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖5為本發(fā)明一實施例提供的工位切換機構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖6為本發(fā)明一實施例提供的承載臺與承載對象之間的氣浮軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖7為本發(fā)明另一實施例提供的承載臺與承載對象之間的氣浮軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖8為采用本發(fā)明一實施例中進行承載對象工位切換的