掩膜版夹具及晶圆曝光装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种掩膜版夹具及晶圆曝光装置。所述掩膜版夹具，包括用于容纳掩膜版的腔体，还包括相互连接的传感器和冷却组件；所述传感器用于检测所述腔体内掩膜版的温度；所述冷却组件，用于向所述掩膜版吹扫氮气，并根据所述掩膜版的温度改变氮气的流速，以调整所述掩膜版的温度。本实用新型专利技术在实现对掩膜版冷却降温的同时，也达到了对掩膜版温度精准控制的效果，从根本上解决了曝光过程中掩膜版易发生形变的问题。

Mask plate fixture and wafer exposure device

The utility model relates to the field of semiconductor manufacturing technology, in particular to a mask clamp and a wafer exposure device. The mask clamp, including a cavity for holding a mask plate, also includes a sensor and a cooling component that is interconnected to detect the temperature of the mask plate in the cavity; the cooling component is used for blowing nitrogen into the mask plate, and changing the flow rate of nitrogen according to the temperature of the mask plate. Adjust the temperature of the mask. The utility model has achieved the effect of precision control on the mask plate temperature while realizing the cooling and cooling of the mask plate, and fundamentally solves the problem that the mask plate is easily deformed during the exposure process.

【技术实现步骤摘要】
掩膜版夹具及晶圆曝光装置
本技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种掩膜版夹具及晶圆曝光装置。
技术介绍
目前，半导体集成电路(IC)产业已经经历了指数式增长。IC材料和设计中的技术进步已经产生了数代IC，其中，每代IC都比前一代IC具有更小和更复杂的电路。在IC发展的过程中，功能密度(即每一芯片面积上互连器件的数量)已普遍增加，而几何尺寸(即使用制造工艺可以产生的最小部件)却已减小。除了IC部件变得更小和更复杂之外，在其上制造IC的晶圆变得越来越大，这就对晶圆的质量要求越来越高。在晶圆的制造过程中，需要经过多步工艺，例如表面清洗、初次氧化、化学气相沉积镀膜、化学机械研磨、光刻、退火、离子注入等。其中，光刻技术是指在光照作用下，借助光致抗蚀剂(又名光刻胶)将掩膜版上的图形转移到基片上的技术。光刻工艺是在晶圆曝光装置上完成的。在光刻中，掩膜版或者光罩由透明衬底上的图形化的不透明涂层组成，比如铬，且用于制造半导体器件的集成电路或者其它需要在衬底上形成微小特征的器件。在具体的光刻过程中，掩膜版通过一夹具固定于曝光机台上；光线穿过所述掩膜版上的对准标记投影到覆盖有光刻胶层的晶圆上，引起曝光区域的光刻胶发生化学反应；再通过显影技术溶解去除曝光区域或未曝光区域的光刻胶(前者称正性光刻胶，后者称负性光刻胶)，使掩膜版上的图形被复制到光刻胶薄膜上。然而，在实际应用过程中观测到，由于曝光光源照射到掩膜版上的温度很高，完成一盒晶圆(25片)曝光后，掩膜版的温度会升高4℃左右，而温度的升高会导致掩膜版受热发生形变，进而导致曝光图像的失真，影响晶圆产品的质量。目前，针对掩膜版形变导致的曝光图像失真问题，最常用的方法是对失真图像进行补偿，即：使用安装在掩膜台上部的温度传感器检测掩膜版的温度，得出掩膜版上每一个基本曝光单元的形变，根据此数据对透镜和晶圆承载台的参数都进行相应的调整并编入处理程序中从而达到曝光时对图像形变的补偿。但是，该种方法工艺复杂，没有从根本上解决掩膜版的形变问题，而且补偿效果也不尽如人意。因此，如何从根本上解决掩膜版的形变问题，避免曝光图像失真，以提高晶圆产品的质量，是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术提供一种掩膜版夹具及晶圆曝光装置，用以解决现有技术中掩膜版易发生形变的技术问题，从而避免曝光图像失真，提高晶圆产品的质量。为了解决上述问题，本技术提供了一种掩膜版夹具，包括用于容纳掩膜版的腔体，还包括相互连接的传感器和冷却组件；所述传感器用于检测所述腔体内掩膜版的温度；所述冷却组件，用于向所述掩膜版吹扫氮气，并根据所述掩膜版的温度改变氮气的流速，以调整所述掩膜版的温度。优选的，所述冷却组件包括控制器以及设置于所述腔体外侧的第一传输管道；所述控制器，连接所述传感器、所述第一传输管道，用于根据所述掩膜版的温度调整所述第一传输管道传输氮气的流速。优选的，所述第一传输管道上设置有多个开口，所述氮气经所述开口吹扫至所述掩膜版表面。优选的，所述第一传输管道设置于所述腔体的一侧，所述第一传输管道的长度大于所述掩膜版的宽度，且多个开口沿所述第一传输管道的轴向均匀分布。优选的，所述第一传输管道设置于所述腔体的相对两侧，且所述第一传输管道的轴向与位于所述腔体内的基准标记所在的方向相互垂直。优选的，所述氮气的温度不低于14.8℃。优选的，所述掩膜版夹具还包括相对设置的第一夹持部、第二夹持部，所述第一夹持部、所述第二夹持部用于夹持所述掩膜版的两相对端；所述冷却组件还包括设置于所述第一夹持部和/或所述第二夹持部内的第二传输管道，所述第二传输管道用于传输冷却水。优选的，所述控制器，连接所述第二传输管道，用于根据所述掩膜版的温度调整所述第二传输管道传输冷却水的流速。优选的，所述传感器设置于所述腔体外侧；所述传感器包括多个子传感器，且多个子传感器关于所述腔体的轴向对称分布。为了解决上述问题，本技术还提供了一种晶圆曝光装置，包括上述任一项所述的掩膜版夹具。本技术提供的掩膜版夹具及晶圆曝光装置，通过增设的传感器来实时监测曝光掩模的温度，并根据曝光掩模的温度调整冷却组件吹扫氮气的风速，在实现对掩膜版冷却降温的同时，也达到了对掩膜版温度精准控制的效果，从根本上解决了曝光过程中掩膜版易发生形变的问题，提高了掩膜版的使用寿命，也避免了曝光图像失真，改善了晶圆产品的质量。附图说明附图1是本技术具体实施方式的掩膜版夹具的结构框图；附图2是本技术具体实施方式的掩膜版夹具的一俯视结构示意图；附图3是本技术具体实施方式的掩膜版夹具的另一俯视结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术提供的掩膜版夹具及晶圆曝光装置的具体实施方式做详细说明。本具体实施方式提供了一种掩膜版夹具，附图1是本技术具体实施方式的掩膜版夹具的结构框图，附图2是本技术具体实施方式的掩膜版夹具的一俯视结构示意图。如图1、2所示，本具体实施方式提供的掩膜版夹具，包括用于容纳掩膜版22的腔体，还包括相互连接的传感器11和冷却组件12；所述传感器11用于检测所述腔体内掩膜版22的温度；所述冷却组件12，用于向所述掩膜版22吹扫氮气23，并根据所述掩膜版22的温度改变氮气23的流速，以调整所述掩膜版22的温度。本具体实施方式通过设置向所述掩膜版22吹扫氮气的所述冷却组件12，可以降低曝光过程中所述掩膜版22的温度，避免所述掩膜版22因温度过高而发生形变，在提高掩膜版使用寿命的同时，也提高了晶圆产品的质量。同时，通过所述传感器11实时检测所述掩膜版22的温度，从而调整所述冷却组件12中氮气吹扫的速率，以实现对所述掩膜版22温度的精准控制，从根本上改善了曝光处理的效果，进一步提高了晶圆产品的质量。为了不影响光线照射所述掩膜版22，优选的，所述传感器11与所述冷却组件12置于所述腔体的外侧。本具体实施方式之所以采用氮气作为冷却流体，通过氮气的吹扫来降低所述掩膜版22的温度，是因为：曝光过程是通过光线穿透掩膜版上的标记区域再投影到晶圆上，所以曝光过程中光线照射的强度、角度都是需要经过精确调节的，且掩膜版必须稳定的保持于所述腔体内，如果冷却流体的折射率与空气的折射率差异过大，则会对照射到掩膜版上的光量造成影响，进而影响曝光过程；然而，本领域技术人员根据其掌握的普通技术知识可以知晓，影响折射率的主要因素是介质的纯净度和均匀性，次要因素是温度、压强等，其中，折射率与压强呈正比例关系，当纯净的氮气吹扫至掩膜版表面时，其所形成的压强比掩膜版周围的压强小，所以折射率也会比静态的纯净氮气小，更接近空气的折射率(空气的折射率为1.000292)，从而将对曝光过程的影响降至最低，甚至可以忽略不计。为了简化掩膜版夹具的结构，降低成本，优选的，所述冷却组件12包括控制器122以及设置于所述腔体外侧的第一传输管道121；所述控制器122，连接所述传感器11、所述第一传输管道121，用于根据所述掩膜版22的温度调整所述第一传输管道121传输氮气23的流速。举例来说，所述第一传输管道121用于向所述掩膜版22传输氮气23，当所述传感器11检测到所述掩膜版22的温度高于第一预设值且低于第二预设值时，则所述控制器控制所述第一传输管道121中氮气的流速恒定；反之，当所述传感器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掩膜版夹具，包括用于容纳掩膜版的腔体，其特征在于，还包括相互连接的传感器和冷却组件；所述传感器用于检测所述腔体内掩膜版的温度；所述冷却组件，用于向所述掩膜版吹扫氮气，并根据所述掩膜版的温度改变氮气的流速，以调整所述掩膜版的温度。

【技术特征摘要】
1.一种掩膜版夹具，包括用于容纳掩膜版的腔体，其特征在于，还包括相互连接的传感器和冷却组件；所述传感器用于检测所述腔体内掩膜版的温度；所述冷却组件，用于向所述掩膜版吹扫氮气，并根据所述掩膜版的温度改变氮气的流速，以调整所述掩膜版的温度。2.根据权利要求1所述的掩膜版夹具，其特征在于，所述冷却组件包括控制器以及设置于所述腔体外侧的第一传输管道；所述控制器，连接所述传感器、所述第一传输管道，用于根据所述掩膜版的温度调整所述第一传输管道传输氮气的流速。3.根据权利要求2所述的掩膜版夹具，其特征在于，所述第一传输管道上设置有多个开口，所述氮气经所述开口吹扫至所述掩膜版表面。4.根据权利要求3所述的掩膜版夹具，其特征在于，所述第一传输管道设置于所述腔体的一侧，所述第一传输管道的长度大于所述掩膜版的宽度，且多个开口沿所述第一传输管道的轴向均匀分布。5.根据权利要求3所述的掩膜版夹具，其特征在于，所述第一传输管道设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：周阳，葛伟伟，黄志凯，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32