可工位切换的精密定位台制造技术

本发明专利技术提供了一种可工位切换的精密定位台，包括工位切换装置，所述工位切换装置包括承载台、在所述承载台之上的活动夹紧定位装置和固定辅助夹紧定位装置，用于实现承载对象在工位切换时的精确定位。本发明专利技术利用活动夹紧定位装置和固定辅助夹紧定位装置驱动承载对象，进而实现了承载对象的移动，与现有技术中通过承载台的移动来带动承载对象的移动相比，结构更加简单，节约了垂向空间，同时，本发明专利技术同时实现了定位和导向的功能，能够保证承载对象的移动是在所需的工位间进行的。提供了一种垂向层次较少、结构较简单，不需要太多垂向空间的掩模台。

【技术实现步骤摘要】
可工位切换的精密定位台
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种掩模或者工件台及其工位切换机构。
技术介绍
现有技术中的光刻装置，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承载对象和硅片的载体，装载有承载对象/硅片的载体产生精确的相互运动来满足光刻需要。上述承载对象的载体被称之为承载台，硅片/基板的载体被称之为承片台。在步进光刻装置中起非常重要作用的是掩模台系统，为承载对象提供支撑定位功能。为提高掩模图形的曝光效率，降低承载对象的交换次数，一般都在一块承载对象上制作多块图形区进行曝光。专利CN1534689A提出一种结构紧凑的六自由度定位台，但缺乏工位切换机构。专利CN101303532种提出一种具有工位切换机构的六自由度定位台，但该切换机构在切换前后，由于切换机构的定位机构导致承载对象图形的垂向位置存在较大偏移，影响曝光焦深和曝光质量。请参考图1，其为现有的工位切换功能掩模台的示意图。如图1所示，掩模台结构主要包括单轴调节模块23、底座22、切换机构驱动装置31、导轨33、承载台34、承载对象35、气浮板21、导轨连接块32。切换机构驱动装置31、导轨33、导轨连接块32、承载台34以及承载对象35组成工位切换机构，工位切换机构固定于气浮板21上，为承载对象提供支撑和工位切换。三个单轴调节模块23固定于底座上，通过调节气浮板的位置来调节承载对象图形区的水平向位置。现有技术主要存在以下几个问题：其一，现有技术中的切换机构采用直线导轨进行导向，导轨的自身的误差和垂向装调误差直接影响图形切换时承载对象Z向高度变化，导致图形切换前后承载对象的Z向高度变化大。其二，现有技术采用两个直线导轨和承载台之间可能存在垂向耦合，导致两个导轨装配困难。其三，现有的技术掩模台垂向层次多，结构复杂，需要的垂向空间大。此外，现有的技术为了使图形切换前后承载对象的Z向高度变化满足精度需求往往掩模台的装调提出了较高的要求，加大了装调难度。。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种垂向层次较少、结构较简单，不需要太多垂向空间的掩模台。为了解决这一技术问题，本专利技术提供了一种可工位切换的精密定位掩模台，包括工位切换装置，所述工位切换装置包括承载台、在所述承载台之上的活动夹紧定位装置和固定辅助夹紧定位装置，用于实现承载对象在工位切换时的精确定位。所述活动夹紧定位装置包括：工位来回切换驱动机构和夹紧机构。所述固定辅助夹紧定位装置包括：若干工位限位销和限位滚筒。所述工位来回驱动机构，至少为2个，一个相对承载对象位于X正方向上，另一个相对掩膜版位于X负方向上。所述若干限位销设在所述承载对象的移动行程的两端，且所述若干限位销的位置与所述承载对象的工位相匹配。所述限位滚筒为凸轮随动器，所述凸轮随动器的位置相对所述承载台固定，且包括一个沿自身轴向旋转的滚子，所述滚子的旋转轴向垂直于所述承载台，所述滚子与所述承载对象相切。所述工位来回切换驱动机构和夹紧机构分别通过设其末端的缓冲块与所述承载对象接触，所述缓冲块的材料硬度比所述承载对象小。所述承载台与所述承载对象之间设有气浮轴承，所述气浮轴承用于抽真空使得所述承载对象吸附在所述承载台上，当所述承载对象相对所述承载台移动时，所述气浮轴承内可用于充正压为所述承载台与所述承载对象之间提供无摩擦的气浮支撑。所述气浮轴承包括正压区域与真空区域，所述正压区域可用于充正压为所述承载台与所述承载对象之间提供无摩擦的气浮支撑，所述真空区域用以抽真空使得所述承载对象吸附在承载台上。所述气浮轴承包括若干气浮区域，每个所述气浮区域包括一个正压区域环与一个真空区域环，每个所述气浮区域的正压区域与所述真空区域相邻设置。所述气浮轴承包括若干气浮区域，每个所述气浮区域包括一个正压区域环与一个真空区域环，每个所述气浮区域的正压区域环设在所述真空区域的外侧。所述正压区域环与一个正压控制阀连接，所述真空区域环与一个真空控制阀连接，所述真空控制阀用于对所述真空区域环进行抽真空，当所述承载对象相对所述承载台移动时，所述正压控制阀打开对所述正压区域环进行充正压；当所述承载对象完成相对于所述承载台的移动后，所述正压控制阀关闭。所述气浮轴承固定设置在所述承载台上。所述可工位切换的精密定位掩膜台还包括底座、水平向微动机构、垂向调节机构和本专利技术提供的掩模台的工位切换机构，所述工位切换机构设在所述底座上，且通过所述水平向微动机构调节所述工位切换机构沿所述底座表面的移动和旋转位置，所述水平向微动机构与所述底座固定连接，所述底座设在所述垂向调节机构上，且通过所述垂向调节机构调节所述底座的位置与倾斜度。所述工位切换机构通过所述承载台与所述底座接触，所述承载台与所述底座之间设有气浮轴承，当所述承载台相对所述底座移动和旋转时，所述气浮轴承内可用于充正压为所述承载台与所述底座之间提供无摩擦的气浮支撑；当所述承载台完成相对于所述底座的移动和旋转后，所述气浮轴承用于抽真空使得所述承载台吸附在所述底座上。所述承载台与所述底座之间的气浮轴承固定设置在承载台上或所述底座上。所述承载对象是掩模版、硅片或者晶圆基底。本专利技术利用活动夹紧定位装置和固定辅助夹紧定位装置驱动和夹紧承载对象，进而实现了承载对象的移动，与现有技术中通过承载台的移动来带动承载对象的移动相比，结构更加简单，节约了垂向空间，同时，本专利技术同时实现了定位和导向的功能，能够保证承载对象的移动是在所需的工位间进行的。提供了一种垂向层次较少、结构较简单，不需要太多垂向空间的掩模台。附图说明图1为现有技术中的掩模台的结构示意图；图2为适用本专利技术的一实施例提供的掩模台及其工位切换机构的光刻机的结构示意图；图3为本专利技术一实施例提供的掩模台的俯视结构示意图；图4为本专利技术一实施例提供的掩模台的A-A’剖面结构示意图；图5为本专利技术一实施例提供的工位切换机构的俯视结构示意图；图6为本专利技术一实施例提供的承载台与承载对象之间的气浮轴承的结构示意图；图7为本专利技术另一实施例提供的承载台与承载对象之间的气浮轴承的结构示意图；图8为采用本专利技术一实施例中进行承载对象工位切换的流程图；图中，101-照明系统；102-掩模台；103-投影物镜；104-工件台；105-激光干涉仪；201-单轴调节模块；202-工位来回切换驱动机构；203-承载台；205-承载对象；206-若干工位限位销；207-小图形；208-凸轮随动器；209-大图形；210-底座；301、302-气浮轴承；401-缓冲块；402-夹紧机构；403-上限位滚筒；501、701-正压区域环；502、702本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可工位切换的精密定位台，其特征在于：包括工位切换装置，所述工位切换装置包括承载台、在所述承载台之上的活动夹紧定位装置和固定辅助夹紧定位装置，用于实现承载对象在工位切换时的精确定位。

【技术特征摘要】
1.一种可工位切换的精密定位台，其特征在于：包括工位切换装置，所述工位切换装置包括承载台、在所述承载台之上的活动夹紧定位装置和固定辅助夹紧定位装置，用于实现承载对象在工位切换时的精确定位；所述活动夹紧定位装置包括：X方向上工位来回切换驱动机构和Y方向上夹紧机构；所述X方向上工位来回切换驱动机构，至少为2个，至少一个相对承载对象位于X正方向上，至少一个相对承载对象位于X负方向上；所述固定辅助夹紧定位装置包括：X方向上若干工位限位销和Y方向上限位滚筒；所述X方向上若干工位限位销设在所述承载对象的移动行程的两端，且所述X方向上若干工位限位销的位置与所述承载对象的工位相匹配；所述Y方向上限位滚筒为凸轮随动器，所述凸轮随动器的位置相对所述承载台固定，且包括一个沿自身轴向旋转的滚子，所述滚子的旋转轴向垂直于所述承载台，所述滚子与所述承载对象相切；所述Y方向上限位滚筒配合所述Y方向上夹紧机构进行使用，用以引导所述承载对象始终沿直线移动。2.如权利要求1所述的可工位切换的精密定位台，其特征在于：所述X方向上工位来回切换驱动机构和Y方向上夹紧机构分别通过设其末端的缓冲块与所述承载对象接触，所述缓冲块的材料硬度比所述承载对象小。3.如权利要求1所述的可工位切换的精密定位台，其特征在于：所述承载台与所述承载对象之间设有气浮轴承。4.如权利要求3所述的可工位切换的精密定位台，其特征在于：所述气浮轴承包括正压区域与真空区域，所述正压区域可用于充正压为所述承载台与所述承载对象之间提供无摩擦的气浮支撑，所述真空区域用以抽真空使得所述承载对象吸附在承载台上。5.如权利要求3所述的可工位切换的精密定位台，其特征在于：所述气浮轴承包括若干气浮区域，每个所述气浮区域包括一个正压区域与一个真空区域，每个所述气浮区域的正压区域与所述真空...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁晓叶，江旭初，魏龙飞，王鑫鑫，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31