一种精密定位平台及光刻机制造技术

本发明专利技术公开了一种精密定位平台及光刻机，精密定位平台包括机架

【技术实现步骤摘要】
一种精密定位平台及光刻机


[0001]本专利技术涉及光刻机
，尤其涉及一种精密定位平台及光刻机
。

技术介绍

[0002]超精密定位平台是光刻机中的关键组件，用于将光刻掩模和半导体晶圆精确对准
、
调平
、
调焦
、
步进和扫描曝光，以实现光刻机的微米级乃至亚纳米级的制程要求
。
由于其在光刻过程中的关键作用，工件台作为定位平台，具有复杂的动态指标和精度要求，对光刻机的产片率和制程质量有着直接影响
。
[0003]传统接触式结构的定位平台难以满足光刻机的上述要求，因此采用非接触式的定位平台
。
在相关技术中，以
CN201510994384.8
为例，精密定位平台采用了带空心线圈的直线电机驱动装置，通过控制永磁阵列和空心线圈绕组之间的磁场功角，使电机仅产生水平方向上的驱动力，不产生垂直方向上的悬浮力，从而对电磁铁悬浮不产生干扰作用，使平台在水平方向上可获取高精度的运动行程
。
以
CN201110241791.3
为例，步进光刻设备包括：一照明单元，用于提供曝光光束；一工件台，用于支撑一基底在大行程范围内进行六自由度运动；一掩模台，用于支撑一掩模在曝光时候在小行程范围内相对所述工件台同步运动；一投影物镜，用于将掩模上图形按预定比例投射至基底；其特征在于，所述工件台依次步进至曝光场后，所述掩模台同步运动至所述工件台对应的位置并同时曝光
。
但是其主要通过定义可在曝光的同时同步运动的工件台和掩模台，提高定位精度
。
[0004]由于相关技术并没有考虑到精密定位平台的宏观和微观相并存的运动要求
。
因此，亟需一种精密定位平台及光刻机，解决上述问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种精密定位平台及光刻机，用于解决不能提供精密定位平台的宏观和微观相并存的运动要求的技术问题
。
[0006]本专利技术的目的采用以下技术方案实现：本申请提供了一种精密定位平台，包括：机架
、
隔振基板
、
干涉仪
、
分光系统和工件台系统；所述隔振基板设于所述机架上方；所述干涉仪设于所述隔振基板上方，所述干涉仪用于光刻制程中的光刻掩模的测量和校准；所述分光系统设置于所述干涉仪的输出光路上，所述分光系统用于实现至少四个自由度以对所述干涉仪输出的光束进行平移和
/
或旋转
。
[0007]所述工件台系统设于所述机架中，所述工件台系统用于实现至少两个交错轴向的线性自由度，两个所述线性自由度用于共同驱动所述分光系统调整所述光刻掩模和半导体晶圆之间的位置
。
[0008]优选的，所述精密定位平台还包括设于所述隔振基板上的旋转模组，所述旋转模
组用于驱动所述光刻掩模和所述半导体晶圆之间的图案旋转
。
[0009]优选的，所述机架的外缘上均匀对称设有若干个气浮隔振器，所述机架通过所述气浮隔振器与所述隔振基板建立连接关系
。
[0010]优选的，所述工件台系统包括用于输出所述线性自由度的
X
轴线性模组和
Z
轴线性模组；其中，所述
Z
轴线性模组用于控制光刻掩模和半导体晶圆之间的垂直距离，所述
X
轴线性模组用于调整光刻掩模和半导体晶圆之间的水平位置
。
[0011]优选的，所述机架内还设有与所述线性自由度输出方向对应的滑轨组件，所述
X
轴线性模组和所述
Z
轴线性模组配合于所述滑轨组件上
。
[0012]优选的，所述
X
轴线性模组和所述
Z
轴线性模组分别包括直驱电机；所述工件台系统还包括运动台和光栅尺；所述
X
轴线性模组和所述
Z
轴线性模组的直驱电机的定子单元分别安装在底座支撑板的中心，所述直驱电机的线圈单元分别固定在所述运动台上，所述直驱电机用于驱动负载沿各个自由度方向运动；在所述线圈单元固定于所述运动载荷台的相反方向安装有光栅尺，所述光栅尺用于伺服位置的测量和反馈
。
[0013]优选的，所述直驱电机包括用于磁悬浮垂向定位的第一直线电机模块和用于气浮垂向定位的第二直线电机模块；所述第一直线电机模块包括磁悬浮模块
、
光栅测量模块
、
音圈电机和导轨；所述第二直线电机模块包括气动重力补偿模块
、
光栅测量
、
直线电机和导轨
。
[0014]优选的，所述旋转模组包括
DD
马达
、
旋转光栅测量模块和轴承
。
[0015]优选的，所述分光系统包括五轴分光镜
、
四轴分光镜和弯光镜，所述干涉仪通过弯光镜分别与所述五轴分光镜和所述四轴分光镜建立光路
。
[0016]优选的，所述干涉仪通过一调平组件安装于所述隔振基板上方
。
[0017]本申请还提供了一种光刻机，所述光刻机包括：上述任一项所述的精密定位平台；控制器，所述控制器分别与所述精密定位平台的干涉仪
、
分光系统和工件台系统电连接，所述控制器被配置成：利用所述工件台系统驱动所述分光系统，调整所述光刻掩模和半导体晶圆之间的位置；当所述光刻掩模和所述半导体晶圆之间的位置关系满足预设条件时，利用所述分光系统对所述干涉仪输出的光束进行平移和
/
或旋转，以实现所述干涉仪对光刻制程中的光刻掩模的测量和校准
。
[0018]优选的，所述精密定位平台还包括设于所述隔振基板上的旋转模组，所述控制器还被配置成：当利用所述分光系统对所述干涉仪输出的光束进行平移和
/
或旋转后，控制所述旋转模组实现所述光刻掩模和所述半导体晶圆之间的旋转
。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包括：通过在机架内设立工件台系统，利用工件台系统提供的两个交错的线性自由度，能够实现对光刻掩模和半导体晶圆位置的精确控制
。
通过提供四个自由度的分光系统，能够实现对光束的多角度控制，使得光束可以按照预设的路径精准地照射到掩模和晶圆上
。
将上述线性自由度和分光系统的自由度相结合并用于协同工作，实现了光刻掩模和半导体晶圆的精确位置调整，从而确保光刻图案的准确传输
。
通过隔振基板减少精密定位平台的振动，确保光束的稳定，提升了工作的精度
。
[0020]综上，通过分层控制和设计，以使精密定位平台同时满足宏观和微观的运动要求，适用于不同范围和精度的工艺步骤，并具有高精度定位和光刻制程中的测量校准能力，为光刻制程提供了高度可控的定位和校准能力
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种精密定位平台，其特征在于，包括：机架（1）
、
隔振基板（2）
、
干涉仪（7）
、
分光系统和工件台系统；所述隔振基板（2）设于所述机架（1）上方；所述干涉仪（7）设于所述隔振基板（2）上方，所述干涉仪用于光刻制程中的光刻掩模的测量和校准；所述分光系统设置于所述干涉仪（7）的输出光路上，所述分光系统用于实现至少四个自由度以对所述干涉仪（7）输出的光束进行平移和
/
或旋转；所述工件台系统设于所述机架（1）中，所述工件台系统用于实现至少两个交错轴向的线性自由度，两个所述线性自由度用于共同驱动所述分光系统调整所述光刻掩模和半导体晶圆之间的位置
。2.
根据权利要求1所述的精密定位平台，其特征在于，所述精密定位平台还包括设于所述隔振基板（2）上的旋转模组，所述旋转模组用于驱动所述光刻掩模和所述半导体晶圆之间的图案旋转
。3.
根据权利要求1所述的精密定位平台，其特征在于，所述机架（1）的外缘上均匀对称设有若干个气浮隔振器（3），所述机架（1）通过所述气浮隔振器（3）与所述隔振基板（2）建立连接关系
。4.
根据权利要求1所述的精密定位平台，其特征在于，所述工件台系统包括用于输出所述线性自由度的
X
轴线性模组（4）和
Z
轴线性模组（5）；其中，所述
Z
轴线性模组（5）用于控制光刻掩模和半导体晶圆之间的垂直距离，所述
X
轴线性模组（4）用于调整光刻掩模和半导体晶圆之间的水平位置
。5.
根据权利要求4所述的精密定位平台，其特征在于，所述机架（1）内还设有与所述线性自由度输出方向对应的滑轨组件（6），所述
X
轴线性模组（4）和所述
Z
轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琪，符友银，
申请(专利权)人：福建安芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：