可工位切換的精密定位臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種掩模或者工件臺及其工位切換機構。
【背景技術】
[0002]現有技術中的光刻裝置，主要用于集成電路IC或平板顯示領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下依次成像在涂覆有光刻膠的晶片上，例如半導體晶片或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域，隨后晶片相對于掩模移動，將下一個曝光區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域，重復這一過程直到晶片上所有曝光區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和投影光束移動。在上述的光刻設備中，需具有相應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，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，一般都在一塊承載對象上制作多塊圖形區進行曝光。專利CN1534689A提出一種結構緊湊的六自由度定位臺，但缺乏工位切換機構。專利CN101303532種提出一種具有工位切換機構的六自由度定位臺，但該切換機構在切換前后，由于切換機構的定位機構導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量。
[0004]請參考圖1,其為現有的工位切換功能掩模臺的示意圖。如圖1所示，掩模臺結構主要包括單軸調節模塊23、底座22、切換機構驅動裝置31、導軌33、承載臺34、承載對象35、氣浮板21、導軌連接塊32。切換機構驅動裝置31、導軌33、導軌連接塊32、承載臺34以及承載對象35組成工位切換機構，工位切換機構固定于氣浮板21上，為承載對象提供支撐和工位切換。三個單軸調節模塊23固定于底座上，通過調節氣浮板的位置來調節承載對象圖形區的水平向位置。現有技術主要存在以下幾個問題:
[0005]其一，現有技術中的切換機構采用直線導軌進行導向，導軌的自身的誤差和垂向裝調誤差直接影響圖形切換時承載對象Z向高度變化，導致圖形切換前后承載對象的Z向高度變化大。
[0006]其二，現有技術采用兩個直線導軌和承載臺之間可能存在垂向耦合，導致兩個導軌裝配困難。
[0007]其三，現有的技術掩模臺垂向層次多，結構復雜，需要的垂向空間大。
[0008]此外，現有的技術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提出了較高的要求，加大了裝調難度。。
【發明內容】
[0009]本發明要解決的技術問題是提供一種垂向層次較少、結構較簡單，不需要太多垂向空間的掩模臺。
[0010]為了解決這一技術問題，本發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:工位來回切換驅動機構和夾緊機構。
[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]所述工位來回驅動機構，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負方向上。
[0014]所述若干限位銷設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的滾子，所述滾子的旋轉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動機構和夾緊機構分別通過設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，當所述承載對象相對所述承載臺移動時，所述氣浮軸承內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域與真空區域，所述正壓區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域，每個所述氣浮區域包括一個正壓區域環與一個真空區域環，每個所述氣浮區域的正壓區域與所述真空區域相鄰設置。
[0020]所述氣浮軸承包括若干氣浮區域，每個所述氣浮區域包括一個正壓區域環與一個真空區域環，每個所述氣浮區域的正壓區域環設在所述真空區域的外側。
[0021]所述正壓區域環與一個正壓控制閥連接，所述真空區域環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域環進行抽真空，當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域環進行充正壓；當所述承載對象完成相對于所述承載臺的移動后，所述正壓控制閥關閉。
[0022]所述氣浮軸承固定設置在所述承載臺上。
[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、垂向調節機構和本發明提供的掩模臺的工位切換機構，所述工位切換機構設在所述底座上，且通過所述水平向微動機構調節所述工位切換機構沿所述底座表面的移動和旋轉位置，所述水平向微動機構與所述底座固定連接，所述底座設在所述垂向調節機構上，且通過所述垂向調節機構調節所述底座的位置與傾斜度。
[0024]所述工位切換機構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有氣浮軸承，當所述承載臺相對所述底座移動和旋轉時，所述氣浮軸承內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；當所述承載臺完成相對于所述底座的移動和旋轉后，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]本發明利用活動夾緊定位裝置和固定輔助夾緊定位裝置驅動和夾緊承載對象，進而實現了承載對象的移動，與現有技術中通過承載臺的移動來帶動承載對象的移動相比，結構更加簡單，節約了垂向空間，同時，本發明同時實現了定位和導向的功能，能夠保證承載對象的移動是在所需的工位間進行的。提供了一種垂向層次較少、結構較簡單，不需要太多垂向空間的掩模臺。
【附圖說明】
[0028]圖1為現有技術中的掩模臺的結構示意圖；
[0029]圖2為適用本發明的一實施例提供的掩模臺及其工位切換機構的光刻機的結構示意圖；
[0030]圖3為本發明一實施例提供的掩模臺的俯視結構示意圖；
[0031]圖4為本發明一實施例提供的掩模臺的A-A’剖面結構示意圖；
[0032]圖5為本發明一實施例提供的工位切換機構的俯視結構示意圖；
[0033]圖6為本發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構示意圖；
[0034]圖7為本發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構示意圖；
[0035]圖8為采用本發明一實施例中進行承載對象工位切換的