用于極紫外光刻裝置中的鋯膜置換機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及極紫外光刻技術領域，具體涉及用于極紫外光刻裝置中的鋯膜置換機構，主要應用于極紫外光刻裝置中的鋯膜破損后更換。
【背景技術】
[0002]集成電路制作技術的飛速發展一直遵循“摩爾定律”預言的軌跡前進，極紫外光刻技術是被認為是最具潛力的下一代光刻技術之一，由于其分辨率高，且具有一定的產量優勢及傳統光學光刻技術的延伸性，是IC業界制備納米級超大規模集成電路器件的首選方案之一O
[0003]極紫外光刻裝置中光源的中心波長為13.5nm，由于該波段的光源無法在大氣環境下傳輸，所以對極紫外光刻的光源不但要求其功率大，同時還得滿足高真空度。根據極紫外光刻的工作特點，整個裝置分成兩個部分，一個是物鏡系統及掩模、硅片臺等所在的曝光真空腔，另一個是光源收集系統所在的照明真空腔，光源直接與照明真空腔聯接。極紫外光源工作時，會產生一些碎肩，盡管光源已經加了去碎肩系統，但是也無法實現完全去除。另外，極紫外光源放電時，光源的電功率僅有0.4%左右轉化為極紫外光，大部分的電功率都轉化為紅外、可見等波段的光。由于極紫外光刻的高分辨率，光源的雜光會影響光刻的質量，因此在曝光過程中是不允許除了極紫外波段以外的雜光透過。
[0004]曝光真空腔和照明真空腔之間采用鋯膜來隔開，其一方面作用是把兩個真空腔隔離，另一方面的作用是濾光，保證透過的只有極紫外光。鋯膜的厚度一般只有200nm左右，在曝光過程中由于受光源的熱輻射，在熱應力不均勻的情況下極易破損，此時就需要在真空環境下進行鋯膜更換。
【發明內容】
[0005]本發明為了解決現有技術熱應力不均勻的情況下鋯膜極易破損以及在曝光過程中存在透過多種雜光等技術問題，提供了一種用于極紫外光刻裝置中的鋯膜置換機構。
[0006]用于極紫外光刻裝置中的鋯膜置換機構，包括底部支撐板、鋯膜安裝板、齒條、直線導套、直線導套座、移動導套座、齒輪、步進電機、第一光軸、直線作動器、滾珠導套、支撐板、第二光軸、U型支撐座和彈簧；
[0007]底部支撐板固定于曝光真空腔內；底部支撐板的兩端對稱固定U型支撐座，在所述U型支撐座上設置移動導套座，滾珠導套固定在移動導套座上，通過第二光軸將U型支撐座、滾珠導套和移動導套座連接;所述移動導套座與直線導套座連接，直線作動器固定在支撐板上并與直線導套座連接，所述支撐板固定在底部支撐板上;所述彈簧的一端通過彈簧座固定在移動導套座上，另一端固定在U型支撐座上;所述第一光軸安裝在鋯膜安裝板上，第一光軸與直線導套裝配在直線導套座上;在所述直線作動器驅動下，移動導套座沿第二光軸的光軸方向運動時帶動直線導套座運動，實現鋯膜安裝板沿第一光軸方向運動;鋯膜安裝在鋯膜安裝板上，所述齒條安裝在鋯膜安裝板頂部，齒輪與步進電機固緊，步進電機通過電機安裝座固定在直線導套座上，調整齒輪的位置，使齒輪與齒條配合，實現鋯膜的置換。
[0008]本發明的益效果:
[0009]一、本發明所述的鋯膜置換機構，一次可裝載四塊鋯膜，同時采用直線驅動機構實現鋯膜安裝板的壓緊和脫開，通過真空步進電機快速的進行鋯膜更換，可以在不破壞高真空環境的情況下進行破損后的鋯膜更換，不但提高了效率，而且防止了物鏡系統暴露大氣受污染的風險。
[0010]二、本發明采用的鋯膜置換機構在選材及表面處理以及零部件的選擇方面都具備良好的真空兼容性，可以滿足超高真空度的使用要求。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明所述的用于極紫外光刻裝置中的鋯膜置換機構的軸測圖；
[0012]圖2為本發明所述的用于極紫外光刻裝置中的鋯膜置換機構的主視圖。
【具體實施方式】
[0013]【具體實施方式】一、結合圖1和圖2說明本實施方式，用于極紫外光刻裝置中的鋯膜置換機構，包括底部支撐板1、鋯膜安裝板3、齒條4、直線導套5、直線導套座6、移動導套座7、齒輪8、步進電機10、第一光軸11、直線作動器12、滾珠導套13、支撐板14、第二光軸15、U型支撐座16和彈簧18。
[0014]底部支撐板I固定于曝光真空腔內，底部支撐板I的兩端通過螺釘對稱固定U型支撐座16，在所述U型支撐座16上設置移動導套座7，滾珠導套13固定在移動導套座7上，通過第二光軸15將U型支撐座16、滾珠導套13和移動導套座7連接，移動導套座7與光軸15及滾珠導套13組成壓緊、脫開運動導向部件。所述移動導套座7與直線導套座6連接，直線作動器12通過壓緊螺母固定在支撐板14上并與直線導套座6連接，所述支撐板14通過螺釘固定在底部支撐板I上。所述彈簧18的一端通過彈簧座17固定在移動導套座7上，另一端固定在U型支撐座16上，為運動提供回復力。所述第一光軸11安裝在鋯膜安裝板3上，第一光軸11與直線導套5裝配在直線導套座6上。在所述直線作動器12驅動下，移動導套座7沿第二光軸15的光軸方向運動時帶動直線導套座6運動，從而實現鋯膜安裝板3運動。
[0015]四個鋯膜20及其支撐組件安安裝在鋯膜安裝板3上，所述齒條4安裝在鋯膜安裝板3頂部，齒輪8與步進電機10固緊，步進電機10通過電機安裝座9固定在直線導套座6上，調整齒輪8的位置，使齒輪8與齒條4配合，調試后保證整個運動范圍內無卡滯現象，實現鋯膜安裝板3沿第一光軸11方向運動，從而實現鋯膜20的置換。
[0016]本實施方式中固定在所述移動導套座7和U型支撐座16之間的彈簧18為兩組。所述第一光軸11為兩個，每個第一光軸11通過兩個光軸支撐座2安裝在鋯膜安裝板3上。鋯膜安裝板3通過與光軸支撐座2螺紋連接固定。
[0017]本實施方式中在所述鋯膜20與鋯膜安裝板3之間的接觸面加O型密封圈，所述鋯膜20為四個，且四個鋯膜20沿第一光軸11方向依次固定在鋯膜安裝板3上。本實施方式所述的鋯膜安裝板3上設置通光孔19，所述通光孔19作為置換機構的初始零位，保證置換時鋯膜20與通光孔19同心。
[0018]本實施方式所述的置換機構的工作原理:在步進電機10的驅動下，調整齒輪8的位置，使齒輪8與齒條4配合，實現鋯膜安裝板3沿第一光軸11的方向運動，保證四個鋯膜20中的其中一個與通光孔19同心，作為機構的初始零位，以便于之后的鋯膜20更換。使用過程中監測到鋯膜20破損后，移動導套座7在直線作動器12驅動下，通過彈簧18的恢復力拉動沿第二光軸15運動，同時帶動直線導套座6隨之運動，然后，使鋯膜安裝板3沿第一光軸11的方向運動，將鋯膜20的位置換到下一個完好鋯膜20的位置，并通過真空步進電機10進行鎖緊，從而保持鋯膜20當前的位置，避免直線作動器12在壓緊的過程中，鋯膜20的位置發生變化。更換完破損的鋯膜20后，直線作動器12推動直線導套座6，同時帶動鋯膜安裝板3沿第二光軸15方向運動，從而完成整個錯膜置換過程。
【主權項】
1.用于極紫外光刻裝置中的鋯膜置換機構，包括底部支撐板(I)、鋯膜安裝板(3)、齒條(4)、直線導套(5)、直線導套座(6)、移動導套座(7)、齒輪(8)、步進電機(10)、第一光軸(11)、直線作動器(12)、滾珠導套(13)、支撐板(14)、第二光軸(15)、U型支撐座(16)和彈簧(18)；其特征是，底部支撐板(I)固定于曝光真空腔內；底部支撐板(I)的兩端對稱固定U型支撐座(16)，在所述U型支撐座(16)上設置移動導套座(7)，滾珠導套(13)固定在移動導套座(7)上，通過第二光軸(15)將U型支撐座(16)、滾珠導套(13)和移動導套座(7)連接； 所述移動導套座(7)與直線導套座(6)連接，直線作動器(12)固定在支撐板(14)上并與直線導套座(6)連接，所述支撐板(14)固定在底部支撐板(I)上； 所述彈簧(18)的一端通過彈簧座(17)固定在移動導套座(7)上，另一端固定在U型支撐座(16)上； 所述第一光軸(11)安裝在鋯膜安裝板(3)上，第一光軸(11)與直線導套(5)裝配在直線導套座(6)上； 在所述直線作動器(12)驅動下，移動導套座(7)沿第二光軸(15)的光軸方向運動時帶動直線導套座(6)運動，實現鋯膜安裝板(3)的運動； 鋯膜(20)安裝在鋯膜安裝板(3)上，所述齒條(4)安裝在鋯膜安裝板(3)頂部，齒輪(8)與步進電機(10)固緊，步進電機(10)通過電機安裝座(9)固定在直線導套座(6)上，調整齒輪(8)的位置，使齒輪(8)與齒條(4)配合，實現鋯膜安裝板(3)沿第一光軸(11)方向運動，實現鋯膜(20)的置換。2.根據權利要求1所述的用于極紫外光刻裝置中的鋯膜置換機構，其特征在于，在所述鋯膜(20)與鋯膜安裝板(3)之間的接觸面加O型密封圈。3.根據權利要求1所述的用于極紫外光刻裝置中的鋯膜置換機構，其特征在于，固定在所述移動導套座(7)和U型支撐座(16)之間的彈簧(18)為兩組。4.根據權利要求1所述的用于極紫外光刻裝置中的鋯膜置換機構，其特征在于，所述第一光軸(11)通過四個光軸支撐座(2)安裝在鋯膜安裝板(3)上。5.根據權利要求1所述的用于極紫外光刻裝置中的鋯膜置換機構，其特征在于，在所述鋯膜安裝板(3)上設置通光孔(19)，所述通光孔(19)作為置換機構的初始零位，保證置換時鋯膜(20)與通光孔(19)同心。6.根據權利要求1所述的用于極紫外光刻裝置中的鋯膜置換機構，其特征在于，所述鋯膜(20)為多個，且多個鋯膜(20)沿第一光軸(11)方向依次固定在鋯膜安裝板(3)上。
【專利摘要】用于極紫外光刻裝置中的鋯膜置換機構，屬于極紫外光刻相關技術領域；本機構為了解決真空環境下鋯膜更換的技術問題；本機構的鋯膜安裝板一直與法蘭處于壓緊狀態，一旦監測到鋯膜有破損，首先利用直線運動作動器推動鋯膜安裝板，把鋯膜安裝板與法蘭脫開，然后驅動步進電機將鋯膜安裝板移動到下一個鋯膜的位置，最后利用直線運動作動器推動鋯膜安裝板，使之與真空腔法蘭壓緊，從而完成鋯膜更換；本機構可以在不破壞高真空環境的情況下進行破損后的鋯膜更換，不但提高了效率，而且防止了物鏡系統暴露大氣受污染的風險，本機構選材及表面處理以及零部件的選擇方面都具備良好的真空兼容性，可以滿足超高真空度的使用要求。
【IPC分類】G03F7/20
【公開號】CN105573065
【申請號】CN201510962269
【發明人】周烽, 王輝, 郭本銀, 謝耀, 王麗萍
【申請人】中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月21日