一种掩模台、曝光装置和光刻设备

摘要

本发明公开了一种掩模台、曝光装置和光刻设备，该掩模台包括承版台、至少三个支撑固定单元和至少三个形变补偿单元；其中，承版台包括透光区和围绕透光区的非透光区；至少三个支撑固定单元设置于承版台的非透光区，且各支撑固定单元均匀分布于透光区的周围；至少三个形变补偿单元设置于承版台的非透光区，且位于支撑固定单元靠近透光区的一侧；各形变补偿单元均匀分布于透光区的周围。本发明实施例提供的掩模台结构简单，能够减小放置于该掩模台上的掩模版在水平方式和竖直方向上的形变，从而能够提高曝光精度，提高光刻准确度，进而提高产品良率，降低生产成本。

权利要求

1.一种掩模台，其特征在于，包括：

承版台，包括透光区和围绕所述透光区的非透光区；

至少三个支撑固定单元，设置于所述承版台的非透光区，且各所述支撑固定单元均匀分布于所述透光区的周围；所述支撑固定单元用于支撑固定掩模版；

至少三个形变补偿单元，设置于所述承版台的非透光区，且位于所述支撑固定单元靠近所述透光区的一侧；各所述形变补偿单元均匀分布于所述透光区的周围；所述形变补偿单元用于提供与所述掩模版的重力方向相反的形变支撑力；

其中，所述承版台上设置有掩模版放置槽；所述非透光区包括第一非透光区和围绕所述第一非透光区的第二非透光区，所述第一非透光区围绕所述透光区，且所述第一非透光区位于所述掩模版放置槽的槽底区域内，所述第二非透光区位于所述掩模版放置槽的侧壁区域内；

所述支撑固定单元包括柔性固定部件和硬支撑部件；所述柔性固定部件的一端固定于所述第二非透光区，所述柔性固定部件的第二端延伸至所述第一非透光区；所述硬支撑部件固定于所述第一非透光区，且所述硬支撑部件与所述柔性固定部件的第二端相对设置。

2.根据权利要求1所述的掩模台，其特征在于，所述透光区位于所述掩模版放置槽的槽底区域内。

3.根据权利要求2所述的掩模台，其特征在于，所述硬支撑部件用于提供与所述掩模版的重力方向相反的支撑力；所述柔性固定部件用于提供与所述掩模版的重力方向相同的压力。

4.根据权利要求3所述的掩模台，其特征在于，所述柔性固定部件包括簧片；

所述簧片包括固定端和活动端；所述簧片的固定端通过至少一个紧固件固定于所述承版台的第一非透光区；所述簧片的活动端包括弯折结构，所述弯折结构位于所述第二非透光区，且所述弯折结构的顶点与所述硬支撑部件相对设置。

5.根据权利要求3所述的掩模台，其特征在于，所述掩模版放置槽的槽底设置有圆锥孔；所述硬支撑部件的一端与所述圆锥孔卡合。

6.根据权利要求2所述的掩模台，其特征在于，所述形变补偿单元包括螺旋弹簧；

所述掩模版放置槽的槽底还设置有平底孔，所述螺旋弹簧固定于所述平底孔内。

7.根据权利要求1所述的掩模台，其特征在于，所述透光区为圆形透光通孔；所述形变补偿单元的数量为n，其中，n＝6。

8.根据权利要求1～7任一项所述的掩模台，其特征在于，还包括至少四个位置调节单元和至少四个位置固定单元；

各所述位置调节单元对称设置于所述承版台的非透光区；所述位置调节单元用于调节所述掩模版在水平方向的位置；

各所述位置固定单元对称设置于所述承版台的非透光区；所述位置固定单元用于固定所述掩模版在水平方向的位置。

9.根据权利要求8所述的掩模台，其特征在于，所述承版台设置有掩模版放置槽；所述掩模版放置槽位于所述承版台的中心区域；所述透光区位于所述掩模版放置槽的槽底的中心区域；

所述承版台的侧面设置有贯穿所述掩模版放置槽的侧壁的顶丝孔和注胶孔；

所述位置调节单元包括顶丝，所述顶丝设置于所述顶丝孔内；

所述位置固定单元包括胶体，所述胶体位于所述注胶孔内。

10.根据权利要求8所述的掩模台，其特征在于，所述位置调节单元的数量为m；其中，m≥8；所述位置固定单元的数量为x；其中x≥8所述承版台包括四个侧边；所述承版台的每一侧边设置有至少两个所述位置调节单元和至少两个所述位置固定单元。

11.一种曝光装置，其特征在于，包括权利要求1～10任一项所述的掩模台。

12.一种光刻设备，其特征在于，包括权利要求11所述的曝光装置。

说明书

一种掩模台、曝光装置和光刻设备

技术领域

[0001] 本发明实施例涉及半导体工艺设备技术邻域，尤其涉及一种掩模台、曝光装置和光刻设备。

背景技术

[0002] 掩模版作为图形信息的载体，通过曝光过程，将图形转移到被曝光产品上，该被曝光产品例如可以为硅片、导电玻璃、铜箔等，从而实现图形的转移。在光刻工艺过程中，通常将掩模版放置于曝光装置的掩模台上，以使掩模台支撑、固定掩模版。

[0003] 由于掩模版受自重影响，会产生竖直方向的变形，使得曝光时产生系统离焦。现有技术中，通过在掩模台上设置真空吸附装置，对掩模台上的掩模版施加向外的拉力，以改善掩模版因自重而产生的竖直方向的形变。但是，现有技术的真空吸附装置对掩模版施加向外的拉力时，该掩模版会因各个方向的拉力不均而产生水平方向的形变，从而引起掩模图形的偏移，影响光刻工艺的准确度，进而影响器件的性能。

发明内容

[0004] 本发明实施例提供一种掩模台、装曝光置和光刻设备，以同时减小掩模版的水平方向和竖直方向的形变对光刻工艺的影响。

[0005] 第一方面，本发明实施例提供一种掩模台，包括：

[0006] 承版台，包括透光区和围绕所述透光区的非透光区；

[0007] 至少三个支撑固定单元，设置于所述承版台的非透光区，且各所述支撑固定单元均匀分布于所述透光区的周围；所述支撑固定单元用于支撑固定掩模版；

[0008] 至少三个形变补偿单元，设置于所述承版台的非透光区，且位于所述支撑固定单元靠近所述透光区的一侧；各所述形变补偿单元均匀分布于所述透光区的周围；所述形变补偿单元用于提供与所述掩模版的重力方向相反的形变支撑力。

[0009] 第二方面，本发明实施例还提供一种曝光装置，包括上述掩模台。

[0010] 第三方面，本发明实施例还提供一种光刻设备，包括上述曝光装置。

[0011] 本发明实施例提供的掩模台、曝光装置和光刻设备，通过在承版台的非透光区设置至少三个支撑固定单元和至少三个形变补偿单元，且形变补偿单元位于支撑固定单元靠近承版台透光区的一侧，该支撑固定单元支撑并固定放置于承版台的掩模版，而形变补偿单元则可提供与掩模版的重力方向相反的形变支撑力，以抵消掩模版的重力，从而减小掩模版因自重而产生的形变；同时该掩模台中未引进水平方向上的拉力，能够防止因受拉力而使掩模版产生水平方向上的形变。本发明实施例提供的掩模台结构简单，能够同时减小放置于该掩模台上的掩模版在水平方式和竖直方向上的形变，从而能够提高曝光精度和光刻准确度，进而提高产品良率，降低生产成本。

附图说明

[0012] 图1是本发明实施例提供的一种掩模台的结构框图；

[0013] 图2是本发明实施例提供的一种掩模台的截面结构示意图；

[0014] 图3是本发明实施例提供的一种掩模台的俯视结构示意图；

[0015] 图4是本发明实施例提供的一种掩模台的立体结构示意图；

[0016] 图5是沿图4中B‑B'截面的一种掩模台的剖面结构示意图；

[0017] 图6是本发明实施例提供的一种掩模台水平方向上的剖面结构示意图；

[0018] 图7是本发明实施例提供的一种曝光装置的结构框图；

[0019] 图8是本发明实施例提供的一种光刻设备的结构框图。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

[0021] 本发明实施例提供一种掩模台，该掩模台可用于支撑固定掩模板，该掩模台设置于曝光装置中。图1是本发明实施例提供的一种掩模台的结构框图，图2是本发明实施例提供的一种掩模台的截面结构示意图。结合图1和图2所示，该掩模台100包括承版台10、至少三个支撑固定单元20和至少三个形变补偿单元30；该承版台具有透光区101和围绕透光区101的非透光区102；支撑固定单元20设置于承版台10的非透光区102，且各支撑固定单元20均匀的分布于透光区101的周围，该支撑固定单元20用于支撑固定掩模板200；形变补偿单元30也设置于承版台10的非透光区102，且位于支撑固定单元20靠近透光区101的一侧，同时各形变补偿单元30均匀分布于透光区101的周围；该形变补偿单元30用于提供与掩模版
200的重力方向相反的形变支撑力。

[0022] 具体的，掩模台100的承版台10具有透光区101和非透光区102，其中，承版台10的透光区101可使光源发出的光透过，以使掩模版200上的图案转印至半导体衬底上，该承版台10的透光区101处可以设置有通孔或透光膜层；而承版台10的非透光区102设置有支撑固定单元20和形变补偿单元30。当掩模版200放置于该掩模台100上时，设置于承版台10的非透光区102的支撑固定单元20能够支撑固定该掩模版200，以在Z方向上将掩模版200固定在相应的高度，且由于三个不同位置处的支撑固定单元20能够组成一个平面，因此由至少三个支撑固定单元20相互配合，能够使掩模版200固定在XY平面上的相应位置。但是，由于掩模版200受自身重量的影响，会使掩模版200由支撑固定单元20的支撑位置到透光区101的中心位置处所产生的形变逐渐增大，使得透光区101上方的掩模版200处于离焦状态。此时，可通过设置在支撑固定单元20靠近透光区101一侧的形变补偿单元30为掩模版200提供与掩模版200的重力G的方向‑Z相反的竖直向上(+Z方向)的形变支撑力F1，该形变支撑力F1能够抵消掩模版200靠近透光区101位置处的所受的重力G，以减小掩模版200在靠近透光区101处的形变量。

[0023] 需要说明的是，图1和图2仅为本发明实施例示例性的附图，图1中仅示例性的示出了承版台10的非透光区101设置有三个支撑固定单元20和四个形变补偿单元30，而在本发明实施例中，支撑固定单元20的数量可以为三个或三个以上，同样的，形变补偿单元30的数量也可以为三个或三个以上，且支撑固定单元的数量与形变补偿单元的数量可以相同或不同，本发明实施例对此不作具体限定。

[0024] 如此，本发明实施例通过设置在承版台的非透光区的支撑固定单元固定处掩模版在X‑Y平面的位置以及在Z方向的高度，并采用形变补偿单元为靠近透光区位置处的掩模版提供与该掩模版的重力方向相反的形变支撑力，以抵消掩模版的重力，从而减小掩模版在透光区所产生的形变，使得掩模版上的图案能够准确对焦，提高曝光精度和光刻准确度，进而提高产品良率，降低成品成本。

[0025] 需要说明的是，图1和图2仅为本发明实施例示例性的附图，图1中仅示例性的示出了承版台10的透光区101的形状为四边形，而在本发明实施例中承版台10的透光区101的形状还可以为圆形、椭圆形、三角形、六边形、五角形等规则或不规则的形状，本发明实施例对此不作具体限定。

[0026] 此外，在本发明实施例中，掩模台的形变补偿单元可支撑放置于该掩模台上的掩模版，以改善掩模台上放置的掩模版在竖直方向(Z)上产生的形变。对于不同形状和尺寸的透光区，掩模版在透光区处的形变情况不同，如此可根据透光区的形状可尺寸设置相应数量的形变补偿单元，以使该形变补偿单元能够最大程度的改善掩模版在竖直方向(Z)上的产生的形变。

[0027] 示例性的，图3是本发明实施例提供的一种掩模台的俯视结构示意图。如图3所示，承版台10的透光区101为圆形的透光通孔，该圆形的透光通孔的直径D例如可以为95mm，此时形变补偿单元30的数量n可以为6。如此，能够使放置于掩模台100的掩模版在透光区101处的具有较小的形变量，从而提高曝光精度，以及提高光刻性能，进而提高产品良率，降低成本。其中，形变补偿单元30例如可以为柔性部件，例如圆线螺旋弹簧，以能够在受到掩模版的压力后产生反方向的弹力，达到支撑掩模版，减小掩模版在竖直方向上产生的形变量的目的。

[0028] 可选的，图4是本发明实施例提供的一种掩模台的立体结构示意图。如图4所示，该掩模台100的承版台10上设置有掩模版放置槽110，且承版台10的透光区101位于该掩模版放置槽110的槽底1101区域内。如此，掩模版200可直接放置于承版台10的掩模版放置槽110中，从而能够直接确定出掩模版在X‑Y平面的位置，进而简化操作，提高效率。

[0029] 可选的，图5是沿图4中B‑B'截面的一种掩模台的剖面结构示意图。结合参考图4和图5，当承版台10上设置有掩模版放置槽110时，该承版台10的非透光区102可分为第一非透光区1021和围绕第一非透光区1021的第二非透光区1022；其中，第一非透光区1021位于掩模版放置槽110的槽底1101区域内，第二非透光区1021位于掩模版放置槽110的侧壁区域内，使得非透光区1021的承版台10与非透光区1022的承版台10构成台阶结构。此时，掩模台100的支撑固定单元20可以包括柔性固定部件21和硬支撑部件22；该柔性固定部件21的第一端固定于承版台10的第二非透光区1022，该柔性固定部件21的第二端延伸至承版台10的第一非透光区1021；而硬支撑部件22则固定于第一非透光区1021，且该硬支撑部件22与柔性固定部件21的第二端相对设置。其中，硬支撑部件22能够为掩模版200提供与该掩模版
200的重力方向相反的支撑力；柔性固定部件21能够向掩模版200提供与该掩模版200的重力方向相同的压力。

[0030] 具体的，放置于掩模台100的掩模版200可以包括相对设置的第一面201和第二面202，硬支撑部件22可与掩模版200的第二面202接触，柔性固定部件21可与掩模版200的第一面201接触，此时掩模版200位于硬支撑部件22和柔性固定部件21之间，且硬支撑部件22为硬质不可形变的部件，而柔性固定部件21为可形变的柔性部件，由于掩模版200具有一定的厚度，因此在掩模版200放置于承版台10的掩模版放置槽110中时，硬支撑部件22可为掩模版200提供足够的支撑力，以使掩模版200处于相应的高度，而柔性固定部件21可在发生形变后产生向下的压力，以与硬支撑部件22配合夹持掩模版200，使得掩模版200能够固定于相应高度位置。同时，以承版台10的非透光区102设置有三个支撑固定单元20为例，每一支撑固定单元20均可包括一柔性固定部件21和硬支撑部件22，从而能够由三个柔性固定部件21和三个硬支撑部件22确定出掩模版200在X‑Y平面上的位置。如此，支撑固定单元20的柔性固定部件和硬支撑部件22共同作用能够确定出掩模版200的放置高度以及在X‑Y平面的放置位置。

[0031] 示例性的，继续参考图4，柔性固定部件21可以包括簧片，该簧片具有固定端和活动端，且簧片的固定端可通过至少一个紧固件11固定于承版台10的第一非透光区1021，此时，承版台10上会设置相应的螺纹孔，以使紧固件通过该螺纹孔将簧片和承版台10装配在一起；该簧片的活动端可以为弯折结构，且该弯折结构位于第二非透光区1022，且该弯折结构的顶点与硬支撑部件22的相对设置，以使簧片的弯折结构的顶点能够与硬支撑部件22的顶点配合夹持掩模版200。其中，簧片的固定端可通过两个紧固件11固定于承版台10上；如此，当紧固件松动时，该两个紧固件11能够确定簧片的位置，确保簧片的延伸方向不变，以使簧片的弯折结构的顶点与硬支撑部件22的顶点保持相对设置，防止因簧片移动造成掩模版200受力不均而被损坏。相应的，硬支撑部件22例如可以为半球形、圆柱形或圆锥形等形状的硬质合金部件，本发明实施例对此不作具体限定。

[0032] 此外，继续结合参考图4和图5，掩模版放置槽110的槽底1101设置有圆锥孔；该硬支撑部件22的一端与圆锥孔卡合，而硬支撑部件22的另一端与柔性固定部件的第二端21相对设置。如此，可将硬支撑部件22固定于承版台10内，防止硬支撑部件22松动，使掩模版200受力不均而损坏。其中，承版台上所设置的圆锥孔可以为90°的圆锥孔。

[0033] 可选的，继续结合参考图4和图5，当形变补偿单元为螺旋弹簧时，掩模版放置槽110的槽底1101还应设置有平底孔，该螺旋弹簧可固定于掩模版放置槽110的槽底1101的平底孔内，以防止螺旋弹簧移位，从而能够确保螺旋弹簧提供的形变支撑力能够抵消掩模版的重力，减小掩模版在透光区域的形变量。

[0034] 可选的，继续参考图4，掩模台100还包括至少四个位置调节单元40和至少四个位置固定单元50；其中，各位置调节单元40对称设置于承版台10的非透光区102；位置调节单元40用于调节掩模版在水平方向(X方向和/或Y方向)的位置；各位置固定单元50也对称设置于承版台10的非透光区101；位置固定单元50用于固定掩模版在水平方向(X方向和/或Y方向)的位置。

[0035] 具体的，放置于掩模台100上的掩模版经支撑固定单元20支撑固定后能确定出掩模版在竖直方向上的放置高度以及在水平方向上(X方向和Y方向)的放置位置，由于装配误差等的影响，在X‑Y平面上掩模版的掩模中心与承版台10的透光区101的中心具有一定的偏差，此时通过位置调节单元40可调节掩模版在X方向和Y方向上的位置，以使掩模版的掩模中心与承版台10的透光区101的中心对准，以使掩模版上的图案能够准确地转印至半导体衬底上。同时，当掩模版的掩模中心与承版台10的透光区101的中心对准时，通过位置固定单元固定该掩模版的位置，以在后续采用该掩模版进行图形转印时，无需再次对准，提高效率，确保产品的一致性。

[0036] 示例性的，当掩模版的掩模中心相对于透光区的中心的偏差坐标为(‑4，4)时，关于Y轴对称的位置调节单元均向+X的方向移动4个单位，以在X方向上使掩模版的掩模中心相对于透光区的中心的偏差为0；而关于X轴对称的位置调节单元均向‑Y方向移动4个单元，以在Y方向上使掩模版的掩模中心相对于透光区的中心的偏差为0。如此，当掩模版的掩模中心相对于透光区的中心的偏差坐标为(0，0)时，掩模版的掩模中心与透光区的中心重合，再采用位置固定单元将掩模版固定于此位置处。

[0037] 其中，当承版台10上设置有掩模版放置槽110时，该掩模版放置槽110可位于承版台10的中心区域，而位于掩模版放置槽110的槽底1101内的透光区101位于该掩模版放置槽110的槽底1101的中心区域，此时在水平面(X‑Y平面)上，放置于该掩模版放置槽110中的掩模版的中心可与承版台10的中心重合。

[0038] 可选的，继续参考图4，承版台10的侧面(121、122、123和124)设置有贯穿掩模版放置槽110的侧壁的顶丝孔和注胶孔；此时，位置调节单元40例如可以为顶丝，该顶丝可设置于承版台10的顶丝孔内；位置固定单元50例如可以为胶体，该胶体位于承版台10的注胶孔内。

[0039] 具体的，设置于承版台10的顶丝孔内的顶丝可精确调节放置于该掩模台100上的掩模版在水平面(X‑Y平面)的位置，当将掩模版的掩模中心与承版台10的透光区101的中心对准后，可在注胶孔内注入胶体，以使该掩模版固定在此位置处。相应的，在需要更换掩模版时，可清除注胶孔内的胶体，以取出被固定的掩模版，并放置新的掩模版，重新调节新掩模版在在水平面(X‑Y平面)的位置后，可再次注入胶体固定。

[0040] 需要说明的是，本发明实施例提供的掩模台中设置有至少四个位置调节单元和至少四个位置固定单元，即本发明实施例提供掩模台中可包括四个或四个以上的位置调节单元，以及包括四个或四个以上的位置固定单元，且位置调节单元的数量和位置固定单元的数量可以相同或不同，本发明实施例对此不做具体限定。

[0041] 其中，位置调节单元的数量m和位置固定单元的数量x均可以大于等于8。此时，承版台可以包括四个侧边，且承版台的每一侧边可设置至少两个位置调节单元和至少两个位置固定单元，以使位于同一侧面的至少两个位置调节单元确定出掩模版在与该侧面垂直的方向上的位置，并采用至少两个位置固定单元将该掩模版固定于在与该侧面垂直的方向上的位置处。

[0042] 示例性的，图6是本发明实施例提供的一种掩模台水平方向上的剖面结构示意图。如图6所示，该掩模台的承版台10包括四个侧面121、122、123和124，且承版台10的侧面121和侧面123相对，承版台10的侧面122和侧面124相对；此时，承版台10的侧面121和侧面123均设置有两个顶丝孔和两个注胶孔，两个顶丝分别设置于两个顶丝孔内，两个胶体分别设置于两个注胶孔内；承版台10的侧面122和侧面124均设置有两个顶丝孔和三个注胶孔，且两个顶丝分别设置于两个顶丝孔内，三胶体分别设置于三个注胶孔内；即掩模台100中设置有8个顶丝和10个胶体以精确固定掩模版在水平面的位置。其中，顶丝孔可以为M3的螺纹孔，注胶孔可以为直径为2mm的孔。

[0043] 本发明实施例提供支撑固定单元支撑固定放置于承版台的掩模版的水平位置和竖直位置，并采用形变补偿单元提供形变支撑力，以减小承版台透光区位置处的掩模版的形变量，以及采用位置调节单元调节掩模版在水平方向的精确位置，并采用位置固定单元固定掩模版的位置，从而能够使掩模版上的图案精确地转印至相应的衬底上，以提高曝光精度和光刻准确度，进一步提高产品良率，降低生产成本。

[0044] 此外，掩模台的承版台上还可设置有其它装配用的孔，例如掩模台的承版台的非透光区还可设置有多个直径为6mm的沉孔，以采用该直径为6mm的沉孔与其它部件装配。

[0045] 本发明实施例还提供一种曝光装置，该曝光装置包括本发明实施例提供的掩模台，因此该曝光装置也具备本发明实施提供掩模台的特征和效果，相同之处可参照上文的描述，在此不再赘述。

[0046] 示例性的，图7是本发明实施例提供的一种曝光装置的结构框图。如图7所示，该曝光装置400包括本发明实施例提供的掩模台100和光源系统300。其中，光源系统300提供曝光光源，该曝光光源能够透过掩模台100上放置的掩模版的图案和掩模台100的透光区101传输至半导体衬底上，以使掩模版上的图案转印至该半导体衬底上。

[0047] 本发明实施例还提供一种光刻设备，该光刻设备包括本发明实施例提供的曝光装置，因此该光刻设备也具备本发明实施例提供的曝光装置的特征和效果，相同之处可参照上文的描述，在此不再赘述。

[0048] 示例性的，图8是本发明实施例提供的一种光刻设备的结构框图。如图8所示，该光刻设备500包括本发明实施例提供的曝光装置100。其中，光刻设备500中曝光装置100的数量可以为一个或多个，本发明实施例对此不做具体限定。

[0049] 注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。