[发明专利]光刻系统以及光刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻系统以及光刻方法，特别涉及能够在较低能耗下对晶圆进行高速曝光的光刻系统以及光刻方法。

背景技术

光刻是现代半导体制造工艺中最关键的步骤。在晶圆的制造过程中，晶体三极管、二极管、电容、电阻和金属层的各种物理部件在晶圆表面或表层内构成。这些部件是每次在一个掩膜层上生成的，并且结合生成薄膜及去除特定部分，通过光刻工艺过程，最终在晶圆上保留特征图案的部分。光刻生产的目标是根据电路设计的要求，生成尺寸精确的特征图案。

随着光刻技术的不断进步，光刻设备也从早期的接触式光刻机、接近式光刻机逐步发展到扫描投影光刻机、分布重复光刻机以及目前广泛采用的步进扫描光刻机。

步进扫描光刻机采用一种被称作步进扫描光刻的技术。步进扫描光刻机是一种混合设备，其融合了扫描投影光刻机和分布重复光刻机技术。在步进扫描光刻机中，使用缩小透镜扫描一个大曝光场图像到硅片上的一部分。通常，一束聚焦的狭长光带同时扫过掩膜和晶圆（例如硅片），使得晶圆上的对应区域曝光，然后，步进到下一个位置，再次使用狭长光带进行扫描，如此反复，直到整个晶圆都得到曝光为止。

在步进扫描光刻机的扫描过程中，对掩膜和晶圆进行匀速扫描。在扫描过程中，晶圆载物台和掩膜载物台首先要从静止状态加速到一定速度，例如，晶圆载物台加速到700毫米/秒，掩膜载物台加速到2800毫米/秒（在图像缩小比例为4：1的情况下），然后使照明光束匀速扫过晶圆和掩膜，接下来使晶圆载物台和掩膜载物台减速到静止状态，步进到下一个位置，再重复上面的加速-匀速-减速的扫描过程。但是，晶圆载物台和掩膜载物台的加速和减速过程都需要花费一定时间，此外使载物台加速和减速还将消耗驱动马达的能量。为了提高半导体器件的产量，扫描速度变得越来越高，所耗费的时间和能量也随之不断升高。驱动马达不断地使载物台进行加速和减速将产生大量的热量，散热问题也成为阻止扫描速度进一步提高的重要因素。

发明内容

本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。

本发明的一个目的是提供一种用于光刻系统和光刻方法的技术方案。

根据本发明的一个实施例，提供了一种晶圆载物台，包括：晶圆承载部，用于放置晶圆；以及驱动装置，用于驱动晶圆承载部，使得晶圆承载部在与晶圆表面平行的平面内进行振荡运动。

进一步地，所述振荡运动基本上为简谐振动。

进一步地，所述的晶圆载物台还包括：弹性梁，所述晶圆承载部经由所述弹性梁而与晶圆载物台的固定部分弹性连接，其中所述晶圆载物台的振荡运动的方向与所述弹性梁垂直。

进一步地，所述弹性梁的截面为矩形，所述矩形包括长边和短边，矩形的长边与晶圆的表面垂直，矩形的短边与晶圆的表面平行。

进一步地，所述弹性梁具有弯曲部分，该弯曲部分能够使弹性梁沿着弹性梁的长度方向伸长。

进一步地，所述弯曲部分在晶圆承载部的振荡方向上的弹性系数大于整个弹性梁在晶圆承载部的振荡方向上的弹性系数。

进一步地，所述弯曲部分的形状为“几”字型、“V”型或弧型。

进一步地，所述驱动装置包括设置在所述晶圆承载部下方的电磁马达。

进一步地，所述的晶圆载物台还包括：监控装置，用于监控晶圆承载部的位置和速度；以及补偿装置，用于根据晶圆承载部的位置来驱动所述电磁马达，从而对晶圆承载部的位置偏差进行补偿。

进一步地，所述监控装置包括设置在所述晶圆承载部下方的位置测量装置。

进一步地，所述位置测量装置为干涉计或标尺读取系统。

进一步地，所述的晶圆载物台还包括：步进缓冲装置，用于在晶圆载物台的步进过程中驱动所述晶圆载物台。

进一步地，所述的晶圆载物台还包括：悬浮装置，用于使所述晶圆承载部悬浮在空中。

进一步地，所述悬浮装置为磁悬浮装置或气垫悬浮装置。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种掩膜载物台，包括：掩膜承载部，用于放置掩膜；以及驱动装置，用于驱动掩膜承载部，使得掩膜承载部在与掩膜表面平行的平面内进行振荡运动。

进一步地，所述振荡运动基本上为简谐振动。

进一步地，所述的掩膜载物台还包括：弹性梁，所述掩膜承载部经由所述弹性梁而与掩膜载物台的固定部分弹性连接，其中所述掩膜载物台的振荡运动的方向与所述弹性梁垂直。