[发明专利]一种接近接触式光刻真空曝光工件台装置

说明书

本发明公开了一种接近接触式光刻真空曝光工件台装置，该装置用于光刻机中实现基片与掩模板之间实现真空曝光。该装置以掩模板为水平基准，利用第一升降驱动机构带动三点弹性支撑机构、承片台、基片上升，基片与基准掩模板接触调平后，气动及控制机构锁紧三点弹性支撑机构，同时第一升降驱动机构停止上升。然后第二升降驱动机构带动真空腔室上升并与掩模架下表面接触形成密封腔体，接着对腔体进行抽真空，从而实现样片与掩模板在真空的环境下进行曝光，提高曝光的分辨率与曝光线条的均匀性。

技术领域

本发明涉及微电子专用设备技术领域，具体涉及一种接近接触式光刻真空曝光工件台装置，尤其适用于用于接近接触式光刻机中实现基片与掩模板之间的抽真空曝光。

背景技术

在接触式光刻设备中，根据曝光分辨力公式可知，要想提高光刻分辨力，可以考虑保证基片与掩模板之间的间隙都足够小来实现。而当基片与掩模接触调平后，基片与掩模之间仍有一层气膜存在，导致基片与掩模之间存在一定的间隙。为了消除它们之间的气膜，在曝光前，在基片与掩模板之间进行抽真空是非常必要的。现有的一些抽真空结构主要为在承片台外侧或承片台上表面布置一个密封圈，当基片与掩模调平时，密封圈也与掩模接触，只能进行单次或一次的真空曝光，不能实现基片与掩模之间需要对准套刻的真空曝光。

发明内容

为了避免接触式光刻时，进一步消除基片与掩模之间的气膜间隙，在曝光前，基片与掩模板之间进行抽真空，提高光刻的线条分辨率，而又不影响基片与掩模之间的对准与套刻。本发明的目的是提供一种接近接触式光刻真空曝光工件台装置，尤其适用于接近接触式光刻机中实现基片与掩模板之间的抽真空曝光。

本发明采用的技术方案为：一种接近接触式光刻真空曝光工件台装置，包括掩模板、掩模架、基片、承片台、正压通气孔、三点弹性支撑机构、锁紧气缸、弹性气囊、第一升降驱动机构、真空腔室、第二升降驱动机构、旋转运动台、Y向运动台、X向运动台、负压输入端、电控阀门、正压输入端、控制电路板、主控制器、第一密封圈、第二密封圈、负压抽气孔；

所述掩模板位于掩模架上方并固接；所述掩模架上表面布有真空槽，用于吸附固定掩模；所述承片台设置有真空槽，用于吸附固定基片；所述三点弹性支撑结构与承片台通过柔性铰链连接，用于基片与掩模板调平；所述升降驱动机构包括第一升降驱动机构和第二升降驱动机构，分别用于基片的Z向运动和真空腔室的Z向运动；所述第一升降驱动机构中嵌有一个弹性气囊，用于通过三点弹性支撑机构给基片均匀的调平压力；所述锁紧气缸，用于锁紧三点弹性支撑结构；所述正压输入端经过电控阀门分别与锁紧气缸和第二升降驱动机构、承片台正压通气孔连接；所述负压输入端通过电控阀门分别于掩模架和承片台连接；所述驱动控制板分别与电控阀门和主控制器连接。

其中，所述掩模架为水平基准面，上表面布有真空槽，通过负压将掩模板固定于掩模架上方，但不限于以上模板固定机构，如机械卡紧结构。

其中，所述三点弹性支撑机构通过柔性铰链与承片台连接，并沿径向以120°夹角均匀分布，可以实现样片与掩模板之间的调平。

其中，所述第一升降驱动机构中嵌有一个弹性气囊，气囊中充有恒定压力的气体，弹性气囊与三点弹性机构连接，可实现三点弹性支撑机构给基片提供均匀的调平压力；通过改变弹性气囊气压大小，可以随时调节基片与掩模板的调平力大小。

其中，所述真空腔室通过第一密封圈和第二密封圈在第二升降驱动机构的驱动下，使得基片与掩模处于一个密封的腔体里面，负压通气孔通负压，基片与掩模处于一个真空的环境下，从而实现真空曝光。

其中，所述第一升降驱动机构的外轮廓与真空腔室的内轮廓为圆弧面，两者之间过盈配合着密封圈，保证真空腔室上下运动时，两者之间具有良好的密封性。密封圈高出真空腔室上表面0.8mm。第一密封圈和第二密封圈材料为硅胶材料或者可作为密封圈的其他弹性材料。

其中，所述第一升降驱动机构与旋转运动台、X向运动台和Y向运动台连接，实现基片与掩模之间X、Y、θ向的相对运动。