CN103293880A - 两级式补正装置及曝光机基座 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种两级补正的曝光机基座，包括曝光基座、基板保持台面；其包括一级补正装置及二级补正装置；一级补正装置位于曝光基座与承载台之间；二级补正装置位于曝光基座与基板保持台面之间。不仅在曝光基座与承载台之间设置补正装置。于曝光基座与保持台面中间也加装有补正装置，若需补正的量较小，曝光基座的补正装置即可直接补正。若补正量较大无法单一通过基座补正时，剩余需补正的量就由保持台面下的第二补正装置进行补正。

Description

两级式补正装置及曝光机基座

技术领域

本公开涉及曝光装置，特别涉及一种能较大范围内进行补正的两级式补正装置及曝光机基座。

背景技术

显示器或半导体元件等的电子元件，使光罩上所形成的图案转移于感光基板上，由所谓光蚀刻工艺(lighography)制造。在此光蚀刻工艺所使用的曝光装置，包括光罩机台与基板机台。其中，光罩机台载置具有图案的光罩以二维方式移动。基板机台载置感光基板以二维方式移动。使在光罩上所形成的图案，以逐次移动光罩机台及基板机台，经投影光学系统投影曝光于感光基板。曝光装置主要有总括型曝光装置与扫描型曝光装置两种，其中，总括型曝光装置使光罩的图案同时转印于感光基板上。扫描型曝光装置一面使光罩机台与基板机台以同步扫描，一面使光罩的图案连续的转印于感光基板上。然而，目前制造显示器用薄膜晶体管元件时，显示器的大型化的要求更适宜使用扫描型曝光装置为主。

但是，在光蚀刻工艺中，在基板上使多个图案以所定的位置关系重叠加以形成时，基板会发生变形的情形。例如，基板为玻璃基板的情况下，会由各工艺处理的热作用而变形。或者，在玻璃基板上形成金属层时，玻璃基板受金属层平面方向的力作用而变形的情况。由工艺处理而基板变形时，在基板上使图案重叠之际，图案彼此有偏离的情况。于是，现有技术中，在曝光装置的投影光学系统或基板机台上设补正机构，以补正在基板上所投影的图像特性，使用此补正机构，一面进行按基板上的位置或形状的补正一面进行曝光处理。即，是按照基板的非线形变形以补正机构一面补正位移(shift)(像的X轴方向及Y轴方向的位置误差)、倍率(scaling)(像的扩大或缩小误差)、回转(rotation)(z轴周围的回转误差)、直交度(以像的x轴为基准的Y轴方向的倾倒量)等的像特性，一面使图案像投影曝光于基板上。

如公开号为CN1444101A、名称为“曝光装置及其组装方法、以及器件制造方法”中国发明专利中，公开了一种基板机台补正装置。

如图4所示，此专利中曝光基座PST配置于投影单元的下方。此处，在曝光基座PST上通过保持台面载置有基板P。如图5所示，曝光基座PST，通过空气轴承等以非接触方式被支持于平台68上、在x轴方向间隔设置顺Y轴方向的一对导引件69a、69b上。曝光基座PST可借助曝光基座驱动系统PSD在一对导引件69a、69b上在Y轴方向在既定的行程内驱动，也可在x轴方向、θz方向、z轴方向、对XY平面的倾斜方向(绕x轴的旋转方向θx方向)、绕Y轴的旋转方向(θy方向))微驱动。

具体，曝光基座驱动系统PSD包含一对线性马达73、74。此处，由图5可知，构成一对线性马达73、74的一对定子73a、74a皆是由以Y轴方向为长边的剖面呈U字形状构件构成，长边方向的两端分别被支持于架台66a、66b的前述各段部的上面。此处，定子73a、74a在x轴方向彼此分离，以位于其中央的配置于架台66a、66h的前述内部底面上设置于承载台68上。定子73a是构成与上面的定子7la相同，定子74a是构成为与上面的定子72a相同。

在曝光基座PST的+X端部突设有动子73b。动子73b是前端部插入定子73a的内部空间的状态。动子73b由线圈单元构成，与定子73a一起构成线性马达73。又，在曝光基座PST的-X端部突设有动子74b。动子74b是前端部插入定子74a的内部空间的状态。动子74b由线圈单元构成，与定子74a一起构成与前述线性马达72同样的XY2维线性马达74。

曝光基座PST，是借助线性马达73、74以长行程驱动于Y轴方向，并微驱动于x轴方向及θz方向。

曝光基座PST的在XY平面内的位置(及倾斜θx旋转、θy旋转))是使用对设于(或形成于)曝光基座PST的反射面照射测长束的曝光基座干涉仪PSI量测，该量测结果供给至主控制装置。主控制装置根据供给的量测结果通过曝光基座驱动系统PSD驱动曝光基座PST，控制曝光基座PST的位置(及速度)。另外，与光罩载台同样地，可以编码器系统量测曝光基座PST的位置信息。

这里的面位置量测补正控制系统AF，例如，使用美国专利第6,552,775号说明书所揭示的系统。

同时，在基板送至曝光平台时，基板在保持台面的位置也可能发生偏移。这需要以补正机构，针对此偏移量作微幅的回转角度补正，确保基板准确放置在保持台面，否则不能再继续接下来的制程。

然而，上述曝光基座补正用线性马达安装于曝光基座的侧边，这就导致其回转调整量较小。且曝光基座周边有防振系统辅助架台64a、64b，防振系统65，支承元件，温度传感器及变形传感器等部件，曝光基座补正幅度过大时便会发生硬体的干涉，使补正量会有其限制，不能进行较大幅度调整，因此会造成当机。

发明内容

为解决现有技术的问题，本公开的主要目的在于提供一种能在较大范围内进行补正的两级式补正装置。

本公开的另一目的在于，提供一种能在较大范围内进行补正的曝光机基座。

本公开提供一种两级式补正装置，其包括一级补正装置及二级补正装置；一级补正装置位于基座与下部台面之间；二级补正装置位于基座与上部台面之间。

本公开相较于现有技术的有益技术效果在于：本公开中的实施方式，不仅在曝光基座与承载台之间设置补正装置。于曝光基座与保持台面中间也加装有补正装置，若需补正的量较小，曝光基座的补正装置即可直接补正。若补正量较大无法单一通过基座补正时，剩余需补正的量就由保持台面下的第二补正装置进行补正。

根据一实施例，所述一级补正装置包括长边方向都顺X或Y方向延伸的两排线性电机。可在相应的方向进行长距的运动补正。

根据一实施例，所述二级补正装置包括长边方向都顺X或Y方向延伸的两排线性电机。可在相应的方向进行长距的运动补正。

根据一实施例，所述线性电机包括定子及动子，所述定子固定于下部台面，所述动子固定于上部台面；所述动子内具有多个电磁线圈；所述定子具有多个永磁铁。以便于控制线性电机向不同方向进行准确驱动。

根据一实施例，所述定子形状为方形，所述动子外形呈倒L形；所述各动子均位于所述各定子内侧，所述动子与定子之间具有X或Y方向间隙。以便于在多个方向上进行补正调整。

根据一实施例，所述将各排线性电机中部空出，每排只在两端形成两个线性电机。可以节省成本，并能减少摩擦。

根据一实施例，本公开另提供一种两级补正的曝光机基座，包括曝光基座、基板保持台面；其包括一级补正装置及二级补正装置；一级补正装置位于曝光基座与承载台之间；二级补正装置位于曝光基座与基板保持台面之间。

根据一实施例，所述一级补正装置包括四个线性电机，所述四个线性电机呈矩形分布。

根据一实施例，所述二级补正装置包括四个线性电机，所述四个线性电机呈矩形分布。

根据一实施例，所述线性电机包括定子及动子，所述定子固定于下部台面，所述动子固定于上部台面；所述动子内具有多个电磁线圈；所述定子具有多个永磁铁。

本公开相较于现有技术的有益技术效果在于：本公开中的实施方式，不仅在曝光基座与承载台之间设置补正装置。于曝光基座与保持台面中间也加装有补正装置，若需补正的量较小，曝光基座的补正装置即可直接补正。若补正量较大无法单一通过基座补正时，剩余需补正的量就由保持台面下的第二补正装置进行补正。

附图说明

图1是曝光机基座一实施方式的侧面结构示意图；

图2是曝光机基座一实施方式的俯视结构示意图；；

图3是图2实施方式中A向上的所示的结构示意图；

图4是现有技术曝光机基座的结构示意图；

图5是现有技术曝光机基座翻新透视状态下结构示意图；

具体实施方式

体现本公开特征与优点的实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本公开。

如图1的所示，本公开提出一种两级补正的曝光机基座，可以包括曝光基座4、基板保持台面6及两级式补正装置3、5。曝光基座4配置于投影单元（图中未示）的下方，曝光基座4可以通过空气轴承等以非接触方式被支持在承载台2上。在曝光基座4上通过保持台面6可以载置基板P，保持台面6可以通过空气轴承等以非接触方式被支持于在曝光基座4上。基板保持台面上最好还具有多个定位顶针，玻璃基板卡在这些不同位置的定位顶针一侧，以此直观定位玻璃基板。

如图2、图3所示，两级式补正装置，其包括一级补正装置3及二级补正装置5。一级补正装置3位于曝光基座4与承载台2之间。曝光基座4可借助驱动系统（电路控制系统未示出），以一级补正装置3在Y轴方向在既定的行程内驱动，也可在x轴方向、θz方向、z轴方向、对XY平面的倾斜方向(绕x轴的旋转方向θx方向)、（绕Y轴的旋转方向(θy方向))微驱动。

二级补正装置5位于曝光基座4与基板保持台面6之间。保持台面6可借助驱动系统（电路控制系统未示出），以二级补正装置5在Y轴方向在既定的行程内驱动，也可在x轴方向、θz方向、z轴方向、对XY平面的倾斜方向(绕x轴的旋转方向θx方向)、（绕Y轴的旋转方向(θy方向))微驱动。

由于两级补正装置3、5均位于机台内侧，能利用将小的位移量获得较大的倾斜及回转补正效果。

如图2、图3所示，举出的具体实施方式中，一级补正装置3可以包括长边方向都顺X或Y方向延伸的两排线性电机31。图中所示是都顺X方向延伸的两排线性电机31，可在X方向进行长距的运动补正。两排线性电机31平行设置。当然，图中所示的更佳实施方式中，将各排线性电机31中部省去，每排只在两端形成两个线性电机31即可。可以节省成本，并能减少摩擦。

如图3所示，线性电机31包括动子311及定子312。动子311固定于上部的曝光基座4，定子312可以固定于下部的承载台2上。动子311剖面呈倒L形，具有一个横壁及一个竖壁。动子311横壁及竖壁内均布有多个电磁线圈。定子312形状为方形，定子312具有多个永磁铁。以便于控制线性电机31向不同方向进行准确驱动。

根据上述实施方式，单个线性电机31可在X、Y、Z三个方向上进行位移，这样，四个角部的线性电机31联合作用下，便可驱动曝光基座4在XY平面内的位置进行调整，Z轴方向上的远近调整，以及进行θz倾斜、θx旋转、θy旋转的补正调整。

如图2、图3所示，一级补正装置3中的两排四个线性电机31的各动子311均位于各定子312内侧，动子311与定子312之间可以具有Y方向间隙313。以便于在Y方向进行微距的运动补正。当然，在线性电机31的长度方向都顺Y方向时，动子311与定子312之间可以具有X方向间隙313，以便于在X方向进行运动补正。

如图2、图3所示，举出的具体实施方式中，二级补正装置5可以包括长边方向都顺X或Y方向延伸的两排线性电机51。图中所示是都顺X方向延伸的两排线性电机51，可在X方向进行长距运动补正。两排线性电机51平行设置。当然，图中所示的更佳实施方式中，将各排线性电机51中部省去，每排只在两端形成两个线性电机51即可。可以节省成本，并能减少摩擦。

如图3所示，线性电机51包括动子511及定子512。动子511固定于上部的保持台面6，定子512可以固定于下部的曝光基座4上。动子511剖面呈倒L形，具有一个横壁及一个竖壁。动子511横壁及竖壁内均布有多个电磁线圈。定子512形状为方形，定子512具有多个永磁铁。以控制各线圈的磁场状态，线性电机51能向不同方向进行准确驱动。

如图2、图3所示，二级补正装置5中的两排四个线性电机51的各动子511均位于各定子512内侧，动子511与定子512之间可以具有Y方向间隙513。以便于在Y方向进行微距运动补正。当然，为了要与一级补正装置3在补正方向上互补长短，最好将线性电机31、51布置的二者长度方向不同。这样，补正系统各方向上都能获得最大的补正量。

根据上述实施方式，单个线性电机51可在X、Y、Z三个方向上进行位移，这样，四个角部的线性电机51联合作用下，便可驱动保持台面6在XY平面内的位置进行调整，Z轴方向上的远近调整，以及进行θz倾斜、θx旋转、θy旋转的补正调整。

曝光基座4及保持台面6的在XY平面内的位置(及θz倾斜θx旋转、θy旋转)是使用对设于(或形成于)曝光基座4的反射面照射测长束的曝光基座干涉仪PSI量测，该量测结果供给至主控制装置。主控制装置根据供给的量测结果通过曝光基座驱动系统驱动曝光基座4及保持台面6，控制曝光基座的位置(及速度)。另外，与光罩载台同样地，可以编码器系统量测曝光基座4及保持台面6的位置信息。

这里的面位置量测补正控制系统AF，例如，使用美国专利第6,552,775号说明书所揭示的系统。

本公开中的实施方式，不仅在曝光基座与承载台之间设置补正装置。于曝光基座与保持台面中间也加装有补正装置，若需补正的量较小，曝光基座的补正装置即可直接补正。若补正量较大无法单一通过基座补正时，剩余需补正的量就由保持台面下的第二补正装置进行补正。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (15)

1.一种两级式补正装置，其包括一级补正装置及二级补正装置；一级补正装置位于基座与下部台面之间；二级补正装置位于基座与上部台面之间。

2.根据权利要求1所述的两级式补正装置，其中，所述一级补正装置包括长边方向都顺X或Y方向延伸的两排线性电机。

3.根据权利要求2所述的两级式补正装置，其中，所述二级补正装置包括长边方向都顺X或Y方向延伸的两排线性电机。

4.根据权利要求3所述的两级式补正装置，其中，所述线性电机包括定子及动子，所述定子固定于下部台面，所述动子固定于上部台面；所述动子内具有多个电磁线圈；所述定子具有多个永磁铁。

5.根据权利要求4所述的两级式补正装置，其中，所述定子形状为方形，所述动子外形呈倒L形；所述各动子均位于所述各定子内侧，所述动子与定子之间具有X或Y方向间隙。

6.根据权利要求5所述的两级式补正装置，其中，所述将各排线性电机中部空出，每排只在两端形成两个线性电机。

7.根据权利要求1至6任一项所述的两级式补正装置，其中，若需补正的量较小，由所述一级补正装置进行补正；若补正量较大，无法单一通过所述一级补正装置进行补正时，剩余需补正的量由第二补正装置进行补正。

8.一种两级补正的曝光机基座，包括曝光基座、基板保持台面；其包括一级补正装置及二级补正装置；一级补正装置位于曝光基座与承载台之间；二级补正装置位于曝光基座与基板保持台面之间。

9.根据权利要求7所述的曝光机基座，其中，所述一级补正装置包括四个线性电机，所述四个线性电机呈矩形分布。

10.根据权利要求8所述的曝光机基座，其中，所述二级补正装置包括四个线性电机，所述四个线性电机呈矩形分布。

11.根据权利要求9所述的曝光机基座，其中，所述线性电机包括定子及动子，所述定子固定于下部台面，所述动子固定于上部台面；所述动子内具有多个电磁线圈；所述定子具有多个永磁铁。

12.根据权利要求10所述的曝光机基座，其中，所述定子形状为方形，所述动子外形呈倒L形；所述各动子均位于所述各定子内侧，所述动子与定子之间具有X或Y方向间隙。

13.根据权利要求11所述的曝光机基座，其中，所述各动子及定子长度方向均顺X或Y同一方向延伸。

14.根据权利要求8所述的曝光机基座，其中，所述基板保持台面上具有多个定位顶针，玻璃基板卡在所述定位顶针一侧，以此定位所述玻璃基板。

15.根据权利要求8至14任一项所述的两级式补正装置，其中，若需补正的量较小，由所述一级补正装置进行补正；若补正量较大，无法单一通过所述一级补正装置进行补正时，剩余需补正的量由第二补正装置进行补正。

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