CN109709775A - 一种曝光设备及曝光方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直写曝光设备技术领域，公开一种曝光设备及曝光方法。该曝光设备包括多个工作台，每个所述工作台被配置为能够带动放置在其上的待扫描件沿平面内的第一方向移动；多个所述曝光单元沿所述工作台的运动方向间隔设置，且被配置为能够沿平面内的第二方向移动扫描所述待扫描件，所述第二方向垂直于所述第一方向；所述工作台的数量与所述曝光单元的数量相等。通过将曝光单元设置为多个曝光单元，且工作台的数量与曝光单元的数量相等，各工作台可以同时工作，互不影响，提高了工作效率，降低了工人的时间成本。

Description

一种曝光设备及曝光方法

技术领域

本发明涉及直写曝光设备技术领域，尤其涉及一种曝光设备及曝光方法。

背景技术

直写式光刻机设备又称为影像直接转移设备，可以应用于半导体等生产领域。区别于传统半自动曝光设备，它利用图形发生器取代传统光刻机的掩模板，从而可以直接将计算机的图形数据曝光到晶圆上，节省制板时间和制作掩模板的费用。

如图1所示，当前的双台面曝光设备上设置有第一工作台31’和第二工作台32’，但是只设置有一套曝光单元2＇，因此，在工作时，第一工作台31’和第二工作台32’只能交替工作，第一工作台31’的扫描工作完成后，才能进行第二工作台32’上的扫描。其次，由于每个曝光头201＇的曝光宽度为a＇，第一工作台31’或者第二工作台32’经一次扫描后，不能呈现出完整的图形，相邻两个曝光头201＇之间存在未曝光的区域b＇，因此，每一工作台3＇均需要经过多次曝光才能拼接成完整的图形，这样就导致了曝光设备的曝光效率较低，且第一工作台31’和第二工作台32’只能交替工作，大大影响了作业进度，工人的时间成本增加。除此之外，现有的曝光设备考虑到经济成本以及实际使用情况，曝光单元2＇上设置的曝光头201＇的数量有限，在扫描较大的待扫描件时，工作时间较长，工作效率较低。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种曝光设备及曝光方法，以使各工作台单独工作，互不影响，提高工作效率，减少工人的时间成本。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种曝光设备，包括：多个工作台，每个所述工作台被配置为能够带动放置在其上的待扫描件沿平面内的第一方向移动；曝光单元，所述曝光单元设置有多个，多个所述曝光单元沿所述工作台的运动方向间隔设置，且被配置为能够沿平面内的第二方向移动扫描所述待扫描件，所述第二方向垂直于所述第一方向；所述工作台的数量与所述曝光单元的数量相等。

作为一种曝光设备的优选方案，所述曝光设备还包括支撑板，所述支撑板包括上下连接的上板和下板，所述曝光单元滑动连接在所述上板上，所述工作台滑动连接在所述下板上。

作为一种曝光设备的优选方案，所述曝光单元设置有两个，包括第一曝光单元和第二曝光单元；所述工作台包括第一工作台和第二工作台。

作为一种曝光设备的优选方案，所述上板上设置有第一横梁和第二横梁，所述第一曝光单元滑动连接在所述第一横梁上，所述第二曝光单元滑动连接在所述第二横梁上。

作为一种曝光设备的优选方案，所述第一横梁上设置有第一滑轨，所述第一曝光单元滑动连接在所述第一滑轨上，所述第一曝光单元与第一驱动件的输出端相连，所述第一驱动件被配置为能够驱动所述第一曝光单元在第一滑轨上做步进运动；所述第二横梁上设置有第二滑轨，所述第二曝光单元滑动连接在所述第二滑轨上，所述第二曝光单元与第二驱动件的输出端相连，所述第二驱动件被配置为能够驱动所述第二曝光单元在第二滑轨上做步进运动。

作为一种曝光设备的优选方案，每一所述曝光单元均包括安装板和多个间隔设置在所述安装板上的曝光头，所述安装板滑动连接在所述上板上。

作为一种曝光设备的优选方案，所述曝光单元发射的曝光光束为紫外光束。

一种使用上述曝光设备的曝光方法，包括如下步骤：

S1、将待扫描件设置在其中一个工作台上，将多个曝光单元交错设置，以使多个所述曝光单元的曝光光束在所述第二方向上的投影不存在间隙；

S2、沿所述第一方向移动所述工作台。

一种使用上述曝光设备的曝光方法，包括如下步骤：

S01、将待扫描件搭接在多个工作台上，调整多个曝光单元的位置，使相邻两个所述曝光单元上互相临近的两个曝光头之间的距离与每个所述曝光单元中相邻两个所述曝光头之间的宽度相等；

S02、沿垂直于所述宽度的方向移动所述工作台；

S03、使多个所述曝光单元沿垂直于所述工作台的运动方向移动预设距离。

作为一种曝光方法的优选方案，所述预设距离与单个所述曝光头的曝光宽度相等。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种曝光设备，通过将曝光单元设置为多个曝光单元，且工作台的数量与曝光单元的数量相等，各工作台可以同时工作，互不影响，提高了工作效率，降低了工人的时间成本。

本发明提供一种曝光方法，通过调整多个曝光单元的位置，以使多个曝光单元的曝光光束在第二方向上的投影不存在间隙，使得在扫描宽度较小的待扫描件时一次扫描即能够呈现出完成的图形。

本发明提供一种曝光方法，通过调整多个曝光单元的位置，使相邻两个曝光单元上互相临近的两个曝光头之间的距离与每个曝光单元中相邻两个曝光头之间的宽度相等，能够快速完成较大幅面的待扫描件的制作，节约时间成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中曝光设备的俯视图；

图2是本发明提供的曝光设备的结构示意图；

图3是本发明提供的曝光设备的俯视图；

图4是本发明提供的曝光设备的单个曝光单元的工作示意图；

图5是本发明提供的曝光方法的流程图；

图6是本发明提供的曝光方法的曝光单元的设置示意图；

图7是本发明提供的曝光方法的曝光单元的另一种设置示意图；

图8是本发明提供的另一种曝光方法的流程图；

图9是本发明提供的另一种曝光方法的曝光单元的设置示意图。

图中：

2＇-曝光单元，201＇-曝光头；

3＇-工作台，31＇-第一工作台，32＇-第二工作台；

a＇-单个曝光头的曝光宽度；b＇-每个曝光单元中相邻曝光头之间的宽度；

1-支撑板，101-上板，102-下板，11-第一横梁，12-第二横梁；

2-曝光单元，201-曝光头，202-安装板，21-第一曝光单元，22-第二曝光单元，23-第三曝光单元；

3-工作台，31-第一工作台，32-第二工作台；

a-单个曝光头的曝光宽度；b-每个曝光单元中相邻曝光头之间的宽度。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2-图3所示，本发明提供一种曝光设备，该曝光设备包括曝光单元2和工作台3，工作台3在水平面内带动带扫描件移动，曝光单元2在高于工作台3的水平面内移动，以对待扫描件进行扫描曝光。工作台3的运动轨迹与曝光单元2的运动轨迹垂直，曝光单元2的曝光方向朝向工作台3。

现有的曝光设备为了提高工作效率，工作台3包括第一工作台31和第二工作台32，但是只有一个曝光单元2，因此，在工作时，第一工作台31和第二工作台32只能交替工作，曝光单元2对第一工作台31的扫描工作完成后，才能对第二工作台32上的待扫描件进行扫描。

为解决上述问题，本实施例的曝光单元2设置有多个，多个曝光单元2在工作台3的运动方向上间隔设置，工作台3的数量与曝光单元2的数量相同。通过将曝光单元2设置为多个，且工作台3的数量与曝光单元2的数量相同，各工作台3可以同时工作，互不影响，提高了工作效率，降低了工人的时间成本。

进一步地，该曝光设备还包括支撑板1，支撑板1包括上下连接的上板101和下板102，曝光单元2滑动连接在上板101上，工作台3滑动连接在下板102上。

具体地，每一曝光单元2均包括安装板202和多个间隔设置于安装板202上的曝光头201，安装板202滑动连接于上板101上。其中，曝光头201发射的曝光光束为紫外光束。考虑到经济成本以及实际使用情况，在本实施例中，曝光头201的数量为6个。当然，在其他实施例中，曝光头201的数量可以根据待扫描件的宽度以及实际情况做相应的调整。

进一步地，在本实施例中，曝光单元2设置有两个，包括第一曝光单元21和第二曝光单元22，工作台3设置有两个，包括第一工作台31和第二工作台32。具体地，上板101上设置有第一横梁11和第二横梁12，第一曝光单元21滑动连接在第一横梁11上，第二曝光单元22滑动连接在第二横梁12上。第一横梁11和第二横梁12在工作台3的运动方向上间隔设置，使第一曝光单元21的移动路径和第二曝光单元22的移动路径不重合，移动过程不受影响。

进一步地，第一横梁11上设置有第一滑轨，第一曝光单元21滑动连接在第一滑轨上，第一曝光单元21与第一驱动件的输出端相连，第一驱动件被配置为能够驱动第一曝光单元21在第一滑轨上做步进运动；第二横梁12上设置有第二滑轨，第二曝光单元22滑动连接在第二滑轨上，第二曝光单元22与第二驱动件的输出端相连，第二驱动件被配置为能够驱动第二曝光单元22在第二滑轨上做步进运动。

如图4所示，假设每个曝光头201的曝光宽度为a，相邻两个曝光头201之间的距离为b。以第一工作台31单独工作为例简述单个曝光单元2在工作时的工作流程：(1)第一工作台31带动放置在其上的待扫描件沿水平面的第一方向移动，曝光头201发射曝光光束扫描待扫描件，待扫描件被扫描到的条带区域被曝光，此时被扫描的区域为6个间隔设置的宽度为a的条带区域；(2)上述条带图形扫描结束后，第一曝光单元21沿着垂直于第一工作台31的运动方向在水平面上做步进运动，步进距离为a，使得每个曝光头201发射的曝光光束移动到与上一次曝光区域相邻的位置进行第二次曝光。重复上述步骤(1)和(2)，直至待扫描件上呈现出完整的图形。

在本实施例中，第一曝光单元21在第一滑轨上的步进运动的距离和第二曝光单元22在第二滑轨上的步进运动的距离均与单个曝光头201的曝光宽度a相等。这样设置可以使得第二次曝光时，在待扫描件上所形成的条带图形与第一次曝光后在待扫描件上所形成的条带图形能够无缝拼接在一起，且在曝光单元2由左至右一次行程后就可以完成待扫描件上整张幅面的曝光。如果将第一曝光单元21和第二曝光单元22的步进运动的距离设置为大于a，则在曝光单元2由左至右一次行程后，待扫描件上仍然存在未曝光区域。当然，在其他实施例中，还可以将第一曝光单元21和第二曝光单元22的步进运动的距离设置为小于a，但是这样可能会增加曝光的次数，增加工作时间。

由于每个曝光头201发射的曝光光束的宽度有限，经一次扫描后，待扫描件上存在宽度为b的区域未被曝光，因此，每个待扫描件均需要经过多次扫描才能呈现出完整的图形。

为了解决这一问题，如图5-图6所示，本实施例提供一种使用上述曝光设备的曝光方法，包括如下步骤：

S1、将待扫面件设置在其中一个工作台3上，将多个曝光单元2交错设置，以使多个曝光单元2的曝光光束在第二方向上的投影不存在间隙；

S2、沿第一方向移动工作台3。

在本实施例中，单个曝光头201的曝光宽度a与每个曝光单元2中相邻两个曝光头201之间的宽度b相等，因此，该曝光设备上的曝光单元2包括第一曝光单元21和第二曝光单元22，将第一曝光单元21和第二曝光单元22交错设置，使第一曝光单元21的曝光光束和第二曝光单元22的曝光光束在第二方向上的投影不存在间隙，这样，在扫描宽度较小的待扫描件时，工作台3沿第一方向移动一次即可以呈现完整的图形。

当然，在其他实施例中，如果每个曝光单元2中相邻两个曝光头201之间的宽度b是单个曝光头201的曝光宽度a的两倍，则该曝光设备上的曝光单元2还可以包括第三曝光单元23，如图7所示，将第一曝光单元21、第二曝光单元22和第三曝光单元23交错设置，使第一曝光单元21、第二曝光单元22和第三曝光单元23的曝光光束在第二方向上的投影不存在间隙，这样，在扫描宽度较小的待扫描件时，工作台3沿第一方向移动一次即可以呈现完整的图形。

该曝光设备上的曝光单元2的数量可以根据每个曝光单元2中相邻两个曝光头201之间的宽度b和单个曝光头201的曝光宽度a的关系进行调整，以实现一次扫描即可以完成待扫描件整张幅面的曝光。

现有技术中，当待扫描件的尺寸较大时，例如待扫描件的宽度大于第一工作台31或者第二工作台32的宽度时，只能将待扫描件搭接在第一工作台31和第二工作台32上，然后使用第一曝光单元21或者第二曝光单元22对该待扫描件进行扫描，扫描速度很慢，工作效率比较低。

为解决这一问题，如图8-图9所示，本实施例还提供另一种使用上述曝光设备的曝光方法，包括如下步骤：

S01、将待扫面件搭接在多个工作台3上，调整多个曝光单元2的位置，使相邻两个曝光单元2上互相临近的两个曝光头201之间的距离与每个曝光单元2中相邻两个曝光头201之间的宽度b相等；

S02、沿垂直于每个曝光单元2中相邻两个曝光头201之间的宽度b的方向移动工作台3；

S03、使多个曝光单元2沿垂直于工作台3的运动方向移动预设距离。

其中，上述预设距离与单个曝光头201的曝光宽度a相等。

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。

Claims (10)

1.一种曝光设备，其特征在于，包括：

多个工作台(3)，每个所述工作台(3)被配置为能够带动放置在其上的待扫描件沿平面内的第一方向移动；

曝光单元(2)，所述曝光单元(2)设置有多个，多个所述曝光单元(2)沿所述工作台(3)的运动方向间隔设置，且被配置为能够沿平面内的第二方向移动扫描所述待扫描件，所述第二方向垂直于所述第一方向；

所述工作台(3)的数量与所述曝光单元(2)的数量相等。

2.根据权利要求1所述的曝光设备，其特征在于，所述曝光设备还包括支撑板(1)，所述支撑板(1)包括上下连接的上板(101)和下板(102)，所述曝光单元(2)滑动连接在所述上板(101)上，所述工作台(3)滑动连接在所述下板(102)上。

3.根据权利要求2所述的曝光设备，其特征在于，所述曝光单元(2)设置有两个，包括第一曝光单元(21)和第二曝光单元(22)；

所述工作台(3)包括第一工作台(31)和第二工作台(32)。

4.根据权利要求3所述的曝光设备，其特征在于，所述上板(101)上设置有第一横梁(11)和第二横梁(12)，所述第一曝光单元(21)滑动连接在所述第一横梁(11)上，所述第二曝光单元(22)滑动连接在所述第二横梁(12)上。

5.根据权利要求4所述的曝光设备，其特征在于，

所述第一横梁(11)上设置有第一滑轨，所述第一曝光单元(21)滑动连接在所述第一滑轨上，所述第一曝光单元(21)与第一驱动件的输出端相连，所述第一驱动件被配置为能够驱动所述第一曝光单元(21)在第一滑轨上做步进运动；

所述第二横梁(12)上设置有第二滑轨，所述第二曝光单元(22)滑动连接在所述第二滑轨上，所述第二曝光单元(22)与第二驱动件的输出端相连，所述第二驱动件被配置为能够驱动所述第二曝光单元(22)在第二滑轨上做步进运动。

6.根据权利要求2所述的曝光设备，其特征在于，每一所述曝光单元(2)均包括安装板(202)和多个间隔设置在所述安装板(202)上的曝光头(201)，所述安装板(202)滑动连接在所述上板(101)上。

7.根据权利要求1所述的曝光设备，其特征在于，所述曝光单元(2)发射的曝光光束为紫外光束。

8.一种使用权利要求1-7任一项所述的曝光设备的曝光方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将待扫描件设置在其中一个工作台(3)上，将多个曝光单元(2)交错设置，以使多个所述曝光单元(2)的曝光光束在所述第二方向上的投影不存在间隙；

S2、沿所述第一方向移动所述工作台(3)。

9.一种使用权利要求1-7任一项所述的曝光设备的曝光方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01、将待扫描件搭接在多个工作台(3)上，调整多个曝光单元(2)的位置，使相邻两个所述曝光单元(2)上互相临近的两个曝光头(201)之间的距离与每个所述曝光单元(2)中相邻两个所述曝光头(201)之间的宽度b相等；

S02、沿垂直于所述宽度b的方向移动所述工作台(3)；

S03、使多个所述曝光单元(2)沿垂直于所述工作台(3)的运动方向移动预设距离。

10.根据权利要求9所述的曝光方法，其特征在于，所述预设距离与单个所述曝光头(201)的曝光宽度a相等。