CN1673868A - 具有可变快门的曝光机台及其曝光方法 - Google Patents
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Abstract
一种具有可变快门的曝光机台及其曝光方法，该曝光机台是用于半导体制作的曝光机台，该曝光机台包括有一光源、一具有可变透光区域的快门组件以及一透镜组。其中，快门组件可由多个三叶片所组成，并使用步进马达调整三叶片的相对位置以构成可变的透光区域，而透光区域的大小则依据光源的强度或是工艺所需的总曝光量来确定。
Description
技术领域
本发明提供一种曝光机台及其曝光方法，尤指一种可应用于低曝光量的曝光机台及其曝光方法。
背景技术
一般在制造半导体芯片时，芯片上的各种电路布局需要经过上百道的薄膜工序、曝光显影工序(photolithography processes)、离子掺杂工序、蚀刻工序来形成。其中，在进行曝光显影工序时，先在半导体芯片的表面上涂上一层光阻，之后再通过光源照射将光罩的电路布线图形映像至光阻层上，以使光阻层的化学性质因光源的照射而产生变化，然后再利用去光阻剂来将被光源照射过的光阻或未经曝光的光阻从芯片上去除，以形成对应于光罩的线路布局，进而完成图形转移。
由于当光阻层被光源照射时，光阻层的总曝光量为光源强度与曝光时间的乘积，而为了缩短曝光时间以提升产能，通常会选用高功率的光源灯泡。参考图1及图2，图1为公知曝光机台10的内部组件示意图，图2为公知三叶片(Triple-Blade Shutter)14的示意图。曝光机台10由灯泡12、三叶片14、多个透镜16、光罩18、镜头20以及多个反射镜24所组成，其中三叶片14为一快速转动的叶片机构。当进行曝光工序时，灯泡12会发出光源，经由三叶片14控制曝光时间，再经由反射镜24的折射，使得光罩18上的电路图形映像到晶圆22上，其中当三叶片14叶片之间的开口转动至光源行进路线时即可让光源通过，所以可以通过控制三叶片14的转动速度来调整曝光时间。
而为了要有较佳的产能，现行的生产过程均会使用高功率的灯泡12以缩短曝光时间，此时三叶片14的转动速度也需相对加快。然而这种设计，在进行需要低曝光量的工艺时却衍生出其它的问题，因为三叶片14的最快转动速度有其极限而无法达到低曝光量的工艺要求。公知的解决方法是将灯泡12的距离拉远或是在光学路径中再加上一滤光片(未示出)，以衰减光源强度。但在进行不同工序使用不同曝光量时，需要一再调整灯泡12的位置或是一再取放滤光片，这种公知做法不但耗费时间使得产能严重损失，甚至降低精确度或导致污染。
发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种具有可变快门的曝光机台及其曝光方法，可用以解决上述公知问题。
本发明公开一种用于半导体制作的曝光机台，该曝光机台包括有一光源、一具有可变透光区域的快门组件以及一透镜组。其中，快门组件由多个三叶片所组成，并使用步进马达调整三叶片的相对位置以构成可变的透光区域，而透光区域的大小则依据光源的强度或是工艺所需的总曝光量来确定。
此外，本发明还公开一种用于半导体工序机台的曝光方法，该曝光方法包括提供一光源、提供一具有可变透光区域的快门组件、调整该透光区域以及使用该光源及该快门组件进行曝光。该快门组件可由多个三叶片所组成，并使用步进马达调整该些三叶片的相对位置以构成可变的透光区域，而该透光区域的大小依据光源的强度或是工艺所需的总曝光量而确定。
附图说明
图1为公知曝光机台的内部组件示意图。
图2为公知三叶片的示意图。
图3为依据本发明一较佳实施例的具有可变透光区的快门组件的示意图。
附图符号说明：
10曝光机台 12灯泡
14三叶片 16透镜
18光罩 20镜头
22晶圆 24反射镜
30快门组件 32第一三叶片
34第二三叶片 36透光区域
具体实施方式
本发明的曝光机台同样具有光源以及由各式光学组件所组成的透镜组，但是本发明的快门组件的透光区域则是可调整的。具有可变透光区域的快门组件可随工艺要求调整透光区域的面积大小，因此可适用于高曝光量及低曝光量的工序，而不需如公知做法那样一再调整灯泡位置或插取滤光片。当进行低曝光量的工序时，将本发明的快门组件的透光区域面积调小使较少的光源通过，如此则可利用相同的快门组件转动速度达到所需的较低总曝光量。
参考图3，图3为依据本发明一较佳实施例的具有可变透光区的快门组件30的示意图。其中快门组件30可由多个三叶片组成，在该实施例中以第一三叶片32与第二三叶片34组合的情形来作说明。第一三叶片32与第二三叶片34安装于同轴位置上，再各别以步进马达(未示出)来驱动第一三叶片32与第二三叶片34的相对位置以及转速。当第一三叶片32固定而转动第二三叶片34时，透光区域36会随着第二三叶片34的转动位置而改变面积大小。当第一三叶片32与第二三叶片34重迭时，透光区域36具有最大的透光状态，而随着第二三叶片34的转动，透光区域36会逐渐变小，其最小透光状态则根据第一三叶片32与第二三叶片34的叶片形状及大小而有不同。第一三叶片32与第二三叶片34的叶片形状及大小可视实际工艺需求加以变化，以符合最佳的生产效率。
当工艺所需的总曝光量(Dose)较高而需较长曝光时间时，可控制第一三叶片32与第二三叶片34以重迭的方式同步转动，此时各叶片间的透光区域36即如同单一三叶片，可提供最大的透光状态。而当进行低曝光量工序时，可先调整第一三叶片32与第二三叶片34的相对位置，使得第一三叶片32与第二三叶片34仅有部份迭合，而缩小叶片之间的透光区域36。当曝光工序进行时，第一三叶片32与第二三叶片34再以此相对位置同步转动来开始进行曝光，如此可降低总曝光量。因为第一三叶片32与第二三叶片34是以步进马达来控制转动机构，所以可以将第一三叶片32与第二三叶片34控制在非常精确的相对位置，也就是说透光区域36的大小可被控制得非常精确。
因此本发明的组合式快门组件30，在更换不同曝光工序时便不需调整灯泡12的位置或插入滤光片24来衰减光源强度，只要依照工艺所需的总曝光量，将第一三叶片32与第二三叶片34转动至对应的相对位置，再以该相对位置同步转动来开始进行曝光即可。如此，不但能大幅减少不必要的产能损失，此外，本发明的曝光机台还可依据量测到的光源强度来自行调整透光区域36的大小，以有效抑制灯泡强度衰减所造成的工艺变异。
值得注意的是，在调整第一三叶片32与第二三叶片34的相对位置时，可以手动方式调整，也可以利用程控的方式来自动化调整，例如机台先自动量测灯泡12的光源强度，再比较曝光工艺所需的总曝光量，之后计算所需的透光区域36大小，并驱动步进马达(未示出)来转动第一三叶片32与第二三叶片34至对应的相对位置，最后再同步转动调整过后的第一三叶片32与第二三叶片34，来进行曝光工序。此外，由于本发明快门组件30的透光区域36可以被调整，而且快门组件30的转动速度也能做适当地控制，所以在进行各种曝光量工序时，便可以经由调整可变透光区域36的大小以及快门组件30的转动速度等参数，来达到所需的工艺条件。因此，本实施例的快门组件30可以被使用在高曝光量的工艺中，也可以被使用在低曝光量的工艺中，而不需对曝光机台的硬件架构进行任何更动。
上述的实施例中，以第一三叶片32与第二三叶片34组合成为快门组件30的做法来作说明，但在实际应用时并不局限于此，本发明也可使用二个以上的三叶片组成一个快门组件来达成。此外，叶片构造也不局限于三叶片，只要是叶片之间具有透光区域的叶片构造，皆可以搭配组合成为本发明的快门组件。
与公知使用固定透光区域的快门相比，本发明的可变透光区域的快门组件具有可随工艺需求调整透光区域的特点，因此可适用于高曝光量及低曝光量的工序，而不需一再调整灯泡位置或插取滤光片，具有节省时间提高产能的优点。此外，本发明还可依据量测到的光源强度自行调整快门组件的透光区域大小，以减少工艺变异提高产品合格率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (13)
1.一种用于半导体制作的曝光机台，该曝光机台包括：
一光源；
一快门组件，该快门组件具有一可变透光区域；以及
一透镜组。
2.如权利要求1的曝光机台，其特征在于：该快门组件由多个三叶片所组成。
3.如权利要求2的曝光机台，其特征在于：该快门组件使用一步进马达调整该些三叶片的相对位置。
4.如权利要求1的曝光机台，其特征在于：该可变透光区域的大小依据该光源的强度而确定。
5.如权利要求1的曝光机台，其特征在于：该可变透光区域的大小依据工艺所需的一总曝光量而确定。
6.一种用于半导体制作的曝光机台，该曝光机台包括：
一光源；
一快门组件，该快门组件由多个三叶片所组成；以及
一透镜组。
7.如权利要求6的曝光机台，其特征在于：该快门组件使用一步进马达调整该些三叶片的相对位置。
8.如权利要求6的曝光机台，其特征在于：该快门组件具有一可变透光区域，且该可变透光区域的大小依据该光源的强度而确定。
9.如权利要求6的曝光机台，其特征在于：该快门组件具有一可变透光区域，且其特征在于：该可变透光区域的大小依据工艺所需的一总曝光量而确定。
10.一种曝光方法，至少包括：
提供具一可变透光区域的一快门组件于一曝光机台中；
依一曝光工艺的一曝光量来调整该可变透光区域的面积；以及
进行该曝光工艺。
11.如权利要求10的曝光方法，其特征在于：该快门组件至少包括一第一三叶片与一第二三叶片，且该第一三叶片与该第二三叶片安装于同轴位置。
12.如权利要求11的曝光方法，其特征在于：调整该可变透光区域的面积的步骤为转动该第二三叶片，使该第一三叶片与该第二三叶片仅有部分迭合。
13.如权利要求11的曝光方法，其特征在于：调整该可变透光区域的面积的步骤使用一步进马达调整该第一三叶片与该第二三叶片的相对位置。
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2004
- 2004-03-26 CN CN 200410031244 patent/CN1673868A/zh active Pending
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