TW202032274A

TW202032274A - 用於光微影方法的曝光裝置、具有曝光裝置的總成、以及用於將塗有光阻的基板曝光的方法

Info

Publication number: TW202032274A
Application number: TW108133275A
Authority: TW
Inventors: 烏韋佛格勒
Original assignee: 德商蘇士微科技印刷術股份有限公司
Priority date: 2018-09-17
Filing date: 2019-09-16
Publication date: 2020-09-01
Also published as: WO2020058194A1; NL2021649B1

Abstract

用於光微影方法的曝光裝置(12)包括曝光單元(15)、聚焦裝置系統(17)和卡盤(34)。聚焦裝置系統(17)被提供在曝光單元(15)和卡盤(34)之間，被基本上平行於卡盤(34)設置，並包括至少兩個聚焦元件(42)，每個聚焦元件具有一個焦點(44)。因此，曝光裝置(12)被配置為使得在曝光期間聚焦裝置系統(17)的所有聚焦元件(42)總是被曝光單元(15)照明。再者，總成(10)被提供有基板(14)，特別是晶圓，以及這種曝光裝置(12)。基板(14)設置在卡盤(34)上。聚焦裝置系統(17)的聚焦元件(42)的數量對應於被提供在基板(14)上的晶粒(48)的數量。再者，描述了用於將塗覆有光阻的基板(14)曝光的方法。

Description

用於光微影方法的曝光裝置、具有曝光裝置的總成、以及用於將塗有光阻的基板曝光的方法

本發明係有關一種用於光微影方法的曝光裝置以及具有該基板和這種曝光裝置的總成。本發明進一步係有關用於將塗有光阻的基板曝光的方法。

從先前技藝中已知用於處置盤形基板的裝置，其裝置與光微影方法結合使用。光微影方法可用於生產微結構部件，例如積體電路、半導體晶片或微機電系統(MEMS)。在生產過程中，首先將光罩載入曝光裝置中。然後，將塗有光阻(「抗蝕劑(resist)」)的基板(例如晶圓)放入裝置中，然後經由光罩進行曝光。由於曝光的緣故，附著在基板上的光阻的化學性質被部分改變，即，在這些位置處使光阻顯影。然後可以在由光罩限定的區域中移除光阻。然後可以進一步處理經處置的基板。這些方法的最大缺點是光罩具有固定的、不變的設計。這意味著對於每個待寫入基板的新圖案，必須生產具有對應的設計的新光罩。再者，已知所謂的「直接寫入」方法，其中使光束通過基板上，從而以選擇性的方式顯影光阻，並因此將期望的圖案直接寫入基板上，即沒有光罩。以這種方式，可以進行結構上的改變而沒有時間延遲和光罩的額外材料成本。但是，「直接寫入」系統相對較慢，因為光束總是只能在基板的一個點上寫入。

本發明的目的是提供一種用於光微影方法的曝光裝置，其既可以以靈活方式使用，又可以在短時間內在基板的較大區域上進行寫入。本發明的另一個目的是提供一種方法，該方法用於將塗有光阻的基板曝光，利用該方法可以在短時間內在基板上基本上寫入任何圖案。為了實現該目的，用於光微影方法的曝光裝置提供有曝光單元、聚焦裝置系統和卡盤。該聚焦裝置系統被設置在該曝光單元和該卡盤之間，基本上平行於該卡盤以及包括至少二聚焦元件，每個聚焦元件具有焦點。該曝光裝置因此被配置成使得在曝光期間該聚焦裝置系統的所有聚焦元件被該曝光單元照明。聚焦元件的焦點每個被提供以使用「直接寫入」方法在基板上進行寫入。因此，聚焦元件的影像側焦點因此分別位於聚焦裝置系統的遠離曝光單元的一側上並且與卡盤間隔開，因此，在焦點中生產光點或影像，其可用於將在基板上的光阻曝光。由於聚焦裝置系統用於提供複數用於寫入的焦點或影像的事實，可以使用直接寫入方法同時在不同位置進行寫入。提供用於寫入的焦點可以例如一起通過聚焦裝置系統，因此所有焦點平行寫入。這樣，光阻可以同時在不同的位置曝光，由此與僅包括單個焦點以使用直接寫入方法進行寫入的裝置相比，寫入速度與聚焦元件的數量成比例地增加。同時，保留了直接寫入方法的靈活性，因此可以在任何時候適應待寫入的圖案，而無需為此進行結構上的改變或基本製程上的改變。根據本發明，與平行度的最大±2.5μm的偏差被認為是「基本上平行」，其中±2.5μm是當聚焦裝置系統和卡盤基本上平行設置時在聚焦裝置系統和卡盤之間的最大間距變化。「曝光期間」是指用來自曝光單元的光照明卡盤上的基板的時間，更準確地說是基板上的光阻的時間。在一個實施方式中，聚焦裝置系統被設計為透鏡罩或包括透鏡罩。特別地，在此情況下，透鏡罩是板狀的，因此聚焦元件以平面陣列設置。如果將聚焦裝置系統設計為透鏡罩，則可以以如下方式設計曝光裝置，使得曝光裝置不包括任何可以以有針對性的方式阻擋從曝光單元到個別聚焦元件的光束的部件，例如可移動面鏡、像素面板等的配置。再者，特別地，透鏡罩不是光罩，即，它不是投影模板並且不照此使用。特別地，與使用光罩的習用光微影方法的情況一樣，透鏡罩不對任何限定的區域進行遮蔽以描繪圖案，而是將光捆綁成複數光束，在每種情況下都可以同時寫入。再者，聚焦元件可以被設計為彼此不可切換，因此所有聚焦元件都提供了用於寫入的亮點，或者它們沒有提供。根據一個實施方式，該曝光裝置包括至少二曝光通道，其中，該至少二聚焦元件中的每個被分配給分開的曝光通道。在一實施方式中，曝光單元是光源。該曝光單元可包括至少二分開的光源，其中，每個光源被分配給該曝光通道中的一者。可替代地，曝光單元可以僅包含單光源，該光源的光被光學元件分裂成至少兩個曝光通道。再者，每個曝光通道可以被分配有空間調變元件，特別是微面鏡陣列、LCD、柵狀光閥(GLV)或光學閥，其被曝光單元穿透照亮，其中，該曝光通道之各自的該聚焦元件產生各自的該空間調變元件的至少一部分的影像。以這種方式，藉由有針對性地調整空間調變元件，可以將不同的結構寫入光阻中。這種類型的直接寫入方法不需要移動曝光裝置的元件之一。根據一個實施方式，曝光裝置可以包括至少兩個寫頭，其中，每個寫頭分配給曝光通道，並且包括曝光通道之各自的聚焦元件和各自的空間調變元件。曝光裝置因此特別適合於積體電路的生產，因為其中習用的是多次在基板上描繪相同的結構。聚焦元件可以由結構化的及/或塗的材料(特別是玻璃)形成。根據一個實施方式，曝光裝置包括設置在曝光單元和聚焦裝置系統之間的照明光學儀器。因此可以這樣設計照明光學儀器，使得來自曝光單元的光以準直的方式及/或以均勻的強度在整個表面上撞擊聚焦元件。以這種方式，由每個聚焦元件形成的光束具有基本相同的性質，因此，在聚焦裝置系統的所有被提供用於寫入目的的焦點處，可以以相同的方式顯影光阻，即可以對其直接進行寫入。該曝光裝置較佳包括調整裝置，其被設計成使該聚焦裝置系統相對於該卡盤移動，特別是移位及/或傾斜；使該卡盤相對於該聚焦裝置系統移動，特別是移位及/或傾斜；及/或使該曝光單元相對於該聚焦裝置系統移動，特別是移位及/或傾斜。這樣，利用調整裝置，為寫入目的而提供的聚焦裝置系統的焦點或影像可以在緊固在卡盤上的基板上方移動或可以在其上成像，因此可以在限定的直接寫入的方式中使用。圖案的目標寫入因此可以藉由聚焦的焦點的目標移動或藉由每個聚焦元件的一個空間調變元件調整的三維強度分佈來實現。組合寫入變化和以目標方式移動三維強度分佈也是可行的。特別是，焦點的移動是透過調整照明角度來實現的。可以藉由傾斜曝光單元來實現照明角度的調整。特別是，照明角度被樞轉，即，照明角度的方位被改變，而照明角度的角度較佳地保持恆定。替代地，曝光單元可以以固置的(即固定的)方式設置並且在光學元件(例如可移動的傾斜面鏡)上發光。在這種情況下，可以藉由傾斜光學元件來實現照明角度的調整。照明角度的傾斜也可以以例如在EP 2 253 997 A2中描述的用於改變遮罩對準器中的照明角度的已知方法來實現。例如，可以有針對性地疊加特別是藉由可切換的LED陣列產生的個別光束，以便改變照明角度的角度分佈。在這種情況下，調整裝置利用控制單元控制，其中，待寫入的設計被儲存為模板，並且特別地以全自動方式控制寫入製程。聚焦裝置系統的聚焦元件可以由菲涅耳透鏡、微透鏡(例如微透鏡陣列(MLA)，特別是整體式微透鏡陣列)、軸錐及/或繞射光學元件形成。這些聚焦元件可以是微透鏡柵格(微透鏡陣列-MLA)及/或二元/多層繞射光學元件(DOE)。根據另一實施方式，聚焦裝置系統可以包括複數工作胞，每個工作胞具有至少一個聚焦元件。因此，至少一個工作胞的尺寸確定了可以用工作胞生產的晶粒的最大尺寸。因此，使用聚焦裝置系統，對於複數(特別是全部)晶粒而言相同的設計可以被平行地寫入複數晶粒上。特別地，在這種情況下，在每個工作胞中，恰好提供了一個聚焦元件，因此為每個晶粒分配了聚焦元件，特別是每個具有焦點的聚焦元件，該聚焦元件被提供為在晶粒上進行寫入。如果曝光裝置包括用於遮罩(特別是光罩)的支架，則是有利的，其中，特別是透鏡罩形式的聚焦裝置系統設置在支架中。因此，可以在曝光裝置中使用習用的遮罩曝光方法的光罩和直接寫入方法的透鏡罩，從而可以以特別靈活的方式使用曝光裝置。再者可以規定，曝光單元包括蒸汽放電燈(特別是汞蒸汽燈)、至少一個雷射(特別是準分子雷射或二極體雷射)或LED陣列。以這種方式，曝光單元的性質可以被調整為不同的要求。曝光單元可以包括一個或多個光源。根據本發明，為了實現上述目的，提供了一種具有基板，特別是晶圓的總成以及根據本發明的曝光裝置。基板設置在卡盤上，並且特別地以位置穩定的方式緊固在其上。聚焦裝置系統的聚焦元件的數量對應於晶粒被提供在基板上的數量。因此，特別地，每個晶粒被分配有聚焦元件。因此，可以使用直接寫入方法以相同的圖案同時寫入所有晶粒，從而與在任一時間僅寫入一個晶粒的裝置相比，在基板上創建設計所需的時間減少到一小部分。基板可以是矽晶圓。基板較佳塗有光阻。基板的最大直徑或最大邊緣長度可以為10mm至500mm，較佳為100mm至200mm，特別是150mm。在一個實施方式中，該聚焦元件的該焦點之間的該距離在彼此的該最大距離處為該基板的該最大寬度的(特別是該基板的該有用表面的該最大寬度的)至少50%、特別是至少75%、特別較佳是90%。以此方式，該基板可以具有寫入在其上的聚焦裝置系統，基本上同時在其整個有用表面(即，待提供被寫上的表面)上。在替代實施方式中，聚焦元件的焦點之間的彼此最大距離的距離至多為基板的最大寬度的(特別是基板的有用表面的最大寬度的)50%。如果聚焦裝置系統具有少量的聚焦元件，例如少於9個，特別是兩個聚焦元件，則較佳是這種情況。在這種情況下，聚焦裝置系統(特別是被設計為透鏡罩的聚焦裝置系統)的附加移動路徑係對應地為基板的最大寬度的至多50%，特別是基板的有用表面的最大寬度的至多一半。在這種情況下，附加的移動路徑是在每種情況下除了必須足以在一個晶粒上完全寫入的距離之外，焦點必須相對於基板移動的距離。根據本發明，為了實現上述目的，還提供一種用於曝光塗有光阻的基板的方法，特別是用於積體電路的生產的方法，該方法具有以下步驟： a) 提供曝光裝置，特別是根據本發明的一者，具有曝光單元、卡盤和聚焦裝置系統，特別是具有至少二聚焦元件的透鏡罩的該形式，其設置在該曝光單元和該卡盤之間， b) 將塗有光阻的基板放在該卡盤上，以及 c) 利用該曝光單元照明該聚焦裝置系統的所有聚焦元件，因此每個聚焦元件生產聚焦的光點或聚焦的影像在該光阻上及/或在該光阻中。。該方法還可包括進一步的方法步驟： d) 移動該聚焦裝置系統的該卡盤及/或該曝光單元，以便用該光點或該影像沿著該光阻中待曝光的該區域移動。該方法是直接寫入方法，因為利用光點直接在光阻中描繪了設計，特別是沒有使用光罩。利用聚焦裝置系統，可以以相同的方式同步地調整形成光點的焦點，並且同時寫入在待被提供同時寫上的點上，即曝光或不曝光。因此，基板可以同時在複數位置上直接具有圖案或設計。較佳地，在曝光期間，聚焦裝置系統的所有聚焦元件總是被同時照明，因此所有聚焦元件形成可以用於直接寫入的聚焦的光點。如果在基板上提供複數晶粒是有利的。因此，光點在光阻上或中的區域中移動，該區域對應於在基板上待生產的晶粒。特別地，在這種情況下，為每個晶粒分配聚焦元件和焦點。以此方式，可以使用直接寫入方法以相同的方式同時寫入晶粒，由此與其他直接寫入方法相比，可以顯著減少其所需的時間。特別地，光點僅在晶粒內移動，即，光點的移動範圍限於晶粒的尺寸，因此不提供光點以用於在設置在基板上不同位置的複數個晶粒上進行寫入。可以將移動範圍限制為50mm，較佳為20mm，由此可以使光點非常精確地移動。在一個實施方式中，卡盤、聚焦裝置系統及/或曝光單元的移動利用調整裝置來實現，該調整裝置被設計成使該聚焦裝置系統相對於該卡盤移動，特別是移位及/或傾斜；使該卡盤相對於該聚焦裝置系統移動，特別是移位及/或傾斜；及/或使該曝光單元相對於該聚焦裝置系統移動，特別是移位及/或傾斜。以這種方式，光點可以以限定的方式在基板上移動。可以規定，根據要儲存在控制單元中的模板移除待曝光的區域。利用控制單元，可以確保以精確且，特別是，全自動的方式在基板上可進行寫入。模板是根據圖案或設計創建的。較佳地，在彼此最大的距離處的光點之間的距離對應於該基板的該最大寬度的(特別是該基板的該有用表面的該最大寬度的)至少50%、特別是至少75%、特別較佳是90%。根據本發明，有用表面的最大寬度是有用表面上的彼此之間最大距離的點之間的距離。因此，基板的有用表面是被提供用於在積體電路上寫入或用於生產積體電路的表面。因此，利用該方法，基板可以同時在基本上在其整個表面上被寫入。

圖1示出了具有曝光裝置12和塗的基板14的總成10，其中曝光裝置12被設計為將塗有光阻的基板14曝光。在所示的示例性實施方式中(參見圖2)，基板14是圓形晶圓，並具有有用表面40。可替代地，任何基板14都可以利用曝光裝置12來曝光，特別是非圓形的晶圓。在圖2中虛線所示的有用表面40包括基板14的區域，該區域由同心圓形成，該同心圓的直徑d等於基板14的直徑的95%。自然地，有用表面40可以基本上等於任何尺寸的基板14的一部分表面。再者，曝光裝置12可以用於任何光微影方法中。為了曝光基板14，曝光裝置12包括曝光單元15、聚焦裝置系統17和照明光學儀器20，照明光學裝置20被提供以將來自曝光單元15的光傳導到聚焦裝置系統17。在圖1和圖2所示的實施方式中，曝光單元15是個別光源16。在這種情況下，光源16是汞蒸汽燈。在替代實施方式中，光源16可以是適合於光微影方法的任何光源，例如另一蒸汽放電燈、雷射(特別是準分子雷射或二極體雷射)或LED陣列。自然地，光源16也可以由這些光源的組合形成。在本實施方式中，聚焦裝置系統17是透鏡罩18。在替代實施方式中，聚焦裝置系統17可以以任何方式設計。特別地，下面給出的關於透鏡罩18的任何解釋可以類似地、個別地或以任何組合地應用於聚焦裝置系統17。照明光學儀器20被設計為對應於光源16，並且對應於光從光源16傳導至透鏡罩18的光束路徑。在圖1所示的實施方式中，照明光學儀器20包括將來自光源16的光聚集的橢球面鏡22、以及，在光束路徑的方向上，快門24、準直透鏡26、兩個透鏡板28和29共同構成所謂的科勒(Köhler)積分器、和前透鏡30。再者，兩個面鏡32、33分別設置在光束路徑中並且以對應的方式使光偏轉90˚。利用快門24，來自光源16的光可以被完全阻擋，因此沒有來自光源16的光落在透鏡罩18上。特別地，快門24不適合於將光束阻擋到諸如透鏡罩18的聚焦元件的個別部分。曝光裝置12還包括卡盤34和平台36，其中，卡盤34在平台36上與前透鏡30對向設置(見圖2)。基板14被緊固到卡盤34。透鏡罩18被保持在照明光學儀器20和卡盤34之間的曝光裝置12的支架38中，並且被基本上平行於基板14的有用表面40設置。支架38較佳地是其中用於遮罩光微影法的光罩還可以被保持的支架。例如，支架38可以是抽屜狀的保持構件(means)，其中，利用負壓施加透鏡罩18的抽吸力並由此將透鏡罩18固定。替代地，支架38也可以尤其是，特別地僅設計用於保持透鏡罩18。透鏡罩18例如是平坦的，並且具有主體41和複數特別是相同地形成的聚焦元件42，其以柵格的形式彼此相鄰地設置。主體41具有複數工作胞46。在所示的示例性實施方式中，工作胞46以正方形的方式設置成列和行，特別是彼此直接鄰接。換句話說，工作胞46以像棋盤狀的方式分佈在主體41上。在所示的示例性實施方式中，工作胞46的數量對應於聚焦元件42的數量，其中在每種情況下，一個聚焦元件42被分配給工作胞46。聚焦元件42例如是微透鏡，每個都具有焦點44，該焦點在透鏡罩18的安裝狀態下位於有用表面40的平面或施加到基板14上的光阻的平面中。聚焦元件42形成在主體41中。因此，聚焦元件42和主體41可以一體形成。圖3示出了根據第一實施方式的透鏡罩18。在這種情況下，透鏡罩18是具有9個聚焦元件42的圓形盤，該聚焦元件42以在盤中居中的3×3柵格的形式設置。在該實施方式中，每個聚焦元件42包括具有焦點44的個別微透鏡43，焦點44被提供用於在光阻或基板14上進行寫入。圖4示出了根據第二實施方式的透鏡罩18。在該實施方式中，聚焦元件42每個都包括菲涅耳透鏡45，而不是如第一實施方式中那樣的微透鏡43。不管怎樣，第二實施方式的透鏡罩18類似於第一實施方式形成。以下說明在每個實施方式中同樣適用於透鏡罩18，即，與聚焦元件42的配置無關。所有聚焦元件42的焦點44位於平行於透鏡罩18的平面中(見圖2)。替代地，焦點44可以位於基本上平行於透鏡罩18的平面中，即，相對於透鏡罩18傾斜高達2.5μm的平面中。設置在透鏡罩18的對角對置端部處的聚焦元件42的焦點44之間的距離是基板14的有用表面40的直徑d的90%。在替代實施方式中，聚焦元件42的焦點44之間的彼此最大距離的距離可以是任何長度。它較佳為基板14的最大寬度或有用表面40的最大寬度的至少50%，特別是至少75%，特別較佳至少90%。聚焦元件42的焦點44之間的彼此之間的最大距離的距離較佳地不大於基板14的最大寬度，特別地不大於基板14的有用表面40的最大寬度，因為否則，並非所有焦點44將可同時用於在基板14上寫入。在替代實施方式中，聚焦元件42可以由基本上任何類型的透鏡形成，例如由菲涅耳透鏡、微透鏡陣列(MLA)、特別是單片微透鏡陣列、繞射光學元件(DOE)或軸錐或其組合。聚焦元件42可以由結構化的及/或塗的材料(特別是玻璃)形成。選擇工作胞46的尺寸，使得其對應於從基板14待生產的晶粒48的尺寸。同時，工作胞46在基板14上建立一個區域，在該區域中可以移動所分配的聚焦元件42的對應的焦點44。因此，每個晶粒48被分配有具有焦點44的聚焦元件42，該焦點44被提供以在對應的工作胞46上進行寫入。透鏡罩18從根本上可以具有任何數量的複數個(即至少兩個)聚焦元件42。再者，可以將任何數量的聚焦元件42分配給工作胞46及/或晶粒48。額外地或替代地，可以在工作胞46中提供任何數量的晶粒48。再者，聚焦元件42可以具有一個以上的被提供用於寫入目的的焦點44。再者，聚焦元件42可以以任何方式彼此相鄰地設置。特別地，它們可以形成偏離矩形的配置，例如以便能夠在圓形晶圓上描繪盡可能多的矩形晶粒48。為了使焦點44相對於基板14移動，曝光裝置12包括具有第一調整單元52和第二調整單元54的調整裝置50。第一調整單元52耦接至光源16，並且配置為使光源16移位及/或傾斜。第二調整單元54透過平台36耦接至卡盤43，並且被配置為相對於透鏡罩18移位及/或傾斜卡盤34。額外地或可替代地，調整裝置50可以包括調整單元，該調整單元耦接至透鏡罩18並且被配置為相對於卡盤34移位及/或傾斜透鏡罩18。自然地，在另一替代實施方式中，所有上述調整單元可以以任何方式組合在調整裝置50中，以便提供焦點44的對應的運動。因為聚焦元件42固定地設置在透鏡罩18中，所以焦點44也相對於彼此固定地設置，並且因此全部由調整裝置50相對於基板14以相同的方式同步地調整。為了控制曝光裝置12，提供了控制單元56，該控制單元56以信號傳輸的方式連接到光源16、快門24和調整裝置50。控制單元56可以是曝光裝置12的一部分，或者可以被分開地設計為，例如，電腦。控制單元56儲存設計或圖案的模板，其將利用光微影方法被寫入到晶粒48上，其中，控制單元56根據模板控制焦點44的移動以及快門24的打開和關閉。如果快門24打開，則來自光源16的光被傳遞到前透鏡30並且在該位置處被破碎，使得光被準直並且透鏡罩18的面向前透鏡30的整個側58以均勻的強度被照明。這樣，所有聚焦元件42也被來自光源16的光照明，並且在每個焦點44處產生光點，利用該光點可以以直接寫入方法在基板14上曝光光阻。以這種方式，可以使用曝光裝置12選擇性地曝光基板14的區域。如果快門24關閉，則來自光源16的光被阻擋，因此沒有來自光源16的光落到透鏡罩18上，因此沒有形成使光阻顯影的光點。下面描述借助於積體電路的總成10和曝光裝置12的操作方式，該電路分別利用光微影方法在基板14的晶粒48上生產。自然地，該方法可以用於任何設計或圖案。首先，將透鏡罩18插入到支架38中，並且將塗有光阻的基板14緊固至卡盤34。然後打開快門24，並且利用光源16透過照明光學儀器20均勻地照明透鏡罩18的所有聚焦元件42。然後，每個聚焦元件42在其焦點44處產生聚焦的光點，該聚焦的光點直接在各自晶粒48中的對應的位置處將光阻曝光。利用控制單元56並且借助於所儲存的模板，利用透鏡罩18形成的光點，移除並曝光基板14上的光阻中待曝光的區域。在這種情況下，控制單元56透過調整裝置50控制焦點44相對於基板14的相對運動，並且焦點44透過透鏡罩18彼此耦接，並且根據模板，移除待寫入的設計或圖案的結構。為此，利用於第二調整單元54使卡盤34相對於透鏡罩18在X-Y方向上與基板14移位。額外地或替代地，卡盤34可相對於透鏡罩18傾斜及/或旋轉，以便相對於基板14移動焦點44。在可替代的實施方式中，焦點44可以產生相對於基板14的相對運動，在於透鏡罩18透過對應的調整單元移位及/或傾斜。再者，利用調整單元52，光源16可以被移位及/或傾斜，由此來自光源16的光的光束路徑被改變並且導致焦點44相對於基板14的對應的相對移動。因此，每個焦點44每次都被分配給個別晶粒48，即，每個晶粒48總是在任何時間僅被一個焦點44寫入。再者，每個焦點44被配置在分配給其的晶粒48的對應相同位置處，因此所有焦點44每個都寫在晶粒48的相同位置上。利用照明光學儀器20，來自光源16的光同時照明所有聚焦元件42，因此在聚焦元件42的所有焦點44處形成光點以顯影光阻。利用快門24，來自光源16的光被傳遞到透鏡罩18或對應於待形成的結構被阻擋，因此來自光源16的光對應地穿過聚焦元件42和形成用於寫入目的光點，或者沒有來自光源16的光穿過聚焦元件42落下，因此沒有形成用於寫入目的的光點。以這種方式，所有焦點44以相同的方式在光阻上同步地移動，並且每個焦點44根據快門24的位置同時寫入相同的設計結構。以此方式，利用基板14上的光阻中分配給對應的晶粒48的光點，同時在所有晶粒48中使用直接寫入方法來描繪積體電路的設計。為了產生不同的設計，僅需要將不同的模板儲存在控制單元56中並為該方法選擇。不必為此而改變曝光裝置12，特別是透鏡罩18，即它們可以靈活地用於不同的設計。自然地，不同的透鏡罩18也可以用於不同的設計，特別地，可以對應於其光學性質例如分辨率來使用透鏡罩18。例如，對於1μm技術的設計和5μm技術的設計，可以使用不同的透鏡罩18。以此方式，提供了一種光微影方法，該方法既靈活使用又可以在短時間內在基板14的大區域上以分散的方式多次描繪基本上任何圖案。利用該方法，可以在提供在基板14上的所有晶粒48中同時使用直接寫入方法來產生所有晶粒48共有的設計。因此，該方法比傳統的直接寫入方法要快許多倍，在習用直接寫入方法中，將晶粒48一個接一個地個別寫入，或者在任何時候都只對基板14的晶粒48的一部分進行寫入。圖5示出了根據另一實施方式的根據本發明的曝光裝置12的一部分的示意圖。圖5所繪示的曝光裝置12與結合圖1至圖4描述的曝光裝置12在以下方面不同。對於從上面的實施方式中已知的部件，使用相同的符號，並且在這方面參考上面的說明。曝光裝置12具有複數空間調變元件60。空間調變元件60可以包含微面鏡陣列、LCD、GLV或光學閥。每個空間調變元件60可以包含可以在半透明和不透明狀態之間切換的元件陣列。以這種方式，可以藉由切換每個空間調變元件60的個別元件而有針對性地調整待曝光的基板14的傳輸圖案。圖5中的每個聚焦元件42以強度分佈的形式在基板14上生成空間調變元件60或調整後的透射圖案的影像。可以將這種強度分散寫入位於基板14上的光阻中。利用控制單元56，空間調變元件60可以被致動以調整特定的模式或傳輸模式。圖5中的曝光裝置12包括複數曝光通道62。這些曝光通道62中的每一個都分配有聚焦元件42和空間調變元件60。根據一個實施方式，根據圖5的曝光裝置12包括複數個寫頭63，其中每個寫頭63包括聚焦元件42和用於曝光通道62的空間調變元件60。寫頭63還可以包括其他光學元件，例如透鏡或面鏡。特別地，每個寫頭63可以包括曝光單元15的專用光源16，以便為各自的曝光通道62產生光。本發明不限於圖示的實施方式。特別地，實施方式的個別特徵可以獨立於對應的實施方式的其他特徵而根據需要與其他特徵組合。

10:總成 12:曝光裝置 14:基板 15:曝光單元 16:光源 17:聚焦裝置系統 18:透鏡罩 20:照明光學儀器 22:橢球面鏡 24:快門 26:準直透鏡 28:透鏡板 29:透鏡板 30:前透鏡 32:面鏡 33:面鏡 34:卡盤 36:平台 38:支架 40:有用表面 41:主體 42:聚焦元件 43:卡盤 44:焦點 45:菲涅耳透鏡 46:工作胞 48:晶粒 50:調整裝置 52:調整單元 54:調整單元 56:控制單元 58:側 60:空間調變元件 62:曝光通道 63:寫頭 d:最大寬度

從以下描述和從所附圖式，其他優點和特徵將變得顯而易見，其中： - [圖1]是根據本發明的總成的示意性橫截面視圖，該總成具有根據本發明的曝光裝置，該曝光裝置包括透鏡罩， - [圖2]是具有圖1的曝光裝置的總成的示意性視圖， - [圖3]是根據第一實施方式的圖1的透鏡罩的示意性平面視圖， - [圖4]是根據第二實施方式的圖1的透鏡罩的示意性平面視圖，以及 - [圖5]是根據本發明的進一步實施方式的曝光裝置的一部分的示意視圖，該曝光裝置具有複數空間調變元件。

10:總成

12:曝光裝置

14:基板

15:曝光單元

16:光源

17:聚焦裝置系統

18:透鏡罩

20:照明光學儀器

22:橢球面鏡

24:快門

26:準直透鏡

28:透鏡板

29:透鏡板

30:前透鏡

34:卡盤

36:平台

38:支架

40:有用表面

41:主體

42:聚焦元件

44:焦點

46:工作胞

48:晶粒

50:調整裝置

52:調整單元

54:調整單元

56:控制單元

58:側

d:最大寬度

Claims

一種用於光微影方法的曝光裝置，具有曝光單元(15)、聚焦裝置系統(17)和卡盤(34)，其中，該聚焦裝置系統(17)被提供在該曝光單元(15)和該卡盤(34)之間，被基本上平行於該卡盤(34)設置以及包括至少二聚焦元件(42)，每個聚焦元件(42)具有焦點(44)，其中，該曝光裝置(12)被配置成使得在曝光期間該聚焦裝置系統(17)的所有聚焦元件(42)總是被該曝光單元(15)照明。
如請求項1之曝光裝置，其中，該曝光裝置(12)包括至少二曝光通道(62)，其中，該至少二聚焦元件(42)中的每個被分配給分開的曝光通道(62)。
如請求項2之曝光裝置，其中，該曝光單元(15)包括至少二分開的光源(16)，其中，每個光源(16)被分配給該曝光通道(62)中的一者。
如請求項2或3之曝光裝置，其中，每個曝光通道(62)被分配有空間調變元件(60)，特別是微面鏡陣列、LCD、LCOS、可移動面鏡或動態繞射柵，其被該曝光單元(15)穿透照亮，其中，該曝光通道(62)之各自的該聚焦元件(42)產生各自的該空間調變元件(60)的至少一部分的影像。
如請求項3之曝光裝置，其中，每個曝光通道(62)被分配有空間調變元件(60)，特別是微面鏡陣列、LCD、LCOS、可移動面鏡或動態繞射柵，其被該曝光單元(15)穿透照亮，其中，該曝光通道(62)之各自的該聚焦元件(42)產生各自的該空間調變元件(60)的至少一部分的影像，以及其中，該曝光裝置(12)包括至少二寫頭(63)，其中，每個寫頭(63)被分配給一個曝光通道(62)以及包括該曝光通道(62)的各自的該聚焦元件(42)和各自的該空間調變元件(60)。
如請求項2或3之曝光裝置，其中該曝光裝置(12)包括照明光學儀器(20)，其設置在該曝光單元(15)和該聚焦裝置系統(17)之間。
如請求項2或3之曝光裝置，其中，該聚焦裝置系統(17)包括透鏡罩(18)。
如請求項2或3之曝光裝置，其中該曝光裝置(12)包括調整裝置(50)，其中，該調整裝置(50)被設計成使該聚焦裝置系統(17)相對於該卡盤(34)移動，特別是移位及/或傾斜；使該卡盤(34)相對於該聚焦裝置系統(17)移動，特別是移位及/或傾斜；及/或使該曝光單元(15)相對於該聚焦裝置系統(17)移動，特別是移位及/或傾斜。
如請求項2或3之曝光裝置，其中該聚焦裝置系統(17)的該聚焦元件(42)為菲涅耳透鏡、微透鏡、旋轉三稜鏡及/或繞射光學元件。
如請求項2或3之曝光裝置，其中該聚焦裝置系統(17)包括複數工作胞(46)，每個工作胞(46)具有至少一聚焦元件(42)，其中，該至少一工作胞(46)的該尺寸界定能被該工作胞(46)生產的該晶粒(48)的該最大尺寸，特別是，其中精確地，一個聚焦元件(42)被提供在每個工作胞(46)中。
如請求項2或3之曝光裝置，其中該曝光裝置(12)包括用於遮罩的支架(38)，其中，該聚焦裝置系統(17)被設置在該支架(38)中。
如請求項2或3之曝光裝置，其中該曝光單元(15)包括蒸汽放電燈，特別是汞蒸汽燈，至少一雷射，特別是準分子雷射及/或二極體雷射、或LED陣列。
一種總成，具有基板(14)，特別是晶圓，以及如前述請求項中任一項之曝光裝置(12)，其中，該基板(14)被設置在該卡盤(34)上，其中，該聚焦裝置系統(17)的聚焦元件(42)的該數量對應於提供在該基板(14)上的該晶粒(48)的數量，特別是其中，每個晶粒(48)被分配有聚焦元件(42)。
如請求項13之總成，其中該聚焦元件(42)的該焦點(44)之間的該距離在彼此的該最大距離處為該基板的該有用表面(40)的該最大寬度(d)的至少50%、特別是至少75%、特別較佳是90%。
一種用於曝光塗有光阻的基板(14)的方法，特別是用以生產積體電路，包括以下步驟： a) 提供曝光裝置(12)，特別是根據請求項1，具有曝光單元(15)、卡盤(34)和聚焦裝置系統(17)，特別是具有至少二聚焦元件(42)的透鏡罩(18)的該形式，其設置在該曝光單元(15)和該卡盤(34)之間， b) 將塗有光阻的基板(14)放在該卡盤(34)上，以及 c) 利用該曝光單元(15)照明該聚焦裝置系統(17)的所有聚焦元件(42)，因此每個聚焦元件(42)生產聚焦的光點或聚焦的影像在該光阻上及/或在該光阻中。
如請求項15之方法，具有進一步方法步驟： d) 移動該聚焦裝置系統(17)的該卡盤(34)及/或該曝光單元(15)，以便用該光點或該影像沿著該光阻中待曝光的該區域移動。
如請求項15或16之方法，其中，在該曝光期間，該聚焦裝置系統(17)的所有聚焦元件(42)總是同時被照明。
如請求項15或16之方法，其中複數晶粒(48)被提供在該基板(14)上，其中，該光點在該光阻上或在該光阻中的區域移動，其對應於將在該基板(14)上被生產的晶粒(48)，特別是其中，每個晶粒(48)被分配有聚焦元件(42)和焦點(44)。
如請求項15或16之方法，其中該卡盤(34)的、該聚焦裝置系統(17)的及/或該曝光單元(15)的該移動是利用調整裝置(50)實現的，其中，該調整裝置(50)被設計成使該聚焦裝置系統(17)相對於該卡盤(34)移動，特別是移位及/或傾斜；使該卡盤(34)相對於該聚焦裝置系統(17)移動，特別是移位及/或傾斜；及/或使該曝光單元(15)相對於該聚焦裝置系統(17)移動，特別是移位及/或傾斜。
如請求項15或16之方法，其中根據儲存在控制單元(56)中的模板移除將要曝光的該區域。
如請求項15或16之方法，其中該光點之間的該距離在彼此的該最大距離處為該基板(14)的該有用表面(40)的該最大寬度(d)的至少50%、特別是至少75%、特別較佳是90%。