WO2017206828A1 - 光刻机刀口组、大视场光刻机和曝光方法 - Google Patents

光刻机刀口组、大视场光刻机和曝光方法 Download PDF

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scanning
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王斌
杨晓峰
夏洪发
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上海微电子装备（集团）股份有限公司
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Definitions

  • a TFT (Thin Film Transistor) lithography machine is a main device in the field of flat panel manufacturing for projecting a pattern on a reticle through an objective lens onto a substrate.
  • the objective lens is also expanded from one field of view to a plurality of fields of view.
  • the G6 objective lens is equipped with six objective lenses in six fields of view.
  • the movable knife edge is a mechanism for illuminating static exposure and shielding the mask mark.
  • the original movable knife edge is arranged under the illumination device, taking the G4.5 generation movable knife edge as an example, the G4.5 generation movable knife edge structure As shown in FIG.
  • a scanning pair of knife edges movable in the scanning direction, the scanning direction edge group for shielding an alignment mark of the reticle on the mask table;
  • the present invention also provides a large field lithography machine having a plurality of exposure regions, including from top to bottom:
  • a lighting device for providing illumination light
  • a spot of illumination light provided by the illumination device is trimmed by the non-scanning window formed by the knife edge group for exposure;
  • the scanning pair of knife edge groups are located on the coarse motion stage of the mask table, and the height is higher than the reticle, and the scanning to the knife edge group follows the coarse motion table movement of the mask table during exposure.
  • the scanning pair of knife edges includes a front blade and a rear blade that are parallel to each other in the longitudinal direction.
  • a sensor is further disposed under the mask table for sensing illumination light passing through the slit
  • the scanning blade group further includes a first moving rail and a first driving device, the longitudinal direction of the first moving rail is a scanning direction, and the first driving device drives the front blade and the rear blade edge
  • the first motion guide rail movement is described.
  • the first driving device is a linear motor respectively disposed at both ends of the front blade and the rear blade.
  • the non-scanning knife edge group is located between the objective lens array group and the substrate.
  • the non-scanning blade group includes four blades, and the four blades are arranged in two rows and two columns.
  • the blades are square.
  • the non-scanning blade group further includes a second moving rail and a second driving device whose longitudinal direction is a non-scanning direction, and the second driving device drives the four blades to move along the second moving rail to perform a field of view. Adjustment.
  • the present invention also provides an exposure method using the large field of view lithography machine as described above, comprising the steps of:
  • Step 1 Before the exposure, the illumination test in the exposure area is performed by the scanning to the knife edge group in the exposure area in the scanning direction;
  • the reticle has two symmetrically distributed alignment regions and a plurality of patterned regions arranged in an array, two of the alignment regions being located on opposite sides of the reticle, each of the graphic regions corresponding to An exposure area.
  • said scanning blade set includes a front blade and a rear blade, said front and rear blades being placed over said alignment area upon exposure to block illumination light directed toward said alignment area.
  • the illumination test in the exposure area by the scanning to the knife edge group in the exposure area in the exposure area is specifically: the rear blade is provided with a slit, and the sensor is disposed under the mask table.
  • the front blade is fixed above the alignment area, the rear blade moves along the scanning direction, and the sensor receives illumination sequentially passing through the slit and the mask table.
  • the illumination parameter of the illumination light in the exposed area is obtained.
  • the lithography machine knife edge group, the large field lithography machine and the exposure method provided by the invention during the test, the scanning moves to the knife edge group once for the illumination test, and after the test is completed, moves to the top of the alignment mark; during the exposure, the scanning direction
  • the knife edge group follows the mask table to move at the same speed and in the same direction, keeping the alignment marks of the scan edge group and the reticle relatively stationary. If it is a full field of view exposure, the non-scanning to the knife edge group does not need to move. If it is a partial exposure, the non-scanning to the knife edge group is moved to the field of view of the partial exposure, and the window formed by the non-scanning to the knife edge group forms a control illumination spot.
  • the shape, then the non-scanning edge group can remain stationary, simply moving the mask table and the table, the exposure field can be removed from one exposure area, and the other exposure area is moved into the exposure field to continue exposure. Complete exposure for all exposed areas.
  • Figure 5 is a schematic view of the structure of the rear blade
  • Figure 9 is a schematic view showing the position of the non-scanning knife edge group when exposed in a partial field of view.
  • 401-illumination device 404-reticle, 404a-front mark, 404b-rear mark, 101-Y to blade 1, 102-X to blade 1, 103-Y to blade 2, 104-X to the blade two, 605-sensor;
  • the lithography machine blade set includes:
  • the scanning to the cutting edge group is mainly used for shielding the alignment mark of the reticle on the mask table, and preventing the alignment mark from being printed on the substrate during exposure, please refer to FIG.
  • the scan moves toward the knife edge group following the mask table in the same direction at the same speed, so that it remains stationary with respect to the alignment mark;
  • the non-scanning blade group is mainly used for moving to the exposure area of the partial exposure field to a exposure area during partial exposure to form a window, the illumination device Providing illumination light through the trimming of the window to form a desired spot to be irradiated onto the exposed area for exposure of the exposed area;
  • the present invention provides a large field lithography machine for performing exposure using the above-described lithography machine blade group, which includes, from top to bottom, in order:
  • a mask table (not shown) with a reticle 4 placed on the surface, and the periphery of the mask table is placed to be moved a moving coarse movement stage 207 for moving the mask table to a large stroke;
  • the objective lens array group has six objective lenses 306 arranged in two rows in parallel in the scanning direction, three objective lenses 306 in each row, and three objective lenses 306 arranged in the non-scanning direction.
  • a workpiece stage (not shown) is provided with a substrate (not shown) on which a scanning exposure is required, and the mask table and the workpiece stage are moved in the same direction and at the same speed, and the direction is defined as a scanning direction, in a horizontal plane and a scanning direction.
  • the orthogonal direction is defined as the non-scanning direction;
  • a non-scanning knife edge group located between the objective lens array group and the substrate, the non-scanning blade group moving in a non-scanning direction.
  • the specific structure of the scanning blade group is as follows: two sides of the coarse movement table 207 of the mask table parallel to the scanning direction are respectively provided with a first moving rail 205 whose length direction is parallel to the edge, which is The length of the first moving rail 205 is the range of travel of the scanning to the knife group; the two blades are mounted on the two first moving rails 205, and the two blades are the front blade 203 and the rear blade 204, respectively, and the two blades are long.
  • a blade four 304 each of which is square; the four blades are evenly distributed on two second moving rails 307 whose length direction is parallel to the non-scanning direction, and the second driving device includes a length direction parallel to the second moving rail a lead screw 308 of 307 and a rotary motor 305 coupled to the lead screw 308, a screw 308 is sleeved with a blade, and each rotary motor 305 and the lead screw 308 are engaged such that the blades respectively move on the second moving rail 307.
  • the stroke of the four blades is measured by an encoder that is provided by each rotary motor 305.
  • the two second moving rails 307 are respectively disposed under the two rows of objective lenses 306 in the objective lens array, and each of the second moving rails 307 has two blades, each of which is in a set of screw rods 308 and a rotating motor.
  • the driving of 305 is moved along the second moving rail 307, and the light passing through each row of objective lenses 306 is controlled, and the cooperative motion of the four blades realizes trimming of the spot of the illumination light in the exposed area.
  • the present invention also provides an exposure method using the large field of view lithography machine as described above, comprising the steps of:
  • Step 1 The reticle 4 is provided with an alignment area 401 and a plurality of pattern areas 402 arranged in a periodic array. As shown in FIG. 6, the alignment area 401 is symmetrically distributed on both sides of the reticle 4, and the alignment area 401 An alignment mark is provided thereon for aligning the reticle 4 with the substrate upon exposure.
  • Step 3 The mask table and the workpiece table are moved in the same direction, so that the next exposure region is moved into the exposure field, and the exposure regions are exposed by repeating steps 1 and 2 until the exposure of all the exposed regions is completed.
  • the present invention has the following beneficial effects as compared with the prior art:

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

一种光刻机刀口组、大视场光刻机和曝光方法，在测试时，扫描向刀口组移动一次进行光照测试，测试完成后移动至对准标记上方；在曝光时，扫描向刀口组跟随掩模台以相同的速度和相同的方向移动，使扫描向刀口组与掩模版（4）的对准标记保持相对静止。若为全视场曝光，非扫描向刀口组无需移动，若为局部曝光，则使非扫描向刀口组移动至局部曝光的视场处，由非扫描向刀口组形成的窗口形成控制照明光光斑的形状，然后非扫描向刀口组可保持静止，只需移动掩模台和工作台，即可从一个曝光区域移出该曝光视场，另一个曝光区域移入该曝光视场，继续进行曝光，从而完成所有曝光区域的曝光。由于无需设置多套刀口组，结构简单，降低对控制精度的要求。

Description

光刻机刀口组、大视场光刻机和曝光方法 技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别涉及光刻机刀口组、大视场光刻机和曝光方法。
背景技术
TFT(Thin Film Transistor)光刻机是平板制造领域的主要设备，用于将掩模版上的图形通过物镜投影到基板上。随着平板显示行业的飞速发展，基板尺寸在不断增加，为了增加产率，物镜也从一个视场扩展为多个视场的结构，如G6物镜采用6个视场即配备了6个物镜。可动刀口是用于照明进行静态曝光和遮挡掩模标记等作用的机构，原来的可动刀口布置在照明装置下方，以G4.5代可动刀口为例，G4.5代可动刀口结构如图1所示，由四个刀片组成，分别为Y向刀片一101、X向刀片一102、Y向刀片二103、X向刀片二104，在正常曝光时，掩模台与工件台按照同一方向、同一速度移动，则该可动刀口结构需要与掩模台进行同步以使刀片能够遮挡掩模版上的标记，同时X向刀片一102和X向刀片二104控制X向视场大小，Y向刀片一101和Y向刀片二103控制Y向视场大小；在静态曝光时，由Y向刀片一101和Y向刀片二103组成狭缝沿Y向进行扫描。随着物镜视场的数量的增多，如果按原来的可动刀口结构，即每个视场配备一个可动刀口，则需要多个可动刀口，结构将会十分臃肿繁杂；随着物镜视场的数量增大，刀口的外形尺寸和行程的需求也随着增大，如G6物镜中采用六个物镜，则需求由原来G4.5代刀口的外形尺寸由40mm变为750mm，运动行程由原来的44mm，扩展到1100mm。则原来的可动刀口结构已不能满足使用 需要。
此外，请参照图2与图3，在每个视场内曝光时，在Y向上，Y向刀片一101和Y向刀片二103根据掩模台的运动需要经过严格的速度计算：在正常曝光时，可动的刀口结构的最主要功能是在正常曝光时进行遮挡对准标记，以防止将对准标记刻在硅片上。因此如图2所示，G4.5可动刀口结构为了实现遮挡标记，需要与掩模版404进行同步，需要四个步骤。当掩模版404前部标记404a，运行到照明装置401下方时(如图2a所示)，Y向刀片二103与掩模版404进行同步运动以确保遮蔽标记，直至规定视场宽度大小停止(如图2b所示)；当掩模版404后部标记404b，运行到照明装置401下方时(如图2c所示)，Y向刀片一101与掩模版404进行同步运动以确保遮蔽标记，直到视场边缘停止(如图2d所示)；在静态曝光时，可动刀口结构的重要作用之一为静态曝光配合照明装置进行曝光剂量控制，曝光剂量主要跟照度、衰减率和扫描速度以及狭缝宽度有关。使用G4.5代可动刀口结构进行静态曝光如图3所示，当掩模版404运动到需要进行扫描的区域，Y向刀片一101与Y向刀片二103形成所需宽度的狭缝，照明装置401打开，两刀片101、103以相同的速度进行扫描，通过位于掩模版404下方的传感器605接收透过狭缝、掩模台的照明光，从而读取数据。
由此可见，不论是正常曝光还是静态曝光，使用原可动刀口结构在曝光时皆需要对其移动速度进行控制，且当从正常曝光模式转换成静态曝光模式时，需要改变刀片的移动速度，在此过程中较容易产生误差。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种光刻机刀口组、大视场光刻机和曝光方法。
为达到上述目的，本发明提供了一种光刻机刀口组，设置在光刻机内，所述光刻机在曝光时，掩模台和工件台按照相同方向运动，该方向定义为扫描方向，在水平面上与扫描方向正交的方向定义为非扫描方向；
包括
在所述扫描方向上可运动的扫描向刀口组，所述扫描向刀口组用于遮挡所述掩模台上掩模版的对准标记；
在非扫描方向上可运动的非扫描向刀口组；
光刻机的照明装置提供的照明光的光斑由所述非扫描向刀口组形成的窗口修剪后用于曝光；
曝光时所述扫描向刀口组相对于所述掩模版的对准标记保持静止，所述非扫描向刀口组相对于所述照明装置保持静止。
本发明还提供一种大视场光刻机，具有多个曝光区域，从上至下依次包括：
一照明装置，用于提供照明光；
一掩模台，用于放置掩模版；
一工件台，用于放置需要扫描曝光的基板，曝光时掩模台和工件台按照相同方向、相同速度运动，该方向定义为扫描方向，在水平面上与扫描方向正交的方向定义为非扫描方向；
还设置有
在所述扫描方向上可运动的扫描向刀口组，所述扫描向刀口组用于遮挡所述掩模版的对准标记；
在非扫描方向上可运动的非扫描向刀口组；
所述照明装置提供的照明光的光斑由所述非扫描向刀口组形成的窗口修剪后用于曝光；
对所述多个曝光区域中的一个曝光时，所述扫描向刀口组相对于所述 掩模版的对准标记保持相对静止，所述非扫描向刀口组相对于所述照明装置保持静止，通过移动所述掩模台和所述工件台将所述多个曝光区域逐个移动至所述照明装置的照明视场内，即可完成所述多个曝光区域的曝光。
作为优选，所述扫描向刀口组位于所述掩模台的粗动台上，且高度高于所述掩模版，曝光时所述扫描向刀口组跟随所述掩模台的粗动台运动。
作为优选，所述扫描向刀口组包括长度方向互相平行的前刀片和后刀片。
作为优选，所述前刀片和所述后刀片皆为长度方向平行于非扫描方向的金属片，所述后刀片上开设有长度方向平行于非扫描方向的狭缝。
作为优选，在掩模台下方还设置有传感器，用于感应穿过所述狭缝的照明光
作为优选，所述扫描向刀口组还包括第一运动导轨和第一驱动装置，所述第一运动导轨的长度方向为扫描方向，所述第一驱动装置驱动所述前刀片和后刀片沿所述第一运动导轨运动。
作为优选，设置有两个相互平行的所述第一运动导轨，所述前刀片和所述后刀片的两个端部皆在两个第一运动导轨上移动。
作为优选，所述第一驱动装置为分别设置在所述前刀片、所述后刀片两个端部的直线电机。
作为优选，所述前刀片和所述后刀片的两端与所述第一运动导轨的连接处上皆设置有解耦装置。
作为优选，所述解耦装置为交叉滚珠轴环。
作为优选，所述前刀片和所述后刀片的两端与所述第一运动导轨的连接处上皆设置有刀片定位装置。
作为优选，所述刀片定位装置为导轨钳制器，用于使所述前刀片和所述后刀片静止在所述第一运动导轨上。
作为优选，所述第一运动导轨上各自设置有方位测量装置。
作为优选，所述方位测量装置为光栅尺。
作为优选，还包括物镜阵列组，位于所述掩模台和所述基板之间，所述物镜阵列组具有若干个呈阵列排布的物镜。
作为优选，所述非扫描向刀口组位于所述物镜阵列组与所述基板之间。
作为优选，所述非扫描向刀口组包括四个刀片，且四个所述刀片排列成两行两列。
作为优选，所述刀片为方形。
作为优选，所述非扫描向刀口组还包括长度方向为非扫描方向的第二运动导轨和第二驱动装置，所述第二驱动装置驱动四个刀片沿所述第二运动导轨运动进行视场调节。
作为优选，设置有两个相对的所述第二运动导轨，每个所述第二运动导轨上分别有两个所述刀片，两个所述刀片分别在所述第二运动导轨上移动。
作为优选，所述第二驱动装置包括与所述第二运动导轨平行设置的丝杆和与所述丝杠连接的旋转电机，所述非扫描向刀口组中的各个刀片分别用所述旋转电机和丝杆的组合进行驱动。
本发明还提供一种使用如上所述的大视场光刻机的曝光方法，包括如下步骤：
步骤一：在曝光前，由所述扫描向刀口组在曝光区域内在扫描向移动进行所述曝光区域内的光照测试；
步骤二：由所述非扫描向刀口组移动至所述曝光区域内形成用于修剪照明光的光斑的窗口；
步骤三：所述掩模台和所述工件台按照同一方向移动，所述扫描向刀口组跟随所述掩模台运动并相对于所述掩模版的对准标记保持静止，所述 非扫描向刀口组相对于所述照明装置保持静止，完成对所述曝光区域的曝光；
步骤四：通过移动所述掩模台和所述工件台将下一个曝光区域移至照明装置的照明视场内，重复步骤一至步骤三对所述下一个曝光区域进行曝光。
作为优选，所述掩模版具有两个呈对称分布的对准区域和若干个呈阵列排布的图形区域，两个所述对准区域位于所述掩模版两侧，每个所述图形区域对应一个曝光区域。
作为优选，所述扫描向刀口组包括前刀片和后刀片，曝光时所述前刀片和后刀片放置在所述对准区域上方，阻挡照向所述对准区域的照明光。
作为优选，步骤二中由扫描向刀口组在该曝光区域内在扫描向移动进行该曝光区域内的光照测试具体为：所述后刀片上设置有狭缝，在所述掩模台下方设置有传感器，在测试时，所述前刀片固定在所述对准区域上方，所述后刀片沿着所述扫描方向移动，所述传感器通过接收依次透过所述狭缝和所述掩模台的照明光，得到在该曝光区域内的照明光的光照参数。
本发明提供的光刻机刀口组、大视场光刻机和曝光方法，在测试时，扫描向刀口组移动一次进行光照测试，测试完成后移动至对准标记上方；在曝光时，扫描向刀口组跟随掩模台以相同的速度和相同的方向移动，使扫描向刀口组与掩模版的对准标记保持相对静止。若为全视场曝光，非扫描向刀口组无需移动，若为局部曝光，则使非扫描向刀口组移动至局部曝光的视场处，由非扫描向刀口组形成的窗口形成控制照明光光斑的形状，然后非扫描向刀口组可保持静止，只需移动掩模台和工作台，即可从一个曝光区域移出该曝光视场，另一个曝光区域移入该曝光视场，继续进行曝光，从而完成所有曝光区域的曝光。
因此与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.结构简单，所有的曝光视场皆使用一套扫描向刀口组和非扫描向刀口组，曝光时通过移动掩模台和工件台来实现不同视场的曝光，从而简化了构造；
2.在曝光时，无需使扫描向刀口组和非扫描向刀口组时时配合掩模台和工件台以特定的速度移动，降低对控制精度的要求，减少出错的几率。
附图说明
图1为现有技术中的可动刀口结构示意图；
图2为现有技术中在正常曝光时Y向刀片移动流程图；
图3为现有技术中在静态曝光时Y向刀片移动示意图；
图4为本发明提供的正常曝光时扫描向刀口组结构示意图；
图5为后刀片结构示意图；
图6为本发明提供的正常曝光时扫描向刀口组刀片位置示意图；
图7为本发明提供的非扫描向刀口组结构示意图；
图8为非扫描向刀口组在全视场曝光时位置示意图；
图9为非扫描向刀口组在局部视场曝光时位置示意图。
图1至图3中：401-照明装置、404-掩模版、404a-前部标记、404b-后部标记、101-Y向刀片一、102-X向刀片一、103-Y向刀片二、104-X向刀片二、605-传感器；
图4至图9中：201-光栅尺、202-交叉滚柱轴环、203-前刀片、204-后刀片、2041-狭缝、205-第一运动导轨、206-直线电机、207-粗动台、208-导轨钳制器、301-刀片一、302-刀片二、303-刀片三、304-刀片四、305-旋转电机、306-物镜、307-第二运动导轨、308-丝杆、4-掩模版、401-对准区域、402-图形区域；
a-曝光区域。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
请参照图4至图7，本发明提供了一种光刻机刀口组，设置在光刻机内，所述光刻机在曝光时，掩模台和工件台按照相同方向运动，该方向定义为扫描方向，在水平面上与扫描方向正交的方向定义为非扫描方向；
所述光刻机刀口组包括：
在扫描方向上运动的扫描向刀口组，该扫描向刀口组主要用于遮挡掩模台上掩模版的对准标记，防止曝光时，将对准标记印刷在基板上，请参照图4，因此在曝光时，扫描向刀口组跟随掩模台以相同速度相同方向运动，使其相对于对准标记保持静止；
在非扫描方向上运动的非扫描向刀口组，该非扫描向刀口组主要用于在局部曝光时，非扫描向刀口组移动至该局部曝光视场的曝光区域上，形成一个窗口，照明装置提供的照明光经过该窗口的修剪后形成需要的光斑照射至该曝光区域上进行该曝光区域的曝光；
当一个曝光区域曝光完成后，非扫描向刀口组保持静止，仅移动掩模台和工件台，同时扫描向刀口组跟随掩模台移动，使得掩模版4的另一个曝光区域移动至该局部曝光视场下，进行此曝光区域的曝光，依次类推，仅需移动掩模台和工件台即可完成所有曝光区域的曝光。
本发明提供一种使用上述光刻机刀口组进行曝光的大视场光刻机，从上至下依次包括：
一照明装置(未图示)，用于提供照明光；
一掩模台(未图示)，表面放置有掩模版4，掩模台外围设置有使其移 动的粗动台207，该粗动台207使掩模台进行大行程地移动；
物镜阵列组，在本实施例中，该物镜阵列组具有六个物镜306，沿扫描方向呈两排平行排布，每排有三个物镜306，三个物镜306沿非扫描方向排布。
一工件台(未图示)，表面放置有需要扫描曝光的基板(未图示)，掩模台和工件台按照相同方向、相同速度运动，该方向定义为扫描方向，在水平面上与扫描方向正交的方向定义为非扫描方向；
还设置有
位于掩模台的粗动台207上、高度高于掩模版4以此遮挡住掩模版4对准标记的扫描向刀口组，避免对准标记被照明光照射从而印刷在基板上，该扫描向刀口组在扫描方向上运动；
位于物镜阵列组与基板之间的非扫描向刀口组，该非扫描向刀口组在非扫描方向上移动。
请参照图4，扫描向刀口组具体结构如下：掩模台的粗动台207的两条平行于扫描方向的边上，各自设置有长度方向平行于该条边的第一运动导轨205，该第一运动导轨205的长度即为扫描向刀口组运动的行程范围；两根刀片架设在两条第一运动导轨205上，两根刀片分别为前刀片203、后刀片204，两根刀片为长条状金属片，其长度方向平行于非扫描方向，两根刀片的两端分别位于不同的第一运动导轨205上，可沿着两端的第一运动导轨205在扫描方向上移动，每根刀片的两端皆连接有驱动装置，本实施例中驱动装置为直线电机206，较佳地，第一运动导轨205即位于直线电机206上，直线电机206的运动路线即为第一运动导轨205，也即每个直线电机206驱动各自对应的刀片移动。
较佳地，请参照图4，两根刀片的两端还设置有解耦装置，该解耦装置 在本实施例中为交叉滚柱轴环202，该交叉滚柱轴环202实现了刀片在非扫描方向和垂直方向上的解耦；相对应地，两根刀片上也要设置定位装置，在本实施例中，该定位装置为导轨钳制器208，其位于刀片两端与第一运动导轨205的连接处，当刀片运动到指定位置后，导轨钳制器208将刀片定位并锁紧在该处。
较佳地，请参照图5，后刀片204中央设置有狭缝2041，该狭缝2041的长度方向平行于扫描方向，在曝光前的光照测试中，后刀片204在扫描方向上移动，在掩模台下方设置传感器(未图示)，用于接收依次透过该狭缝2041以及掩模台的照明光，并进行光照测试。
较佳地，请继续参照图4，在第一运动导轨205上设置有能够测量两根刀片移动位置的方位测量装置，在本实施例中，方位测量装置即为光栅尺201。
请参照图7，非扫描向刀口组设置在物镜306下方，包括四个刀片、第二运动导轨307和第二驱动装置，所述四个刀片分别为刀片一301、刀片二302、刀片三303以及刀片四304，每个刀片皆为方形；四个刀片平均分布在两个长度方向平行于非扫描向的第二运动导轨307上，所述第二驱动装置包括长度方向平行于第二运动导轨307的丝杆308和与丝杆308连接的旋转电机305，一个丝杆308上套设有一个刀片，由每个旋转电机305和丝杆308配合使得刀片各自在第二运动导轨307上移动，该四个刀片的行程由每个旋转电机305自带的编码器进行测量。本实施例中两个第二运动导轨307分别对应设置在物镜阵列中的两排物镜306下方，每个第二运动导轨307上有两个刀片，每个刀片在一组丝杆308和旋转电机305的驱动下沿着第二运动导轨307运动，对每排物镜306的通光进行控制，四个刀片的配合运动实现对曝光区域内照明光的光斑的修剪。
本发明还提供一种使用如上所述的大视场光刻机的曝光方法，包括如下步骤：
步骤一：掩模版4上设置有对准区域401和若干个周期性阵列排布的图形区域402，如图6所示，对准区域401位于掩模版4两侧呈对称分布，对准区域401上设置有对准标记，用于在曝光时使掩模版4与基板对准。
每一个图形区域402对应基板上一个印刷区域，由掩模版4上的一个图形区域402与基板上对应的印刷区域组成了一个曝光区域，对于任意一个曝光区域，在曝光前，将该曝光区域移动至曝光视场内，都需要对其进行光照测试，以确保基板上的不同部位接收到能够进行光刻的光照强度，该光照测试由扫描向刀口组在该曝光区域内在扫描向移动进行，具体为，请参照图4与图5，在曝光前，前刀片203在一侧的对准区域401上方保持相对静止，打开照明装置后，后刀片204在扫描方向上移动，照明光透过后刀片204上的狭缝2041，掩模台下方的传感器接收依次透过狭缝2041和掩模台的照明光，从而对该照明光进行光照参数的测试；
步骤二：请参照图8和图9，在全视场曝光时，非扫描向刀口组则无需进行移动，而在局部曝光时，在光照测试完毕后，后刀片204移动至掩模版4另一侧的对准区域401上方，并使其相对于该对准区域401保持静止，此时由所述非扫描向刀口组移动至该曝光区域内，由刀片一301、刀片二302、刀片三303以及刀片四304形成用于修剪照明光的光斑的窗口，然后使工件台与掩模台按照同一方向、同一速度移动，扫描向刀口组跟随掩模台按照同一方向、同一速度移动，从而对该曝光区域曝光；
步骤三：掩模台和工件台按照同一方向移动，使得下一个曝光区域移动至该曝光视场内，重复步骤一和步骤二对此曝光区域进行曝光，直至完成所有曝光区域的曝光。
本发明提供的光刻机刀口组、大视场光刻机和曝光方法，在测试时，扫描向刀口组移动一次进行光照测试，测试完成后移动至对准标记上方；在曝光时，扫描向刀口组跟随掩模台以相同的速度和相同的方向移动，使扫描向刀口组与掩模版4的对准标记保持相对静止。若为全视场曝光，非扫描向刀口组无需移动，若为局部曝光，则使非扫描向刀口组移动至局部曝光的视场处，由非扫描向刀口组形成的窗口形成控制照明光光斑的形状，然后非扫描向刀口组可保持静止，只需移动掩模台和工作台，即可从一个曝光区域移出该曝光视场，另一个曝光区域移入该曝光视场，继续进行曝光，从而完成所有曝光区域的曝光。
因此与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.结构简单，所有的曝光视场皆使用一套扫描向刀口组和非扫描向刀口组，曝光时通过移动掩模台和工件台来实现不同视场的曝光，从而简化了构造；
2.在曝光时，无需对扫描向刀口组和非扫描向刀口组时时配合掩模台和工件台以特定的速度移动，因此降低对控制精度的要求，减少出错的几率。
显然本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (26)

  1. 一种光刻机刀口组，设置在光刻机内，所述光刻机在曝光时，掩模台和工件台按照相同方向运动，该方向定义为扫描方向，在水平面上与扫描方向正交的方向定义为非扫描方向；
    其特征在于，包括
    在所述扫描方向上可运动的扫描向刀口组，所述扫描向刀口组用于遮挡所述掩模台上掩模版的对准标记；
    在所述非扫描方向上可运动的非扫描向刀口组；
    所述光刻机的照明装置提供的照明光的光斑由所述非扫描向刀口组形成的窗口修剪后用于曝光；
    曝光时所述扫描向刀口组相对于所述掩模版的对准标记保持静止，所述非扫描向刀口组相对于所述照明装置保持静止。
  2. 一种大视场光刻机，具有多个曝光区域，从上至下依次包括：
    一照明装置，用于提供照明光；
    一掩模台，用于放置掩模版；
    一工件台，用于放置需要扫描曝光的基板，曝光时所述掩模台和所述工件台按照相同方向、相同速度运动，该方向定义为扫描方向，在水平面上与扫描方向正交的方向定义为非扫描方向；
    其特征在于，还设置有
    在所述扫描方向上可运动的扫描向刀口组，所述扫描向刀口组用于遮挡所述掩模版的对准标记；
    在所述非扫描方向上可运动的非扫描向刀口组；
    所述照明装置提供的照明光的光斑由所述非扫描向刀口组形成的窗口修剪后用于曝光；
    对所述多个曝光区域中的一个曝光时，所述扫描向刀口组相对于所述掩模版的对准标记保持相对静止，所述非扫描向刀口组相对于所述照明装置保持静止，通过移动所述掩模台和所述工件台将所述多个曝光区域逐个移动至所述照明装置的照明视场内，即可完成所述多个曝光区域的曝光。
  3. 如权利要求2所述的大视场光刻机，其特征在于，所述扫描向刀口组位于所述掩模台的粗动台上，且高度高于所述掩模版，曝光时所述扫描向刀口组跟随所述掩模台的粗动台运动。
  4. 如权利要求3所述的大视场光刻机，其特征在于，所述扫描向刀口组包括长度方向互相平行的前刀片和后刀片。
  5. 如权利要求4所述的大视场光刻机，其特征在于，所述前刀片和所述后刀片皆为长度方向平行于非扫描方向的金属片，所述后刀片上开设有长度方向平行于非扫描方向的狭缝。
  6. 如权利要求5所述的大视场光刻机，其特征在于，在所述掩模台下方还设置有传感器，用于感应穿过所述狭缝的照明光。
  7. 如权利要求5所述的大视场光刻机，其特征在于，所述扫描向刀口组还包括第一运动导轨和第一驱动装置，所述第一运动导轨的长度方向为扫描方向，所述第一驱动装置驱动所述前刀片和后刀片沿所述第一运动导轨运动。
  8. 如权利要求7所述的大视场光刻机，其特征在于，设置有两个相互平行的所述第一运动导轨，所述前刀片和所述后刀片的两个端部皆在两个第一运动导轨上移动。
  9. 如权利要求8所述的大视场光刻机，其特征在于，所述第一驱动装置为分别设置在所述前刀片、所述后刀片两个端部的直线电机。
  10. 如权利要求8所述的大视场光刻机，其特征在于，所述前刀片和所述后刀片的两端与所述第一运动导轨的连接处上皆设置有解耦装置。
  11. 如权利要求10所述的大视场光刻机，其特征在于，所述解耦装置为交叉滚珠轴环。
  12. 如权利要求8所述的大视场光刻机，其特征在于，所述前刀片和所述后刀片的两端与所述第一运动导轨的连接处上皆设置有刀片定位装置。
  13. 如权利要求12所述的大视场光刻机，其特征在于，所述刀片定位装置为导轨钳制器，用于使所述前刀片和所述后刀片静止在所述第一运动导轨上。
  14. 如权利要求8所述的大视场光刻机，其特征在于，所述第一运动导轨上各自设置有方位测量装置。
  15. 如权利要求14所述的大视场光刻机，其特征在于，所述方位测量装置为光栅尺。
  16. 如权利要求2所述的大视场光刻机，其特征在于，还包括物镜阵列组，位于所述掩模台和所述基板之间，所述物镜阵列组具有若干个呈阵列排布的物镜。
  17. 如权利要求16所述的大视场光刻机，其特征在于，所述非扫描向刀口组位于所述物镜阵列组与所述基板之间。
  18. 如权利要求1或17所述的大视场光刻机，其特征在于，所述非扫描向刀口组包括四个刀片，且四个所述刀片排列成两行两列。
  19. 如权利要求18所述的大视场光刻机，其特征在于，所述刀片为方形。
  20. 如权利要求18所述的大视场光刻机，其特征在于，所述非扫描向刀口组还包括长度方向为非扫描方向的第二运动导轨和第二驱动装置，所述第二驱动装置驱动四个刀片沿所述第二运动导轨运动进行视场调节。
  21. 如权利要求20所述的大视场光刻机，其特征在于，设置有两个相对的所述第二运动导轨，每个所述第二运动导轨上分别有两个所述刀片，两个所述刀片分别在所述第二运动导轨上移动。
  22. 如权利要求20所述的大视场光刻机，其特征在于，所述第二驱动装置包括与所述第二运动导轨平行设置的丝杆和与所述丝杠连接的旋转电机，所述非扫描向刀口组中的各个刀片分别用所述旋转电机和丝杆的组合进行驱动。
  23. 一种使用如权利要求2所述的大视场光刻机的曝光方法，其特征在于，包括如下步骤：
    步骤一：在曝光前，由所述扫描向刀口组在曝光区域内在扫描向移动进行所述曝光区域内的光照测试；
    步骤二：由所述非扫描向刀口组移动至所述曝光区域内形成用于修剪照明光的光斑的窗口；
    步骤三：所述掩模台和所述工件台按照同一方向移动，所述扫描向刀口组跟随所述掩模台运动并相对于所述掩模版的对准标记保持静止，所述非扫描向刀口组相对于所述照明装置保持静止，完成对所述曝光区域的曝光；
    步骤四：通过移动所述掩模台和所述工件台将下一个曝光区域移至照明装置的照明视场内，重复步骤一至步骤三对所述下一个曝光区域进行曝光。
  24. 如权利要求23所述的曝光方法，其特征在于，所述掩模版具有两个呈对称分布的对准区域和若干个呈阵列排布的图形区域，两个所述对准区域位于所述掩模版两侧，每个所述图形区域对应一个曝光区域。
  25. 如权利要求24所述的曝光方法，其特征在于，所述扫描向刀口组包括前刀片和后刀片，曝光时所述前刀片和后刀片放置在所述对准区域上方，阻挡照向所述对准区域的照明光。
  26. 如权利要求23所述的曝光方法，其特征在于，步骤二中由扫描向刀口组在该曝光区域内在扫描向移动进行该曝光区域内的光照测试具体为： 所述后刀片上设置有狭缝，在所述掩模台下方设置有传感器，在测试时，所述前刀片固定在所述对准区域上方，所述后刀片沿着所述扫描方向移动，所述传感器通过接收依次透过所述狭缝和所述掩模台的照明光，得到在该曝光区域内的照明光的光照参数。
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