專(zhuān)利名稱(chēng)：具有可變快門(mén)的曝光機(jī)臺(tái)及其曝光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種曝光機(jī)臺(tái)及其曝光方法，尤指一種可應(yīng)用于低曝光量的曝光機(jī)臺(tái)及其曝光方法。
背景技術(shù)：
一般在制造半導(dǎo)體芯片時(shí)，芯片上的各種電路布局需要經(jīng)過(guò)上百道的薄膜工序、曝光顯影工序(photolithography processes)、離子摻雜工序、蝕刻工序來(lái)形成。其中，在進(jìn)行曝光顯影工序時(shí)，先在半導(dǎo)體芯片的表面上涂上一層光阻，之后再通過(guò)光源照射將光罩的電路布線(xiàn)圖形映像至光阻層上，以使光阻層的化學(xué)性質(zhì)因光源的照射而產(chǎn)生變化，然后再利用去光阻劑來(lái)將被光源照射過(guò)的光阻或未經(jīng)曝光的光阻從芯片上去除，以形成對(duì)應(yīng)于光罩的線(xiàn)路布局，進(jìn)而完成圖形轉(zhuǎn)移。
由于當(dāng)光阻層被光源照射時(shí)，光阻層的總曝光量為光源強(qiáng)度與曝光時(shí)間的乘積，而為了縮短曝光時(shí)間以提升產(chǎn)能，通常會(huì)選用高功率的光源燈泡。參考圖1及圖2，圖1為公知曝光機(jī)臺(tái)10的內(nèi)部組件示意圖，圖2為公知三葉片(Triple-Blade Shutter)14的示意圖。曝光機(jī)臺(tái)10由燈泡12、三葉片14、多個(gè)透鏡16、光罩18、鏡頭20以及多個(gè)反射鏡24所組成，其中三葉片14為一快速轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片機(jī)構(gòu)。當(dāng)進(jìn)行曝光工序時(shí)，燈泡12會(huì)發(fā)出光源，經(jīng)由三葉片14控制曝光時(shí)間，再經(jīng)由反射鏡24的折射，使得光罩18上的電路圖形映像到晶圓22上，其中當(dāng)三葉片14葉片之間的開(kāi)口轉(zhuǎn)動(dòng)至光源行進(jìn)路線(xiàn)時(shí)即可讓光源通過(guò)，所以可以通過(guò)控制三葉片14的轉(zhuǎn)動(dòng)速度來(lái)調(diào)整曝光時(shí)間。
而為了要有較佳的產(chǎn)能，現(xiàn)行的生產(chǎn)過(guò)程均會(huì)使用高功率的燈泡12以縮短曝光時(shí)間，此時(shí)三葉片14的轉(zhuǎn)動(dòng)速度也需相對(duì)加快。然而這種設(shè)計(jì)，在進(jìn)行需要低曝光量的工藝時(shí)卻衍生出其它的問(wèn)題，因?yàn)槿~片14的最快轉(zhuǎn)動(dòng)速度有其極限而無(wú)法達(dá)到低曝光量的工藝要求。公知的解決方法是將燈泡12的距離拉遠(yuǎn)或是在光學(xué)路徑中再加上一濾光片(未示出)，以衰減光源強(qiáng)度。但在進(jìn)行不同工序使用不同曝光量時(shí)，需要一再調(diào)整燈泡12的位置或是一再取放濾光片，這種公知做法不但耗費(fèi)時(shí)間使得產(chǎn)能?chē)?yán)重?fù)p失，甚至降低精確度或?qū)е挛廴尽?br>
發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有可變快門(mén)的曝光機(jī)臺(tái)及其曝光方法，可用以解決上述公知問(wèn)題。
本發(fā)明公開(kāi)一種用于半導(dǎo)體制作的曝光機(jī)臺(tái)，該曝光機(jī)臺(tái)包括有一光源、一具有可變透光區(qū)域的快門(mén)組件以及一透鏡組。其中，快門(mén)組件由多個(gè)三葉片所組成，并使用步進(jìn)馬達(dá)調(diào)整三葉片的相對(duì)位置以構(gòu)成可變的透光區(qū)域，而透光區(qū)域的大小則依據(jù)光源的強(qiáng)度或是工藝所需的總曝光量來(lái)確定。
此外，本發(fā)明還公開(kāi)一種用于半導(dǎo)體工序機(jī)臺(tái)的曝光方法，該曝光方法包括提供一光源、提供一具有可變透光區(qū)域的快門(mén)組件、調(diào)整該透光區(qū)域以及使用該光源及該快門(mén)組件進(jìn)行曝光。該快門(mén)組件可由多個(gè)三葉片所組成，并使用步進(jìn)馬達(dá)調(diào)整該些三葉片的相對(duì)位置以構(gòu)成可變的透光區(qū)域，而該透光區(qū)域的大小依據(jù)光源的強(qiáng)度或是工藝所需的總曝光量而確定。


圖1為公知曝光機(jī)臺(tái)的內(nèi)部組件示意圖。
圖2為公知三葉片的示意圖。
圖3為依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的具有可變透光區(qū)的快門(mén)組件的示意圖。
附圖符號(hào)說(shuō)明10曝光機(jī)臺(tái) 12燈泡14三葉片 16透鏡18光罩 20鏡頭22晶圓 24反射鏡30快門(mén)組件 32第一三葉片34第二三葉片 36透光區(qū)域
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的曝光機(jī)臺(tái)同樣具有光源以及由各式光學(xué)組件所組成的透鏡組，但是本發(fā)明的快門(mén)組件的透光區(qū)域則是可調(diào)整的。具有可變透光區(qū)域的快門(mén)組件可隨工藝要求調(diào)整透光區(qū)域的面積大小，因此可適用于高曝光量及低曝光量的工序，而不需如公知做法那樣一再調(diào)整燈泡位置或插取濾光片。當(dāng)進(jìn)行低曝光量的工序時(shí)，將本發(fā)明的快門(mén)組件的透光區(qū)域面積調(diào)小使較少的光源通過(guò)，如此則可利用相同的快門(mén)組件轉(zhuǎn)動(dòng)速度達(dá)到所需的較低總曝光量。
參考圖3，圖3為依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的具有可變透光區(qū)的快門(mén)組件30的示意圖。其中快門(mén)組件30可由多個(gè)三葉片組成，在該實(shí)施例中以第一三葉片32與第二三葉片34組合的情形來(lái)作說(shuō)明。第一三葉片32與第二三葉片34安裝于同軸位置上，再各別以步進(jìn)馬達(dá)(未示出)來(lái)驅(qū)動(dòng)第一三葉片32與第二三葉片34的相對(duì)位置以及轉(zhuǎn)速。當(dāng)?shù)谝蝗~片32固定而轉(zhuǎn)動(dòng)第二三葉片34時(shí)，透光區(qū)域36會(huì)隨著第二三葉片34的轉(zhuǎn)動(dòng)位置而改變面積大小。當(dāng)?shù)谝蝗~片32與第二三葉片34重迭時(shí)，透光區(qū)域36具有最大的透光狀態(tài)，而隨著第二三葉片34的轉(zhuǎn)動(dòng)，透光區(qū)域36會(huì)逐漸變小，其最小透光狀態(tài)則根據(jù)第一三葉片32與第二三葉片34的葉片形狀及大小而有不同。第一三葉片32與第二三葉片34的葉片形狀及大小可視實(shí)際工藝需求加以變化，以符合最佳的生產(chǎn)效率。
當(dāng)工藝所需的總曝光量(Dose)較高而需較長(zhǎng)曝光時(shí)間時(shí)，可控制第一三葉片32與第二三葉片34以重迭的方式同步轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)各葉片間的透光區(qū)域36即如同單一三葉片，可提供最大的透光狀態(tài)。而當(dāng)進(jìn)行低曝光量工序時(shí)，可先調(diào)整第一三葉片32與第二三葉片34的相對(duì)位置，使得第一三葉片32與第二三葉片34僅有部份迭合，而縮小葉片之間的透光區(qū)域36。當(dāng)曝光工序進(jìn)行時(shí)，第一三葉片32與第二三葉片34再以此相對(duì)位置同步轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)開(kāi)始進(jìn)行曝光，如此可降低總曝光量。因?yàn)榈谝蝗~片32與第二三葉片34是以步進(jìn)馬達(dá)來(lái)控制轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所以可以將第一三葉片32與第二三葉片34控制在非常精確的相對(duì)位置，也就是說(shuō)透光區(qū)域36的大小可被控制得非常精確。
因此本發(fā)明的組合式快門(mén)組件30，在更換不同曝光工序時(shí)便不需調(diào)整燈泡12的位置或插入濾光片24來(lái)衰減光源強(qiáng)度，只要依照工藝所需的總曝光量，將第一三葉片32與第二三葉片34轉(zhuǎn)動(dòng)至對(duì)應(yīng)的相對(duì)位置，再以該相對(duì)位置同步轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)開(kāi)始進(jìn)行曝光即可。如此，不但能大幅減少不必要的產(chǎn)能損失，此外，本發(fā)明的曝光機(jī)臺(tái)還可依據(jù)量測(cè)到的光源強(qiáng)度來(lái)自行調(diào)整透光區(qū)域36的大小，以有效抑制燈泡強(qiáng)度衰減所造成的工藝變異。
值得注意的是，在調(diào)整第一三葉片32與第二三葉片34的相對(duì)位置時(shí)，可以手動(dòng)方式調(diào)整，也可以利用程控的方式來(lái)自動(dòng)化調(diào)整，例如機(jī)臺(tái)先自動(dòng)量測(cè)燈泡12的光源強(qiáng)度，再比較曝光工藝所需的總曝光量，之后計(jì)算所需的透光區(qū)域36大小，并驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)(未示出)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)第一三葉片32與第二三葉片34至對(duì)應(yīng)的相對(duì)位置，最后再同步轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整過(guò)后的第一三葉片32與第二三葉片34，來(lái)進(jìn)行曝光工序。此外，由于本發(fā)明快門(mén)組件30的透光區(qū)域36可以被調(diào)整，而且快門(mén)組件30的轉(zhuǎn)動(dòng)速度也能做適當(dāng)?shù)乜刂?，所以在進(jìn)行各種曝光量工序時(shí)，便可以經(jīng)由調(diào)整可變透光區(qū)域36的大小以及快門(mén)組件30的轉(zhuǎn)動(dòng)速度等參數(shù)，來(lái)達(dá)到所需的工藝條件。因此，本實(shí)施例的快門(mén)組件30可以被使用在高曝光量的工藝中，也可以被使用在低曝光量的工藝中，而不需對(duì)曝光機(jī)臺(tái)的硬件架構(gòu)進(jìn)行任何更動(dòng)。
上述的實(shí)施例中，以第一三葉片32與第二三葉片34組合成為快門(mén)組件30的做法來(lái)作說(shuō)明，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)并不局限于此，本發(fā)明也可使用二個(gè)以上的三葉片組成一個(gè)快門(mén)組件來(lái)達(dá)成。此外，葉片構(gòu)造也不局限于三葉片，只要是葉片之間具有透光區(qū)域的葉片構(gòu)造，皆可以搭配組合成為本發(fā)明的快門(mén)組件。
與公知使用固定透光區(qū)域的快門(mén)相比，本發(fā)明的可變透光區(qū)域的快門(mén)組件具有可隨工藝需求調(diào)整透光區(qū)域的特點(diǎn)，因此可適用于高曝光量及低曝光量的工序，而不需一再調(diào)整燈泡位置或插取濾光片，具有節(jié)省時(shí)間提高產(chǎn)能的優(yōu)點(diǎn)。此外，本發(fā)明還可依據(jù)量測(cè)到的光源強(qiáng)度自行調(diào)整快門(mén)組件的透光區(qū)域大小，以減少工藝變異提高產(chǎn)品合格率。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專(zhuān)利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于半導(dǎo)體制作的曝光機(jī)臺(tái)，該曝光機(jī)臺(tái)包括一光源；一快門(mén)組件，該快門(mén)組件具有一可變透光區(qū)域；以及一透鏡組。
2.如權(quán)利要求1的曝光機(jī)臺(tái)，其特征在于該快門(mén)組件由多個(gè)三葉片所組成。
3.如權(quán)利要求2的曝光機(jī)臺(tái)，其特征在于該快門(mén)組件使用一步進(jìn)馬達(dá)調(diào)整該些三葉片的相對(duì)位置。
4.如權(quán)利要求1的曝光機(jī)臺(tái)，其特征在于該可變透光區(qū)域的大小依據(jù)該光源的強(qiáng)度而確定。
5.如權(quán)利要求1的曝光機(jī)臺(tái)，其特征在于該可變透光區(qū)域的大小依據(jù)工藝所需的一總曝光量而確定。
6.一種用于半導(dǎo)體制作的曝光機(jī)臺(tái)，該曝光機(jī)臺(tái)包括一光源；一快門(mén)組件，該快門(mén)組件由多個(gè)三葉片所組成；以及一透鏡組。
7.如權(quán)利要求6的曝光機(jī)臺(tái)，其特征在于該快門(mén)組件使用一步進(jìn)馬達(dá)調(diào)整該些三葉片的相對(duì)位置。
8.如權(quán)利要求6的曝光機(jī)臺(tái)，其特征在于該快門(mén)組件具有一可變透光區(qū)域，且該可變透光區(qū)域的大小依據(jù)該光源的強(qiáng)度而確定。
9.如權(quán)利要求6的曝光機(jī)臺(tái)，其特征在于該快門(mén)組件具有一可變透光區(qū)域，且其特征在于該可變透光區(qū)域的大小依據(jù)工藝所需的一總曝光量而確定。
10.一種曝光方法，至少包括提供具一可變透光區(qū)域的一快門(mén)組件于一曝光機(jī)臺(tái)中；依一曝光工藝的一曝光量來(lái)調(diào)整該可變透光區(qū)域的面積；以及進(jìn)行該曝光工藝。
11.如權(quán)利要求10的曝光方法，其特征在于該快門(mén)組件至少包括一第一三葉片與一第二三葉片，且該第一三葉片與該第二三葉片安裝于同軸位置。
12.如權(quán)利要求11的曝光方法，其特征在于調(diào)整該可變透光區(qū)域的面積的步驟為轉(zhuǎn)動(dòng)該第二三葉片，使該第一三葉片與該第二三葉片僅有部分迭合。
13.如權(quán)利要求11的曝光方法，其特征在于調(diào)整該可變透光區(qū)域的面積的步驟使用一步進(jìn)馬達(dá)調(diào)整該第一三葉片與該第二三葉片的相對(duì)位置。
全文摘要
一種具有可變快門(mén)的曝光機(jī)臺(tái)及其曝光方法，該曝光機(jī)臺(tái)是用于半導(dǎo)體制作的曝光機(jī)臺(tái)，該曝光機(jī)臺(tái)包括有一光源、一具有可變透光區(qū)域的快門(mén)組件以及一透鏡組。其中，快門(mén)組件可由多個(gè)三葉片所組成，并使用步進(jìn)馬達(dá)調(diào)整三葉片的相對(duì)位置以構(gòu)成可變的透光區(qū)域，而透光區(qū)域的大小則依據(jù)光源的強(qiáng)度或是工藝所需的總曝光量來(lái)確定。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1673868SQ20041003124
公開(kāi)日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2004年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者王宏祺, 郭宗銘 申請(qǐng)人:力晶半導(dǎo)體股份有限公司