專利名稱：具有可變快門的曝光機臺及其曝光方法
技術領域：
本發明提供一種曝光機臺及其曝光方法，尤指一種可應用于低曝光量的曝光機臺及其曝光方法。
背景技術：
一般在制造半導體芯片時，芯片上的各種電路布局需要經過上百道的薄膜工序、曝光顯影工序(photolithography processes)、離子摻雜工序、蝕刻工序來形成。其中，在進行曝光顯影工序時，先在半導體芯片的表面上涂上一層光阻，之后再通過光源照射將光罩的電路布線圖形映像至光阻層上，以使光阻層的化學性質因光源的照射而產生變化，然后再利用去光阻劑來將被光源照射過的光阻或未經曝光的光阻從芯片上去除，以形成對應于光罩的線路布局，進而完成圖形轉移。
由于當光阻層被光源照射時，光阻層的總曝光量為光源強度與曝光時間的乘積，而為了縮短曝光時間以提升產能，通常會選用高功率的光源燈泡。參考圖1及圖2，圖1為公知曝光機臺10的內部組件示意圖，圖2為公知三葉片(Triple-Blade Shutter)14的示意圖。曝光機臺10由燈泡12、三葉片14、多個透鏡16、光罩18、鏡頭20以及多個反射鏡24所組成，其中三葉片14為一快速轉動的葉片機構。當進行曝光工序時，燈泡12會發出光源，經由三葉片14控制曝光時間，再經由反射鏡24的折射，使得光罩18上的電路圖形映像到晶圓22上，其中當三葉片14葉片之間的開口轉動至光源行進路線時即可讓光源通過，所以可以通過控制三葉片14的轉動速度來調整曝光時間。
而為了要有較佳的產能，現行的生產過程均會使用高功率的燈泡12以縮短曝光時間，此時三葉片14的轉動速度也需相對加快。然而這種設計，在進行需要低曝光量的工藝時卻衍生出其它的問題，因為三葉片14的最快轉動速度有其極限而無法達到低曝光量的工藝要求。公知的解決方法是將燈泡12的距離拉遠或是在光學路徑中再加上一濾光片(未示出)，以衰減光源強度。但在進行不同工序使用不同曝光量時，需要一再調整燈泡12的位置或是一再取放濾光片，這種公知做法不但耗費時間使得產能嚴重損失，甚至降低精確度或導致污染。
發明內容
因此本發明的主要目的在于提供一種具有可變快門的曝光機臺及其曝光方法，可用以解決上述公知問題。
本發明公開一種用于半導體制作的曝光機臺，該曝光機臺包括有一光源、一具有可變透光區域的快門組件以及一透鏡組。其中，快門組件由多個三葉片所組成，并使用步進馬達調整三葉片的相對位置以構成可變的透光區域，而透光區域的大小則依據光源的強度或是工藝所需的總曝光量來確定。
此外，本發明還公開一種用于半導體工序機臺的曝光方法，該曝光方法包括提供一光源、提供一具有可變透光區域的快門組件、調整該透光區域以及使用該光源及該快門組件進行曝光。該快門組件可由多個三葉片所組成，并使用步進馬達調整該些三葉片的相對位置以構成可變的透光區域，而該透光區域的大小依據光源的強度或是工藝所需的總曝光量而確定。
圖1為公知曝光機臺的內部組件示意圖。
圖2為公知三葉片的示意圖。
圖3為依據本發明一較佳實施例的具有可變透光區的快門組件的示意圖。
附圖符號說明10曝光機臺 12燈泡14三葉片 16透鏡18光罩 20鏡頭22晶圓 24反射鏡30快門組件 32第一三葉片34第二三葉片 36透光區域
具體實施例方式
本發明的曝光機臺同樣具有光源以及由各式光學組件所組成的透鏡組，但是本發明的快門組件的透光區域則是可調整的。具有可變透光區域的快門組件可隨工藝要求調整透光區域的面積大小，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整燈泡位置或插取濾光片。當進行低曝光量的工序時，將本發明的快門組件的透光區域面積調小使較少的光源通過，如此則可利用相同的快門組件轉動速度達到所需的較低總曝光量。
參考圖3，圖3為依據本發明一較佳實施例的具有可變透光區的快門組件30的示意圖。其中快門組件30可由多個三葉片組成，在該實施例中以第一三葉片32與第二三葉片34組合的情形來作說明。第一三葉片32與第二三葉片34安裝于同軸位置上，再各別以步進馬達(未示出)來驅動第一三葉片32與第二三葉片34的相對位置以及轉速。當第一三葉片32固定而轉動第二三葉片34時，透光區域36會隨著第二三葉片34的轉動位置而改變面積大小。當第一三葉片32與第二三葉片34重迭時，透光區域36具有最大的透光狀態，而隨著第二三葉片34的轉動，透光區域36會逐漸變小，其最小透光狀態則根據第一三葉片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際工藝需求加以變化，以符合最佳的生產效率。
當工藝所需的總曝光量(Dose)較高而需較長曝光時間時，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動，此時各葉片間的透光區域36即如同單一三葉片，可提供最大的透光狀態。而當進行低曝光量工序時，可先調整第一三葉片32與第二三葉片34的相對位置，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域36。當曝光工序進行時，第一三葉片32與第二三葉片34再以此相對位置同步轉動來開始進行曝光，如此可降低總曝光量。因為第一三葉片32與第二三葉片34是以步進馬達來控制轉動機構，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位置，也就是說透光區域36的大小可被控制得非常精確。
因此本發明的組合式快門組件30，在更換不同曝光工序時便不需調整燈泡12的位置或插入濾光片24來衰減光源強度，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轉動至對應的相對位置，再以該相對位置同步轉動來開始進行曝光即可。如此，不但能大幅減少不必要的產能損失，此外，本發明的曝光機臺還可依據量測到的光源強度來自行調整透光區域36的大小，以有效抑制燈泡強度衰減所造成的工藝變異。
值得注意的是，在調整第一三葉片32與第二三葉片34的相對位置時，可以手動方式調整，也可以利用程控的方式來自動化調整，例如機臺先自動量測燈泡12的光源強度，再比較曝光工藝所需的總曝光量，之后計算所需的透光區域36大小，并驅動步進馬達(未示出)來轉動第一三葉片32與第二三葉片34至對應的相對位置，最后再同步轉動調整過后的第一三葉片32與第二三葉片34，來進行曝光工序。此外，由于本發明快門組件30的透光區域36可以被調整，而且快門組件30的轉動速度也能做適當地控制，所以在進行各種曝光量工序時，便可以經由調整可變透光區域36的大小以及快門組件30的轉動速度等參數，來達到所需的工藝條件。因此，本實施例的快門組件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，而不需對曝光機臺的硬件架構進行任何更動。
上述的實施例中，以第一三葉片32與第二三葉片34組合成為快門組件30的做法來作說明，但在實際應用時并不局限于此，本發明也可使用二個以上的三葉片組成一個快門組件來達成。此外，葉片構造也不局限于三葉片，只要是葉片之間具有透光區域的葉片構造，皆可以搭配組合成為本發明的快門組件。
與公知使用固定透光區域的快門相比，本發明的可變透光區域的快門組件具有可隨工藝需求調整透光區域的特點，因此可適用于高曝光量及低曝光量的工序，而不需一再調整燈泡位置或插取濾光片，具有節省時間提高產能的優點。此外，本發明還可依據量測到的光源強度自行調整快門組件的透光區域大小，以減少工藝變異提高產品合格率。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明專利的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種用于半導體制作的曝光機臺，該曝光機臺包括一光源；一快門組件，該快門組件具有一可變透光區域；以及一透鏡組。
2.如權利要求1的曝光機臺，其特征在于該快門組件由多個三葉片所組成。
3.如權利要求2的曝光機臺，其特征在于該快門組件使用一步進馬達調整該些三葉片的相對位置。
4.如權利要求1的曝光機臺，其特征在于該可變透光區域的大小依據該光源的強度而確定。
5.如權利要求1的曝光機臺，其特征在于該可變透光區域的大小依據工藝所需的一總曝光量而確定。
6.一種用于半導體制作的曝光機臺，該曝光機臺包括一光源；一快門組件，該快門組件由多個三葉片所組成；以及一透鏡組。
7.如權利要求6的曝光機臺，其特征在于該快門組件使用一步進馬達調整該些三葉片的相對位置。
8.如權利要求6的曝光機臺，其特征在于該快門組件具有一可變透光區域，且該可變透光區域的大小依據該光源的強度而確定。
9.如權利要求6的曝光機臺，其特征在于該快門組件具有一可變透光區域，且其特征在于該可變透光區域的大小依據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域的一快門組件于一曝光機臺中；依一曝光工藝的一曝光量來調整該可變透光區域的面積；以及進行該曝光工藝。
11.如權利要求10的曝光方法，其特征在于該快門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.如權利要求11的曝光方法，其特征在于調整該可變透光區域的面積的步驟為轉動該第二三葉片，使該第一三葉片與該第二三葉片僅有部分迭合。
13.如權利要求11的曝光方法，其特征在于調整該可變透光區域的面積的步驟使用一步進馬達調整該第一三葉片與該第二三葉片的相對位置。
全文摘要
一種具有可變快門的曝光機臺及其曝光方法，該曝光機臺是用于半導體制作的曝光機臺，該曝光機臺包括有一光源、一具有可變透光區域的快門組件以及一透鏡組。其中，快門組件可由多個三葉片所組成，并使用步進馬達調整三葉片的相對位置以構成可變的透光區域，而透光區域的大小則依據光源的強度或是工藝所需的總曝光量來確定。
文檔編號G03F7/20GK1673868SQ20041003124
公開日2005年9月28日 申請日期2004年3月26日 優先權日2004年3月26日
發明者王宏祺, 郭宗銘 申請人:力晶半導體股份有限公司