[發明專利]一種光刻機曝光系統及其控制方法

有效

• 申請號: 200810216174.6
• 申請日: 2008-09-19
• 公開（公告）號: CN101364053A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發明（設計）人: 張建國;朱春輝
• 申請（專利權）人: 清溢精密光電（深圳）有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于計算機直接制版技術(Computer?to?Plate，CTP)光刻領域，尤其涉及一種光刻機曝光系統及其控制方法。

背景技術

掩模版制作光刻機是一個以激光掃描的方式，將電腦設計圖形曝光在基版上形成潛影的設備。包括電氣柜、光刻箱，其中光刻機可與圖形轉換工作站、操作終端共同組成光刻系統。整個系統的工作流程為：(1)圖形處理：對各種格式的圖形(如dxf、gerber、cif、gdsii等)做相應的處理，使之滿足圖形轉換軟件的要求(如對于dxf圖形，必須將實體處理成圓或閉合的多域線)。同時可完成加處框、居中偏移等操作。(2)圖形轉換：將上述處理后的圖形上傳到圖形轉換工作站，利用專用的轉換軟件，基于光刻機的性能、狀態選擇合適的轉換參數，將圖形文件轉換成特定的、光刻機可識別的光刻文件。(3)光刻處理：操作員通過操作終端向電氣柜發送指令，再由電氣柜向光刻箱里的聲光調制器(Acousto?Optical?Modulators，AOM)、聲光偏轉器(Acousto?OpticalDeflector，AOD)、各馬達等部件發送和接收信號，使光刻文件的內容變成激光的通斷、強弱變化，及平臺或鏡頭的移動，使基版曝光形成潛影。

圖1示出了現有技術提供的光刻箱里的光電系統結構圖，包括依次連接的激光器100、快門開關101、聲光調制器(Acousto?Optical?Modulators，AOM)102、反射鏡103、反射鏡104、光闌105、透鏡106、聲光調制器107、反射鏡108、光闌109、透鏡110、反射鏡111、柱面鏡112、聲光偏轉器(Acousto?OpticalDeflector，AOD)113、ND濾鏡114、4F管115、反射鏡116、光刻鏡頭117以及基板118；其中，激光器100輸出激光，通過快門開關101傳輸給聲光調制器102，聲光調制器102對激光進行調制后經反射鏡103和104反射輸出給光闌105，光闌105檔住不用的衍射級光，對光強進行控制；透鏡106、聲光調制器107、反射鏡108以及光闌109根據光刻文件控制射出光闌109的激光強度；透鏡110、反射鏡111以及柱面鏡112調整激光光束形狀，使激光以最理想的狀態入射聲光偏轉器113；聲光偏轉器113根據輸入的信號改變激光的出射角，使出射光以特定的頻率在一定的角度內掃描；ND濾鏡114對激光進行定量衰減，可以通過更換不同的ND濾鏡來滿足不同感光性能基版或不同光刻鏡頭對激光能量的需求；4F管115由兩個凸透鏡組成的4F系統，有放大掃描角度、消雜光等作用；最后，掃描的激光通過光刻鏡頭117聚焦在基版118上，再結合平臺的運動，在基版上曝出相應的圖形。

為了保證通過光刻機曝光系統曝出來的圖形的精細程度，經光刻鏡頭117聚焦到基版118的激光光斑直徑一般在0.1～10微米之間，其曝光速度大大受到了限制，在掩模版的圖形周圍有大片空白透光區，這些空白透光區的曝光需要大量的時間從而導致光刻機的工作效率低；同時，由于基版生產工藝的原因，靠近基版四周約有0.5cm的范圍的光阻膠，在正常的曝光情況，該光阻膠不能充分曝光導致蝕刻后的掩膜上有殘余的鉻。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種光刻機曝光系統，旨在解決現有的光刻機曝光系統中掩模板的圖形周圍的空白透光區的曝光時間長導致光刻機的工作效率低的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種光刻機曝光系統，包括依次連接的光源、光路系統組件、光刻鏡頭以及基板；所述光路系統組件將所述光源發射的光信號進行調制處理后輸出，所述光刻鏡頭將所述光路系統組件輸出的光信號聚焦到所述基版上形成第一光斑；所述光刻機曝光系統還包括：光學裝置、控制器以及曝光鏡頭組合，所述控制器控制所述光學裝置將所述光源發射的光信號射出，所述曝光鏡頭組合將所述光學裝置射出的光信號聚焦到所述基版上形成第二光斑；所述第二光斑的直徑大于所述第一光斑的直徑。

本發明實施例的另一目的在于提供一種光刻機曝光系統的控制方法，所述控制方法包括下述步驟：

在對光刻圖形進行處理時，將所述光刻圖形的空白區裁去；

當需要對所述空白區曝光時，在用于控制所述光刻機曝光系統的控制軟件中選擇相應的曝光模式，并輸入相關參數；

控制光學裝置將光源發射的光信號射出給曝光鏡頭組合，由曝光鏡頭組合將所述光信號聚焦到基版上形成第二光斑；

平臺根據所述控制軟件中的參數進行運動，使基板上的空白區被快速曝光。