[發明專利]一種用于光刻機曝光分系統的快門裝置

無效

• 申請號: 200910200090.8
• 申請日: 2009-12-08
• 公開（公告）號: CN102087476A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 孫智超;羅聞
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及光刻機設備制造領域，具體涉及一種用于光刻機曝光分系統的快門裝置。

背景技術

光刻技術是用于在襯底表面上印刷具有特征的構圖。經常使用的基片為表面涂有光敏感介質的半導體晶片或玻璃基片。在光刻過程中，晶片放在晶片臺上，通過處在光刻設備內的曝光裝置，將特征構圖投射到晶片表面。

光刻機的一個重要指標是最小線寬，曝光劑量的過大或不足都將影響光刻膠顯影效果，從而降低最小線寬指標。曝光劑量的精密控制，為整個光刻工藝穩定打好基礎。

現有中低端光刻機的曝光系統采用高壓汞燈作為光源，曝光開始、結束由光路中的機械快門控制，曝光劑量大小由曝光時間確定。具體過程如下：

首先通過預熱和環境控制使高壓汞燈輸出光功率達到穩定；

接著計算曝光時間，打開快門開始曝光，同步開始計時；

最后時間到，關閉快門，曝光結束。

機械快門開閉的速度對曝光劑量影響較大，同時高壓汞燈的發熱量大，對機械快門的壽命產生嚴重影響。目前通用的快門裝置中的傳動方式一般基于繼電器技術，通過控制繼電器的吸合與釋放來控制快門的開閉。雖然利用這種方式的快門速度快，但由于繼電器的負載能力有限，導致所采用的快門葉片的材料厚度薄、質量小，經不起在太強的光照與過高的溫度的環境下工作，使得這種快門的裝置不適合應用于大劑量高光強的曝光。

此外，ASML與Nikon公司的光刻機快門采用旋轉電機帶動快門葉片作往復旋轉運動，達到快門通光孔開閉的目的。雖然這種技術避免了因繼電器負載能力差所引起的傳動快門的缺點，但由于旋轉電機的啟動速度慢，這種快門曝光所需要的時間較長，因而這種方式的曝光產率較低，并且也不適合薄膠工藝。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種應用于光刻機曝光分系統的快門裝置，適用于大劑量曝光裝置，可以同時實現薄膠和厚膠工藝，并且在保證快門速度的前提下增加高溫環境下快門的使用壽命。本發明要解決的技術問題是提供一種應用于光刻機曝光分系統的快門裝置，包括：包括：至少一片快門葉片；快門控制器，控制所述快門葉片的開閉；位置傳感器，耦接于所述快門控制器與所述快門葉片，并提供所述快門葉片的移動位置信息給所述快門控制器；支架，位于所述快門控制器和所述位置傳感器的下方，為所述位置傳感器和所述位置傳感器提供支撐；所述快門裝置還包括音圈電機，位于所述支架上，耦接于所述快門控制器，由所述快門控制器控制運動；所述音圈電機驅動所述快門葉片運動，從而形成所述快門葉片的開閉動作。

進一步地，所述快門葉片的厚度為0.5mm至2mm。所述快門葉片的為金屬材質。所述快門葉片的材料為金屬銅。所述快門葉片可承受的最高工作溫度為300攝氏度。所述快門葉片的表面鍍有高反光金屬涂層。所述的高反光金屬涂層為紫外線反射材料。所述的高反光金屬涂層為鉻、銀或者鉻銀合金中的任何一種。

更進一步地，所述快門葉片和所述音圈電機之間通過隔熱片連接在一起。所述隔熱片為陶瓷材料。所述快門控制器包括控制電路與驅動電路兩部分，所述控制電路接收所述移動位置信息，并對所述移動位置信息實現快門運動算法，產生快門控制信號，所述驅動電路耦接于所述控制電路，接收所述快門控制信號，驅動所述音圈電機。所述的快門裝置還包括冷卻系統，位于所述快門葉片上方，用于降低所述快門葉片與所述音圈電機線圈的溫度。所述冷卻系統為風冷卻系統。所述音圈電機底部有壓縮空氣通孔，供風冷卻系統運行的空氣通過。所述快門控制器還存在用戶操作的控制輸入端口，通過所述輸入端口輸入的高電平執行快門葉片的打開動作，通過所述輸入端口輸入的低電平執行快門葉片的關閉動作。

本發明相對現有技術方案，有以下有益的技術效果：

第一，有別于常規使用的繼電器驅動方式，本快門裝置采用了音圈電機控制快門葉片的開閉，由于音圈電機的速度較快，對應的快門速度也較快，故可同時實現薄膠和厚膠的光刻工藝。

第二，本發明中，由于所使用的快門葉片較厚，遠大于常規快門葉片的厚度(約0.1mm)，并且快門葉片的表面有高反光涂層，吸熱少，可以增加快門葉片的耐熱性，經受較強的光照和較高的溫度，適用于更寬范圍的曝光功率，最高可達到4500W，同時也有利于增加快門葉片的使用壽命。

第三，由于快門速度快，快門的通光孔徑可以比常規的較大，因此可與市場上不同類型和功率的汞燈搭配工作，更有利于實際的應用。

第四，由于快門速度大，在其他條件不變的情況下，有利于提高曝光的產率。

附圖說明

圖1為本實施例中提供的曝光分系統的快門裝置的俯視圖。