[發(fā)明專利]一種投影曝光裝置與拼接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110241777.3
• 申請日: 2011-08-22
• 公開（公告）號: CN102955366A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張俊;唐世弋;陳勇輝
• 申請（專利權(quán)）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: 北京連和連知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光刻領(lǐng)域，尤其涉及光刻裝置中的投影曝光裝置及投影曝光和拼接方法。

背景技術(shù)

在高亮度發(fā)光二極管HBLED的加工工藝中，GaN基LED外延是在藍(lán)寶石襯底上制備的。由于GaN和藍(lán)寶石襯底材料的晶格常數(shù)相差14％，造成降低載流子的產(chǎn)生率，產(chǎn)生大量熱能，縮短芯片的壽命。圖形化藍(lán)寶石基板PSS技術(shù)可以有效的提高芯片內(nèi)部量子效率，改變LED光學(xué)路線，提升LED外部量子效應(yīng)。

PSS的工藝流程是首先用光刻工藝在藍(lán)寶石基底上制作出周期性圖形如圖1所示，在2英寸或4英寸圓形基底上光刻出圓形圖案，通常圖案直徑和圖案間距比為2∶1或3∶1排布；然后進(jìn)行干法或濕法刻蝕出圖形結(jié)構(gòu)，最后在PSS層上進(jìn)行mocvd制作GaN基發(fā)光二極管的外延層。在光刻工藝中，由于使用的藍(lán)寶石襯底的翹曲度和總厚度偏差TTV達(dá)不到傳統(tǒng)IC加工中使用的硅襯底的要求，所以使用接觸式或接近式光刻機(jī)對整片藍(lán)寶石襯底曝光難以達(dá)到產(chǎn)品的合格率要求。投影光刻機(jī)的視場小，在一片藍(lán)寶石基底上分多次曝光如圖2所示，圖2中的1是矩形視場下的圖案排布，視場四個邊緣部分都會有半個曝光圖形，將圖1進(jìn)行拼接曝光就可以完成整片基底的曝光如圖2中的2所示。步近投影光刻機(jī)可以較好的解決基底翹曲較嚴(yán)重的問題，但是視場拼接會使曝光圖案拼接產(chǎn)生誤差。圖3所示為理想的拼接圖案和幾種典型的不合格拼接圖案。如圖3所示，理想的拼接圖案是一個完整的圓形；在實際情況中兩拼接圖形會產(chǎn)生X方向的位移，如圖3中的第4和第5拼接圖案所示；兩拼接圖形也有可能會產(chǎn)生Y方向的位移，如圖3中的第2和第3拼接圖案所示。經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)圖案形變主要在視場之間的拼接部分，其主要原因是傳統(tǒng)的投影光刻機(jī)的視場都是矩形，PSS工藝的圖案排布成菱形而且沒有切割槽，所以矩形的小視場必然會把一個圖案分成幾部分。實驗結(jié)果如圖4所示。在理想狀態(tài)下可以通過圖案拼接的方法完成曝光，但是投影圖像會發(fā)生畸變，會使一個像點從理想位置產(chǎn)生位移，比如對于線寬在2微米的線條，相對畸變往往要小于0.1微米才會保證較好的套刻精度，傳統(tǒng)的投影光刻機(jī)難以很好多的解決這個問題。

對于類似于PSS工藝中襯底的特殊的周期性圖形排布方式，本發(fā)明提出了投影光刻機(jī)可以改變視場形狀的曝光方法，能解決傳統(tǒng)投影光刻機(jī)拼接圖像要求高的問題，改善曝光質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

傳統(tǒng)的投影光刻機(jī)的視場形狀由可變狹縫處的四個刀口組成，四個刀口都能水平移動，通過四個刀口的水平移動改變矩形視場的尺寸，本發(fā)明在保留刀口水平移動的兩個自由度外，還在部分刀口處增加了旋轉(zhuǎn)的自由度，可以實現(xiàn)非矩形視場。通過該結(jié)構(gòu)，可以將視場變成菱形、三角形、梯形或六邊形等，以滿足多種特殊光刻需求，提高曝光質(zhì)量。

本發(fā)明的投影曝光裝置，用于在基底表面形成曝光圖案，包括：可變狹縫，所述可變狹縫包括若干刀口，其特征在于，所述可變狹縫的刀口既可平移運動也可旋轉(zhuǎn)運動，根據(jù)待曝光圖案的排布，調(diào)整所述刀口來調(diào)整所述可變狹縫的視場的形狀和尺寸，使得所述視場邊緣從所述待曝光圖案之間穿過或使得所述視場包含了所述待曝光圖案區(qū)域；，從而使得所述視場之間的拼接線不穿過所述曝光圖案。

其中，所述刀口數(shù)目為四個，通過調(diào)整所述刀口得到菱形、矩形或梯形視場。

其中，所述刀口數(shù)目為六個，通過調(diào)整所述刀口得到六邊形視場。

其中，所述刀口數(shù)目為三個，通過調(diào)整所述刀口得到三角形視場。

其中，所述待曝光圖案的排布為矩形或非矩形排布。

其中，所述非矩形排布為菱形、六邊形、三角形或梯形排布。

本發(fā)明還提出了一種投影曝光方法，包括：

(1)將掩模加載到掩模臺，所述掩模上具有待曝光圖案；

(2)將基底加載到工件臺；

(3)根據(jù)待曝光圖案的排布，將可變狹縫中的刀口進(jìn)行平移和/或旋轉(zhuǎn)運動以調(diào)整所述可變狹縫的視場尺寸及形狀，使得所述視場邊緣從所述待曝光圖案之間穿過或使得所述視場包含了所述掩模上待曝光圖案區(qū)域；

(4)移動所述工件臺，將所述基底所需曝光區(qū)域移動到所述掩模下方，對所述基底逐場曝光，直至整個基底被全部曝光。

其中，曝光方式為步進(jìn)式或掃描式。

其中，所述刀口數(shù)目為四個，通過調(diào)整所述刀口得到菱形、矩形或梯形視場。

其中，所述刀口數(shù)目為六個，通過調(diào)整所述刀口得到六邊形視場。

其中，所述刀口數(shù)目為三個，通過調(diào)整所述刀口得到三角形視場。

其中，所述待曝光圖案的排布為矩形排布或非矩形排布。

其中，所述非矩形分布為菱形、六邊形、三角形、或梯形排布。