[發明專利]一種用于光刻曝光的快門裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 201210296891.0
• 申請日: 2012-08-21
• 公開（公告）號: CN103631066A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 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: G03B7/08
• 分類號: G03B7/08;G03B9/10;G03B9/60;G03F7/20
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

技術領域

本發明涉及一種快門裝置及其使用方法，特別涉及一種用于光刻曝光中的快門裝置及其使用方法。

背景技術

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，能為整個光刻工藝穩定打下良好基礎。

采用高壓汞燈作為光源的曝光系統，曝光劑量的控制通過快門的開閉實現。具體過程如下：高壓汞燈輸出光功率達到穩定；打開快門開始曝光，同步開始計算曝光劑量；達到設定劑量，關閉快門，曝光結束。在現有技術中，快門只能實現簡單的開閉。

圖1示出了一種使用旋轉葉片結構的快門，快門葉片61通過旋轉實現光束的通過與遮擋。由于受制于旋轉電機的速度，小劑量曝光需要使用衰減器62對光功率進行衰減以增加曝光時間。衰減器62分為三個部分，分別為75%透過率區域63、100%透過率區域64和15%透過率區域65。該快門裝置需要在曝光系統中增加衰減器，并且在衰減器切換衰減率的過程中不可以進行曝光操作，增加了曝光時間；同時由于光束均勻性的要求，快門葉片61實現開閉的過程只能沿一個固定的方向旋轉，從而限定了曝光一次的最小時間不能低于葉片旋轉一周的時間。美國專利US4839679披露的快門裝置采用葉片直線運動的結構，但也存在以上缺陷。

發明內容

現有技術存在的技術問題在于，現有快門裝置單次曝光時間長且光束功率不均。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種用于光刻曝光的快門裝置，包括固定葉片和可動葉片，所述固定葉片和所述可動葉片上分布有孔洞，所述固定葉片和所述可動葉片在光束照射區域內的孔洞分布相同，所述可動葉片可通過相對于所述固定葉片運動，使所述可動葉片孔洞與所述固定葉片孔洞由不相交至重合或部分重合，實現快門的開閉。

所述可動葉片相對于所述固定葉片運動可以通過繞轉動軸轉動實現。

所述可動葉片相對于所述固定葉片運動可以通過平移實現。

本發明還提供了一種前述快門裝置的使用方法，包括

將所述可動葉片孔洞與所述固定葉片孔洞完全交錯分開狀態設置為快門關閉狀態，此時可動葉片的位置為關閉位置；

確定曝光劑量范圍，將曝光劑量范圍分段；

確定各個曝光劑量段的可動葉片位置；

根據曝光設定劑量，控制可動葉片在所述關閉位置和所述曝光設定劑量所屬的曝光劑量段的可動葉片位置之間移動。

本發明提出的快門裝置不需要使用衰減器裝置，省去了切換衰減率使用的時間；可以做小范圍的往復運動不會引起光束功率不均，減小了單次曝光的時間。

附圖說明

關于本發明的優點與精神可以通過以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的了解。

圖1為現有技術中一種快門裝置的示意圖；

圖2為本發明轉動式快門裝置的結構示意圖；

圖3為圖2中葉片上孔洞分布示意圖；

圖4為圖2中的快門開閉示意圖；

圖5為本發明平移式快門裝置的結構示意圖；

圖6為圖5中的快門開閉示意圖；

圖7為使用本發明快門裝置的曝光系統示意圖；

圖8為本發明快門裝置在光路中的位置示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施例。

第一實施例

參見圖2所示，本發明提出了一種用于光刻曝光的快門裝置，包括固定葉片12與可動葉片11，固定葉片12固定在某個位置后位置不再變動，可動葉片11與固定葉片12靠近且葉片面相互平行，可動葉片11可以在葉片平面內繞轉動軸轉動；固定葉片12與可動葉片11上面分布均勻的孔洞。其中，圖2左側部分為本快門裝置的側視圖，右側部分為本快門裝置的平面圖。

圖3為圖2中可動葉片11或者固定葉片12上的孔洞分布示意圖。固定葉片12與可動葉片11在光束照射區域33內的孔洞分布相同，葉片分為孔洞31與遮光區域32。當可動葉片11與固定葉片12處于孔洞完全重合狀態時，葉片上的孔洞31完全透光；當可動葉片11與固定葉片12處于孔洞交錯分開時，固定葉片12與可動葉片11上孔洞31被彼此的遮光區域32遮擋，此時在光束照射區域33內是不透光的。

本發明轉動式快門裝置可以實現三種狀態：

1、??????????????關閉狀態：固定葉片12的遮光區域將可動葉片11的孔洞完全遮擋住，且可動葉片11的遮光區域將固定葉片12的孔洞完全遮擋，此時快門不透光；