[發明專利]一種用于光刻機曝光的快門裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201610200735.8
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN107290938B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 陳夢來;章富平
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

本發明公開了一種用于光刻機曝光的快門裝置及其方法，該裝置包括快門葉片、驅動快門葉片旋轉的旋轉電機、與旋轉電機電聯接的控制器和用于支撐旋轉電機的底座，快門葉片包括一旋轉中心，以及對應旋轉中心設置的至少一開口區域和遮蔽區域，旋轉中心連接至旋轉電機，旋轉電機帶動快門葉片旋轉完成快門的開閉動作，以形成曝光區域和非曝光區域。本發明通過在遮蔽區域中設置鏤空部分，減輕了快門葉片的質量，提高對快門葉片旋轉過程中的控制效果，通過控制器的控制作用，將快門的開閉過程設于快門葉片的勻速運動的階段，將快門葉片的加速和減速過程設于時間和行程都較為寬裕的快門關閉階段，降低了對旋轉電機的轉矩的要求，有效縮短了快門的開閉時間。

技術領域

本發明涉及光刻機設備的制造領域，具體涉及一種用于光刻機曝光的快門裝置及其使用方法。

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曝光劑量，曝光劑量過大或不足都將影響光刻膠顯影效果，因此對于曝光劑量的精確控制將直接影響光刻機的刻蝕精度。

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：

1)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；

2)接著計算曝光時間，打開快門開始曝光，同步開始計時；

3)最后時間到，關閉快門，曝光結束。

近年來，隨著汞燈輸出功率不斷增加，這就意味著在相同的曝光劑量下，曝光快門的開閉時間必須更短。然而，傳統的機械式快門由于結構的限制，快門開閉時間已然接近極限，若一味地提高曝光快門的功率只會增加控制系統的負擔。同時，長時間超功率的運作也增加了系統的不穩定性。

針對上述問題，現有技術中提供了一種用于光刻機曝光分系統的快門裝置，在高功率音圈電機的帶動下使快門高速開閉，然而為達到更短的快門開閉時間，音圈電機通常處于大功率運行狀態，然而音圈電機本身的可靠性和穩定性未能達到實際需求，致使該快門在工作過程中頻發諸多問題，最終影響了光刻機的穩定性和光刻效果。

發明內容

本發明提供了一種用于光刻機曝光的快門裝置及其使用方法，以解決現有技術中存在的可靠性和穩定性不高的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種用于光刻機曝光的快門裝置，包括快門葉片、驅動所述快門葉片旋轉的旋轉電機、與所述旋轉電機電聯接的控制器和用于支撐所述旋轉電機的底座，所述快門葉片包括一旋轉中心，以及對應所述旋轉中心設置的至少一開口區域和遮蔽區域，所述旋轉中心連接至所述旋轉電機，所述旋轉電機帶動所述快門葉片旋轉完成快門的開閉動作，以形成曝光區域和非曝光區域，且在形成所述曝光區域和所述非曝光區域過程中，所述旋轉電機和/或快門葉片旋轉速度不為零。

進一步的，所述快門葉片的旋轉中心和旋轉電機之間還設有連接塊。

進一步的，所述旋轉電機與所述連接塊之間還設有減速器。

進一步的，所述底座與所述減速器固定連接。

進一步的，所述快門葉片中的開口區域和遮蔽區域分別為1個，所述開口區域和遮蔽區域對應的圓心角均為180度。

進一步的，所述快門葉片中的開口區域和遮蔽區域分別為2個，沿所述旋轉中心對稱設置，所述開口區域和遮蔽區域對應的圓心角均為90度。

進一步的，所述快門葉片中的開口區域和遮蔽區域分別為3個，沿所述旋轉中心間隔設置，所述開口區域和遮蔽區域對應的圓心角均為60度。