[发明专利]一种窗口扫描式曝光装置

说明书

本发明公开一种窗口扫描式曝光装置；该装置通过4只刀片共面安装，并在石英条和曝光窗口之间的缝隙处形成矩形窗口，进行高分辨率的投影式曝光控制，同时可以实现易损耗光学元件的便捷更换，以及光学元件和拦光部件在长时间激光环境下的温度控制。本发明可用于建立一种高分辨率、高运动/定位精度的投影式曝光装置。

技术领域

本发明属于精密仪器及机械技术领域，特别涉及一种窗口扫描式曝光装置。

背景技术

近年来，随着先进芯片制造业逐渐朝向功能集成化和体积微小化发展，接触式、接近式曝光已经不能够满足小制程光刻机曝光系统的需求。投影式曝光采用光学系统聚光并实现曝光，因此掩膜板的制作可以成倍放大，是一种高分辨率、低掩膜版干扰的新式曝光模式。但是投影式曝光模式对曝光窗口提出了窗口严格共面、窗口边缘低粗糙度、高运动/定位精度等要求。此外，投影式曝光装置做为尖端光刻机中的关键部件，易损耗光学元件在更换时不能影响周围复杂的运动机构，光学元件以及拦光部件在长时间激光环境下的温度控制，都是制约投影式曝光在光刻机曝光系统中应用的主要技术难题。

2008年，荷兰ASML公司所研发的Twinscan XT 1950i型光刻机，可以实现38nm芯片激光刻蚀。(Y.B.Patrick Kwan,Erik L.Loopstra.Nullifying Acceleration Forces inNano-Positioning Stages for Sub-0.1mm Lithography Tool for 300mm Wafers[J].proceeding of SPIC：Optical Microlithography,2010,4346：544-557)；但随着芯片制造业的发展，Twinscan XT 1950i型光刻机所涉及的投影式曝光方式其分辨率仍有待进一步提高。

专利CN201680020549“曝光装置、平面显示器的制造方法、元件制造方法弧曝光方法”提出了一种透过光学系对物体照射照明，并相对该物体驱动该投影光学系以进行扫描曝光的方法与装置。该装置采用对准显微镜进行表及检测，分辨率进而得到保证；但是该发明装置采用的是固定宽度的扫描窗口，并且窗口边缘只能保证对边共面，这将导致窗口直角处发生漏光。

专利CN201710032580“一种两面对准的导致曝光设备”，主要包括支承结构、曝光装置、对准装置、载样装置和控制装置，载样装置嵌于曝光装置上方，对准装置与支承结构上部连接且位于载样装置上方。该装置能够实现对半导体的精确对位曝光，但是该发明并未给出具体的曝光窗口的构成，以及相关的光学元件的保护结构及更换方法。

专利CN201710326143“掩膜版及其组件、曝光机和检测测试窗口遮挡效果的方法”公开了一种掩膜版，其第一检测标记与测试窗口靠近掩膜版内部的边框齐平，其第二检测标记设置在掩膜版的透光区整体轮廓与测试窗口之间。该方法能够用于监控测试窗口不良的问题，但是并为提出一种有效的控制方法，对不良窗口的进行相应的调整。

专利CN201710794949“一种边缘曝光装置及边缘曝光方法”提出了一种结构简单、操作方便、易维护的边缘曝光装置，其驱动器用于在检测到基板传送装置移动时，根据传送的基板类型控制遮光板的透光区的打开面积，以此来控制曝光面积和速度。但是该曝光装置和方法的分辨率受遮光板边缘直线度、粗糙度的影响显著，也未给出相关的光学元件的保护结构及更换方法。

上述发明的共同之处是均不能给出实现投影式曝光的具体扫描方式和相关遮光窗口、光学元件的工作方式；然而投影式曝光装置做为尖端光刻机中的关键部件，易损耗光学元件在更换时不能影响周围复杂的运动机构，光学元件以及拦光部件在长时间激光环境下的温度控制，都是制约投影式曝光在光刻机曝光系统中应用急需解决的技术难题。

发明内容