圓筒形掩模板系統(tǒng)、曝光裝置和曝光方法
【專利摘要】一種圓筒形掩模板系統(tǒng)、曝光裝置和曝光方法，其中曝光裝置，包括：基臺(tái)；晶圓載物臺(tái)組，晶圓載物臺(tái)組包括若干晶圓載物臺(tái)，若干晶圓載物臺(tái)依次在基臺(tái)上的第一位置和第二位置之間循環(huán)移動(dòng)；對準(zhǔn)檢測單元，進(jìn)行晶圓的對準(zhǔn)；圓筒形掩模板系統(tǒng)，裝載圓筒形掩膜板，并使所述圓筒形掩膜板繞中心軸旋轉(zhuǎn)；光學(xué)投影單元，將透過圓筒形掩膜板的光投射到晶圓載物臺(tái)上晶圓的曝光區(qū)；當(dāng)晶圓載物臺(tái)從第一位置移動(dòng)到第二位置，然后沿掃描方向的單方向掃描時(shí)，圓筒形掩膜板繞中心軸旋轉(zhuǎn)，透過圓筒形掩膜板的光投射到晶圓上，對晶圓上的沿掃描方向排列的某一列曝光區(qū)進(jìn)行曝光。進(jìn)行曝光時(shí)，晶圓載物臺(tái)不需要改變掃描方向，從而節(jié)省了曝光時(shí)間，提高了曝光效率。
【專利說明】[大步驟:更換載物臺(tái)(81:886)上晶圓的步板上的圖案轉(zhuǎn)移到晶圓上的步驟。上述三
丨勺步驟，因此現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中如何提高曝光裝置
量，出現(xiàn)了各種具有雙載物臺(tái)的曝光裝置，作和曝光動(dòng)作。
3七叫6)的曝光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括:第；準(zhǔn)檢測單元103，用于檢測晶圓上對準(zhǔn)標(biāo)說掩模板108 ；光學(xué)投影單兀104，位于掩模:投射到第一載物臺(tái)101或第二載物臺(tái)102子掩模板載物臺(tái)107上方，用于提供曝光光:物臺(tái)101上的第一晶圓106完成對準(zhǔn)后，第學(xué)投影單元104將透過掩模板108的光投晶圓106進(jìn)行曝光，同時(shí)第二載物臺(tái)102上二圓筒形掩模板的圖像區(qū)域的四個(gè)角落，每由柄的中軸線平行，每個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記包寺第五光柵垂直的第六光柵，第五光柵和與
？測單元，兩個(gè)子探測單元之間的距離等于0的距離。
電傳感器或二維圖像傳感器。
?軸柄的中空區(qū)域用于放置曝光光源，中空I與中空軸柄的軸線平行，曝光光源發(fā)出的
3承外圈上具有第一夾緊裝置，當(dāng)圓筒形掩丨勺軸承外圈表面時(shí)，第一夾緊裝置能在圓筒使得圓筒形掩模板固定在軸承外圈上。
？度測量單元，用來測量圓筒形掩模板相對[偏離量反饋給第一夾緊裝置，第一夾緊裝二軸承同心。圈固定于軸柄上；圓筒形掩模板，所述圓筒形掩模板為中空的圓柱，所述圓筒形掩模板包括位于中間的圖像區(qū)域和位于圖像區(qū)域的兩邊的非圖像區(qū)域，所述圖像區(qū)域上具有掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記，圓筒形掩模板套在第一軸承和第二軸承的軸承外圈上，圓筒形掩模板的非圖像區(qū)域的內(nèi)表面與第一軸承和第二軸承的軸承外圈相接觸，當(dāng)?shù)谝惠S承和第二軸承繞軸柄旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓筒形掩模板也一起繞軸柄旋轉(zhuǎn)；預(yù)對準(zhǔn)檢測單元，位于圓筒形掩模板上方，通過一延伸裝置與基座相連，用于檢測圓筒形掩模板的圖像區(qū)域上的掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記，根據(jù)檢測的信號(hào)判斷圓筒形掩模板的裝載狀態(tài)和轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)；光學(xué)投影單元，位于圓筒形掩模板系統(tǒng)和基臺(tái)之間，將透過圓筒形掩膜板的光投射到晶圓載物臺(tái)上晶圓的曝光區(qū)；當(dāng)晶圓載物臺(tái)從第一位置移動(dòng)到第二位置，然后沿掃描方向的單方向掃描時(shí)，圓筒形掩膜板繞圓筒形掩膜板系統(tǒng)的中心軸旋轉(zhuǎn)，透過圓筒形掩膜板的光投射到晶圓載物臺(tái)上的晶圓上，對晶圓上的沿掃描方向排列的某一列曝光區(qū)進(jìn)行曝光。
[0021]可選的，所述晶圓載物臺(tái)的頂部表面包括晶圓裝載區(qū)域和包圍所述晶圓裝載區(qū)域的外圍區(qū)域，晶圓裝載區(qū)域的外圍區(qū)域具有掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元，用于檢測圓筒形掩模板的掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記，建立圓筒形掩模板與晶圓載物臺(tái)之間的位置關(guān)系，進(jìn)行圓筒形掩模板的對準(zhǔn)。
[0022]可選的，所述掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記至少具有兩組，每組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記具有兩個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記，每組中的兩個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記之間的連線與軸柄的中軸線平行。
[0023]可選的，所述掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元至少具有三組，三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元沿掃描方向排列，每一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元具有兩個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元，對應(yīng)的檢測每組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記中的兩個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記。
[0024]可選的，所述掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元數(shù)量為三組，所述三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度不相同，第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度為正常高度，第二組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度低于第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度，第三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度高于第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度。
[0025]可選的，第二組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度與第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度的高度之差的范圍為50?1000納米，第三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度與第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度的高度之差的范圍為50?1000納米。
[0026]可選的，所述掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元位于晶圓的第一列曝光區(qū)的沿掃描方向延伸的延伸區(qū)與晶圓載物臺(tái)的頂部表面的外圍區(qū)的域交疊區(qū)域內(nèi)。
[0027]可選的，所述光學(xué)投影單元和圓筒形掩模板系統(tǒng)之間具有圓柱透鏡單元，所述圓柱透鏡單元具有一個(gè)平面和與平面相對的凹面，圓柱透鏡單元的平面朝向圓筒形掩模板系統(tǒng)，所述圓柱透鏡單元的凹面的弧度等于圓筒形掩模板表面的弧度。
[0028]可選的，所述圓筒形掩膜板外壁周長經(jīng)圓柱透鏡單元和光學(xué)投影單元投射到晶圓上的長度等于晶圓上的一個(gè)曝光區(qū)的長度，或者等于多個(gè)曝光區(qū)的總長度。
[0029]可選的，所述曝光裝置還具有位置檢測單元，用于檢測晶圓載物臺(tái)的位置信息，所述位置檢測單元包括位于對準(zhǔn)檢測單元、光學(xué)投影單元與晶圓載物臺(tái)之間的編碼光柵板，以及位于晶圓載物臺(tái)頂部表面的編碼光柵讀取器。膜板系統(tǒng)的中心軸旋轉(zhuǎn)的一周的時(shí)間等于或者等于晶圓載物臺(tái)沿掃描方向移動(dòng)多個(gè)
模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元檢測位于圓筒形掩1晶圓載物臺(tái)之間的位置關(guān)系后，晶圓載物方向排列的第一列曝光區(qū)中的第一個(gè)曝光
以下優(yōu)點(diǎn):
旦括預(yù)對準(zhǔn)檢測單元，位于圓筒形掩模板上印勺軸承外圈時(shí)，預(yù)對準(zhǔn)檢測單元檢測位于3變化的電信號(hào)，通過電信號(hào)的之間的時(shí)間信號(hào)脈沖的寬度等參數(shù)判斷圓筒形掩模板
5的圓柱，所述圓筒形掩模板包括位于中間或，圓筒形掩模板套在第一軸承和第二軸承面與第一軸承和第二軸承的軸承外圈相接焦距。
蘭后，裝載有該晶圓的晶圓載物臺(tái)依次從第；'向掃描時(shí)，圓筒形掩膜板繞圓筒形掩膜板士到晶圓載物臺(tái)上的晶圓上，對晶圓上的沿舊上的第一列曝光區(qū)進(jìn)行曝光后，裝載有該位置然后進(jìn)行晶圓的對準(zhǔn)，重復(fù)上述過程，:物臺(tái)掃描方向和圓筒形掩膜板的旋轉(zhuǎn)方向、曝光區(qū)進(jìn)行曝光，直至第一列曝光區(qū)中的？加速和減速過程，使得曝光過程的時(shí)間大
膜板系統(tǒng)的中心軸旋轉(zhuǎn)的一周的時(shí)間等于究多個(gè)曝光區(qū)的總時(shí)間，從而可以將圓筒形卜曝光區(qū)上或多個(gè)曝光區(qū)上，從而實(shí)現(xiàn)對晶I個(gè)曝光過程花費(fèi)的時(shí)間，從而提高了曝光
&夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明；施例時(shí)，為便于說明，示意圖會(huì)不依一般比七不應(yīng)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。此外，在實(shí)寸。
勺結(jié)構(gòu)示意圖；圖10?圖17為本發(fā)明實(shí)施
I，請參考圖3，所述曝光裝置包括:
載物臺(tái)的移動(dòng)區(qū)域；
&上，所述晶圓載物臺(tái)組包括若干晶圓載物-位置(預(yù)對準(zhǔn)位置)和第二位置(預(yù)曝光位
隱上方，用于檢測位于第一位置的晶圓載物301上的晶圓上的對準(zhǔn)標(biāo)記，進(jìn)行晶圓的對大系數(shù)等系數(shù)的計(jì)算的功能；
[0057]所述曝光裝置還包括時(shí)間基準(zhǔn)單元，用于提供基準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，使晶圓的對準(zhǔn)和曝光過程對所有的信號(hào)和數(shù)據(jù)的采集跟時(shí)間相關(guān)。
[0058]下面將對上述曝光裝置的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0059]圓筒形掩模板系統(tǒng)的第一實(shí)施例，請參考圖4和圖5,所述圓筒形掩模板系統(tǒng)305(參考圖3)包括基座328、第一軸承304a、第二軸承304b、圓筒形掩模板303、預(yù)對準(zhǔn)檢測單元341、主控制單元(圖中未示出):
[0060]其中，所述基座328作為支撐圓筒形掩模板303的平臺(tái)，基座328的一側(cè)固定有軸柄 329 ；
[0061]第一軸承304a和第二軸承304b,第一軸承304a位于軸柄329上靠近基座328的一端，第二軸承304b位于軸柄329上遠(yuǎn)離基座328的一端，所述第一軸承304a和第二軸承304b均包括軸承外圈、軸承內(nèi)圈和位于軸承外圈和軸承內(nèi)圈之間的滾動(dòng)體,第一軸承304a和第二軸承304b的軸承內(nèi)圈固定于軸柄329上；
[0062]圓筒形掩模板303,所述圓筒形掩模板303為中空的圓柱,所述圓筒形掩模板303包括位于中間的圖像區(qū)域331和位于圖像區(qū)域331的兩邊的非圖像區(qū)域332，所述圓筒形掩模板303的圖像區(qū)域331上具有掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記333，圓筒形掩模板303套在第一軸承304a和第二軸承304b的軸承外圈上，圓筒形掩模303的非圖像區(qū)域332的內(nèi)表面與第一軸承和第二軸承的軸承外圈相接觸，當(dāng)?shù)谝惠S承304a和第二軸承304b繞軸柄329旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓筒形掩模板303也一起繞軸柄329 (軸柄329的中軸線相當(dāng)于圓筒形掩膜板系統(tǒng)的中心軸)旋轉(zhuǎn)；
[0063]預(yù)對準(zhǔn)檢測單元341(參考圖5)，位于圓筒形掩模板303上方，通過一延伸裝置342與基座328相連，用于檢測圓筒形掩模板303的圖像區(qū)域331上的掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記333，根據(jù)檢測的信號(hào)判斷圓筒形掩模板303的裝載狀態(tài)和轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)；
[0064]所述曝光裝置還包括主控制單元(圖中未示出)，主控制單元跟晶圓載物臺(tái)301、對準(zhǔn)檢測單元302、圓筒形掩模板系統(tǒng)305、光學(xué)投影單元309和預(yù)對準(zhǔn)檢測單元341等之間進(jìn)行通信，對晶圓的對準(zhǔn)和曝光過程進(jìn)行管理。所述主控制單元還包括用于發(fā)出各種控制命令、接收各單元的反饋信息、相關(guān)位置信息管理、晶圓載物臺(tái)301和圓筒形掩模板303平移系數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)系數(shù)和放大系數(shù)等系數(shù)的計(jì)算的功能。
[0065]具體的，請參考圖4，所述圓筒形掩模板303上的掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記333至少具有兩組，每組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記具有兩個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記333，兩組中的四個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記333位于圓筒形掩模板303的圖像區(qū)域331的四個(gè)角落，每組中的兩個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記333的中心之間的連線與軸柄329的中軸線平行。
[0066]所述每個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記333包括與圓筒形掩模板旋轉(zhuǎn)方向平行的第五光柵336和與第五光柵336垂直的第六光柵337，第五光柵336的對稱中心與第六光柵337的對稱中心之間的連線與軸柄329的中軸線平行，因此，晶圓載物臺(tái)301 (參考圖3)上的掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元(詳見后續(xù)介紹)通過檢測至少兩組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記333，獲得至少四個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記333的位置信息(所述位置信息為后續(xù)介紹的位置檢測單元檢測的信息)，建立晶圓載物臺(tái)301與圓筒形掩模板303之間的位置關(guān)系，并且主控制單元根據(jù)至少四個(gè)位置信息，計(jì)算獲得圓筒形掩模板303的X方向的放大系數(shù)、y方向的放大系數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)系數(shù)和正！時(shí)間變化的至少四個(gè)電信號(hào)，通過四個(gè)電詠沖之間的間距和信號(hào)脈沖的寬度等參數(shù)1位置、7方向位置)和轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)(27平面內(nèi)
油柄，所述中心軸柄的中空區(qū)域用于放置曝9本體的狹縫335，所述狹縫335與中空軸:335照射在圓筒形掩模板303的圖像區(qū)域I元309投射到晶圓載物臺(tái)上的晶圓上的曝
可以使用準(zhǔn)分子激光(波長248=0)或照射光幾也可使用？2激光(波長15711111),原射光幾還可以使用來自超高壓汞燈的紫
丨筒形掩模板303的圖像區(qū)域331的寬度匕
軸承外圈上具有若干第一夾緊裝置334，當(dāng)力單元(圖中未示出),第一驅(qū)動(dòng)單元與第一一軸承和第二軸承繞軸柄329旋轉(zhuǎn)。圓筒形掩模板系統(tǒng)之間具有圓柱透鏡單元勺圖像區(qū)域331的正下方，所述圓柱透鏡單透鏡單元330的平面朝向圓筒形掩模板系珍掩模板303光的焦平面，使得透過圓筒形？面，通過圓柱透鏡單元330和光學(xué)投影單
I的組合。
柱透鏡單元330和光學(xué)投影單元309投射I (沿掃描方向的尺寸)，即當(dāng)圓筒形掩膜板(參考圖3)沿掃描方向掃描一個(gè)曝光區(qū)的5整的轉(zhuǎn)移到晶圓上的一個(gè)曝光區(qū)，圓筒形向掃描時(shí)，能將圓筒形掩膜板303上的掩膜I復(fù)上述過程時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對晶圓上沿掃描I行曝光的過程中，圓筒形掩膜板303不需技口位于圖像區(qū)域的兩邊的非圖像區(qū)域，圓由承的軸承外圈的的卡槽內(nèi)，軸柄穿過圓筒自柄旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓筒形掩模板也一起繞軸柄旋
力單元，第二驅(qū)動(dòng)單元用于將圓筒形掩模板漕內(nèi)以及將圓筒形掩模板從第一軸承和第
(與第三驅(qū)動(dòng)單元相連接，第三驅(qū)動(dòng)單元使由承的固定，所述軸柄上具有若干呈等角度I有與所述凸起相對應(yīng)的凹槽，當(dāng)?shù)诙S承士，第二軸承固定在軸柄上。:第三驅(qū)動(dòng)單元使得第二軸承從軸柄上脫離筒形掩模板的一邊的非圖像區(qū)域卡在第一:載著第二軸承，使第二軸承固定在軸柄上，I二軸承的軸承外圈的卡槽內(nèi)。本發(fā)明實(shí)施3空區(qū)域的尺寸大于軸承的尺寸，并且在裝.303的光投射到晶圓載物臺(tái)301上的晶圓-列曝光區(qū)進(jìn)行曝光，在對某一列曝光區(qū)進(jìn)置移動(dòng)到第一位置，如此構(gòu)成圖3所述的流31上晶圓的所有列的曝光區(qū)的曝光，因此，物臺(tái)301不需要改變掃描方向，同時(shí)圓筒形本發(fā)明的曝光裝置對每一個(gè)曝光區(qū)進(jìn)行曝I光區(qū)進(jìn)行曝光的時(shí)間大幅減小，單位時(shí)間
戶控制單元(圖中未示出),子控制單元位于定位、晶圓載物臺(tái)301的移動(dòng)以及晶圓的對:檢測單元302和圓筒形掩膜板系統(tǒng)305等
載物臺(tái)301沿7軸單方向的實(shí)現(xiàn)流水線式I系統(tǒng)305的中心軸旋轉(zhuǎn)，透過圓筒形掩膜髮現(xiàn)對晶圓上的某一列曝光區(qū)進(jìn)行曝光，因、增加裝載晶圓的數(shù)量，提高曝光的效率，較[0100]所述無線通信技術(shù)包括:藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth),紅外線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)(InfraredData Associat1n, IrDA),無線保真技術(shù)(Wireless Fidelity, Wi_Fi)、無線應(yīng)用協(xié)議(Wireless Applicat1n Protocol, WAP)、超寬帶技術(shù)(Ultra Wideband)或近距離無線傳出技術(shù)(Near Field Communicat1n, NFC)等。
[0101]當(dāng)晶圓載物臺(tái)301采用無線通信技術(shù)與外部電路進(jìn)行通信時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例的所述每個(gè)晶圓載物臺(tái)301上還具有電能存儲(chǔ)單元(圖中未示出)，用于存儲(chǔ)晶圓載物臺(tái)301工作用的電量，包括:晶圓載物臺(tái)301移動(dòng)所需的電量、子控制單元工作需要的電量、晶圓載物臺(tái)301與外部電路進(jìn)行通信時(shí)所需的電量。所述電能存儲(chǔ)單元為可快速充電的電池組或超大電容組件，以存儲(chǔ)較多的電量和并能較快速度的充滿電荷。
[0102]為了向所述晶圓載物臺(tái)301上的電能存儲(chǔ)單元進(jìn)行充電，所述曝光裝置還包括充電電纜307和與電能存儲(chǔ)單元的相連的充電接口 310，當(dāng)充電電纜307與充電接口 310連接時(shí)，充電電纜307向電能存儲(chǔ)單元進(jìn)行充電。
[0103]晶圓載物臺(tái)301的數(shù)量為2個(gè)時(shí)，充電電纜307與充電接口 310為固定連接。
[0104]晶圓載物臺(tái)301的數(shù)量大于等于2個(gè)時(shí)，所述曝光裝置還包括電纜連接單元(圖中未示出)，用于將充電電纜307與所述晶圓載物臺(tái)301上的電能存儲(chǔ)單元的充電接口 310進(jìn)行可拆卸連接，當(dāng)晶圓載物臺(tái)301移動(dòng)到某一位置時(shí)，充電電纜307與充電接口 310進(jìn)行連接時(shí)，充電電纜307向電能存儲(chǔ)單元進(jìn)行充電，當(dāng)充電電纜307隨著晶圓載物臺(tái)301移動(dòng)到下一位置時(shí)，充電電纜307與充電接口 310斷開，完成充電過程，當(dāng)多個(gè)晶圓載物臺(tái)301循環(huán)移動(dòng)時(shí)，有效解決充電電纜307布線困難的問題。
[0105]所述可拆卸連接具體為:當(dāng)晶圓載物臺(tái)301移動(dòng)到某一位置(比如:基臺(tái)上的第一位置)時(shí)，電纜連接單元將充電電纜307與所述晶圓載物臺(tái)301上的電能存儲(chǔ)單元的充電接口 310進(jìn)行連接，通過充電電纜307對電能存儲(chǔ)單元進(jìn)行充電，當(dāng)充電電纜307隨著晶圓載物臺(tái)301移動(dòng)到下一位置(比如:基臺(tái)上的第二位置)時(shí)，電纜連接單元使得充電電纜307與晶圓載物臺(tái)301上的電能存儲(chǔ)單元的充電接口 310斷開，這樣方式可以應(yīng)用在曝光裝置工作過程中；或者，當(dāng)晶圓載物臺(tái)301移動(dòng)到某一位置時(shí)，電纜連接單元將充電電纜307與所述晶圓載物臺(tái)301上的電能存儲(chǔ)單元的充電接口 310進(jìn)行連接，通過充電電纜307對電能存儲(chǔ)單元進(jìn)行充電，晶圓載物臺(tái)301和電纜連接單元在這個(gè)位置保持靜止，一段時(shí)間后，電纜連接單元將充電電纜307與晶圓載物臺(tái)301上的電能存儲(chǔ)單元的充電接口 310斷開，這樣方式可以應(yīng)用在曝光裝置空閑狀態(tài)。
[0106]所述電纜連接單元包括夾持單元和驅(qū)動(dòng)單元,所述夾持單元用于夾持充電電纜307、并使充電電纜307微移動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)單元用于使夾持單元沿X軸、y軸、z軸移動(dòng)、并使夾持單元沿X軸、y軸、z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0107]為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)晶圓載物臺(tái)301的精確定位，所述曝光裝置還具有位置檢測單元，用于檢測晶圓載物臺(tái)301的位置信息，請參考圖3和圖6，所述位置檢測單元包括位于對準(zhǔn)檢測單元302、光學(xué)投影單元309與晶圓載物臺(tái)301之間的編碼光柵板306，以及位于晶圓載物臺(tái)301頂部表面的編碼光柵讀取器313。
[0108]接著，請參考圖6，所述晶圓載物臺(tái)301的頂部表面包括晶圓裝載區(qū)域314和包圍所述晶圓裝載區(qū)域314的外圍區(qū)域315，編碼光柵讀取器313位于晶圓載物臺(tái)301的頂部表面的外圍區(qū)域315，每個(gè)編碼光柵讀取器313包括兩個(gè)編碼檢測單元318，每個(gè)編碼檢測單元318包括光發(fā)射單元、光接收單元和子識(shí)別單元(圖中未示出)，光發(fā)射單元用于發(fā)射檢測光，光接收單元用于接收從編碼光柵板306反射的反射光，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為隨時(shí)間變化的電信號(hào)，所述子識(shí)別單元用于對電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、辨向、脈寬計(jì)算和計(jì)數(shù)等處理，并通過一定的數(shù)據(jù)運(yùn)算處理，得到晶圓載物臺(tái)的位移。
[0109]當(dāng)編碼光柵讀取器313的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，所述每個(gè)子識(shí)別單元將經(jīng)放大、濾波等處理后的電信號(hào)發(fā)送給總識(shí)別單元，總識(shí)別單元對所有電信號(hào)進(jìn)行辨向、脈寬計(jì)算和計(jì)數(shù)等處理，獲得晶圓載物臺(tái)的位移。所述光發(fā)射單元發(fā)出的發(fā)射光的照射方向傾斜于編碼光柵板，即發(fā)射光的照射方向與編碼光柵板的法線之間存在一個(gè)交角，使從編碼光柵板反射的光信號(hào)強(qiáng)度較大，并且兩個(gè)編碼檢測單元318上的發(fā)射光的均向兩個(gè)編碼檢測單元318相對的方向傾斜，使得晶圓載物臺(tái)301沿z軸方向移動(dòng)時(shí)，兩個(gè)編碼檢測單元318具有不同的相位，從而可以測量z軸方向的位移。
[0110]所述編碼光柵讀取器313的數(shù)量至少為三個(gè)，三個(gè)編碼光柵讀取器313分別位于晶圓載物臺(tái)301的外圍區(qū)域315的不同位置。本實(shí)施例中，所述編碼光柵讀取器313的為四個(gè)，分別位于晶圓載物臺(tái)301的外圍區(qū)域315的四個(gè)角上，每個(gè)編碼光柵讀取器313到晶圓裝載區(qū)域314中心的距離相等或不相等。
[0111]每個(gè)編碼光柵讀取器313還具有一個(gè)零位標(biāo)記檢測單元317，所述零位標(biāo)記檢測單元317用于檢測位于編碼光柵板上的零位標(biāo)記。作為一個(gè)實(shí)施例，所述零位標(biāo)記檢測單元317可以為成像式的對準(zhǔn)傳感器，所述零位標(biāo)記檢測單元317包括:光源(例如鹵素?zé)?、光學(xué)成像系統(tǒng)及攝像元件(比如:(XD)等。零位標(biāo)記檢測單元317通過來自光源的寬帶光，對編碼光柵板上的零位標(biāo)記進(jìn)行照明，并將來自零位標(biāo)記的反射光通過光學(xué)成像系統(tǒng)，由攝像元件接收，使零位標(biāo)記成像在攝像元件的視場范圍上，并通過對攝像元件上的圖像信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，獲得零位標(biāo)記相對于視場范圍中央的位置關(guān)系，零位標(biāo)記檢測單元317將測量結(jié)果反饋給晶圓載物臺(tái)301上的子控制單元，驅(qū)動(dòng)晶圓載物臺(tái)301調(diào)整位置，直至零位標(biāo)記出現(xiàn)在攝像元件的視場范圍中央，獲得晶圓載物臺(tái)的粗位置信息(編碼光柵讀取器313檢測的信息)，完成對晶圓載物臺(tái)301的粗對準(zhǔn)。
[0112]零位標(biāo)記檢測單元317的攝像元件的捕捉范圍為100?300微米，在晶圓載物臺(tái)301的粗對準(zhǔn)后，晶圓載物臺(tái)301的定位精度大約為正負(fù)2微米，這個(gè)精度足夠進(jìn)行后續(xù)的晶圓對準(zhǔn)和圓筒形掩模板對準(zhǔn)。
[0113]請參考圖7，所述晶圓載物臺(tái)301的外圍區(qū)域315表面上還具有掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測和載物臺(tái)基準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)339，掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測和載物臺(tái)基準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)339具有掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338和載物臺(tái)基準(zhǔn)標(biāo)記316。所述掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測和載物臺(tái)基準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)339的數(shù)量為兩個(gè)，在晶圓載物臺(tái)301的兩對角上分布。
[0114]所述掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338用于檢測位于圓筒形掩模板303 (參考圖4)上的掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記333，建立圓筒形掩模板303與晶圓載物臺(tái)301之間的位置關(guān)系，從而建立圓筒形掩模板303與晶圓載物臺(tái)301上的裝載的晶圓的位置關(guān)系，完成圓筒形掩模板303的對準(zhǔn)過程。
[0115]所述載物臺(tái)基準(zhǔn)標(biāo)記316用于晶圓載物臺(tái)303的精確定位，當(dāng)零位標(biāo)記檢測單元317在檢測零位標(biāo)記，完成粗對準(zhǔn)后，晶圓載物臺(tái)301移動(dòng)，使得對準(zhǔn)檢測單元302檢測到晶圓載物臺(tái)301上的載物臺(tái)基準(zhǔn)標(biāo)記316，獲得晶圓載物臺(tái)301 (或載物臺(tái)基準(zhǔn)標(biāo)記316)的己316時(shí)，通過對準(zhǔn)檢測單元302的光學(xué)系標(biāo)記316的反射光通過光學(xué)系統(tǒng)成像在對1:對攝像元件上的圖像信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，
I勺位置關(guān)系，對準(zhǔn)檢測單元302將測量結(jié)果圓載物臺(tái)301調(diào)整位置，直至載物臺(tái)基準(zhǔn)標(biāo)
,布的多組光柵組成，具體的，所述載物臺(tái)0排布的第二光柵構(gòu)成。
具有三組，每組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的兩個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元之間的連測單元具有兩個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元5)上的每組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記中的兩個(gè)掩模:中的兩個(gè)檢測單元中心之間的距離等于每勺光學(xué)投影單元309 (參考圖3)在正常情況0形中心的之間的距離，以實(shí)現(xiàn)對掩模板對檢測單元338c，所述三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度不相同，第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338a的表面高度為正常高度，第二組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338b的表面高度低于第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338a的表面高度，第三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338c的表面高度高于第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338a的表面高度，因此在進(jìn)行掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記的檢測時(shí)，第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338a、第二組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338b和第三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338c位于曝光裝置的光學(xué)系統(tǒng)(光學(xué)投影單元)的最佳焦平面或離焦平面上，使得本發(fā)明的掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338在進(jìn)行圓筒形掩模板303的對準(zhǔn)時(shí)，還可以獲得曝光裝置的光學(xué)系統(tǒng)的最佳焦距。作為一個(gè)具體的實(shí)施例中，當(dāng)晶圓載物臺(tái)301移動(dòng)到光學(xué)投影單元309 (參考圖3)的下方，進(jìn)行掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記的檢測時(shí)，所述第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338a位于光學(xué)系統(tǒng)的最佳焦平面，第二組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338b位于負(fù)離焦的焦平面上，第三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338c位于正離焦的焦平面上，通過晶圓載物臺(tái)的位置信息(Z方向的高度)、第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338a的高度以及光學(xué)系統(tǒng)中心與基臺(tái)的設(shè)計(jì)高度之間的換算即可獲得光學(xué)系統(tǒng)的最佳焦距。需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338的表面高度是指掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面相對于晶圓載物臺(tái)301底部的高度。需要說明的是，第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338a、第二組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338b和第三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338c三者之間高度的組合可以采取其他的組合方式，組合方式的不同不應(yīng)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0123]進(jìn)行掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記的檢測時(shí)，首先晶圓載物臺(tái)移動(dòng)，使第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338a位于光學(xué)投影單元309 (參考圖3)的下方，曝光光源通過狹縫照射位于圓筒形掩模板303上的掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記333，同時(shí)圓筒形掩模板303繞軸柄329的中軸線至少旋轉(zhuǎn)一周，透過掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記333的光被第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338a接收；然后，晶圓載物臺(tái)301沿掃描方向(y軸正方向)繼續(xù)移動(dòng)，使第二組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338b位于光學(xué)投影單元309 (參考圖3)的下方，圓筒形掩模板303繞軸柄329的中軸線至少旋轉(zhuǎn)一周，透過掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記333的光被第二組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338b接收；接著，晶圓載物臺(tái)301沿掃描方向(y軸正方向)繼續(xù)移動(dòng)，使第三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338c位于光學(xué)投影單元309 (參考圖3)的下方，圓筒形掩模板303繞軸柄329的中軸線至少旋轉(zhuǎn)一周，透過掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記333的光被第三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338c接收，在整個(gè)過程中，晶圓載物臺(tái)301在z方向沒有移動(dòng)。第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338a、第二組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338b和第三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338c分別獲得幾組電信號(hào)，通過比較第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338a、第二組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338b和第三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338c檢測獲得的同一掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記獲得的電信號(hào)，通過波峰值最大的電信號(hào)對應(yīng)的對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的高度、晶圓載物臺(tái)的位置信息(Z方向的高度)以及光學(xué)系統(tǒng)中心與基臺(tái)的設(shè)計(jì)高度之間的換算即可獲得光學(xué)系統(tǒng)的最佳焦距。
[0124]第二組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338b的表面高度與第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338a的表面高度的高度之差的范圍為50?1000納米，第三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338c的表面高度與第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元338a的表面高度的高度之差范圍為50?1000納米，使得掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的對最佳焦距檢測的靈敏度較高，獲得的最:移動(dòng)時(shí)，可以通過其他的方式進(jìn)行定位，比
11和第二開口 312，第一開口 311的位置與干口 311位于對準(zhǔn)檢測單元302的下方，第301之間的光學(xué)通道；第二開口 312的位置二開口 312位于光學(xué)投影單元309下方，第！01之間的光學(xué)通道。
眷圖8，所述編碼光柵板306上具有若干等陽凸起325構(gòu)成反射光柵，凹槽326和凸起凸起325的表面朝向晶圓載物臺(tái)的頂部表之間的間距相等。所述編碼光柵板306的布的凹槽326和凸起325。
明的玻璃基板上形成若干平行的不透光條玻璃基板構(gòu)成反射光柵。具體的，所述不透
左右相互對稱的第一子光柵板320和第二32的大小為10度、20度、30度、40度、45度、50度、60度、70度或80度，當(dāng)晶圓載物臺(tái)301
在第一子光柵板320和第二子光柵板321下沿不同方向(沿X軸、y軸或z軸)直線移動(dòng)時(shí)，單個(gè)編碼檢測單元318單元檢測獲得的兩個(gè)電信號(hào)之間或者多個(gè)編碼檢測單元318單元獲得的多個(gè)電信號(hào)之間存在相位和/間距的變化，從而可以判斷和計(jì)算晶圓載物臺(tái)的移動(dòng)方向和位移。
[0132]本發(fā)明實(shí)施例中，編碼光柵讀取器313的數(shù)量至少為三個(gè)，每個(gè)編碼光柵讀取器313包括兩個(gè)編碼檢測單元318，編碼光柵讀取器313與第一子光柵板320和第二子光柵板321構(gòu)成的測量系統(tǒng)，每個(gè)編碼光柵讀取器313可以實(shí)現(xiàn)晶圓載物臺(tái)301兩個(gè)自由度的測量，包括:x方向(或者y方向)和z方向，通過至少三個(gè)編碼光柵讀取器313可以實(shí)現(xiàn)晶圓載物臺(tái)301六個(gè)自由度的測量，包括:χ方向、y方向、z方向、X方向轉(zhuǎn)動(dòng)、y方向轉(zhuǎn)動(dòng)、z方向轉(zhuǎn)動(dòng)，測量的方向簡單，精度較高，并且數(shù)據(jù)的處理較為簡單。
[0133]下面以四個(gè)編碼光柵讀取器與第一子光柵板320和第二子光柵板321構(gòu)成的測量系統(tǒng)測量晶圓載物臺(tái)301的位置作為示例，請參考圖9，其中，四個(gè)編碼光柵讀取器包括第一編碼光柵讀取器313a、第二編碼光柵讀取器313b、第三編碼光柵讀取器313c、第四編碼光柵讀取器313d，第一編碼光柵讀取器313a、第二編碼光柵讀取器313b、第三編碼光柵讀取器313c和第四編碼光柵讀取器313d到晶圓載物臺(tái)表面中心的距離相等，為r，并且四個(gè)編碼光柵讀取器中心間連線構(gòu)成的圖形為矩形，第一子光柵板320和第二子光柵板321與兩者之間的對稱線的夾角為45度，上述測量系統(tǒng)獲得的晶圓載物臺(tái)的X軸坐標(biāo)Cx、y軸坐標(biāo)Cy、z軸坐標(biāo)Cz、X軸轉(zhuǎn)動(dòng)系數(shù)Rx、y軸轉(zhuǎn)動(dòng)系數(shù)Ry和z軸轉(zhuǎn)動(dòng)系數(shù)Rz為:
【權(quán)利要求】
1.一種圓筒形掩模板系統(tǒng),其特征在于,包括: 基座，固定于基座一側(cè)的軸柄； 第一軸承和第二軸承，第一軸承位于軸柄上靠近基座一端，第二軸承位于軸柄上遠(yuǎn)離基座一端，所述第一軸承和第二軸承均包括軸承外圈、軸承內(nèi)圈和位于軸承外圈和軸承內(nèi)圈之間的滾動(dòng)體，第一軸承和第二軸承的軸承內(nèi)圈固定于軸柄上； 圓筒形掩模板，所述圓筒形掩模板為中空的圓柱，所述圓筒形掩模板包括位于中間的圖像區(qū)域和位于圖像區(qū)域的兩邊的非圖像區(qū)域，所述圖像區(qū)域上具有掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記，圓筒形掩模板套在第一軸承和第二軸承的軸承外圈上，圓筒形掩模板的非圖像區(qū)域的內(nèi)表面與第一軸承和第二軸承的軸承外圈相接觸，當(dāng)?shù)谝惠S承和第二軸承繞軸柄旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓筒形掩模板也一起繞軸柄旋轉(zhuǎn)； 預(yù)對準(zhǔn)檢測單元，位于圓筒形掩模板上方，通過一延伸裝置與基座相連，用于檢測圓筒形掩模板的圖像區(qū)域上的掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記，根據(jù)檢測的信號(hào)判斷圓筒形掩模板的裝載狀態(tài)和轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的圓筒形掩模板系統(tǒng)，其特征在于，所述掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記至少具有兩組，每組掩模板對 準(zhǔn)標(biāo)記具有兩個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記，兩組中的四個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記位于圓筒形掩模板的圖像區(qū)域的四個(gè)角落，每組中的兩個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記中心之間的連線與軸柄的中軸線平行，每個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記包括與圓筒形掩模板旋轉(zhuǎn)方向平行的第五光柵和與第五光柵垂直的第六光柵，第五光柵和與第六光柵中心之間的連線與軸柄的中軸線平行。
3.如權(quán)利要求2所述的圓筒形掩模板系統(tǒng)，其特征在于，預(yù)對準(zhǔn)檢測單元具有兩個(gè)子探測單元，兩個(gè)子探測單元之間的距離等于每組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記中兩個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記之間的距離。
4.如權(quán)利要求3所述的圓筒形掩模板系統(tǒng)，其特征在于，所述子探測單元為一維陣列光電傳感器或二維圖像傳感器。
5.如權(quán)利要求1所述的圓筒形掩模板系統(tǒng)，其特征在于，所述軸柄為中空軸柄，所述中心軸柄的中空區(qū)域用于放置曝光光源，中空軸柄的下部具有貫穿軸柄本體的狹縫，所述狹縫與中空軸柄的軸線平行，曝光光源發(fā)出的光通過狹縫照射在圓筒形掩模板的圖像區(qū)域。
6.如權(quán)利要求1所述的圓筒形掩模板系統(tǒng)，其特征在于，所述第一軸承和第二軸承的軸承外圈上具有第一夾緊裝置，當(dāng)圓筒形掩模板的非圖像區(qū)域套在在第一軸承和第二軸承的軸承外圈表面時(shí)，第一夾緊裝置能在圓筒形掩模板的非圖像區(qū)域的內(nèi)表面產(chǎn)生一個(gè)壓力，使得圓筒形掩模板固定在軸承外圈上。
7.如權(quán)利要求6所述的圓筒形掩模板系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)對準(zhǔn)檢測單元還包括高度測量單元，用來測量圓筒形掩模板相對于第一軸承和第二軸承的同心度，并且將同心度偏離量反饋給第一夾緊裝置，第一夾緊裝置調(diào)整伸出量，使圓筒形掩模板與第一軸承和第二軸承同心。
8.如權(quán)利要求1所述的圓筒形掩模板系統(tǒng)，其特征在于，所述圓筒形掩模板系統(tǒng)還包括第一驅(qū)動(dòng)單元，第一驅(qū)動(dòng)單元與第一軸承和/或第二軸承相連，以驅(qū)動(dòng)第一軸承和第二軸承繞軸柄旋轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求1所述的圓筒形掩模板系統(tǒng)，其特征在于，所述圓筒形掩模板系統(tǒng)還包括第二驅(qū)動(dòng)單元，第二驅(qū)動(dòng)單元用于在第一軸承和第二軸承的軸承外圈上裝載和卸載圓筒形掩模板。
10.一種曝光裝置，其特征在于，包括: 基臺(tái); 晶圓載物臺(tái)組，用于裝載晶圓，位于基臺(tái)上，所述晶圓載物臺(tái)組包括若干晶圓載物臺(tái)，若干晶圓載物臺(tái)依次在基臺(tái)上的第一位置和第二位置之間循環(huán)移動(dòng)； 對準(zhǔn)檢測單元，位于基臺(tái)的第一位置上方，用于檢測晶圓載物臺(tái)上的晶圓上的對準(zhǔn)標(biāo)記，進(jìn)行晶圓的對準(zhǔn)； 圓筒形掩模板系統(tǒng)，位于基臺(tái)的第二位置上方，包括:基座，固定于基座一側(cè)的軸柄；第一軸承和第二軸承，第一軸承位于軸柄上靠近基座一端，第二軸承位于軸柄上遠(yuǎn)離基座一端，所述第一軸承和第二軸承均包括軸承外圈、軸承內(nèi)圈和位于軸承外圈和軸承內(nèi)圈之間的滾動(dòng)體，第一軸承和第二軸承的軸承內(nèi)圈固定于軸柄上；圓筒形掩模板，所述圓筒形掩模板為中空的圓柱，所述圓筒形 掩模板包括位于中間的圖像區(qū)域和位于圖像區(qū)域的兩邊的非圖像區(qū)域，所述圖像區(qū)域上具有掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記，圓筒形掩模板套在第一軸承和第二軸承的軸承外圈上，圓筒形掩模板的非圖像區(qū)域的內(nèi)表面與第一軸承和第二軸承的軸承外圈相接觸，當(dāng)?shù)谝惠S承和第二軸承繞軸柄旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓筒形掩模板也一起繞軸柄旋轉(zhuǎn)；預(yù)對準(zhǔn)檢測單元，位于圓筒形掩模板上方，通過一延伸裝置與基座相連，用于檢測圓筒形掩模板的圖像區(qū)域上的掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記，根據(jù)檢測的信號(hào)判斷圓筒形掩模板的裝載狀態(tài)和轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)； 光學(xué)投影單元，位于圓筒形掩模板系統(tǒng)和基臺(tái)之間，將透過圓筒形掩膜板的光投射到晶圓載物臺(tái)上晶圓的曝光區(qū)； 其中，當(dāng)晶圓載物臺(tái)從第一位置移動(dòng)到第二位置，然后沿掃描方向的單方向掃描時(shí)，圓筒形掩膜板繞圓筒形掩膜板系統(tǒng)的中心軸旋轉(zhuǎn)，透過圓筒形掩膜板的光投射到晶圓載物臺(tái)上的晶圓上，對晶圓上的沿掃描方向排列的某一列曝光區(qū)進(jìn)行曝光。
11.如權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于，所述晶圓載物臺(tái)的頂部表面包括晶圓裝載區(qū)域和包圍所述晶圓裝載區(qū)域的外圍區(qū)域，晶圓裝載區(qū)域的外圍區(qū)域具有掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元，用于檢測圓筒形掩模板的掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記，建立圓筒形掩模板與晶圓載物臺(tái)之間的位置關(guān)系，進(jìn)行圓筒形掩模板的對準(zhǔn)。
12.如權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于，所述掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記至少具有兩組，每組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記具有兩個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記，每組中的兩個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記之間的連線與軸柄的中軸線平行。
13.如權(quán)利要求11或12所述的曝光裝置，其特征在于，所述掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元至少具有三組，三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元沿掃描方向排列，每一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元具有兩個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元，對應(yīng)的檢測每組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記中的兩個(gè)掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記。
14.如權(quán)利要求13所述的曝光裝置，其特征在于，所述掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元數(shù)量為三組，所述三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度不相同，第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度為正常高度，第二組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度低于第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度，第三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度高于第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度。
15.如權(quán)利要求14所述的曝光裝置，其特征在于，第二組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度與第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度的高度之差的范圍為50~1000納米，第三組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度與第一組掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元的表面高度的高度之差的范圍為50~1000納米。
16.如權(quán)利要求14所述的曝光裝置，其特征在于，所述掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元位于晶圓的第一列曝光區(qū)的沿掃描方向延伸的延伸區(qū)與晶圓載物臺(tái)的頂部表面的外圍區(qū)域的交疊區(qū)域內(nèi)。
17.如權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于，所述光學(xué)投影單元和圓筒形掩模板系統(tǒng)之間具有圓柱透鏡單元，所述圓柱透鏡單元具有一個(gè)平面和與平面相對的凹面，圓柱透鏡單元的平面朝向圓筒形掩模板系統(tǒng)，所述圓柱透鏡單元的凹面的弧度等于圓筒形掩模板表面的弧度。
18.如權(quán)利要求17所述的曝光裝置，其特征在于，所述圓筒形掩膜板外壁周長經(jīng)圓柱透鏡單元和光學(xué)投影單元投射到晶圓上的長度等于晶圓上的一個(gè)曝光區(qū)的長度，或者等于多個(gè)曝光區(qū)的總長度。
19.如權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于，所述曝光裝置還具有位置檢測單元，用于檢測晶圓載物臺(tái)的位置信息，所述位置檢測單元包括位于對準(zhǔn)檢測單元、光學(xué)投影單元與晶圓載物臺(tái)之間的編碼光柵板，以及位于晶圓載物臺(tái)頂部表面的編碼光柵讀取器。
20.—種曝光方法,其特征在于,包括: 步驟1，在若干晶圓載物臺(tái)上依次裝載晶圓； 步驟2，裝載有晶圓的晶圓載物臺(tái)依次移動(dòng)到第一位置，對準(zhǔn)檢測單元檢測晶圓載物臺(tái)上的晶圓上的對準(zhǔn)標(biāo)記，進(jìn)行晶圓的對準(zhǔn)； 步驟3，晶圓對準(zhǔn)后，裝載有該晶圓的晶圓載物臺(tái)依次從第一位置移動(dòng)到第二位置，進(jìn)行圓筒形掩模板的對準(zhǔn)，然后晶圓載物臺(tái)沿掃描方向的單方向掃描時(shí)，圓筒形掩膜板繞圓筒形掩膜板系統(tǒng)的中心軸旋轉(zhuǎn)，透過圓筒形掩膜板的光投射到晶圓載物臺(tái)上的晶圓上，對晶圓上的沿掃描方向排列的第一列曝光區(qū)進(jìn)行曝光； 步驟4，對晶圓上的第一列曝光區(qū)進(jìn)行曝光后，裝載有該晶圓的晶圓載物臺(tái)依次從第二位置移動(dòng)到第一位置； 步驟5，重復(fù)步驟2至步驟4直至所有晶圓載物臺(tái)上的晶圓的第N列曝光區(qū)完成曝光。
21.如權(quán)利要求20所述的曝光方法，其特征在于，還包括:在對晶圓進(jìn)行對準(zhǔn)之前，第二驅(qū)動(dòng)單元向圓筒形掩膜板系統(tǒng)的裝載圓筒形掩模板；在完成圓筒形掩模板裝載后，圓筒形掩模板繞軸柄旋轉(zhuǎn)，預(yù)對準(zhǔn)檢測單元檢測位于圓筒形掩模板上的掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記，圓筒形掩模板的裝載狀態(tài)和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
22.如權(quán)利要求20所述的曝光方法，其特征在于，所述圓筒形掩膜板繞圓筒形掩膜板系統(tǒng)的中心軸旋轉(zhuǎn)的一周的時(shí)間等于晶圓載物臺(tái)沿掃描方向移動(dòng)一個(gè)曝光區(qū)的時(shí)間，或者等于晶圓載物臺(tái)沿掃描方向移動(dòng)多個(gè)曝光區(qū)的總時(shí)間。
23.如權(quán)利要求20所述的曝光方法，其特征在于，第一個(gè)曝光區(qū)的延伸區(qū)上的掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記檢測單元檢測位于圓筒形掩模板上的掩模板對準(zhǔn)標(biāo)記，建立圓筒形掩模板與晶圓載物臺(tái)之間的位置關(guān)系后，晶圓載物臺(tái)沿掃描方向的單方向掃描，對晶圓上的沿掃描方向排列的第一列曝光區(qū)中的第一個(gè)曝光區(qū)進(jìn)行曝光。
【文檔編號(hào)】G03F1/44GK104035286SQ201310069922
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月5日
【發(fā)明者】伍強(qiáng), 劉暢, 郝靜安 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司