本實用新型關(guān)于一種曝光裝置，特別關(guān)于一種掃描式曝光設(shè)備。

背景技術(shù)：

微影制程在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中是基本配備，而其為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)成本中單一最大成本因子。根據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)工業(yè)公司所發(fā)展的評估方法，曝光系統(tǒng)的占整個晶圓廠成本的20%。而微影設(shè)備主要掌握在Nikon、ASML和SVGL等光學(xué)設(shè)備廠。

微影設(shè)備當(dāng)中的曝光設(shè)備，目前是采用一次性曝光的方式，借由復(fù)雜的光學(xué)機(jī)構(gòu)讓對位好的光罩與基板進(jìn)行曝光。這種一次性曝光的方式，由于需要達(dá)到光線的準(zhǔn)直性需求、一次性(可控制時間長短)以及光罩與基板的緊密貼合，所以，在對位機(jī)構(gòu)上以及曝光光學(xué)機(jī)構(gòu)上，要求極為嚴(yán)格。也因此，曝光設(shè)備的價格動輒數(shù)百萬美金。此外，對于不同大小的晶圓或基板來說，需要不同大小的曝光設(shè)備。這也是曝光系統(tǒng)可以占整個晶圓廠成本的20%的主要原因。

自半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展至今，曝光設(shè)備的成本始終居高不下，主因在于對曝光設(shè)備的光線準(zhǔn)直性與定位等要求極高，一般廠商不具光學(xué)設(shè)備的能力，無法設(shè)計與開發(fā)。因此，如何能開發(fā)出一個成本大幅降低，且可適用于多種不同尺寸的晶圓、基板，具有高度準(zhǔn)直性且能達(dá)到傳統(tǒng)曝光設(shè)備的基本要求者，成為曝光設(shè)備開發(fā)的重要方向。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為達(dá)上述目的，本實用新型提供一種掃描式曝光設(shè)備，其制程簡單，合格率高。

本實用新型提供一種掃描式曝光設(shè)備，包括：

一基座，該基座具有一平臺，該平臺上擺置一基板以及一光罩的組合體；

一控制電路板；

一線性光源，電連接該控制電路板，并配置多個發(fā)光組件，該多個發(fā)光組件能夠產(chǎn)生一線性準(zhǔn)直光；以及

至少一傳動機(jī)構(gòu)，配置于該基座上，連接該控制電路板，該線性光源配置于至少一該傳動機(jī)構(gòu)的其中之一上，該至少一傳動機(jī)構(gòu)能夠帶動該線性光源進(jìn)行作動。

其中該線性準(zhǔn)直光的波長介于280納米至550納米之間。

其中該線性準(zhǔn)直光的波長為365納米、375納米、385納米、405納米或437納米。

其中該控制電路板能夠調(diào)整該線性光源的輸出功率。

其中該控制電路板能夠調(diào)整該線性光源的移動速度。

其中該多個發(fā)光組件排列成至少一列。

其中該線性光源的長度介于5厘米至300厘米之間。

其中該至少一傳動機(jī)構(gòu)還包括產(chǎn)生直線動作的機(jī)構(gòu)，該至少一傳動機(jī)構(gòu)使該控制電路板能夠控制該線性光源以第一軸直線式移動。

其中該至少一傳動機(jī)構(gòu)包括產(chǎn)生直線動作的機(jī)構(gòu)，該至少一傳動機(jī)構(gòu)使該控制電路板能夠控制該線性光源以第一軸直線式移動；該傳動機(jī)構(gòu)還包括使該線性光源的中心產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動作的機(jī)構(gòu)，該至少一傳動機(jī)構(gòu)使該控制電路板能夠控制該線性光源旋轉(zhuǎn)至與該第一軸的夾角為θ度時，控制該線性光源以第二軸直線移動。

其中該至少一傳動機(jī)構(gòu)還包括使該線性光源的中心產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動作的機(jī)構(gòu)，該至少一傳動機(jī)構(gòu)使該控制電路板能夠控制該線性光源進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

其中該至少一傳動機(jī)構(gòu)還包括一垂直移動機(jī)構(gòu)，該至少一傳動機(jī)帶動該線性光源以一垂直軸移動，使該控制電路板能夠控制該線性光源與該光罩的相對距離。

還包括對該基板與該光罩進(jìn)行對位動作的一光罩對位裝置，該光罩對位裝置配置于該平臺上。

其中該光罩對位裝置至少包括一組攝像頭、一光罩夾持具以及一對位基座。

本實用新型還提供一種掃描式曝光設(shè)備，包括：

一基座，該基座具有一固定平臺與一可動平臺，該可動平臺上擺置至少一基板以及一光罩的組合體；

一控制電路板，固定于該基座上；

一線性光源，連接該控制電路板，并配置多個發(fā)光組件，該多個發(fā)光組件能夠產(chǎn)生一線性準(zhǔn)直光；以及

至少一傳動機(jī)構(gòu)，配置于該基座上，連接該控制電路板，該至少傳動機(jī)構(gòu)的其中之一配置于該可動平臺上以使該可動平臺移動。

其中該線性準(zhǔn)直光的波長介于280納米至550納米之間。

其中該線性準(zhǔn)直光的波長為365納米、375納米、385納米、405納米或437納米。

其中該控制電路板能夠調(diào)整該線性光源的輸出功率。

其中該控制電路板能夠調(diào)整該線性光源的移動速度。

其中該多個發(fā)光組件排列成至少一列。

其中該線性光源的長度介于5厘米至300厘米之間。

其中該至少一傳動機(jī)構(gòu)還包括產(chǎn)生直線動作的機(jī)構(gòu)，該至少一傳動機(jī)構(gòu)使該控制電路板能夠控制該可動平臺以第一軸直線式移動。

其中該至少一傳動機(jī)構(gòu)包括產(chǎn)生直線動作的機(jī)構(gòu)，該至少一傳動機(jī)構(gòu)使該控制電路板可控制該可動平臺以第一軸直線式移動；該傳動機(jī)構(gòu)還包括使該可動平臺的中心產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動作的機(jī)構(gòu)，該至少一傳動機(jī)構(gòu)使該控制電路板能夠控制該可動平臺旋轉(zhuǎn)至與該第一軸的夾角為θ度時，控制該可動平臺以第二軸直線移動。

其中該至少一傳動機(jī)構(gòu)還包括使該線性光源的中心產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動作的機(jī)構(gòu)，該至少一傳動機(jī)構(gòu)使該控制電路板能夠控制該可動平臺進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

其中該至少一傳動機(jī)構(gòu)還包括一垂直移動機(jī)構(gòu)，該至少一傳動機(jī)構(gòu)帶動該可動平臺以一垂直軸移動，使該控制電路板能夠控制該可動平臺與該光罩的相對距離。

還包括對基板與該光罩進(jìn)行對位動作的一光罩對位裝置，該光罩對位裝置配置于該可動平臺上。

其中該光罩對位裝置至少包括一組攝像頭、一光罩夾持具以及一對位基座。

本實用新型具有的優(yōu)點在于：

本實用新型運(yùn)用可提供線性準(zhǔn)直光的線性光源，再結(jié)合掃描技術(shù)將線性準(zhǔn)直光變成面的準(zhǔn)直光，不需要復(fù)雜的光學(xué)機(jī)構(gòu)，且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，可達(dá)到大幅降低曝光設(shè)備的成本的目的。

附圖說明

圖1A、圖1B為本實用新型的掃描式曝光設(shè)備的一具體實施例的上視圖、側(cè)視圖。

圖2A、圖2B為本實用新型的掃描式曝光設(shè)備的又一具體實施例的上視圖、側(cè)視圖。

圖3A、圖3B為本實用新型的掃描式曝光設(shè)備的另一具體實施例的上視圖、側(cè)視圖。

圖4A、圖4B為本實用新型的掃描式曝光設(shè)備的再一具體實施例的上視圖、側(cè)視圖。

圖5A-5E為本實用新型的掃描式曝光設(shè)備的又一具體實施例的上視圖與側(cè)視圖。

圖6為本實用新型的掃描式曝光設(shè)備的對位機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖中：

1 基座；

2 傳動機(jī)構(gòu)；

3 軌道；

5a、5b 平臺；

6 傳動機(jī)構(gòu)；

10 基板；

20 光阻層；

30 光罩；

31 圖案；

40 線性光源；

41 線性準(zhǔn)直光；

50a 傳動機(jī)構(gòu)；

50b 支架；

51 軌道；

60 控制電路板；

70 支架；

71 傳動機(jī)構(gòu)；

80 旋轉(zhuǎn)平臺；

90 傳動機(jī)構(gòu)；

100 傳動機(jī)構(gòu)；

101 軌道；

102 傳動機(jī)構(gòu)；

110 乘載平臺；

120 夾持具；

130 攝像組。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。

根據(jù)本實用新型的實施例，本實用新型運(yùn)用可提供線性準(zhǔn)直光的線性光源，再結(jié)合掃描技術(shù)將線性準(zhǔn)直光變成面的準(zhǔn)直光，不需要復(fù)雜的光學(xué)機(jī)構(gòu)，且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，可達(dá)到大幅降低曝光設(shè)備的成本的目的。

圖1A，本實用新型的掃描式曝光設(shè)備的一具體實施例的上視圖， 圖1B為圖1A中從A方向看進(jìn)去的側(cè)視圖。在圖1A、圖1B中，掃描式曝光設(shè)備包含基座1、控制電路板60、傳動機(jī)構(gòu)2、傳動機(jī)構(gòu)50a、線性光源40。其中基座1具有平臺5a，可擺置基板10、光罩30的組合體以進(jìn)行微影制程，基板10上已形成有光阻層20。傳動機(jī)構(gòu)2、50a配置于基座1上，連接控制電路板60，線性光源40配置于傳動機(jī)構(gòu)50a上，傳動機(jī)構(gòu)50a可帶動線性光源40進(jìn)行作動，其以垂直于線性光源40的軸向方式作動，而是線性光源40所發(fā)出的線性準(zhǔn)直光41可以掃描的方式構(gòu)成面的曝光。線性光源40電連接控制電路板60，并配置多個發(fā)光組件，這些發(fā)光組件可產(chǎn)生線性準(zhǔn)直光41，線性準(zhǔn)直光41用以執(zhí)行微影制程。線性光源40的制作方式很多，發(fā)光組件可采用發(fā)光二極管，而發(fā)光二極管的排列可采用單排發(fā)光二極管或者多排發(fā)光二極管的方式，并于出光部制作透鏡，使發(fā)光二極管的光源形成準(zhǔn)直光41。其中，控制電路板60控制傳動機(jī)構(gòu)50a帶動線性光源40移動第一距離，并控制線性光源40于第一距離的移動期間持續(xù)產(chǎn)生線性準(zhǔn)直光41，以對基板10、光罩30(包括了圖案31)的組合體進(jìn)行至少一次曝光，據(jù)以完成微影制程。

實作上，第一距離的設(shè)定，可依據(jù)基板10、光罩30的組合體的尺寸大小而定。舉例而言，線性光源40的長度可介于5厘米至300厘米，當(dāng)線性光源40的長度為150厘米時，傳動機(jī)構(gòu)50a可以設(shè)計為150-300厘米。于是，此曝光設(shè)備就可以對小于150厘米×300厘米以下的光罩+基板的組合進(jìn)行曝光，而不受限于傳統(tǒng)的固定尺寸的曝光設(shè)備，使曝光設(shè)備可單一化，簡單化。因此，第一距離因為傳動機(jī)構(gòu)50a的可變動性而成為可調(diào)。調(diào)整的方式，就由控制電路板60來執(zhí)行。此外，第一距離的概念，可以是單向單次，也可以是來回兩次，也可以是來回三次、來回四次等?；旧?，一次完整的掃描所需的第一距離，最短者為光罩+基板的大小所需的距離。較佳者為大于光罩+基板的大小。第一距離的移動，可以一作業(yè)周期稱之。

其中，線性準(zhǔn)直光41的波長介于280納米至550納米之間，例如365納米、375納米、385納米、405納米、437納米等。

其中，整個傳動機(jī)構(gòu)，包括了橫向的傳動機(jī)構(gòu)50a以及垂直的傳動機(jī)構(gòu)2。如圖1B所示，垂直的傳動機(jī)構(gòu)2即為高度調(diào)整機(jī)構(gòu)，其設(shè)有軌道3，可調(diào)整線性光源40與基板10、光罩30的組合體的相對距離，其通過帶動橫向的傳動機(jī)構(gòu)50a整體向上或向下來調(diào)整線性光源40與基板10、光罩30的組合體的相對距離。而傳動機(jī)構(gòu)50a則通過軌道51來帶動線性光源40的橫向移動。

此外，控制電路板60可調(diào)整線性光源40的輸出功率，讓需要不同曝光強(qiáng)度的基板+光罩組合同樣可進(jìn)行曝光制程。此外，控制電路板60也可控制傳動機(jī)構(gòu)50a的移動速度(掃描速度)，進(jìn)而控制曝光時間。

圖1A、圖1B的實施例，借由將傳動機(jī)構(gòu)包含產(chǎn)生直線動作的機(jī)構(gòu)，因此，可使控制電路板60控制線性光源40以第一軸直線式移動，也就是橫向移動，此第一軸垂直于線性光源40的軸線。

橫向的直線移動，可結(jié)合線性光源40的線而構(gòu)成曝光的面。構(gòu)成曝光的面的方法，另可采用基板移動的方式，請參考圖2A、圖2B。

圖2A-圖2B為本實用新型的掃描式曝光設(shè)備的又一具體實施例的上視圖與側(cè)視圖， 圖2B為圖2A中從A看入的側(cè)視圖。

在圖2A、圖2B中，掃描式曝光設(shè)備包含：基座1、控制電路板60、傳動機(jī)構(gòu)2、傳動機(jī)構(gòu)6、線性光源40。其中基座1具有平臺5a，可擺置基板10、光罩30的組合體以進(jìn)行微影制程，基板10上已形成有光阻層20。傳動機(jī)構(gòu)2、6配置于基座1上，連接控制電路板60，線性光源40配置于支架70上，傳動機(jī)構(gòu)2借由軌道3可帶動支架70作動，而使線性光源40進(jìn)行垂直移動；傳動機(jī)構(gòu)6可帶動基板10移動，使線性光源40所發(fā)出的線性準(zhǔn)直光41可以掃描的方式構(gòu)成對基板10+光罩30的面的曝光。其中，控制電路板60控制傳動機(jī)構(gòu)6帶動基板10移動第一距離，并控制線性光源40于第一距離的移動期間持續(xù)產(chǎn)生線性準(zhǔn)直光41，以對基板10、光罩30(包括了圖案31)的組合體進(jìn)行至少一次曝光，據(jù)以完成微影制程。

第一距離的設(shè)定與前述者相同，不再贅述。也就是，控制傳動機(jī)構(gòu)6進(jìn)行第一距離，等同于圖1A、圖1B中，傳動機(jī)構(gòu)5a的相同動作。

整個傳動機(jī)構(gòu)，包括了可使基板10橫向移動的傳動機(jī)構(gòu)6以及垂直的傳動機(jī)構(gòu)2。如圖2B所示，垂直的傳動機(jī)構(gòu)2即為高度調(diào)整機(jī)構(gòu)，其設(shè)有軌道3，可調(diào)整線性光源40與基板10、光罩30的組合體的相對距離，其通過帶動支架70整體向上或向下來調(diào)整線性光源40與基板10、光罩30的組合體的相對距離。而傳動機(jī)構(gòu)6則帶動線性光源40的橫向移動。

圖3A-圖3B，本實用新型的掃描式曝光設(shè)備的另一具體實施例的上視圖與側(cè)視圖，圖3B為圖3A中從A看入的側(cè)視圖。在圖3A、圖3B中，掃描式曝光設(shè)備包含：基座1、控制電路板60、傳動機(jī)構(gòu)2、傳動機(jī)構(gòu)70、線性光源40、支架50b、支架70。其中基座1具有平臺5b，可擺置基板10、光罩30的組合體以進(jìn)行微影制程，基板10上已形成有光阻層20。傳動機(jī)構(gòu)2配置于基座1上，傳動機(jī)構(gòu)71配置于支架70上，支架70則由支架50b固定。傳動機(jī)構(gòu)2、71連接控制電路板60，線性光源40配置于傳動機(jī)構(gòu)71而固定于支架70上，傳動機(jī)構(gòu)71可帶動線性光源40進(jìn)行旋轉(zhuǎn)式作動，使線性光源40所發(fā)出的線性準(zhǔn)直光41可以圓形方式掃描構(gòu)成面的曝光。其中，控制電路板60控制傳動機(jī)構(gòu)50a帶動線性光源40旋轉(zhuǎn)至少一圈，并控制線性光源40于旋轉(zhuǎn)一圈的移動期間持續(xù)產(chǎn)生線性準(zhǔn)直光41，以對基板10、光罩30(包括了圖案31)的組合體進(jìn)行至少一次曝光，據(jù)以完成微影制程。

圖3A、圖3B的實施例為線性光源40旋轉(zhuǎn)的實施例，另一種方式是基座1的平臺進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，請參考圖4A-圖4B，本實用新型的掃描式曝光設(shè)備的再一具體實施例的上視圖與側(cè)視圖，圖3B為圖3A中從A看入的側(cè)視圖。在圖4A、圖4B圖中，掃描式曝光設(shè)備包含基座1、控制電路板60、傳動機(jī)構(gòu)2、傳動機(jī)構(gòu)90、線性光源40。其中基座1具有平臺5b，可擺置基板10、光罩30的組合體以進(jìn)行微影制程，基板10上已形成有光阻層20。傳動機(jī)構(gòu)2配置于基座1上，傳動機(jī)構(gòu)71配置于支架70上，支架70則由支架50b固定。傳動機(jī)構(gòu)2、傳動機(jī)構(gòu)71連接控制電路板60，線性光源40固定于支架70上。傳動機(jī)構(gòu)90配置于旋轉(zhuǎn)平臺80上，可帶動旋轉(zhuǎn)平臺80進(jìn)行旋轉(zhuǎn)式作動，使線性光源40所發(fā)出的線性準(zhǔn)直光41可以圓形方式掃描移動中的基板10與光罩30，進(jìn)而構(gòu)成面的曝光。其中，控制電路板60控制傳動機(jī)構(gòu)90帶動旋轉(zhuǎn)平臺80旋轉(zhuǎn)至少一圈，并控制線性光源40于旋轉(zhuǎn)一圈的移動期間持續(xù)產(chǎn)生線性準(zhǔn)直光41，以對基板10、光罩30(包括了圖案31)的組合體進(jìn)行至少一次曝光，據(jù)以完成微影制程。于此，旋轉(zhuǎn)一周即為一作業(yè)周期。同樣地，旋轉(zhuǎn)多次即為完成多次的作業(yè)周期；或者，正向旋轉(zhuǎn)一次、逆向旋轉(zhuǎn)一次，則為完成兩次的作業(yè)周期。

與圖1A、圖1B、圖2A、圖2B實施例不同的是，圖3A、圖3B、圖4A、圖4B的實施例是以旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行掃描。因此，整個曝光的范圍是線性光源40旋轉(zhuǎn)一圈所涵蓋的圓面積。

而以上的實施例，涵蓋了線性光源40移動，而基板10與光罩30不動的實施例，以及，線性光源40不動，而基板10與光罩30移動的不同實施例。換言之，本實用新型的實施例說明了產(chǎn)生線性光源40與基板10+光罩30的相對移動，即可構(gòu)成線性光源40對基板10+光罩30的面的掃瞄型曝光。而曝光的完整度，則可通過功率的調(diào)整、線性光源40與基板10+光罩30的相對距離、掃描曝光的時間與次數(shù)等來進(jìn)行調(diào)控。達(dá)到不須以復(fù)雜的光學(xué)機(jī)構(gòu)，即可以極低的成本來實現(xiàn)過去無法解決的成本問題，實為本實用新型所達(dá)到的一大特殊技術(shù)功效。

圖1A、圖1B、圖2A、圖2B的實施例，說明了線性光源40以一軸的移動方式，來達(dá)到面的掃描的技術(shù)。另一種方式是，在曝光的期間，線性光源40可通過機(jī)構(gòu)的設(shè)計，來實現(xiàn)第一軸的移動以執(zhí)行面的曝光；將線性光源40經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后，以第二軸的移動來執(zhí)行面的曝光。換言之，本實用新型亦可通過讓線性光源40以多個不同軸的方向進(jìn)行移動與曝光，請參考圖5A-圖5E，本實用新型的掃描式曝光設(shè)備的又一具體實施例的上視圖與側(cè)視圖。

圖5A說明了線性光源40被安裝于傳動機(jī)構(gòu)100上后，可進(jìn)行橫向(第一軸)的移動而進(jìn)行面的曝光掃描。圖5B-圖5C則說明了借由傳動機(jī)構(gòu)102的旋轉(zhuǎn)功能，可讓掛于傳動機(jī)構(gòu)102下方的線性光源40進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且，借由軌道101的配置，可讓線性光源40進(jìn)行縱向(第二軸)的移動而進(jìn)行面的曝光掃描。傳動機(jī)構(gòu)102可執(zhí)行使線性光源40旋轉(zhuǎn)的功能，而旋轉(zhuǎn)的θ角可以是任意角度，較佳者為90度，也就是，讓線性光源40的軸向與第一軸平行。

圖5D為圖5A由A方向看入的側(cè)視圖，圖5E則為圖5A由B方向看入的側(cè)視圖。與圖1B比較可發(fā)現(xiàn)，圖5D、圖5E的實施例，增加了傳動機(jī)構(gòu)100、軌道101與傳動機(jī)構(gòu)102，使得線性光源40可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)θ角后的第二軸移動。這種新型架構(gòu)，可讓掃描行曝光機(jī)可進(jìn)行不同面向的掃描，進(jìn)而使各個角度的掃描均勻度提高。其他的傳動機(jī)構(gòu)的動作，街與前述者相同，不再贅述。

圖1A-圖5E的四個不同實施例，主要說明了本實用新型提供線性光源40與基板10之間的相對運(yùn)動機(jī)制。而在掃描曝光之前，有基板10與光罩30的對位工作需進(jìn)行。因此，本實用新型更包括了對位裝置，讓基板10與光罩30可進(jìn)行準(zhǔn)確對位后，再進(jìn)行掃描曝光。接下來，請參考圖6，本實用新型的掃描式曝光設(shè)備的對位機(jī)構(gòu)的視圖。在此實施例中，整個對位裝置包含了夾持具120，可夾持光罩30；攝像組130，可擷取基板10與光罩30的影像，一般是配制在基板10與光罩30的對位標(biāo)志處；乘載平臺110，乘載基板10以進(jìn)行與光罩30對位前后的軟接觸與硬接觸，使光罩30與基板10能密合，以防止曝光過程的漏光。

圖6的實施例說明，通過對位機(jī)構(gòu)的配置，本實用新型的掃描式曝光設(shè)備即可執(zhí)行完整的光罩對位、至少一次掃描曝光，而達(dá)到與傳統(tǒng)的整照式曝光設(shè)備相同的功能。本實用新型的掃描式曝光設(shè)備不但成本低、且合格率高，同樣可達(dá)到高分辨率的曝光效果。

以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。