一種投影曝光裝置，用于在基底表面形成曝光圖案，包括：可變狹縫，所述可變狹縫包括若干刀口，其特征在于，所述可變狹縫的刀口既可平移運動也可旋轉運動，根據待曝光圖案的排布，調整所述刀口來調整所述可變狹縫的視場的形狀和尺寸，使得所述視場邊緣從所述待曝光圖案之間穿過或使得所述視場包含了所述待曝光圖案區域，從而使得所述視場之間的拼接線不穿過所述曝光圖案。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光刻領域，尤其涉及光刻裝置中的投影曝光裝置及投影曝光和拼接方法。
技術介紹
在高亮度發光二極管HBLED的加工工藝中，GaN基LED外延是在藍寶石襯底上制備的。由于GaN和藍寶石襯底材料的晶格常數相差14%，造成降低載流子的產生率，產生大量熱能，縮短芯片的壽命。圖形化藍寶石基板PSS技術可以有效的提高芯片內部量子效率，改變LED光學路線，提升LED外部量子效應。 PSS的工藝流程是首先用光刻工藝在藍寶石基底上制作出周期性圖形如圖I所示，在2英寸或4英寸圓形基底上光刻出圓形圖案，通常圖案直徑和圖案間距比為2 I或3 I排布；然后進行干法或濕法刻蝕出圖形結構，最后在PSS層上進行mocvd制作GaN基發光二極管的外延層。在光刻工藝中，由于使用的藍寶石襯底的翹曲度和總厚度偏差TTV達不到傳統IC加工中使用的硅襯底的要求，所以使用接觸式或接近式光刻機對整片藍寶石襯底曝光難以達到產品的合格率要求。投影光刻機的視場小，在一片藍寶石基底上分多次曝光如圖2所示，圖2中的I是矩形視場下的圖案排布，視場四個邊緣部分都會有半個曝光圖形，將圖I進行拼接曝光就可以完成整片基底的曝光如圖2中的2所示。步近投影光刻機可以較好的解決基底翹曲較嚴重的問題，但是視場拼接會使曝光圖案拼接產生誤差。圖3所示為理想的拼接圖案和幾種典型的不合格拼接圖案。如圖3所示，理想的拼接圖案是一個完整的圓形；在實際情況中兩拼接圖形會產生X方向的位移，如圖3中的第4和第5拼接圖案所示；兩拼接圖形也有可能會產生Y方向的位移，如圖3中的第2和第3拼接圖案所示。經實驗發現圖案形變主要在視場之間的拼接部分，其主要原因是傳統的投影光刻機的視場都是矩形，PSS工藝的圖案排布成菱形而且沒有切割槽，所以矩形的小視場必然會把一個圖案分成幾部分。實驗結果如圖4所示。在理想狀態下可以通過圖案拼接的方法完成曝光，但是投影圖像會發生畸變，會使一個像點從理想位置產生位移，比如對于線寬在2微米的線條，相對畸變往往要小于O. I微米才會保證較好的套刻精度，傳統的投影光刻機難以很好多的解決這個問題。對于類似于PSS工藝中襯底的特殊的周期性圖形排布方式，本專利技術提出了投影光刻機可以改變視場形狀的曝光方法，能解決傳統投影光刻機拼接圖像要求高的問題，改善曝光質量。
技術實現思路
傳統的投影光刻機的視場形狀由可變狹縫處的四個刀口組成，四個刀口都能水平移動，通過四個刀口的水平移動改變矩形視場的尺寸，本專利技術在保留刀口水平移動的兩個自由度外，還在部分刀口處增加了旋轉的自由度，可以實現非矩形視場。通過該結構，可以將視場變成菱形、三角形、梯形或六邊形等，以滿足多種特殊光刻需求，提高曝光質量。本專利技術的投影曝光裝置，用于在基底表面形成曝光圖案，包括可變狹縫，所述可變狹縫包括若干刀口，其特征在于，所述可變狹縫的刀口既可平移運動也可旋轉運動，根據待曝光圖案的排布，調整所述刀口來調整所述可變狹縫的視場的形狀和尺寸，使得所述視場邊緣從所述待曝光圖案之間穿過或使得所述視場包含了所述待曝光圖案區域；，從而使得所述視場之間的拼接線不穿過所述曝光圖案。其中，所述刀口數目為四個，通過調整所述刀口得到菱形、矩形或梯形視場。其中，所述刀口數目為六個，通過調整所述刀口得到六邊形視場。其中，所述刀口數目為三個，通過 調整所述刀口得到三角形視場。其中，所述待曝光圖案的排布為矩形或非矩形排布。其中，所述非矩形排布為菱形、六邊形、三角形或梯形排布。本專利技術還提出了一種投影曝光方法，包括(I)將掩模加載到掩模臺，所述掩模上具有待曝光圖案；(2)將基底加載到工件臺；(3)根據待曝光圖案的排布，將可變狹縫中的刀口進行平移和/或旋轉運動以調整所述可變狹縫的視場尺寸及形狀，使得所述視場邊緣從所述待曝光圖案之間穿過或使得所述視場包含了所述掩模上待曝光圖案區域；(4)移動所述工件臺，將所述基底所需曝光區域移動到所述掩模下方，對所述基底逐場曝光，直至整個基底被全部曝光。其中，曝光方式為步進式或掃描式。其中，所述刀口數目為四個，通過調整所述刀口得到菱形、矩形或梯形視場。其中，所述刀口數目為六個，通過調整所述刀口得到六邊形視場。其中，所述刀口數目為三個，通過調整所述刀口得到三角形視場。其中，所述待曝光圖案的排布為矩形排布或非矩形排布。其中，所述非矩形分布為菱形、六邊形、三角形、或梯形排布。其中，所述非矩形排布為三角形排布或梯形排布，所述可變狹縫形成的視場的形狀為相應的三角形或梯形，所述視場邊緣從所述待曝光圖案之間穿過，整個基底分為兩個分別具有正立和倒立的三角形或梯形的區域，先對其中一個區域進行逐場曝光，將該區域完全曝光后旋轉基底，再對另一區域進行逐場曝光，直至整個基底曝光完畢。使用非矩形非圓形視場曝光，可以根據圖案的排布選擇合適的視場曝光，使曝光圖案不被視場之間的拼接線分割開，避免了圖案拼接的問題，即使投影圖像發生畸變也不會影響圖案形狀。比如說，在圖形化藍寶石襯底曝光時，采用傳統曝光方式，需要將掩模邊緣圖形設計成為半圓，再拼接，增加了系統難度，而采用本裝置與方法可避免此問題。附圖說明關于本專利技術的優點與精神可以通過以下的專利技術詳述及所附圖式得到進一步的了解。圖I所示為利用光刻工藝在藍寶石基底上制作出的周期性圖形的示例；圖2所示為傳統的利用矩形視場進行曝光的視場圖形和按照步進方式曝光拼接后的整體圖案；圖3所示為典型的拼接圖形；圖4所示為逐場曝光拼接后的曝光顯影結果；圖5所示為本專利技術所用的投影曝光裝置的結構示意圖；圖6所示為傳統的可變狹縫的四個刀口的結構示意圖；圖7所示為根據本專利技術的四個刀口的可變狹縫的結構示意圖；圖8所示為可變狹縫刀口的結構示意圖；圖9所示為根據本專利技術的成菱形排布的需要曝光的圓形的排布圖案； 圖10所示為將本專利技術的四個刀口形成菱形的動作示意圖；圖11所示為根據本專利技術的第一實施方式的視場的結構示意圖；圖12所示為根據本專利技術的實施方式的曝光路徑示意圖；圖13所示為根據本專利技術的三個刀口的可變狹縫的結構示意圖；圖14所示為根據本專利技術的成三角形排布的需要曝光的圓形的排布圖案；圖15所示為根據本專利技術的對六邊形排布的待曝光圖案的曝光路徑示意圖；圖16所示為根據本專利技術的三角形或梯形排布的待曝光圖案的視場形狀示意圖；圖17所示為本專利技術使用的幾種不同的曝光處方。具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本專利技術的具體實施例。投影式光刻機的基本結構原理如圖5所示，主要由光源I、勻光器件2、可變狹縫3、照明鏡組4、物鏡6等幾大部分組成。工作原理是首先光源I產生照明光，穿過勻光器件2和可變狹縫3，然后經照明鏡組4折射后，通過物鏡6投影在基底7上。其中光源I產生投影光刻要求的分辨率所需要的曝光波段；勻光器件2根據坷拉照明原理，將光束分割再疊力口，提高光能分布的均勻性；可變狹縫3通過調整刀口來決定視場的尺寸；在本專利技術中將可變狹縫3和掩模5之間部分定義為照明鏡組4，主要作用是對穿過可變狹縫后的光束進行再處理。物鏡6的功能是把掩模5上的掩模圖案成像到基底7上。所述基底7被真空吸附在可以做六維運動的工件臺上，在步進曝光過程中，基底7和掩模臺作相對運動，兩者都垂直于光軸的方向。實現非矩形視場主要是通過改變可變狹縫3的四個刀口的位置來實現的。傳統的可變狹縫的四個刀口的結構示意圖如圖本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種投影曝光裝置，用于在基底表面形成曝光圖案，包括：可變狹縫，所述可變狹縫包括若干刀口，其特征在于，所述可變狹縫的刀口既可平移運動也可旋轉運動，根據待曝光圖案的排布，調整所述刀口來調整所述可變狹縫的視場的形狀和尺寸，使得所述視場邊緣從所述待曝光圖案之間穿過或使得所述視場包含了所述待曝光圖案區域；，從而使得所述視場之間的拼接線不穿過所述曝光圖案。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張俊，唐世弋，陳勇輝，
申請(專利權)人：上海微電子裝備有限公司，
類型：發明
國別省市：
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