CN1136708A - 用于制造半导体器件的曝光装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造半导体器件的曝光装置包括：一个具有待曝光图形的掩模母板；一控制掩模母板的曝光区域的遮光器；位于遮光器和掩模母板之间的光学组件，其聚集通过遮光器的光线。掩模母板上的相邻接图形靠曝光能量叠加连续投影。掩模母板的使用区域可最大化，图形间的间隔不再重要，图形间曝光不足或过度的缺陷可得以弥补。

Description

用于制造半导体器件的曝光装置
本发明涉及一种制造半导体器件的曝光装置。特别是涉及这样一种制造半导体器件的曝光装置，使用可聚集通过遮光器的光线的附加光学组件，以分步缝接方法(Stitching Process)通过图形合成对丝网曝光，在感光基板(plate)上形成曝光能量叠加，将掩模母板上的图形投影到感光基板上，从而在掩模母板上连续地形成图形。
为在半导体晶片或液晶显示装置的玻璃基片上形成电路，要在其上做出电路的图形。具有这种图形的玻璃板称为掩模母板或掩模。
曝光装置将掩模母板上的图形投射到半导体晶片或液晶显示装置的基片上。在液晶显示装置的制造工序中，当显示器的尺寸超出投射透镜的曝光范围时，通过将显示屏分区，有选择地进行曝光，以进行屏合成。
按制造次序在掩模母板上连续形成图形，以进行屏合成时，须把掩模母板上没有用到的图形部分人为地遮盖住。如上所述，为将图形按制造次序投影到掩模母板上，利用一个遮光器把图形的其余部分人为地掩盖住。
控制遮光器和选择地对掩模母板上的图形曝光是分步缝接过程(Stitching Process)。这一过程是提高液晶显示装置图形曝光步骤效率的一个重要因素。
如图1所示，常用的曝光装置包括：具有超高压汞弧灯的光源1，反射器2，聚光透镜3，遮光器4，掩模母板5，投射透镜6，感光基板7。
由光源1产生的点光束通过反射器2散射成平面光束，平面光束照射在聚光透镜3上，聚光透镜3将平面光束聚集并照射在具有图形的掩模母板5上。
遮光器4遮住掩模母板5上将被曝光的图形以外的区域，那么来自聚光透镜3的光线通过遮光器4照射在掩模母板5上将被曝光的图形上，投射透镜6将掩模母板5上没有被遮光器遮盖的图形投影到感光基板7的表面上。感光基板7的抗蚀剂按掩模母板5上的图形被曝光。
此时，照射在掩模母板5上的每一图形的曝光能量全都分配给通过遮光器4的照射光线曝光的该图形，因而不会有曝光能量重叠。如图4所示。
在掩模母板5上形成图2所示的图形时，调整遮盖待曝光图形以外部分的遮光器4的尺寸，使其大于待曝光的图形。即是，由于有可能因照射在遮光器4边缘上光的散射而使图形质量变差，要调整遮光器4，使得光照的部分大于掩模母板5上的曝光图形。
因此，尽管可以没有间隔地将图形投射到感光基板7上，如图3所示，但掩模母板5上要曝光的图形也必须保持一定间隔，如图2所示。
可见，采用现有技术，掩模母板的有效使用面积减少，而且为保持每个图形之间的间隔，必须考虑定位精度。
进一步说，当投射到感光基板上的图形没有准确定位时，有可能造成图形之间部分曝光过度或曝光不足，从而导致产品质量变差。
本发明的优点和目的将部分地在下面予以描述，部分地通过详细描述变得显而易见，或者对本发明进行实验操作，也会了解这些目的和优点。利用所附权利要求书中具体指出的诸项组成或其组合，可以实现本发明的优点和目的。
本发明的目的是，提供一种制造半导体器件的曝光装置，使用可聚集通过遮光器的光线的附加光学组件，以分步缝接方法(Stit-ching Process)通过图形合成对屏曝光，在感光基板(plate)上形成曝光能量叠加，将掩模母板上的图形投影到感光基板上，从而在掩模母板上连续地形成图形。
为达到上述目的，本发明包括：掩模母板，其上形成有曝光图形；遮光器，用于控制掩模母板上的曝光区域；光学组件，装在遮光器和掩模母板之间，用于聚集通过遮光器照射在感光基板上的光线。
应当清楚的是，上面概述和下面详述的只是本发明的范例，用于对本发明进行解释，并不是象权利要求那样限制本发明。
作为说明书组成部分的附图示出了本发明的一个实施例，和详细描述一起用于解释本发明的原理。附图中：
图1是现有曝光装置的示意图；
图2是现有掩模母板的示意图；
图3是现有技术投射到感光基板上的图形示意图；
图4表示在现有的曝光装置中，投射在感光基板上的曝光能量的状态；
图5是根据本发明最佳实施例的曝光装置示意图；
图6是根据本发明的最佳实施例在掩模母板上形成的图形示意图；
图7表示根据本发明的最佳实施例的曝光装置投射在感光板上的曝光能量的状态。
下面结合附图对本发明的实施例作详细描述。
图5示出了根据本发明的最佳实施例的曝光装置。光源1产生点光源，反射器2将光源1产生的点光源反射为平面光束。掩模母板5上具有多个将被曝光的图形，聚光透镜3将由反射器2漫反射的光聚集并将聚集的光束照射在掩模母板5上。遮光器4通过将图形掩模母板5上不进行曝光的图形遮住，控制曝光区域。置于遮光器4和掩模母板5之间的校正透镜9将通过校正板8的入射光聚集并照射在掩模母板5上。投射透镜6将掩模母板5的图形投射到感光基板7上。
根据本发明的最佳实施例，校正板8补偿了由校正透镜9和掩模母板5的厚度引起的不对称性，校正板8具有和掩模母板5相同的材质和厚度。
根据本发明的最佳实施例，校正透镜9是具有1∶1的等放大比率的光学装置，其不产生如畸变、慧差等非对称像差，仅在预定范围内产生如球差等对称特征的像差。
下面将根据具有上述结构的本发明的最佳实施例对曝光装置的操作进行描述。
带超高压汞弧灯的光源1产生的点光束经反射器2漫反射成平面光束，并入射到聚光透镜3上。聚光透镜3用于聚集入射的平面光束，并使聚集后的光束照射在掩模母板5上。掩模母板5上形成有将被曝光的图形。
此时，遮光器4将掩模母板5上将不被曝光的部分遮住。光线穿越遮光器的曝光区域4a。因此，只有部分来自聚光透镜3的光线通过遮光器4照射在掩模母板5上。
曝光区域4a的预定尺寸比曝光图形大。来自曝光区域4a的光线穿过校正板8并入射到校正透镜9上。
通过曝光区域4a和校正板8的光束穿过校正透镜9照射在掩模母板5上。然后，掩模母板5上和曝光区域4a相对应的部分由投射透镜6投射到感光基板7上。
在曝光区域4a的边缘上，具有图7所示预定能级的曝光能量在以边缘为中心的对称像差，如故意由校正透镜9产生的球差，范围内分布。
请参看图6，根据本发明的最佳实施例的掩模母板5有两个图形P1和P2，P1和P2相互邻接。对掩模母板5上的第一图形P1曝光后，再对第二图形P2曝光。图7示出了第二次曝光后具有预定能级的曝光能量的分布。
因此，和图4所示的相应于每一常规的图形曝光能量的分布不同，产生了曝光能量叠加，叠加位于图7所示的图形P1和P2的曝光区的中心。
图7虚线所示相当于通过遮光器4的曝光区域的曝光能量分布。
因此，曝光区域4a的边缘处的曝光能量分布和其它各部分的曝光能量的分布是一样的，所以，和曝光区边缘相关联的图形被投影到感光基板上。
如上所述，根据本发明的最佳实施例，因曝光能量由校正透镜9叠加，即使形成的是没有规则间隔的连续图形，掩模母板5上的每一个图形也可以正常曝光。
以平面镜作反射器的光学组件代替校正透镜9，可连续地在掩模母板上实施曝光过程。
如上所述，根据本发明的最佳实施例的曝光装置，使用可聚集通过遮光器的光线的附加光学组件，以分步缝接方法(StitchingProcess)通过图形合成对屏曝光，在感光基板(plate)上形成曝光能量叠加，将掩模母板上的图形投影到感光基板上，从而在掩模母板上连续地形成图形。
进一步说，通过连续制成掩模母板，可使掩模母板的可使用面积达到最大，且不必考虑形成每一图形时为保持间隔的定位精度。
另外，可以减少图形之间的曝光不足或曝光过度的缺陷，提高了生产效率。通过降低排列掩模母板和感光基板的时间，可提高单位时间的产量。
通过参阅本发明的说明书和实验操作，本领域的熟练技术人员可作出本发明的其它实施例。说明书和实例仅作为范例，本发明的实际范围和构思在下面的权利要求书中予以指出。

Claims (9)

1、一种用于制造半导体器件的曝光装置，包括：
具有待曝光图形的掩模母板；
用于控制掩模母板的曝光区域的遮光器；
位于遮光器和掩模母板之间用于聚光的光学组件。
2、如权利要求1所述的曝光装置，其中光学组件具有1∶1的等放大比率，没有非对称像差，并有对称性的像差。
3、如权利要求2所述的曝光装置，其中，所述对称性的像差是在一预定范围内的球差。
4、如权利要求1所述的曝光装置，还包括位于遮光器和光学组件之间用于校正掩模母板的非对称性的校正板，校正板具有和掩模母板相同的材质和厚度。
5、如权利要求1所述的曝光装置，其中掩模母板上具有多个连续相邻接的图形。
6、一种用于制造半导体器件的曝光装置，包括：
产生点光束的光源；
将点光束漫反射为平面光束的反射器；
用于聚集来自反射器的光线的聚光镜；
具有多个图形的掩模母板；
用于控制掩模母板的曝光区域的遮光器；
用于投射掩模母板的图形的投射透镜；以及
位于遮光器和掩模母板之间用于聚光的光学组件。
7、如权利要求6所述的曝光装置，其中，光学组件具有1∶1的等放大比率，没有非对称偏差，并具有对称性偏差。
8、如权利要求6所述的曝光装置，其中，掩模母板上具有多个连续相邻接图形。
9、如权利要求6所述的曝光装置，还包括一校正板，置于遮光器和光学组件之间，用于校正掩模母板的不对称性，校正板的材质和厚度与掩模母板相同。
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