[发明专利]一种用于光刻曝光的快门装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快门装置及其使用方法，特别涉及一种用于光刻曝光中的快门装置及其使用方法。

背景技术

光刻机的一个重要指标是最小线宽，曝光剂量的过大或不足都将影响光刻胶显影效果，从而降低最小线宽指标。曝光剂量的精密控制，能为整个光刻工艺稳定打下良好基础。

采用高压汞灯作为光源的曝光系统，曝光剂量的控制通过快门的开闭实现。具体过程如下：高压汞灯输出光功率达到稳定；打开快门开始曝光，同步开始计算曝光剂量；达到设定剂量，关闭快门，曝光结束。在现有技术中，快门只能实现简单的开闭。

图1示出了一种使用旋转叶片结构的快门，快门叶片61通过旋转实现光束的通过与遮挡。由于受制于旋转电机的速度，小剂量曝光需要使用衰减器62对光功率进行衰减以增加曝光时间。衰减器62分为三个部分，分别为75%透过率区域63、100%透过率区域64和15%透过率区域65。该快门装置需要在曝光系统中增加衰减器，并且在衰减器切换衰减率的过程中不可以进行曝光操作，增加了曝光时间；同时由于光束均匀性的要求，快门叶片61实现开闭的过程只能沿一个固定的方向旋转，从而限定了曝光一次的最小时间不能低于叶片旋转一周的时间。美国专利US4839679披露的快门装置采用叶片直线运动的结构，但也存在以上缺陷。

发明内容

现有技术存在的技术问题在于，现有快门装置单次曝光时间长且光束功率不均。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于光刻曝光的快门装置，包括固定叶片和可动叶片，所述固定叶片和所述可动叶片上分布有孔洞，所述固定叶片和所述可动叶片在光束照射区域内的孔洞分布相同，所述可动叶片可通过相对于所述固定叶片运动，使所述可动叶片孔洞与所述固定叶片孔洞由不相交至重合或部分重合，实现快门的开闭。

所述可动叶片相对于所述固定叶片运动可以通过绕转动轴转动实现。

所述可动叶片相对于所述固定叶片运动可以通过平移实现。

本发明还提供了一种前述快门装置的使用方法，包括

将所述可动叶片孔洞与所述固定叶片孔洞完全交错分开状态设置为快门关闭状态，此时可动叶片的位置为关闭位置；

确定曝光剂量范围，将曝光剂量范围分段；

确定各个曝光剂量段的可动叶片位置；

根据曝光设定剂量，控制可动叶片在所述关闭位置和所述曝光设定剂量所属的曝光剂量段的可动叶片位置之间移动。

本发明提出的快门装置不需要使用衰减器装置，省去了切换衰减率使用的时间；可以做小范围的往复运动不会引起光束功率不均，减小了单次曝光的时间。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1为现有技术中一种快门装置的示意图；

图2为本发明转动式快门装置的结构示意图；

图3为图2中叶片上孔洞分布示意图；

图4为图2中的快门开闭示意图；

图5为本发明平移式快门装置的结构示意图；

图6为图5中的快门开闭示意图；

图7为使用本发明快门装置的曝光系统示意图；

图8为本发明快门装置在光路中的位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。

第一实施例

参见图2所示，本发明提出了一种用于光刻曝光的快门装置，包括固定叶片12与可动叶片11，固定叶片12固定在某个位置后位置不再变动，可动叶片11与固定叶片12靠近且叶片面相互平行，可动叶片11可以在叶片平面内绕转动轴转动；固定叶片12与可动叶片11上面分布均匀的孔洞。其中，图2左侧部分为本快门装置的侧视图，右侧部分为本快门装置的平面图。

图3为图2中可动叶片11或者固定叶片12上的孔洞分布示意图。固定叶片12与可动叶片11在光束照射区域33内的孔洞分布相同，叶片分为孔洞31与遮光区域32。当可动叶片11与固定叶片12处于孔洞完全重合状态时，叶片上的孔洞31完全透光；当可动叶片11与固定叶片12处于孔洞交错分开时，固定叶片12与可动叶片11上孔洞31被彼此的遮光区域32遮挡，此时在光束照射区域33内是不透光的。

本发明转动式快门装置可以实现三种状态：

1、              关闭状态：固定叶片12的遮光区域将可动叶片11的孔洞完全遮挡住，且可动叶片11的遮光区域将固定叶片12的孔洞完全遮挡，此时快门不透光；