一种光刻设备垂向动态曝光方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提出一种光刻设备垂向动态曝光方法，用于将掩模版图形通过投影物镜系统曝光成像在工件台的硅片上，其特征在于：具体包括如下步骤：（1）对准工件台，找到最佳焦面，并使最佳焦面位于硅片的光刻胶顶部；（2）根据光刻胶厚度及曝光时间，计算工件台的运动速度，所述运动速度为光刻胶厚度除以曝光时间；（3）曝光时工件台按照运动速度垂向匀速上升，整个曝光过程中工件台移动的距离等于光刻胶涂层的厚度，曝光完成时使工件台的最佳焦面停留在光刻胶涂层的底部；（4）曝光结束后，工件台停止运动并开始后烘和显影过程。本发明还提出垂向动态曝光装置。本发明通过在曝光过程中，使工件台在垂向匀速移动，并且在移动过程中进行连续曝光，可以有效地增加厚胶工艺中反胶所形成的倒梯形图形的倾斜度。
【专利说明】一种光刻设备垂向动态曝光方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体制造【技术领域】，具体地涉及一种光刻设备垂向动态曝光方法及 装直。
【背景技术】
[0002] 光刻曝光过程中，光刻掩模形成的倒梯形图形是在电路加工中有着特殊应用的图 形，主要用于刻蚀工艺以及剥离工艺。
[0003] 由于光刻胶的化学特性的限制，使用正胶进行曝光无法得到倒梯形图形，必须使 用反胶，才能得到倒梯形图形。但是，有时候因受到反胶自身性质影响，曝光后得到的倒梯 形边的倾斜度不够大，如图1所示。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提出一种新的曝光方法，利用曝光工艺过程来弥补因反胶自身 性质的不足而造成的梯形边倾斜度过小的问题。
[0005] 本发明提出一种光刻设备垂向动态曝光方法，用于将掩模版图形通过投影物镜系 统曝光成像在工件台的硅片上，其特征在于：具体包括如下步骤： (1) 对准工件台，找到最佳焦面，并使最佳焦面位于硅片的光刻胶顶部； (2) 根据光刻胶厚度及曝光时间，计算工件台的运动速度，所述运动速度为光刻胶厚度 除以曝光时间； (3) 曝光时工件台按照运动速度垂向匀速上升，整个曝光过程中工件台移动的距离等 于光刻胶涂层的厚度，曝光完成时使工件台的最佳焦面停留在光刻胶涂层的底部； (4) 曝光结束后，工件台停止运动并开始后烘和显影过程。
[0006] 使用上述垂向动态曝光方法曝光的光刻曝光装置，包括照明光源、掩模版、投影物 镜以及工件台，其特征在于：还包括控制模块。
[0007] 其中，所述控制模块计算工件台的运动速度，并控制工件台运动。
[0008] 本发明通过在曝光过程中，使工件台在垂向匀速移动，并且在移动过程中进行连 续曝光，可以有效地增加厚胶工艺中反胶所形成的倒梯形图形的倾斜度。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 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。
[0010] 图1为现有曝光方法得到的倒梯形图形； 图2为本发明垂向动态曝光装置结构示意图； 图3为本发明垂向动态曝光方法得到的倒梯形图形。
【具体实施方式】 toon] 下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
[0012] 本发明将工件台曝光时静止状态改为匀速运动状态。根据光刻胶厚度以及曝光时 间，计算出工件台曝光时所需要的运动速度。将匀速运动速度作为工件台输入参数，在曝光 时，使工件台以给定的速度匀速向上运动，直到曝光完成；然后进行后烘，显影等工艺过程 成，最终完成光刻胶成像，来提升反转胶曝光时呈现的倒梯形图形倾斜率。
[0013] 如图2所示，根据本发明的垂向动态光刻曝光装置由照明光源1、掩模版5、投影物 镜2、工件台6构成的，其中工件台由硅片台和工件台速度控制模块构成。本发明在曝光过 程中使用动态曝光方式，以l〇um厚光刻胶，曝光0. 5秒为例，在曝光前，由工件台速度控制 模块计算出运动速度V=20 um/sec，将V反馈给工件台；开始曝光，同时工件台以V的速度 从图2工件台实线位置向上匀速运动，经过0. 5秒后，工件台在图2工件台虚线位置停止运 动，完成曝光；然后进行后烘显影。
[0014] 本发明的光刻设备垂向动态曝光方法，用于将掩模版图形通过投影物镜系统曝光 成像在硅片上，工件台在曝光过程中作垂向匀速运动，具体包括如下步骤： 1. 对准工件台，找到最佳焦面，并使最佳焦面位于硅片的光刻胶顶部； 2. 控制模块根据光刻胶厚度及曝光时间，计算工件台的运动速度，并将计 算结果反馈给工件台。匀速运动速度⑴为光刻胶厚度⑶除以曝光时间（T): " Η V.=-； Τ 3. 将计算出的工件台运动速度反馈给工件台，曝光时工件台按照运动速度垂向勻速 上升，整个曝光过程中工件台移动的距离等于光刻胶涂层的厚度，曝光完成时使工件台的 最佳焦面停留在光刻胶涂层的底部； 4. 曝光结束，工件台停止运动，进行后烘，显影等工艺最终得到光刻成像。
[0015] 本发明通过在曝光过程中，使工件台在垂向匀速移动，并且在移动过程中进行连 续曝光，可以有效地增加厚胶工艺中反胶所形成的倒梯形图形的倾斜度，如图3所示。 本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技 术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者 有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。
【权利要求】
1. 一种光刻设备垂向动态曝光方法，用于将掩模版图形通过投影物镜系统曝光成像在 工件台的硅片上，其特征在于：具体包括如下步骤： (1) 对准工件台，找到最佳焦面，并使最佳焦面位于硅片的光刻胶顶部； (2) 根据光刻胶厚度及曝光时间，计算工件台的运动速度，所述运动速度为光刻胶厚度 除以曝光时间； (3) 曝光时工件台按照运动速度垂向匀速上升，整个曝光过程中工件台移动的距离等 于光刻胶涂层的厚度，曝光完成时使工件台的最佳焦面停留在光刻胶涂层的底部； (4) 曝光结束后，工件台停止运动并开始后烘和显影过程。
2. 使用如权利要求1所述的垂向动态曝光方法曝光的光刻曝光装置，包括照明光源、 掩模版、投影物镜以及工件台，其特征在于：还包括控制模块。
3. 如权利要求2所述的光刻曝光装置，其特征在于：所述控制模块计算工件台的运动 速度，并控制工件台运动。
【文档编号】G03F7/20GK104062853SQ201310090953
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年3月21日 优先权日:2013年3月21日
【发明者】施忞, 章磊, 夏志鹏 申请人:上海微电子装备有限公司