专利名称：多重光罩曝光系统及其曝光方法
技术领域：
本发明涉及一种曝光系统，特别是涉及一种可将多重光罩叠合的曝光系统及其曝光方法。
背景技术：
半导体集成电路(IC)技术中，特征尺寸最小化与封装密度最大化方面的发展十分快速。特征尺寸最小化是借由微影技术的改良与增进其效能来创造更小的特征结构。举例来说，一交替式相位移光罩(alternating phaseshifting mask)可以一预设的成像工具来投射出更小的特征结构。此交替式相位移光罩常需附加一第二修正光罩，然而，双重曝光及替换光罩常导致较高的制造成本、较低的生产力及更多的对准(alignment)问题。
由此可见，上述现有的微影系统在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的曝光系统及曝光方法，便成了当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的微影系统存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的多重光罩曝光系统及其曝光方法，能够改进一般现有的曝光系统及其曝光方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的曝光系统存在的缺陷，而提供一种新型结构的多重光罩曝光系统，用以改善传统多重光罩需要经过多重曝光制程，生产效率无法提升的缺点，从而更加适于实用。
本发明的另一目的在于，克服现有的曝光系统存在的缺陷，而提供一种多重光罩曝光系统，用以改善传统多重光罩曝光制程需要更换数个光罩，其对准(alignment)精确度不佳的问题，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种多重光罩曝光系统，包括一光罩载台模块，用以支承一第一光罩及一第二光罩，其中该第一光罩经一第一光束照射后形成具有一第一图案的一第一转换光束，该第二光罩经一第二光束照射后形成具有一第二图案的一第二转换光束；以及一光束结合器，用以结合该第一转换光束及该第二转换光束，以形成一结合图案光束，其中该结合图案光束被投射于具有一光阻层的一基板。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的多重光罩曝光系统，其中该光束结合器包括一分光器。
前述的多重光罩曝光系统，其中该分光器是选自于由长型分光器、扁平分光器及立方体分光器所组成的群组。
前述的多重光罩曝光系统，其中该分光器包括极化分光器。
前述的多重光罩曝光系统，其中该光束结合器更包括一反射镜，将该第一转换光束反射向该分光器。
前述的多重光罩曝光系统，更包括安装一中继透镜，使从该第一光罩载台至该基板的一第一光程与从该第二光罩载台至该基板的一第二光程实质相等。
前述的多重光罩曝光系统，其中该光罩载台模块包括一第一光罩载台用以支承该第一光罩，及一第二光罩载台用以支承该第二光罩，且该第一光罩载台及该第二光罩载台配置成使从该第一光罩载台至该基板的一第一光程与从第二光罩载台至该基板的一第二光程实质相等。
前述的多重光罩曝光系统，其中该光罩载台模块包括一单一光罩载台，用以支承该第一光罩及该第二光罩。
前述的多重光罩曝光系统，其中该单一光罩载台配置成支承该第一光罩及该第二光罩，使两者相互平行。
前述的多重光罩曝光系统，其中该单一光罩载台配置成支承该第一光罩及该第二光罩，使两者相互垂直。
前述的多重光罩曝光系统，其中该单一光罩载台设计成可调整该第一光罩及该第二光罩的平移模式及旋转模式以相互对准。
前述的多重光罩曝光系统，更包括至少一聚光透镜。
前述的多重光罩曝光系统，更包括另一光束结合器，与该光束结合器排列成一连串，用以将具有一第三图案的一第三光束结合进入该结合图案光束。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种利用多重光罩进行曝光的方法，包括提供一光罩载台模块，支承一第一光罩及一第二光罩；以一第一光束照射该第一光罩，形成具有一第一图案的一第一转换光束；以一第二光束照射该第二光罩，形成具有一第二图案的一第二转换光束；以一光束结合器结合该第一转换光束及该第二转换光束；以及形成一结合图案光束，投射于具有一光阻层的一基板上。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的利用多重光罩进行曝光的方法，其中该光罩载台模块包括一单一光罩载台，用以支承该第一光罩及该第二光罩，且该单一光罩载台配置成支承该第一光罩及该第二光罩，使两者相互平行或相互垂直。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为了达到上述目的，本发明提供了一种多重光罩曝光系统，包括一光罩载台模块，具有一第一光罩载台及一第二光罩载台，用以支承第一光罩及第二光罩，并使此二光罩实质互为平行。曝光系统至少包括第一光罩载台及第二光罩载台下方的一第一槽孔及一第二槽孔、至少一聚光透镜及一可支承基板的基板载台。第一光罩经第一光束照射后形成具有第一图案的第一转换光束，而第二光罩经第二光束照射后形成具有第二图案的第二转换光束，以光束结合器结合第一转换光束及第二转换光束来形成结合图案光束，最后将结合图案光束被投射于具有一层光阻层的基板上。
依照本发明的一较佳实施例，第一光罩载台与第二光罩载台可为边对边排列配置，并利用一光束结合器使由第一光罩载台到基板的第一光程与从第二光罩载台到基板的第二光程实质相等。
依照本发明的另一较佳实施例，第一光罩载台与第二光罩载台可为彼此分开配置(例如上下平行配置)，并利用一光束结合器使由第一光罩载台到基板的第一光程与从第二光罩载台到基板的第二光程实质相等。
根据本发明的上述目的，提出一种多重光罩曝光系统，包括一光罩载台模块，具有一单一光罩载台，用以支承第一光罩及第二光罩，使此二光罩实质互为平行或互为垂直。单一的光罩载台可设计为可互相调整第一光罩及第二光罩的平移模式及旋转模式以进行对准。
根据本发明的上述目的，提出一种多重光罩曝光系统，包括一L-型光罩载台，具有互为垂直的第一支臂及第二支臂，第一支臂可用以支承第一光罩而第二支臂可用以支承第二光罩，使此二光罩的配置互相垂直。L-型光罩载台被设计为可至少调整第一光罩的平移模式及旋转模式以对准第二光罩依照本发明的一较佳实施例，曝光系统的照明可以一单一光源及聚光系统达成，聚光系统是为一可足够遮盖所有光罩的大聚光透镜；或选择另一种聚光系统，利用分别遮盖每一个光罩的方式，将单一光源分到一个以上的聚光镜来覆盖所有的光罩。除此之外，也可应用一个以上的光源来达成上述目的。
依照本发明的较佳实施例，光束结合器包括一分光器。分光器可为扁平分光器、长型分光器及/或极化分光器。
依照本发明的另一较佳实施例，曝光系统更包括一光束监测器组件，设置于光束结合器之后，用以接收从光束结合器射出的第一光束及第二光束的分出部分，光束结合器更包括一反射镜，或包括一中继透镜。
依照本发明的一较佳实施例，此曝光系统更包括一第二光束结合器，以一连串排列的方式与光束结合器排列在一起，用以结合从一第三光罩射出的具有第三图案的第三光束，形成结合图案光束。
借由上述技术方案，本发明多重光罩曝光系统及其曝光方法至少具有下列优点本发明的多重光罩曝光系统是利用至少一光束结合器，将一第一光束射向第一光罩后所形成的第一图案及一第二光束射向第二光罩后形成的一第二图案结合成一结合光束，使来自于复数个光罩上的图案可经由一次的曝光制程而重叠投射于附着有光阻层的基板上，具有达到降低制造成本、提高生产率及消除对准问题的优点。
综上所述，本发明新颖的多重光罩曝光系统及其曝光方法，改善了传统多重光罩需要经过多重曝光制程，生产效率无法提升的缺点，并改善了传统多重光罩曝光制程需要更换数个光罩，其对准(alignment)精确度不佳的问题。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构、方法或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的曝光系统及曝光方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详细说明如下图1是本发明的一实施例的一种双光罩微影系统的示意图。
图2a及图2b是绘示依照本发明的不同实施例的应用于图1的双光罩微影系统的分光器的透视图。
图3a、图4、图5及图6a是绘示依照本发明较佳实施例的一种具有两个光罩载台的双光罩微影系统的剖面图。
图3b是绘示依照图3a所示的本发明较佳实施例的一种具有两个光罩载台的双光罩微影系统的俯视图。
图6b是绘示依照图6a所示的本发明较佳实施例的一种具有两个光罩载台的双光罩微影系统的俯视图。
图7a及图7b是分别绘示依照所示的本发明较佳实施例的一种具有单一光罩载台的双光罩微影系统的剖面图及俯视图。
图8a及图8b是分别绘示依照所示的本发明另一较佳实施例的一种具有单一光罩载台的双光罩微影系统的剖面图剖面图及俯视图。
图9a及图9b是分别绘示依照所示的本发明另一较佳实施例的一种具有L-型光罩载台的双光罩微影系统的剖面图剖面图及俯视图。
1入射光束 2入射光束3射出光束 100双光罩微影系统110发射源 120照明系统130光罩载台模块132第一光罩136第二光罩140光束结合器142分光器 142a扁平分光器142b长型分光器 142c正立方体分光器144反射镜 150光束监视器160成像透镜170基板载台175基板210a第一光束210b第一转换光束 215a第一光束215b第二转换光束 218结合光束220第一光罩222第二光罩230光罩载台232光罩载台236第一槽孔236a不透明框架238第二槽孔238a不透明框架242分光器 244反射镜246中继透镜250光束监视器260虚线300双光罩微影系统400双光罩微影系统 500双光罩微影系统600双光罩微影系统 700双光罩微影系统900双光罩微影系统具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的多重光罩曝光系统及其曝光方法其具体实施方式
、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
本发明是有关于一种多重曝光系统，且特别是有关于一种可叠合多重光罩的多重曝光系统，在下文所揭露的内容提供许多不同的实施例及例示，用以揭露本发明的各种特征。以下描述的组成物及排列方式的特定实施例是为了明确表达本发明的技术特征及达成的技术手段，其在此仅为例示，而非用以限定本发明。此外，在不同的实施例中出现的相同结构将使用相同的参考号，这种重复是为了便于探讨其结构特征在不同实施例与不同配置方式之间的关系。
请参阅图1所示，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种双光罩微影系统的示意图。双光罩微影系统100包括一发射源110，发射源110可为一适当的光源，例如一紫外光(ultra-violet；DUV UV)、深紫外光(deepultra-violet；DUV)或超紫外光(extreme ultra-violet；EUV)光源。举例来说，此发射源110可以为一水银灯(但并不限于水银灯)，具有一436奈米(G-line)或365奈米(I-line)的波长；或为一波长为248奈米的氟化氪准分子激光(krF excimer laser)；或为一波长为193奈米的氟化氩准分子激光(ArF excimer laser)；或为一波长为157奈米氟准分子激光(F2excimer laser)或其它波长大约为100奈米以下的光源。发射源110可以适当方式提供至少二束放射光束，包括利用提供复数个次发射源组件以及利用分光器将光束一分为二。
双光罩微影系统100亦包括一照明系统120，例如一聚光器。照明系统120可包括一单一透镜或具有多重透镜及/或其它透镜组成物的一透镜模块。例如，照明系统120可包括微透镜数组、荫罩(shadow mask)或其它有助于使放射光束由发射源110射向光罩的结构。
双光罩微影系统100亦包括一光罩模块130，光罩模块130包括二光罩，即应用于微影制程的第一光罩132及第二光罩136。此二光罩可分别包括一透明基板及一吸收层，透明基板可使用相对无缺陷的熔硅石(fusedsilica)、硼硅酸盐玻璃(borosilicate glass)或钠钙玻璃(soda-limeglass)。吸收层可利用复数种制程及材料形成，例如沉积一层由铬制成的金属薄膜、氧化铁或以硅化钼(MoSi)、氧化硅锆(锆英石；ZrSiO)、氮化硅(SiN)及/或氮化钛(TiN)的无机薄膜。吸收层可利用图案化形成一或多个开口，使光线可经由开口处通过而不会被吸收，并具有一或多个吸收区域，光线可在此被部分或全部阻挡。依照本发明的一实施例，第一光罩132可为一交替式相位移光罩(Alternating phase shift mask；AltPSM)，而第二光罩136可为一二元式明暗式光罩(binary intensity mask；BIM)，二元式明暗式光罩可包括铬区域及透明石英区域，交替式相位移光罩可利用交替铬区域及180度位移石英区域。
依照本发明的一实施例，可调整此二光罩的平移模式及旋转模式用以相互对准。依照本发明的另一实施例，可以此二光罩其中之一作为参考光罩。举例来说，在后续的描述中，第一光罩132可被用来当作参考光罩来说明。相对于参考光罩来说，可至少调整第二光罩136的平移模式及旋转模式，用以对准参考光罩。
光罩载台模块130可包括至少一光罩载台，且光罩载台具有扫描的功能。光罩载台可支承第一光罩132及第二光罩136，调整此二光罩的平移模式及旋转模式，以进行光罩图案的叠合(registration)及对准。依照本发明的一实施例，光罩载台模块130可包括一单一光罩载台以支承光罩，此单一光罩载台可支承此二光罩使二者互为平行。相对于第一光罩132(参考光罩)，至少可调整第二光罩136的平移模式及旋转模式来对准第一光罩。
依照本发明的另一实施例，单一光罩载台被设计及安装成一L-型光罩载台。此L-型光罩载台可具有二支臂，分别各支承一光罩，使此二光罩的配置互为垂直。依照本发明的另一实施例，单一光罩载台模块130可包括二分离的光罩载台，每个光罩载台分别各支承一光罩。此二分离的光罩载台可依需要调整安装的角度，使其支承的二光罩互相平行、垂直或为任何需要的角度。此二分离的光罩载台可进一步装设成使从第一光罩到基板的一第一光程与从第二光罩到基板的一第二光程为实质相等，此二光束是分别自第一光罩及第二光罩投射至基板合并结合。
双光罩微影系统100可更包括二槽(slot)，每一个槽可被配置于此二光罩的其中之一的下方，以定义一及时扫描区域。
双光罩微影系统100包括一光束结合器140，以结合由第一光罩而来的第一光束及由第二光罩而来的第二光束。光束结合器140具有一分光器142，可将一光束一分为二及将两光束集合为一。分光器142可依用途制造成不同结构、材料、形状及尺寸，并配置于双光罩微影系统100上。如图2a所示，分光器可以为扁平分光器142a、长型分光器142b、正立方体分光器142c或为其它适当形状的分光器，入射光束1及入射光束2可结合成一射出光束3。
分光器的尺寸可小于光罩的尺寸，而其宽度则取决于槽所定义的范围。举例来说，光罩的尺寸可为6英寸×6英寸。光罩对晶圆的放大倍数为M。一槽孔定义的扫描区域的尺寸可为(5xM)毫米(mm)×(26xM)mm。分光器可为一具有(28xM)mm×(28xM)mm×(6xM)mm的扁平分光器，具有(6xM)mm×(6xM)mm×(28xM)mm的长型分光器或具有(28xM)mm×(28xM)mm×(28xM)mm的正立方体分光器。分光器可以光学玻璃、熔硅石(熔石英；fused quartz)、氟化钙或其它适用的材料制成。依照本发明一较佳实施例，分光器可以两个三角形玻璃棱镜的底部黏合在一起制成。分光器可为一极化分光器(polarizing beam splitter；PBS)，当光线在正交偏振态通过时，可以在一偏极化方向反射光线。
光束结合器140可包括设置一反射镜144，使第一光束的方向改变以射向分光器。反射镜144的尺寸亦可取决于由槽所定义的范围。光束结合器140可包括一中继透镜，设置于二光程的其中之一，使此二光程实质相等，此二光程一是由第一光罩到基板，另一是由第二光罩到基板。光束结合器140可包括其它适当的组成物以结合此二光束。
请继续参阅图1所示，双光罩微影系统100可更包括一光束监视器150。由第一光束及第二光束结合形成的结合光束可沿着一第一方向射向基板，并具有一第二组成物沿着一第二方向行进。光束监视器150可被置于分光器142之后，用以接收并监测沿着第二方向行进的结合光束。
双光罩微影系统100亦包括一成像透镜160。成像透镜160可包括设置一单一透镜或复数个透镜组件，以在基板上投射出结合光束。
双光罩微影系统100亦可包括一基板载台170，用以在微影图案化制程中支承及操作基板175。基板175可为一半导体晶圆，其材质可例如玻璃、硅、锗、钻石、quartz、GaAs、红宝石或一化合物半导体。此外，更包括于基板175上形成复数层薄膜，各薄膜上具有图案化的结构。基板175更附着一光阻层，用以进行微影图案化制程。
在微影制程中，第一光束射向第一光罩以形成一第一图案，而第二光束射向第二光罩以形成一第二图案。第一光束可经由一反射镜改变行进方向，而反射到分光器。第一光束及第二光束进入分光器中再朝向第一方向射出，并结合成一结合光束再进一步投射到附着有光阻层的基板上。
因此，来自于两个光罩上的两种图案可经由一次的曝光制程而重叠于附着有光阻层的基板上，可借此降低制造成本、提高生产率及消除对准(alignment)问题。第一光束及第二光束可利用一极化分光器进行偏极化，使结合光束完全指向并投射到基板上。第一光束及第二光束可为正交偏振光并由一光源分出。在微影制程中，一由槽孔定义范围的光束可在光罩上扫描以将一区域曝光，扫描的方向取决于双光罩微影系统的配置情形及分光器的形状，其形状可以为长型、扁平型或其它适当的形状。
一作为例示的双光罩微影系统100的曝光制程描述于下文。首先，将第一光罩132及第二光罩136装载到光罩载台模块130上，例如，第一光罩132及第二光罩136可被安装于两个分离的光罩载台上。接着，装载附着有光阻层的基板到基板载台上。再调整载台模块及基板载台的平移模式及旋转模式，用以将第一光罩及第二光罩与基板对准。接着开启第一光束及第二光束以照向基板。最后，将基板进行显影以形成结合图案。
依照本发明的另一实施例，分光器可具有如图2b所示的结构，包括二标准分光器或一反射镜及一标准分光器。在此种配置中，则不具有分离的反射镜。更进一步，双光罩微影系统100可包括超过一个的光束结合器140，利用连串的配置方式以结合来自于额外附加光罩的转换光束。一般来说，本发明的精神并不仅限定于一微影系统，其发射源可延伸至x-射线、电子束(e-beam)、离子束(ion beam)或其它可适用的发射源。光束结合器亦可依需要以其它适当的光束结合器取代。例如，当利用一电子束为发射源时，分光器可以为一电子束结合器。接着在下文中提供数个应用本双光罩微影系统的实施例。
图3a是绘示依照本发明较佳实施例的一种具有二光罩载台的双光罩微影系统300的剖面图剖面图。图3b是绘示沿着图3a所示的虚线260的双光罩微影系统300的俯视图。
请参阅图3a及图3b所示，双光罩微影系统300可包括第一光罩载台230以支承第一光罩220，及第二光罩载台232以支承第二光罩222，并可使第一光罩220及第二光罩222成平行配置。此外，可调整第一光罩载台230及第二光罩载台232的平移模式及旋转模式以进行对准。第一光罩载台230及第二光罩载台232以实质边对边的方式配置。双光罩微影系统300更包括配置于第一光罩载台下方的第一槽孔236，及配置于第二光罩载台232下方的第二槽孔238，其中第一槽孔236及第二槽孔238分别定义第一光束及第二光束。第一槽孔236及第二槽孔238更分别包括一不透明框架236a及不透明框架238a，不透明框架236a及不透明框架238a部分以虚线绘示于图3b作为对照。
双光罩微影系统300可包括配置一分光器242及一反射镜244，用以进行光罩叠合，分光器可为类似图2a所示的扁平分光器142a，进行曝光制程时，可以如图3b所示的方向aa进行扫描，此外，双光罩微影系统300更包括设置一光束监视器250用以监测。双光罩微影系统300可包括其它组成物，包括一发射源、一聚光透镜、一成像透镜，以及一基板载台用以支承一基板，且基板上有光阻层附着于其上，类似于图1所示的双光罩微影系统100，前述的组成物被安装并对准，使双光罩的图案可完成叠合。
第一光束210a照射到第一光罩220上，并转换出带有第一光罩220的第一图案的第一转换光束210b。第一转换光束210b可经由反射镜244改变行进方向反射到分光器242处。一第二光束215a被照射到第二光罩222上，并转换出带有第二光罩222的第二图案的第二转换光束215b，并射向分光器242。第一转换光束210b及第二转换光束215b利用分光器结合成一结合光束218，结合光束218具有由第一图案与第二图案叠合的图案，并投射至基板用以进行曝光。
请参阅图4所示，是绘示本发明较佳实施例的一种具有二光罩载台的双光罩微影系统400的剖面图剖面图。双光罩微影系统400可包括第一光罩载台230以支承第一光罩220，及第二光罩载台232以支承第二光罩222，其中第一光罩220及第二光罩222成平行配置。可调整第一光罩载台230及第二光罩载台232的平移模式及旋转模式以进行对准。双光罩微影系统400更包括配置于第一光罩载台230下方的第一槽孔236，及配置于第二光罩载台232下方的第二槽孔238，其中第一槽孔236及第二槽孔238分别定义第一光束及第二光束。第一槽孔236及第二槽孔238更分别包括一不透明框架236a及不透明框架238a。
双光罩微影系统400可包括配置一分光器242及一反射镜244用以进行光罩叠合，双光罩微影系统400更包括一光束监视器用以监测。双光罩微影系统400可包括其它组成物包括一发射源、一聚光透镜、一成像透镜，以及一基板载台支承一基板，基板上有光阻层附着于其上，类似于图1所示的双光罩微影系统100。
双光罩微影系统400可类似于图3a及图3b所示的双光罩微影系统300，除了图4的第一光罩载台及第二光罩载台为彼此分开配置，使自第一光罩到分光器的第一光程实质上等于自第二光罩到分光器的第二光程。
请参阅图5所示，是绘示本发明较佳实施例的一种具有二光罩载台的双光罩微影系统500的剖面图剖面图。双光罩微影系统500可包括一第一光罩载台230以支承一第一光罩220，及一第二光罩载台232以支承一第二光罩222。第一光罩载台230及第二光罩载台232的平移模式及旋转模式可调整以进行对准，第一光罩载台及第二光罩载台以实质边对边的方式配置。双光罩微影系统500更包括配置于第一光罩载台230下方的第一槽孔236，及配置于第二光罩载台232下方的第二槽孔238，其中第一槽孔236及第二槽孔238分别定义第一光束及第二光束。第一槽孔236及第二槽孔238更分别包括一不透明框架236a及不透明框架238a。
双光罩微影系统500可包括配置一扁平分光器242及一反射镜244，用以进行光罩叠合。双光罩微影系统500更包括一光束监视器用以监测。双光罩微影系统500可包括其它组成物包括一发射源、一聚光透镜、一成像透镜，以及一基板载台用以支承一基板，并具有光阻层附着于其上，类似于图1所示的双光罩微影系统100。
双光罩微影系统500可类似于图3a及图3b所示的双光罩微影系统300，不同之处在于双光罩微影系统500更包括一中继透镜246，用于第一转换光束210b的光程及第二转换光束215b的光程的其中之一，使由第一光罩到分光器的光程会实质相等于由第二光罩到分光器的光程。
请参阅图6a及图6b所示，其分别绘示本发明较佳实施例的一种具有二光罩载台的双光罩微影系统600的剖面图剖面图。图6b是绘示沿着图6a所示的虚线260的双光罩微影系统600的俯视图。双光罩微影系统600可包括第一光罩载台230以支承第一光罩220，及第二光罩载台232以支承第二光罩222。第一光罩载台230及第二光罩载台232可使第一光罩220及第二光罩222成平行配置。可调整第一光罩载台230及第二光罩载台232的平移模式及旋转模式以进行对准。第一光罩载台230及第二光罩载台232以实质边对边的方式配置。双光罩微影系统600更包括配置于第一光罩载台230下方的第一槽孔236，及配置于第二光罩载台232下方的第二槽孔238，其中第一槽孔236及第二槽孔238分别定义第一光束及第二光束。第一槽孔236及第二槽孔238更分别包括一不透明框架236a及不透明框架238a。不透明框架236a及不透明框架238a部分以虚线绘示于图6b作为对照。
双光罩微影系统600可包括设置一(长型)分光器242及一反射镜244用以进行光罩叠合。双光罩微影系统600可更包括设置一光束监视器250用以监测。双光罩微影系统600可包括其它组成物，包括一发射源、一聚光透镜、一成像透镜以及一基板载台，用以支承一基板，并具有光阻层附着于基板上，实质类似于图1所示的双光罩微影系统100。前述的组成物被设置于双光罩微影系统600中，并进行对准使双光罩的图案可完成叠合。
长型分光器可为实质类似图2a所示的长型分光器142b，而反射镜244可依需要选择一长型反射镜。在本实施例中，进行曝光制程时可以依图6b所示的方向bb进行扫描。
请参阅图7a及图7b所示，是分别绘示本发明较佳实施例的一种具有单一的光罩载台230的双光罩微影系统700的剖面图剖面图。双光罩微影系统700可包括单一的光罩载台230，用以支承第一光罩220及第二光罩222。图7b是绘示沿着图7a所示的虚线260的双光罩微影系统700的俯视图。光罩载台230可使第一光罩220及第二光罩222成平行配置。
光罩载台230的平移模式及旋转模式为可调整的。更进一步，相对于参考光罩而言，至少调整第一光罩及第二光罩其中之一的平移模式及旋转模式来对准参考光罩。双光罩微影系统700可更包括配置于第一光罩220下方的第一槽孔236，及配置于第二光罩222下方的第二槽孔238，其中第一槽孔236及第二槽孔238分别定义第一光束及第二光束。第一槽孔236及第二槽孔238更分别包括一不透明框架236a及不透明框架238a。不透明框架236a及不透明框架238a部分以虚线绘示于图7b作为对照。
双光罩微影系统700可包括配置一分光器242及一反射镜244，用以进行光罩叠合。双光罩微影系统700可更包括设置一中继透镜246，可使由第一光罩到分光器242的第一转换光束210b的光程及由第二光罩到分光器242的第二转换光束215b的光程实质相等。双光罩微影系统700更包括一光束监视器用以监测。双光罩微影系统700亦可包括其它组成物包括一发射源、一聚光透镜、一成像透镜，以及一基板载台用以支承一基板，此基板上有光阻层附着于其上，类似于图1所示的双光罩微影系统100。
前述的组成物被设置组成双光罩微影系统700，并进行对准使双光罩的图案可完成叠合。第一光束210a射到第一光罩220上，并转换出带有第一光罩220的第一图案的第一转换光束210b。第一转换光束210b可经由反射镜244改变行进方向并反射到分光器242处。第二光束215a被射到第二光罩222上，并转换出带有第二光罩222的第二图案的第二转换光束215b，射向分光器242。第一转换光束210b及第二转换光束215b利用分光器结合成一结合光束218，结合光束218可形成由第一图案与第二图案叠合而成的图案，并投射至基板用以进行曝光。分光器可以实质类似图2a所示的扁平分光器142a。在本实施例中，进行曝光制程时可以依图7b所示的方向aa进行扫描。
请参阅图8a及图8b所示，是分别绘示本发明较佳实施例的一种具有单一光罩载台的双光罩微影系统800的剖面图剖面图及俯视图。图8b是绘示沿着图8a所示的虚线260的双光罩微影系统800的俯视图。双光罩微影系统800可包括单一的光罩载台230以支承第一光罩220及第二光罩222。光罩载台230可使第一光罩220及第二光罩222成平行配置。光罩载台230的平移模式及旋转模式为可调整的。相对于参考光罩而言，可调整至少第一光罩及第二光罩的其中之一的平移模式及旋转模式。双光罩微影系统800可更包括配置于第一光罩220下方的第一槽孔236，及配置于第二光罩222下方的第二槽孔238，其中第一槽孔236及第二槽孔238分别定义第一光束及第二光束。第一槽孔236及第二槽孔238更分别包括一不透明框架236a及不透明框架238a。不透明框架236a及不透明框架238a部分以虚线绘示于图8b作为对照。
双光罩微影系统800可包括配置一长形分光器242及一反射镜244，用以进行光罩叠合。双光罩微影系统800可更包括设置一中继透镜246，使由第一光罩到分光器242的第一转换光束210b的光程及由第二光罩到分光器242的第二转换光束215b的光程实质相等，双光罩微影系统800更包括一光束监视器250用以监测。双光罩微影系统800亦可包括其它组成物包括一发射源、一聚光透镜、一成像透镜，以及一基板载台用以支承一基板，此基板上有光阻层附着于其上，类似于图1所示的双光罩微影系统100。前述的组成物被设置组成双光罩微影系统800，并进行对准使双光罩的图案可完成叠合。分光器可以实质类似图2a所示的长型分光器142b，反射镜244亦可依需要选择一长型的反射镜。在本实施例中，进行曝光制程时可以依图8b所示的方向bb进行扫描。
请参阅图9a及图9b所示，是分别绘示本发明较佳实施例的一种具有L-型光罩载台的双光罩微影系统900的剖面图及俯视图。双光罩微影系统900可包括一L-型光罩载台230。L-型光罩载台230具有互相垂直的二支臂，一支臂用以支承第一光罩220而另一支臂用以支承第二光罩222使第一光罩220及第二光罩222彼此成垂直配置。更进一步，可调整至少第一光罩及第二光罩其中之一的平移模式及旋转模式以相互对准。双光罩微影系统900可更包括配置于第一光罩220下方的第一槽孔236，及配置于第二光罩222下方的第二槽孔238，其中第一槽孔236及第二槽孔238分别定义第一光束及第二光束。第一槽孔236及第二槽孔238更分别包括一不透明框架236a及不透明框架238a。不透明框架236a及不透明框架238a部分以虚线绘示于图9b作为对照。
双光罩微影系统900可包括配置一分光器240用以进行光罩叠合。双光罩微影系统900更包括设置一光束监视器250用以监测。图9b则略过分光镜240及光束监视器250以使图示简明。双光罩微影系统900可包括其它组成物包括一发射源、一聚光透镜、一成像透镜，以及一基板载台用以支承一基板，此基板上有光阻层附着于其上，类似于图1所示的双光罩微影系统100。前述的组成物被设置组成双光罩微影系统900，并进行对准使双光罩的图案可完成叠合。分光器240可以实质类似图2a所示的扁平分光器142a。在本实施例中，进行曝光制程时可以依图9b所示的方向aa进行扫描。
因此，本发明揭露一种曝光系统，包括一光罩载台模块，用以支承第一光罩及第二光罩，其中第一光罩经第一光束照射后形成具有第一图案的第一转换光束，而第二光罩经第二光束照射后形成具有第二图案的第二转换光束。此外，以光束结合器结合第一转换光束及第二转换光束来形成结合图案光束，其中结合图案光束被投射于具有一层光阻层的基板上。
在此曝光系统中，光束结合器包括一分光器。分光器可为扁平分光器、长型分光器及/或极化分光器。此曝光系统可更包括一光束监测器组件，设置于光束结合器之后，用以接收从光束结合器射出的第一光束及第二光束的分出部分，光束结合器更包括一反射镜，亦可包括一中继透镜。第一光罩载台模块是用以支承第一光罩，第二光罩载台模块是用以支承第二光罩。第一光罩载台与第二光罩载台的配置使从第一光罩载台到基板的第一光程与从第二光罩载台到基板的第二光程实质相等。光罩载台模块可包括一单一光罩载台，用以支承第一光罩及第二光罩，使此二光罩实质互为平行。单一光罩载台可配置成使第一光罩及第二光罩互相垂直。单一的光罩载台可设计为使第一光罩及第二光罩互相调整其平移模式及旋转模式用以进行对准。光罩载台模块可具有扫描功能。曝光系统更包括在第一光罩载台下的第一槽孔及在第二光罩载台下的第二槽孔、至少一聚光透镜、一可支承基板的基板载台。此曝光系统更包括一第二光束结合器，以一连串排列的方式与光束结合器排列在一起，用以结合从一第三光罩射出的具有第三图案的第三光束，形成结合图案光束。
本发明的揭露一种曝光系统，包括一第一光罩载台，是用以支承第一光罩，其中第一光罩经第一光束照射后形成具有第一图案的第一转换光束；一第二光罩载台，是用以支承第二光罩，而第二光罩经第二光束照射后形成具有第二图案的第二转换光束。此外，以光束结合器结合第一转换光束及第二转换光束来形成结合图案光束，其中结合图案光束被投射于具有一层光阻层的基板上。
曝光系统更包括一反射镜，用以将第一光束射向光束结合器。第一光罩载台及第二光罩载台可设置成使第一光罩及第二光罩互为平行，且从第一光罩载台到分光器的第一光程与从第二光罩载台到分光器的第二光程实质相等。此曝光系统更包括设置一中继透镜，使第一光程与第二光程实质相等。可调整第一光罩载台及第二光罩载台的平移模式及旋转模式以进行对准。分光器可为一扁平分光器、长型分光器及/或极化分光器。曝光系统更包括一光束监视器组件，设置于分光器之后，用以接收从光束结合器射出的第一光束及第二光束的分出部分。
本发明揭露一种曝光系统，包括一单一光罩载台，可用以支承第一光罩及第二光罩，其中第一光罩经第一光束照射后形成具有第一图案的第一转换光束，而第二光罩经第二光束照射后形成具有第二图案的第二转换光束。此外，以光束结合器结合第一转换光束及第二转换光束来形成结合图案光束，其中结合图案光束被投射于具有一层光阻层的基板上。
本发明的实施例提供的曝光系统更包括一反射镜，用以将第一光束反射至光束结合器。单一光罩载台可被设置成使第一光罩及第二光罩互为平行。相对于第二光罩而言，可至少调整第一光罩的平移模式及旋转模式以对准第二光罩。曝光系统可更包括设置一中继透镜，使从第一光罩到分光器的第一光程与从第二光罩到分光器的第二光程实质相等。分光器可为一扁平分光器、长型分光器及/或极化分光器。曝光系统更包括一光束监视器组件，设置于分光器之后，用以接收从光束结合器射出的第一光束及第二光束的分出部分。
本发明揭露一种曝光系统，包括一L-型光罩载台，具有互为垂直的第一支臂及第二支臂，第一支臂可用以支承第一光罩而第二支臂可用以支承第二光罩，使此二光罩的配置互相垂直。第一光罩经第一光束照射后形成具有第一图案的第一转换光束，而第二光罩经第二光束照射后形成具有第二图案的第二转换光束。此外，以光束结合器结合第一转换光束及第二转换光束来形成结合图案光束，其中结合图案光束被投射于具有一层光阻层的基板上。
L-型光罩载台被设计为可至少调整第一光罩的平移模式及旋转模式以对准第二光罩。曝光系统更包括一光束监视器组件，设置于分光器之后，用以接收从光束结合器射出的第一光束及第二光束的分出部分，依照本发明的较佳实施例，分光器可包括一极化分光器。
本发明揭露一种叠合图案的方法，将来自第一光罩的第一图案与来自第二光罩的第二图案对准并迭和，包括将第一光束射向第一光罩，形成具有第一图案的转换的第一光罩，并将第二光束射向第二光罩，形成具有第二图案的第二转换光束；再将第一转换光束及第二转换光束射向分光器，以形成结合图案光束。本发明所提供的方法更包括将从分光分出的第一光束及第二光束的部分射向光束监视器。本发明所提供的方法更包括将结合图案光束投射到具有一层光阻层的基板上。在本方法中，将第一转换光束射向分光器可包括将此第一转换光束射向一反射镜，然后再从反射镜反射到分光器。在此方法中，将第一转换光束射向分光器可包括射出此第一转换光束，并通过一中继透镜使第一光束及第二光束具有实质相等的光程以形成结合图案光束。在此方法中，射出第一光束及射出第二光束可包括移动第一光罩及移动第二光罩，使第一转换光束及第二转换光束在形成结合光束时实质对准。
本发明揭露一种投射第一图案及第二图案到具有一层光阻层的基板上的方法，包括装载第一光罩及第二光罩于一光罩载台模块；装载一具有一层光阻层的基板于一基板载台；调整光罩载台模块及基板载台模块，至少调整第一光罩及第二光罩其中之一的平移模式及旋转模式来相互对准；射出第一光束到第一光罩以形成带有第一图案的第一转换光束，及射出第二光束到第二光罩以形成带有第二图案的第二转换光束；将此第一转换光束及第二转换光束射入分光器以形成结合图案光束，最后将结合图案光束投射在基板上。
曝光系统的照明可以一单一光源及聚光系统达成，聚光系统是为一可足够遮盖所有光罩的大聚光透镜；或选择另一种聚光系统，利用分别遮盖每一个光罩的方式，将单一光源分到一个以上的聚光镜来覆盖所有的光罩。除此之外，也可应用一个以上的光源来达成上述目的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种多重光罩曝光系统，其特征在于其包括一光罩载台模块，用以支承一第一光罩及一第二光罩，其中该第一光罩经一第一光束照射后形成具有一第一图案的一第一转换光束，该第二光罩经一第二光束照射后形成具有一第二图案的一第二转换光束；以及一光束结合器，用以结合该第一转换光束及该第二转换光束，以形成一结合图案光束，其中该结合图案光束被投射于具有一光阻层的一基板。
2.根据权利要求1所述多重光罩曝光系统，其特征在于其中所述的光束结合器包括一分光器。
3.根据权利要求2所述多重光罩曝光系统，其特征在于其中所述的分光器是选自于由长型分光器、扁平分光器及立方体分光器所组成的群组。
4.根据权利要求2所述多重光罩曝光系统，其特征在于其中所述的分光器包括极化分光器。
5.根据权利要求2所述多重光罩曝光系统，其特征在于其中所述的光束结合器更包括一反射镜，将该第一转换光束反射向该分光器。
6.根据权利要求1所述多重光罩曝光系统，其特征在于其更包括安装一中继透镜，使从该第一光罩载台至该基板的一第一光程与从该第二光罩载台至该基板的一第二光程实质相等。
7.根据权利要求1所述多重光罩曝光系统，其特征在于其中所述的光罩载台模块包括一第一光罩载台用以支承该第一光罩，及一第二光罩载台用以支承该第二光罩，且该第一光罩载台及该第二光罩载台配置成使从该第一光罩载台至该基板的一第一光程与从第二光罩载台至该基板的一第二光程实质相等。
8.根据权利要求1所述多重光罩曝光系统，其特征在于其中所述的光罩载台模块包括一单一光罩载台，用以支承该第一光罩及该第二光罩。
9.根据权利要求8所述多重光罩曝光系统，其特征在于其中所述的单一光罩载台配置成支承该第一光罩及该第二光罩，使两者相互平行。
10.根据权利要求8所述多重光罩曝光系统，其特征在于其中所述的单一光罩载台配置成支承该第一光罩及该第二光罩，使两者相互垂直。
11.根据权利要求8所述多重光罩曝光系统，其特征在于其中所述的单一光罩载台设计成可调整该第一光罩及该第二光罩的平移模式及旋转模式以相互对准。
12.根据权利要求1所述多重光罩曝光系统，其特征在于其更包括至少一聚光透镜。
13.根据权利要求1所述多重光罩曝光系统，其特征在于其更包括另一光束结合器，与该光束结合器排列成一连串，用以将具有一第三图案的一第三光束结合进入该结合图案光束。
14.一种利用多重光罩进行曝光的方法，其特征在于其包括以下步骤提供一光罩载台模块，支承一第一光罩及一第二光罩；以一第一光束照射该第一光罩，形成具有一第一图案的一第一转换光束；以一第二光束照射该第二光罩，形成具有一第二图案的一第二转换光束；以一光束结合器结合该第一转换光束及该第二转换光束；以及形成一结合图案光束，投射于具有一光阻层的一基板上。
15.根据权利要求14所述利用多重光罩进行曝光的方法，其特征在于其中所述的光罩载台模块包括一单一光罩载台，用以支承该第一光罩及该第二光罩，且该单一光罩载台配置成支承该第一光罩及该第二光罩，使两者相互平行或相互垂直。
全文摘要
本发明是有关于一种多重光罩曝光系统及其曝光方法。该多重光罩曝光系统包括一光罩载台模块，用以支承一第一光罩及一第二光罩，其中第一光罩经一第一光束照射后形成具有一第一图案的第一转换光束，第二光罩经一第二光束照射后形成一具有一第二图案的第二转换光束。此曝光系统亦包括一光束结合器，用以结合第一转换光束及第二转换光束，以形成一结合图案光束，此结合图案光束被投射于具有一光阻层之基板。本发明多重光罩曝光系统及其曝光方法具有达到降低制造成本、提高生产率及消除对准问题的优点。
文档编号H01L21/027GK1987656SQ200610112280
公开日2007年6月27日 申请日期2006年8月30日 优先权日2005年12月23日
发明者林本坚 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司