TWI637246B - Projection exposure device and method - Google Patents

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TWI637246B TW106110993A TW106110993A TWI637246B TW I637246 B TWI637246 B TW I637246B TW 106110993 A TW106110993 A TW 106110993A TW 106110993 A TW106110993 A TW 106110993A TW I637246 B TWI637246 B TW I637246B
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Abstract

本發明提出了一種投影曝光裝置和方法，在光罩台和工件台之間設置有焦面測量系統和對準測量系統，對準測量裝置系統具有調焦功能，藉由焦面測量系統測量基板面型的變化後，對準測量系統根據焦面測量系統測量的資料進行調焦，在調焦完成後，對準測量系統裝置中顯示的基板上各點的座標即為各點在基板面型發生變化後的座標，計算各點的座標變化可得到光罩與面型發生變化的基板的相對位置關係，即可藉由移動工件台進行補償。這樣即使對準測量系統和焦面測量系統的測量焦面不相同，也可以藉由計算、調焦彌補該誤差。

Description

投影曝光裝置及方法
本發明涉及半導體光刻領域，特別涉及一種投影曝光裝置及方法。
TFT(Thin Film Transistor)是薄膜場效應電晶體的簡稱，是一種採用新材料和新製程製造的大規模半導體全積體電路。TFT是在玻璃或塑膠基板等非單晶片或者晶片上藉由濺射、化學沉積製程形成製造電路必需的各種膜，藉由對膜的製作大規模半導體積體電路。隨著相關電子消費類產品的發展，對TFT的尺寸要求越來越大，集成的單元越來越多，單一的照明系統很難滿足TFT光刻的需求。通常使用在積體電路製造、封裝等步進光刻設備的最大的照明視場一般為8英寸，掃描光刻也只是在掃描方向有更大的視場，一般也不超過10英寸。但是現在五代以上的TFT曝光視場都在17英寸以上，單一鏡頭的照明視場遠遠不能滿足大視場光刻的要求，所以多視場拼接掃描投影光刻機便應運而生，其很好的解決了大面積的元件製作與產率之間的矛盾，廣泛用於大面積半導體元件、平板顯示、薄膜的生產上。
多物鏡、多視場的掃描拼接對對準系統提出來更高的要求，因曝光元件的面積增大，為實現準確的對準需要設置複數個對準視場點。習知技術中揭示了一種多視場拼接曝光裝置的對準及焦面測量系統，其結構主要包括一個照明光源、複數個照明系統、光罩、掩膜載物台、複數個投影光學系統、對準測量系統、焦面測量系統、感光基板、基板載物台，在光罩兩側更設置有複 數個移動鏡和鐳射干涉儀，在光罩每個曝光區域之間更設置掩膜檢測系統，在複數個投影光學系統之間更設置基板檢測系統、調正系統，更包括控制裝置，控制裝置分別與所有照明系統、所有投影光學系統、所有對準測量系統、所有焦面測量系統、所有移動鏡、所有鐳射干涉儀、所有掩膜檢測系統、所有基板檢測系統和所有調正系統以及基板載物台、掩膜載物台連接，藉由將需要曝光的圖案分為複數個曝光區域，在每個曝光區域內進行對準和掃描曝光，在對準和掃描曝光的同時，每個區域兩側的掩膜檢測系統、基板檢測系統以及調正系統分別檢測本區域內曝光的參數，確保每個區域內的曝光精準進行，同時控制裝置對每個區域的曝光參數進行修正，進一步提高曝光的精準度，但是這種曝光裝置和曝光方法存在的問題是：在半導體加工過程中，基板會因為受熱或者受力不均勻而產生不同程度的翹曲，而且受感光基板翹曲的影響，因此在曝光時，需要先測量基板面型，並根據基板面型的變化調節焦面，而該習知技術中，對準測量系統的焦面和焦面測量系統測得的焦面並非位於同一個平面，這樣在焦面測量與對準之間需要轉換焦面，必然會產生誤差，因此有必要發明一種操作方便、結構簡單、佔用空間小，且適用於大視場光刻的曝光裝置或者曝光方法，以減小對準測量系統和焦面測量系統因測量時焦面不相同而帶來的誤差。
為解決上述問題，本發明提出了一種投影曝光裝置和方法，在光罩台和工件台之間設置有焦面測量系統和對準測量系統，在對準測量系統上設置調焦元件，藉由焦面測量系統測量基板面型的變化後，調焦元件根據焦面測量系統測得的基板面型的變化對對準測量系統進行調焦，在調焦完成後，對準測量系統中顯示的基板上各點的座標即為各點在基板面型發生變化後的座標， 計算各點的座標變化可得到光罩與面型發生變化後的基板的相對位置關係，即可根據該相對位置關係進行補償。這樣即使對準測量系統和焦面測量系統的測量焦面不相同，也可以藉由計算、調焦彌補該誤差。
為達到上述目的，本發明提供一種投影曝光裝置，包括一照明光源；一照明光學系統；光罩台，用於承載光罩；投影物鏡組，包括複數個子物鏡，由所述複數個子物鏡形成一拼接曝光視場；工件台，用於承載一基板，所述基板包括複數個曝光區域，每個所述曝光區域的大小與所述拼接曝光視場的大小相對應；以及與光罩台、工件台皆訊號連接的控制系統；其中，在掃描曝光過程中，所述照明光源發射的光束，經過所述照明光學系統，照射到所述光罩上，並將所述光罩上的圖案，經過所述投影物鏡組形成的所述拼接曝光視場，轉印到所述基板上對應的曝光區域；所述投影曝光裝置更包括與所述控制系統皆電路連接的對準測量系統和焦面測量系統，所述對準測量系統包括複數個對準測量裝置，所述焦面測量系統包括與所述複數個對準測量裝置相對應的複數個焦面測量裝置，所述對準測量系統和所述焦面測量系統設置在所述光罩台和所述工件台之間，其中，每個所述對準測量裝置皆具有調焦功能，在所述對準測量系統對任意一個所述曝光區域進行對準時，每個所述對準測量裝置根據對應的焦面測量裝置已測得的所述基板的所述曝光區域中的焦面資訊，進行調焦對準。
較佳地，每個所述對準測量裝置上皆具有調焦元件。
較佳地，所述對準測量系統的所述複數個對準測量裝置排列成直線，每個所述對準測量裝置包括第一照明元件、第二照明元件、分光棱鏡、第一成像元件、第二成像元件以及面陣相機，所述第一成像元件包括所述調焦元件，每個所述對準測量裝置中由照明光源發出的照明光依次經過所述第一照明 元件、第二照明元件到達所述分光棱鏡，並由所述分光棱鏡將所述照明反射至所述第一成像元件，所述照明光經過所述第一成像元件到達所述工件台的物體上並反射給所述第一成像元件，並依次經過所述分光棱鏡、所述第二成像元件到達所述面陣相機。
較佳地，所述焦面測量系統的所述複數個焦面測量裝置排列成直線。
較佳地，所述焦面測量系統根據測量參考零平面為基準測量所述基板的所述曝光區域的焦面資訊，所述測量參考零平面根據所述工件台上的參考物設定。
較佳地，所述工件台上的所述參考物位於所述工件台上表面的基準板上，所述基準板位於所述基板的一側，所述基準板為長條形。
較佳地，所述參考物為所述基準板上的複數個參考標記。
較佳地，所述投影物鏡組的所述複數個子物鏡具有一公共焦面。
較佳地，所述基板表面具有複數個對準標記，所述對準標記排列成直線。
較佳地，任意一個所述對準標記只對應一個所述焦面測量裝置和一個所述對準測量裝置。
較佳地，任意排或者任意列內所述對準標記之間的間距與該排或者該列對應的所述對準測量裝置之間的間距相等。
較佳地，所述照明光源為鹵素燈或者LED，所述照明光源具有避開光刻膠感光的光波段。
較佳地，所述基板材料為玻璃或者矽基材料。
本發明更提供一種投影曝光裝置的曝光方法，用於藉由照明光源及照明光學系統將曝光光束照射到光罩上，將所述光罩上的圖案，藉由投影物鏡組形成的拼接曝光視場，曝光到基板上，其中，所述曝光方法包括如下步驟：步驟1、確定複數個焦面測量裝置的測量參考零平面，以及複數個對準測量裝置的測量參考焦面；步驟2、使用所述複數個焦面測量裝置對所述基板進行焦面測量，獲得焦面資訊；步驟3、根據步驟2中每個焦面測量裝置測得的焦面資訊調整對應的對準測量裝置的測量焦距；步驟4、使用調整後的各個對準測量裝置進行所述光罩和所述基板的對準；步驟5、完成對準後，對所述基板進行曝光。
較佳地，步驟2中所述焦面資訊包括所述基板面型的垂向變化資料。
較佳地，所述基板上設置有對準標記，所述焦面測量裝置藉由測量所述基板上的對準標記相對於測量參考零平面的離焦量得到所述基板的面型的垂向變化資料。
較佳地，所述基板放置於基準板的上表面上，當所述基準板的上表面位於所述投影物鏡組的公共焦面，此時所述基準板的上表面位於每個所述焦面測量裝置的所述測量參考零平面。
較佳地，步驟3中根據所述焦面資訊計算出光罩與所述基板的相對位置關係來調整每個所述對準測量裝置的測量焦距。
較佳地，步驟1中確定複數個對準測量裝置的測量參考焦面包括：每個所述對準測量裝置根據設置在所述基準板上的參考標記設定測量參考焦面，並將與所述測量參考焦面對應的調焦元件的參數設置為調焦參考零點。
較佳地，步驟4中所述光罩和所述基板對準的方法包括調整工件台，使得位於所述工件台上的基板上的點相對於所述光罩的點發生旋轉、平移或縮放。
較佳地，所述基板由複數個單元基板拼接而成，所述光罩由複數個與每個所述單元基板對應的單元光罩拼接而成，每個所述單元基板與對應的所述單元光罩形成單元曝光場，對每個單元曝光場內使用前述方法進行曝光。
本發明在光罩台和工件台之間的焦面測量系統和對準測量系統中，藉由焦面測量系統測量基板面型的變化，在對準測量系統上設置調焦功能，藉由焦面測量系統測量基板面型的變化後，對準測量系統根據焦面測量系統測量的焦面資訊進行調焦，在調焦完成後，對準測量系統中顯示的基板上各點的座標即為各點在基板面型發生變化後的座標，計算各點的座標變化可得到光罩與面型變化後的基板的相對位置關係，即可藉由移動工件台進行補償。這樣即使對準測量系統和焦面測量系統的測量焦面不相同，也可以藉由計算、調焦彌補該誤差。
1‧‧‧照明光源
2‧‧‧光罩
3‧‧‧光罩台
4‧‧‧工件台
5‧‧‧基板
501‧‧‧第一對準標記
502‧‧‧第二對準標記
503‧‧‧第三對準標記
504‧‧‧第四對準標記
510‧‧‧第一曝光區域
511‧‧‧第一列對準標記
512‧‧‧第二列對準標記
513‧‧‧第一行對準標記
514‧‧‧第二行對準標記
520‧‧‧第二曝光區域
530‧‧‧第三曝光區域
540‧‧‧第四曝光區域
6‧‧‧基準板
601‧‧‧參考標記
7‧‧‧投影物鏡組
8‧‧‧焦面測量系統
801‧‧‧第一焦面測量裝置
802‧‧‧第二焦面測量裝置
803‧‧‧第三焦面測量裝置
804‧‧‧第四焦面測量裝置
9‧‧‧對準測量系統
900‧‧‧第一對準測量裝置陣列
91‧‧‧第一照明元件
92‧‧‧第二照明元件
93‧‧‧分光棱鏡
94‧‧‧第一成像元件
95‧‧‧調焦元件
96‧‧‧第二成像元件
97‧‧‧面陣相機
901‧‧‧第一對準測量裝置
902‧‧‧第二對準測量裝置
903‧‧‧第三對準測量裝置
904‧‧‧第四對準測量裝置
910‧‧‧第二對準測量裝置陣列
第1圖為本發明的曝光裝置結構示意圖。
第2圖為本發明實施例一每個對準測量裝置示意圖。
第3圖為本發明實施例一焦面測量系統與對準測量系統的分佈示意圖。
第4圖為本發明實施例一焦面測量系統設定測量參考零平面示意圖。
第5圖為本發明實施例一對準測量系統設定測量參考焦面示意圖。
第6圖為本發明實施例一基板面型發生變化後點的座標發生變化示意圖。
第7圖為本發明實施例一中對準測量系統調焦示意圖。
第8圖為本發明實施例一曝光方法流程圖。
第9圖為本發明實施例二對準測量系統調焦示意圖。
第10圖為本發明實施例二曝光方法流程圖。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合圖式對本發明的具體實施方式做詳細的說明。
實施例一
請參照第1圖，本發明提供一種投影曝光裝置，包括：照明光源1、光罩2、光罩台3、基板5、工件台4以及控制系統(未圖示)，在工件台4檯面上設有基準板6，一般將基準板6放置在工件台4的側邊上，基板5為正方形，基準板6的長度與基板5的長度相等。參考第7和10圖，在基板5面積很大的情況下，將基板5劃分為複數個曝光區域，比如四個曝光區域，分別為第一曝光區域510、第二曝光區域520、第三曝光區域530和第四曝光區域540，這樣相應地，依據基板5的劃分原則，光罩2也會分為四個對應的區域，在曝光時，在每個區域都要進行一次對準與曝光，然後逐個完成四個區域的對準與曝光，這是因為由於基板5面積很大，而經過繁瑣的前序加工後，基板5形成了表面有凸起或者凹陷的形狀，如果將整個基板5一次性整面曝光，必定使某些凸起或者凹陷較嚴重的部 位產生較大的誤差，因此採用分區域對準和曝光，能夠提高每個區域的曝光精準度。
較佳地，基板5材料為玻璃或者矽基材料，將基板5放置在水平面上。請參照第7圖，在水平面上以平行於基板5的相鄰的兩個邊的方向分別為X軸方向和Y軸方向，垂直於X軸和Y軸形成的平面的方向作為Z軸方向。基板5的上表面設有對準標記，對準標記的個數為兩個以上。在每個曝光區域內，設有複數列對準標記，比如在第一曝光區域510內設有兩列對準標記，沿著X軸方向分佈，且兩列對準標記分別位於第一曝光區域510的兩側。兩列對準標記分別為第一列對準標記511和第二列對準標記512，每一列對準標記包括複數個對準標記，如第一列對準標記511設有四個對準標記，分別為第一對準標記501、第二對準標記502、第三對準標記503、第四對準標記504。
再次參閱第1圖，投影曝光裝置在光罩台3和工件台4之間，更設置有投影物鏡組7、焦面測量系統8和對準測量系統9。
控制系統分別與焦面測量系統8、對準測量系統9、光罩台3和工件台4訊號連接。在對準或者曝光過程中，焦面測量系統8、對準測量系統9、光罩台3和工件台4的測量資訊藉由電路傳輸至控制系統。控制系統本身更設有模擬軟體，用於分析處理資料，當資料分析處理完成後則向光罩台3與工件台4發送移動命令，則光罩台3與工件台4根據控制系統的命令來實現水平或者垂直方向的移動。
較佳地，投影物鏡組7由複數個子物鏡拼接組成。本實施例中，投影物鏡組7具有六個子物鏡。投影物鏡組7具有公共焦面。在曝光時，六個子 物鏡拼接組成的投影物鏡組7集中對一個曝光區域曝光，當該曝光區域曝光完成後，投影物鏡組7移動至下一個曝光區域，對下一個曝光區域進行曝光。
請參照第4圖，在本發明中，基準板6上的參考標記601皆位於投影物鏡組7的公共焦面時，則焦面測量系統8處於測量參考零平面。
請參照第1圖，一般地，對準測量系統9設有複數個對準測量裝置，比如4個。請參照第3和7圖，在X軸上，四個對準測量裝置沿X軸排列，在工作時，一個對測量裝置對應一個對準標記，這四個對準測量裝置分別為第一對準測量裝置901、第二對準測量裝置902、第三對準測量裝置903、第四對準測量裝置904，這四個對準測量裝置分別對應第一對準標記501、第二對準標記502、第三對準標記503、第四對準標記504，也就是說這四個對準標記中任意一個對準標記只對應一個對準測量裝置。
請參照第2圖，每個對準測量裝置均包括面陣相機97、第二成像元件96、分光棱鏡93以及第一成像元件94。第一成像元件94將光傳輸至基準板6或者基板5上，並接收來自於基準板6或者基板5上反射的光。每個對準測量裝置更包括第一照明元件91和第二照明元件92，第二照明元件92與分光棱鏡93光路連接，第一照明元件91接收來自於照明光源1發出的光。特別地，在第一成像元件94上更設置有調焦元件95，在對準測量裝置工作時，藉由調節調焦元件95來調整對準測量裝置的焦面。
請參照第2圖，在每個對準測量裝置內，光路走向為照明光源1發出的光線依次經過第一照明元件91、第二照明元件92、由分光棱鏡93反射後經過第一成像元件94到達基板5或者基準板6上形成反射光束，反射光束依次經過第一成像元件94、分光棱鏡93、第二成像元件96，最後成像至面陣相機97上。 請參照第5圖，將對準測量裝置對準基準板6上的參考標記601，調節調焦元件95，直至對準測量裝置中參考標記601顯示最清晰為止，此時參考標記601所在的面即設定為對準測量裝置的測量參考焦面，並且，調焦元件95上的零部件所處的位置，即設定為調焦零點。
一般對準測量裝置的測量參考焦面與焦面測量裝置的測量參考零平面是有資料差異的，該資料差異為已知數。在焦面測量裝置測得基板5上某一點相對於測量參考零平面的離焦量後，控制系統會自動根據該資料差異和該離焦量計算出該點相對於對準測量裝置的測量參考焦面的離焦量。
請參照第3圖，在本實施例中，沿著X軸排列著兩列對準測量裝置陣列，分別為第一對準測量裝置陣列900和第二對準測量裝置陣列910。在兩列對準測量裝置陣列之間，同樣沿X軸排列著一列焦面測量裝置陣列，也就是說對準測量裝置陣列平行於焦面測量裝置陣列。
投影物鏡組7的投影物鏡沿著X軸排布在焦面測量裝置陣列與一列對準測量裝置陣列之間，並且為了增大投影物鏡組7對該曝光區域的覆蓋率，將投影物鏡沿著X軸交錯配置。
請參照第7圖，在本實施例中，沿X軸方向，一列對準標記中相鄰兩個對準標記之間的距離、相鄰兩個對準測量裝置之間的距離、相鄰兩個焦面測量裝置之間的距離皆相等。
請參照第7圖，曝光裝置沿著Y軸負向掃描時，則先由焦面測量裝置陣列測量對準標記，得到基板5的面型變化，然後曝光裝置沿著Y軸負向步進，使對準標記慢慢進入第一對準測量裝置陣列900的視場內，之後根據每個焦面測 量裝置測得的基板5的面型變化對每個對準測量裝置進行調焦，使得對準標記在每個對準測量裝置中可清晰成像。
沿著Y軸負向，當焦面測量裝置陣列與對準測量裝置陣列依次將第一曝光區域510和第二曝光區域520測量並且調整完後，沿著X軸正向移動至第三曝光區域530，此時，焦面測量裝置陣列與對準測量裝置陣列沿著Y軸正向運動，由於設置了兩列對準測量裝置陣列，在焦面測量裝置陣列測量了第三曝光區域530上的對準標記後，則無需沿著Y軸負向將第一對準測量裝置陣列900再移至剛被焦面測量裝置陣列測量過的對準標記上，而只需繼續沿著Y軸正向運動直至上述對準標記進入第二對準測量裝置陣列910的視場範圍內，即可直接使用第二對準測量裝置陣列910對準上述對準標記，這樣避免了焦面測量裝置和對準測量裝置的重複運動。
較佳地，照明光源1為單波段的鹵素燈或者單波段的LED，照明光源1的光波段避開光刻膠感光的光波段。
請參照第8圖，本發明更提供一種使用上述的投影曝光裝置的投影曝光方法，包括對準動作與曝光動作。進行對準動作時，打開照明光源1。在進行曝光時，各個曝光區域間的曝光順序是任意的，本實施例選擇先曝光第一曝光區域510。在第一曝光區域510內，基板5上沿著X軸設有兩列對準標記，分別為第一列對準標記511和第二列對準標記512，在第一列對準標記511內設有4個對準標記，分別為第一對準標記501、第二對準標記502、第三對準標記503、第四對準標記504。
該方法具體包括以下步驟：
步驟一：確定焦面測量系統8中各個焦面測量裝置的測量參考零平面，以及對準測量系統9中的各個對準測量裝置的測量參考焦面。
移動工件台4，先將基準板6移動至焦面測量系統8的視場範圍內，當基準板6上的參考標記601位於投影物鏡組7的公共焦面內，此時，設定基準板6上的參考標記601所在的面為焦面測量系統8的測量參考零平面。
移動工件台4，將對準測量裝置對準基準板6上的參考標記601，調節調焦元件95，直至對準測量裝置中，參考標記601顯示最清晰為止，此時參考標記601所在的面即設定為對準測量裝置的測量參考焦面，此時，調焦元件95上的零部件所處的位置，即設定為調焦零點。
步驟二：使用複數個焦面測量裝置對基板5進行測量，以獲得焦面資訊。
焦面資訊為基板5面型的垂向變化資料。基板5面型的垂向變化以測量參考零平面為基準。基板5上設置有對準標記，每個焦面測量裝置藉由測量基板5上的對準標記得到基板5的面型的垂向變化資料。
具體的，移動工件台4將第一曝光區域510水平移動至焦面測量系統8的視場範圍內，即在每一個焦面測量裝置內都能顯示出第一曝光區域510內的一個對準標記，計算此時每個對準標記的垂向座標(Z向座標)，在整個曝光裝置中，水平面則是由X、Y軸組成的平面，以垂直於水平面的方向作為Z軸，則基板5上某一點的水平座標即為(x,y)，三維坐為(x,y,z)，垂向座標則為Z，之後，每個焦面測量裝置將每個對準標記的垂向座標發送至控制系統，控制系統計算出基板5面型未發生變化時與發生變化後垂向座標的差異(即每個對準標記相對於焦面測量裝置的測量參考零平面的離焦量)，並根據焦面測量裝置的測量參 考零平面與對準測量裝置的測量參考焦面之間的資料差異計算出每個對準測量裝置所需的調焦量。
步驟三：根據步驟二中計算出每個對準測量裝置所需的調焦量調整每個對準測量裝置的焦距。
具體的，請參照第7圖，將第一列對準測量裝置陣列900移動至第一列對準標記511上，根據步驟二中控制系統計算出來的每個對準測量裝置所需的調焦量，對每個對準測量裝置按照調焦量進行調焦，直至每個對準標記清晰地顯示在各個對準測量裝置內。
步驟四：使用調焦後的每個對準測量裝置對相應的對準標記的水平位置進行測量，並計算基板5與掩模版之間的相對位置關係。
首先，使用調焦後的每個對準測量裝置對相應的對準標記的水平位置進行測量，得到每個對準標記的水平座標(x,y)。
其次，控制系統根據對準測量裝置測得的各個對準標記的水平位置座標(x,y)以及步驟二中由焦面測量裝置計算出的各個對準標記的垂向座標z計算得到在面型發生變化後，光罩2向基板5上投影時各個點的位置發生的變化，即得到光罩2上每個曝光區域與其對應的基板5上相應的曝光區域的相對位置關係。這些相對位置關係包括基板5上各個點相對於光罩2上相應的點的旋轉、平移或者縮放。例如請參照第6圖，在基板5面型未發生變化時，光罩2上的某點投影到基板5上的水平座標為(x1,y1)，在基板5面型髮型變化後，光罩2上的同一點投影到基板5上的水平座標變為(x2,y2)。
然後，控制系統根據計算出來的光罩2相對於基板5上相應的曝光區域的相對位置關係，計算出工件台4的補償動作與參數，該計算方法可使用習知技術。
步驟五：對當前曝光區域(此處為第一曝光區域510)進行曝光；
步驟六：參照步驟一至步驟五依次對第二曝光區域520、第三曝光區域530、第四曝光區域540進行曝光，直至將整個基板5曝光完成。
實施例二
請參照第9圖，本實施例與實施例一的區別在於焦面測量裝置陣列的排布方向與對準測量裝置陣列的排布方向正交。在Y軸上設置兩行對準測量裝置陣列，在X軸上設置兩列對準測量裝置陣列，形成一個矩形，保證矩形的四個角上皆為焦面測量裝置。
對應地，請參照第10圖，基板5上的對準標記的排布方向也隨之發生變化。在第一曝光區域510上，沿著Y軸方向上分佈兩行對準標記，分別為第一行對準標記513和第二行對準標記514，第一行對準標記513上分佈著三個對準標記，第二行對準標記514相應地也分佈著三個對準標記。
同樣地，焦面測量裝置與對準測量裝置沿著Y軸負向移動，先由矩形四個角上的焦面測量裝置沿著Y軸負向依次測量第一行對準標記513、第二行對準標記514上的每個對準標記，剩餘的位於中間的焦面測量裝置也可以測量無對準標記處基板5的面型變化。
在四個角上的焦面測量裝置測量第一行對準標記513和第二行對準標記514後，每個焦面測量裝置與每個對準測量裝置均繼續沿著Y軸負向移動，使得兩列對準測量裝置分別對第一行對準標記513和第二行對準標記514上 的每個對準標記進行對準。具體的，將第一行對準標記513和第二行對準標記514中的對準標記分別移動至兩列對準測量裝置的視場範圍內，之後，兩列對準測量裝置根據每個焦面測量裝置測得的焦面資訊調整焦距。按照上述方法，對第一曝光區域510對準、曝光完成後，依次對第二曝光區域520、第三曝光區域530和第四曝光區域540進行對準、曝光。
本發明對上述實施例進行了描述，但本發明不僅限於上述實施例。顯然本領域的技術人員可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明申請專利範圍及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包括這些改動和變型在內。

Claims (21)

  1. 一種投影曝光裝置，包括：一照明光源；一照明光學系統；一光罩台，用於承載一光罩；一投影物鏡組，包括複數個子物鏡，由該複數個子物鏡形成一拼接曝光視場；一工件台，用於承載一基板，該基板包括複數個曝光區域，每個該曝光區域的大小與該拼接曝光視場的大小相對應；以及與該光罩台、該工件台皆訊號連接的一控制系統；其中，在掃描曝光過程中，該照明光源發射的光束，經過該照明光學系統，照射到該光罩上，並將該光罩上的圖案，經過該投影物鏡組形成的該拼接曝光視場，轉印到該基板上對應的該曝光區域；該投影曝光裝置更包括與該控制系統電路連接的一對準測量系統和一焦面測量系統，該對準測量系統包括複數個對準測量裝置，該焦面測量系統包括與該複數個對準測量裝置相對應的複數個焦面測量裝置，該對準測量系統和該焦面測量系統設置在該光罩台和該工件台之間，其中，每個該對準測量裝置皆具有調焦功能，在該對準測量系統對任意一個該曝光區域進行對準時，每個該對準測量裝置根據對應的該焦面測量裝置已測得的該基板的該曝光區域中的一焦面資訊，進行調焦對準。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之投影曝光裝置，其中每個該對準測量裝置上皆具有一調焦元件。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之投影曝光裝置，其中該對準測量系統的該複數個對準測量裝置排列成直線，每個該對準測量裝置包括一第一照明元件、一第二照明元件、一分光棱鏡、一第一成像元件、一第二成像元件以及一面陣相機，該第一成像元件包括該調焦元件，每個該對準測量裝置中由照明光源發出的照明光依次經過該第一照明元件、該第二照明元件到達該分光棱鏡，並由該分光棱鏡將該照明反射至該第一成像元件，該照明光經過該第一成像元件到達該工件台的物體上並反射給該第一成像元件，並依次經過該分光棱鏡、該第二成像元件到達該面陣相機。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之投影曝光裝置，其中該焦面測量系統的該複數個焦面測量裝置排列成直線。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之投影曝光裝置，其中該焦面測量系統根據測量參考零平面為基準測量該基板的該曝光區域的該焦面資訊，該測量參考零平面根據該工件台上的參考物設定。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之投影曝光裝置，其中該工件台上的該參考物位於該工件台上表面的一基準板上，該基準板位於該基板的一側，該基準板為長條形。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之投影曝光裝置，其中該參考物為該基準板上的複數個參考標記。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之投影曝光裝置，其中該投影物鏡組的該複數個子物鏡具有一公共焦面。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之投影曝光裝置，其中該基板表面具有複數個對準標記，該對準標記排列成直線。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之投影曝光裝置，其中任意一個該對準標記只對應一個該焦面測量裝置和一個該對準測量裝置。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之投影曝光裝置，其中任意排或者任意列內該對準標記之間的間距與該排或者該列對應的該對準測量裝置之間的間距相等。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之投影曝光裝置，其中該照明光源為鹵素燈或者LED，該照明光源具有避開光刻膠感光的光波段。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之投影曝光裝置，其中該基板材料為玻璃或者矽基材料。
  14. 一種投影曝光裝置的曝光方法，用於藉由照明光源及照明光學系統將曝光光束照射到一光罩上，將該光罩上的圖案，藉由一投影物鏡組形成的一拼接曝光視場，曝光到一基板上，其中該曝光方法更包括如下步驟：步驟1、確定複數個焦面測量裝置的一測量參考零平面，以及複數個對準測量裝置的一測量參考焦面；步驟2、使用該複數個焦面測量裝置對該基板進行焦面測量，獲得一焦面資訊；步驟3、根據步驟2中每個焦面測量裝置測得的該焦面資訊調整對應的一對準測量裝置的一測量焦距；步驟4、使用調整後的各個該對準測量裝置進行該光罩和該基板的對準；以及步驟5、完成對準後，對該基板進行曝光。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之曝光方法，其中步驟2中該焦面資訊包括該基板面型的垂向變化資料。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之曝光方法，其中該基板上設置有一對準標記，該焦面測量裝置藉由測量該基板上的對準標記相對於測量參考零平面的離焦量得到該基板的面型的垂向變化資料。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之曝光方法，其中該基板放置於基準板的上表面上，當該基準板的上表面位於該投影物鏡組的一公共焦面，此時該基準板的上表面位於每個該焦面測量裝置的該測量參考零平面。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之曝光方法，其中步驟3中根據該焦面資訊計算出光罩與該基板的相對位置關係來調整每個該對準測量裝置的該測量焦距。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之曝光方法，其中步驟1中確定複數個對準測量裝置的測量參考焦面包括每個該對準測量裝置根據設置在該基準板上的參考標記設定測量參考焦面，並將與該測量參考焦面對應的調焦元件的參數設置為調焦參考零點。
  20. 如申請專利範圍第14項所述之曝光方法，其中步驟4中該光罩和該基板對準的方法包括調整一工件台，使得位於該工件台上的該基板上的點相對於該光罩的點發生旋轉、平移或縮放。
  21. 如申請專利範圍第14項所述之曝光方法，其中該基板由複數個單元基板拼接而成，該光罩由複數個與每個該單元基板對應的單元光罩拼接而成，每個該單元基板與對應的該單元光罩形成一單元曝光場，對每個單元曝光場內使用如申請專利範圍第14項該的方法進行曝光。
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