專利名稱：刻線片預(yù)校正裝置及預(yù)校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種刻線片預(yù)校正裝置和預(yù)校正方法，具體地說，涉及一種在曝光過程中預(yù)先校正刻線片在刻線片承載平臺上的預(yù)定位置的裝置和方法。
一般地說，在將電路印到半導(dǎo)體晶片上的光刻法中，將刻線片置于半導(dǎo)體晶片與光源間，用為光掩膜。必須仔細維護這種由玻璃制成的刻線片，因為它極易因微小的劃痕或玷污而被報廢。
在把刻線圖象曝光于液晶顯示板(LCD)或干膠片表面的曝光過程中，要有一個把刻線片置載于刻線片承載平臺上的安放過程。這時，重要的是要將刻線片精確地置于預(yù)定的位置，因為在曝光過程中，為了校正而移動刻線片承載平臺所致的位置誤差必須在可修正的范圍內(nèi)。
因此，安放過程中，必須使刻片與刻線片承載平臺間的間隙減小到最小程度?？梢酝ㄟ^旋轉(zhuǎn)或者沿X-Y方向移動刻線片調(diào)整刻線片的位置。不過，在減小所述間隙時，必須給以精心的保護，謹防刻線片碰到承載平臺而生瑕庇。
通常的做法是在刻線片調(diào)直顯微鏡下測得刻線片上所制成的校準標記，并移動刻線片承載平臺上的參考標記。確認顯微鏡的相對定位，以設(shè)定顯微鏡的位置。然后通過顯微鏡檢測刻線片的校準標記，實現(xiàn)預(yù)校正及后校正。
上述通常做法限于采用在許多方面均不利的單一刻線片之曝光。例如，在大液晶顯示板曝光過程中，采用幾個不同的刻線片，而且每個刻線片都必需單個地按照上述做法對承載平臺來回移動。于是，會因大量的時間被花費在更換刻線片上，使生產(chǎn)率降低。
由此，本發(fā)明旨在提供一種刻線片預(yù)校正裝置及方法，從本質(zhì)上避免由于所述技術(shù)的局限與不足帶來的問題。
本發(fā)明提供一種刻線片預(yù)校正裝置及方法，它可以在曝光過程中，通過預(yù)先校準刻線片承載平臺上的多個刻線片而提高生產(chǎn)率。
本發(fā)明的更多特點及優(yōu)越性將在下文中予以評估，通過這種描述可使其一部分更加清楚，或者可通過實踐本發(fā)明的弄清楚。利用所記說明書及權(quán)利要求書，以及各附圖所具體指出的裝置，將使本發(fā)明的目的和其余優(yōu)點得以被了解和實現(xiàn)。
為了達到這些以及其它的優(yōu)點，做為具體的以及概括的描述，按照本發(fā)明的目的，提供一種刻線片預(yù)校正和載置裝置，一個刻線片承載器，用以將刻線片承載于預(yù)定位置處；一個位于刻線片承載平臺上方、用以發(fā)光的光源；所述刻線片上形成的校準標記，用以出射或透過光；位于刻線片承載平臺下面的傳感器，用于接收從校準標記射出的光，產(chǎn)生預(yù)定信號；用于處理傳感器所產(chǎn)生的信號，以驅(qū)動所述刻線片承載器的控制器。
本發(fā)明的校準標記最好是一對十字形的延長通道，最好在它們的中點互相交叉成直角，而傳感器最好為四個光學(xué)元件所構(gòu)成的象限傳感器。
另一方面，本發(fā)明提供一種刻線片預(yù)校正方法，包括如下步驟用刻線片承載器取得刻線片，將其放在刻線片承載平臺上方，并與之隔開一段距離；使來自光源的光通過至少一個在所述保持間隔的刻線片上形成的校準標記，投射到至少一個傳感器上；得到一個依傳感器接收的光量對應(yīng)的信號；根據(jù)所得信號判斷該刻線片是否處于所允許的誤差范圍之內(nèi)，亦或是在此之外；根據(jù)確定刻線片是在允許誤差范圍之內(nèi)，再將刻線片置于刻線片承載臺上；根據(jù)確定該刻線片處在允許誤差范圍以外，發(fā)生一個刻線片承載器的位置修正信號；根據(jù)該位置修正信號修正承載器上的刻線片位置。
應(yīng)當(dāng)理解，上面的一般性敘述以及下面的詳細描述均為示例性和說明性的，而且還要由權(quán)利要求書對本發(fā)明做進一步的說明。
各附圖被算做是用以對本發(fā)明給出進一步的理解，而且它們被溶入并構(gòu)成本說明書的一部分，它們表示本發(fā)明的一個具體實施例，并與文字描述一起用于解釋本發(fā)明的原則。其中
圖1是本發(fā)明一種具體實施例的刻線片預(yù)校正及置放裝置的透視圖；圖2是圖1刻線片預(yù)校正和置放裝置主要部分的簡要方框圖；圖3A和3B是一對傳感器的電路簡圖，每個傳感器都由四個光學(xué)元件構(gòu)成；圖4是處理本發(fā)明刻線片預(yù)校正信號(ΔX)的電路簡圖；圖5A、5B以及6A-6C是表示本發(fā)明刻線片預(yù)校正裝置和方法之刻線片位置變動的示意圖；圖7是表示由本發(fā)明刻線片預(yù)校正和置放裝置的承載器置放到刻線片位置的平面圖。
圖1示意地表示本發(fā)明刻線片預(yù)校正和置放裝置40的一個優(yōu)選實施例。如圖1所示，該裝置的刻線片置放部分40′利用刻線片承載器20的叉形支撐件21將來自刻線片箱10的刻線片11置放于刻線片承載平臺30上去。
當(dāng)刻線片預(yù)校正和置放裝置40的刻線片置放部分將刻線片11放在刻線片承載平臺30上時，該裝置將刻線片11預(yù)先校正于承載平臺30上的預(yù)定位置處。被置于刻線片承載平臺30上的刻線片11的相對位置必須在可修正的范圍內(nèi)，以便接下去的刻線片精確校正。
參見圖1，刻線片預(yù)校正和置放裝置40包括一個光源41；所述刻線片上形成的校準標記12，用以投射來自光源41的光；以及接收該光的傳感器45，所述的光來自光源41，射過或者換句話說是通過校準標記12。
如圖1和2所示，本發(fā)明設(shè)置第一透鏡42，將光集聚于反光鏡39上的預(yù)定位置，從而改變光路。透鏡42和反光鏡39二者均位于光源41和校準標記12之間。第二透鏡44以及用來接收通過校準標記12之光的反射鏡43均位于標準標記12與傳感器45之間。
傳感器的界面轉(zhuǎn)換器47、CPU48和電機控制器49都接至傳感器45，通過處理傳感器45測得的信號，給出驅(qū)動刻線片承載器的控制信號53，以驅(qū)動本刻線片置放裝置。如前所述，校準標記12最好是一對十字形延長通道，最好在它們的中點處互相交叉成直角。
如圖3A所示，傳感器45為象限傳感器，或者換句話說，是由四個光學(xué)元件A、B、C和D構(gòu)成的傳感器，它們被放在X、Y傳感器座標系的每個象限中。圖3A和3B的每個傳感器45和45′產(chǎn)生與光量成正比的電流，所述光量是通過刻線片11上形成的校準標記12和12′，分別由各光學(xué)元件A、B、C、D和A′、B′、C′、D′接收的。
圖4是處理刻線片預(yù)校正信號的電路圖。每個光學(xué)元件產(chǎn)生的電流量通過位于傳感器界面轉(zhuǎn)換器47上的電壓變換器60，從電流轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓值。對傳感器45的每個光學(xué)元件A、B、C、D以及傳感器45′的各光學(xué)元件A′、B′、C′、D′產(chǎn)生的電流I值求和。特別是分別對-X、Y座標象限及X、Y座標象限內(nèi)的光學(xué)元件A和B，于輸出線55處得到一個電壓值。對-X-Y及X，-Y座標象限內(nèi)的光學(xué)元件C和D求和，在輸出線57處得到一個電壓值。
這些電壓值被放大器61放大。利用裝置62，從元件B、D電壓值的和減去元件A和C的總放大電壓值，得到信號ΔX。將經(jīng)過變換的電壓值ΔX傳給圖2的模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器50。繼而，在為信號處理做電壓放大之后，將傳給A/D轉(zhuǎn)換器50的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，并傳至圖2的CPU48，以便處理。CPU48利用通過一種算法處理傳來的值，并用計算的結(jié)果去求解在允許誤差范圍以外的刻線片的移動。
計算刻線片位移量的公式被構(gòu)形于圖2中傳感器界面轉(zhuǎn)換器47的硬件中，用以根據(jù)各光學(xué)元件的電流值沿X軸和Y軸方向移動刻線片。這些公式可被表示如下ΔX＝(IA+IB)-(IC+ID)ΔY1＝(IA+IC)-(IB+ID)ΔY2＝(IA′+IC′)-(IB′+ID′)這里，IA至ID如圖3A所示，表示第一傳感器45的光學(xué)元件A至D的(電流)輸出值，而IA′至ID′如圖3B所示，表示第二傳感器45′的光學(xué)元件A′至D′的(電流)輸出值。
參照圖5A和6A，當(dāng)存在X方向的誤差而無Y方向誤差時，這意味著刻線片11只是沿X方向移出允許誤差范圍之外，這時ΔY1和ΔY2各都為零。將ΔX值傳給CPU48，并在那里轉(zhuǎn)換成相當(dāng)?shù)拿}沖信號，傳給電機控制器49。由此，使得承載器20的X軸驅(qū)動部分70或者刻線片承載平臺30的X-Y軸驅(qū)動部分75(圖1所示)動作。
參見圖5B和6B，當(dāng)存在Y方向誤差而無X方向誤差時，這意味著刻線片11只是沿Y方向移出允許誤差范圍之外，這時ΔX為零，而ΔY1與ΔY2等值于除零以外的值。將此ΔY1與ΔY2值送至CPU48，并在此變換成適當(dāng)?shù)拿}沖信號，傳給電機控制器49；由此，使得承載器20的Y軸驅(qū)動部分72或者刻線片承載平臺30的X-Y軸驅(qū)動部分75動作。
參照圖5B和6C，當(dāng)刻線片11轉(zhuǎn)過θ角時，ΔX、ΔY1以及ΔY2值都被送至CPU48。這里，可按θ＝tan-1[(Y2-Y1)/D]計算角θ，其中D表示兩個傳感器中心線間的距離。此后，利用CPU48將計算結(jié)果轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)拿}沖，并被送至電機控制器49。由此，使刻線片20的θ軸驅(qū)動器74動作。
以下對照圖1和2說明刻線片預(yù)校正和置放裝置40的工作過程及所述校正方法的步驟。
刻線片承載器20的叉狀支撐物21下落，與刻線片承載平臺30上的預(yù)校正刻線片11只剩一微小縫隙。這時，通過設(shè)在刻線片承載平臺30中的氣孔31排放被壓擠的空氣。在叉狀支撐物21和承載器20的主體之間設(shè)置一四連桿件22，使刻線片11可保持與承載平臺30平行。從而避免刻線片11與承載平臺30的碰觸，并防止損傷刻線片11。
當(dāng)承載刻線片11的承載器20的叉狀支撐物21與承載平臺30留有間隔時，完成刻線片11的預(yù)校正。換句話說，使由設(shè)在刻線片承載平臺30上方的光源41發(fā)射的光穿過第一透鏡42而被會聚，再照射在刻線片11中形成的預(yù)校準標記12。透過校準標記12的光由反射鏡43反射后，經(jīng)第二透鏡44指向傳感器45。
由傳感器45根據(jù)接收的光量所產(chǎn)生的信號經(jīng)傳感器界面轉(zhuǎn)換器47傳至CPU時，以判定刻線片11的移位是否在允許的誤差范圍內(nèi)。CPU48經(jīng)電機控制器48將信號分別傳給刻線片承載器20的X、Y及θ驅(qū)動部分70、72和74或者刻線片承載平臺30的X-Y軸驅(qū)動部分75(圖1所示)，以移動刻線片承載器20的X、Y和θ軸或者刻線片承載平臺30的X-Y驅(qū)動部分75，使刻線片11定位于允許的誤差范圍以內(nèi)。如果承載器20上的刻線片11處在允許誤差范圍以外，CPU48則又以傳感器45′接收信號，以判斷該刻線片是否在允許誤差范圍內(nèi)。
在預(yù)校正過程中，當(dāng)刻線片11的運動狀態(tài)處于為CPU48制定的程序中允許誤差范圍之內(nèi)時，關(guān)閉通過承載平臺30的氣孔31排放的被壓擠空氣的閥門(未示出)，同時開啟承載器20的真空閥門(未示出)，于是，通過抽氣而將刻線片11保持于承載平臺30上。然后關(guān)閉真空閥門，于是就完成了將已經(jīng)預(yù)校正的刻線片11從刻線片承載器20的叉狀支撐物21置放于刻線片承載平臺30上。
圖7表示由本發(fā)明刻線片預(yù)校正和置放裝置40的承載器置放的刻線片位置。如圖7所示，設(shè)置了兩個置放位置，刻線片由承載器20被預(yù)校正。
需要兩個置放位置，因為置放在單一的位置上會增加刻線片承載平臺的長度，那就要減慢操作過程。例如，當(dāng)設(shè)置兩個置放位置(而不是單一的置放位置)時，用于置放刻線片所需的時間可比只設(shè)置單一置放位置時所需的時間減少一半。由于可將刻線片置放在兩個置放位置的任何一處，所以每個刻線片承載臺30以及刻線片承載部分40′所需移動的距離只是設(shè)置單一置放位置時所需距離之半。
當(dāng)完成將刻線片置放于承載平臺30上的預(yù)定位置處的預(yù)校正過程時，移動刻線片承載臺，以進行后校正。在后校正以后，曝光過程開始。
如上所述，本發(fā)明的刻線片預(yù)校正裝置及預(yù)校正方法可依序置放并曝光多個刻線片，所以，通過提高速度及精度，從而提高了效率并簡化了預(yù)校正裝置。
權(quán)利要求
1.一種刻線片預(yù)校正和置放裝置，它包括一個刻線片承載器，用以將刻線片置放于刻線片承載平臺上的預(yù)定位置處；一個光源被設(shè)置在所述刻線片承載平臺上方，用以發(fā)光；至少一個形成于所述刻線片上的校準標記，用以透過射來的光；至少一個傳感器被置于所述刻線片承載平臺下方，用以接收穿過所述校準標記的光，以產(chǎn)生信號；一個控制器，用以處理由所述傳感器產(chǎn)生的信號，以驅(qū)動所述刻線片承載器。
2.一種如權(quán)利要求1所述的刻線片預(yù)校正和置放裝置，其特征在于所述至少一個校準標記包括相間的第一和第二校準標記，所述每一個標記包括一對十字形延長通道，它們確定了X軸和Y軸。
3.一種如權(quán)利要求1所述的刻線片預(yù)校正和置放裝置，其特征在于所述至少一個傳感器含第一和第二傳感器，各有四個光學(xué)元件A、B、C、D和A′、B′、C′、D′；所述每個的四個光學(xué)元件被分別放在-X、Y座標象限，X、Y座標象限，-X、-Y座標象限和X、-Y座標象限中。
4.一種如權(quán)利要求3所述的刻線片預(yù)校正和置放裝置，其特征在于所述控制器包括響應(yīng)第一傳感器所產(chǎn)生的第一信號，產(chǎn)生具有與所述刻線片沿X軸位移對應(yīng)的值ΔX的驅(qū)動信號的裝置；響應(yīng)第一傳感器所產(chǎn)生的第二信號，產(chǎn)生具有與所述刻線片沿Y軸位移對應(yīng)的值ΔY1的驅(qū)動信號的裝置；響應(yīng)第一和第二傳感器所產(chǎn)生的第三信號，產(chǎn)生具有與所述刻線片相對于X軸和Y軸之角位移的值ΔY2的驅(qū)動信號的裝置。
5.一種如權(quán)利要求4所述的刻線片預(yù)校正和置放裝置，其特征在于ΔX＝(IA+IB)-(IC+ID)，ΔY1＝(IA+IC)-(IB+ID)，ΔY2＝(IA′+IC′)-(IB′+ID′)，其中IA、IB、IC和ID以及IA′、IB′、IC′和ID′表示電流，它們與所述相應(yīng)的光學(xué)元件接收通過所述標準標記的光量成正比。
6.一種刻線片預(yù)校正和置放方法，包括步驟(a)用刻線片承載器拾取刻線片，將該刻線片放在刻線片承載平臺上方并與之隔開一定距離；(b)從光源通過在所述分開一定間隔的刻線片上形成的至少一個校準標記向至少一個傳感器發(fā)射光；(c)產(chǎn)生與傳感器接收的光量相應(yīng)的信號；(d)根據(jù)所產(chǎn)生的信號判斷刻線片是否處在允許誤差范圍內(nèi)亦或在其外；(e)根據(jù)確定刻線片處于所述允許誤差范圍內(nèi)，將所述刻線片置放于刻線片承載平臺上；(f)根據(jù)確定刻線片處于所述允許誤差以外，產(chǎn)生刻線片承載器的位置修正信號；(g)根據(jù)所述位置修正信號校正刻線片承器上的刻線片位置。
7.一種如權(quán)利要求6所述的刻線片預(yù)校正和置放方法，其特征在于所述發(fā)光步驟包括通過至少一個具有一對十字形延長通道的標記發(fā)射光。
8.一種如權(quán)利要求6所述的刻線片預(yù)校正和置放方法，其特征在于根據(jù)至少一個傳感器接收的光量產(chǎn)生信號的步驟包括根據(jù)每四個光學(xué)元件接收的光量產(chǎn)生信號，所述四個光學(xué)元件將至少一個傳感器劃分成上左-X、Y，上右X、Y，下左-X、-Y，下右X、-Y象限，所說象限由X軸和Y軸確定。
9.一種如權(quán)利要求8所述的刻線片預(yù)校正和置放方法，其特征在于確定所述刻線片是否在允許誤差范圍內(nèi)亦或在其外的步驟包括確定所述刻線片沿X軸的位移值ΔX；確定所述刻線片沿Y軸的位移值ΔY1；確定所述刻線片相對于X軸和YL同的角位移值ΔY2。
10.一種如權(quán)利要求9所的刻線片預(yù)校正和置放方法，其特征在于ΔX＝(IA+IB)-(IC+ID)，ΔY1＝(IA+IC)-(IB+ID)，ΔY2＝(IA′+IC′)-(IB′+ID′)，其中IA、IB、IC和ID和IA′、IB′、IC′和ID′表示電流，它們與所述各相應(yīng)的光學(xué)元件接收通過至少一個校準標記的光量成正比，將ΔX、ΔY1和ΔY2傳至CPU，執(zhí)行權(quán)利要求6的步驟(e)、(f)和(g)。
11.一種如權(quán)利要求9所述的刻線片預(yù)校正和置放方法，其特征在于確定位移值ΔY2的步驟包括根據(jù)公式θ＝tan-1[(ΔY2-ΔY1)/D]確定旋轉(zhuǎn)角θ的值，其中D表示所述第一和第二傳感器間的距離。
全文摘要
本發(fā)明提供一種刻線片預(yù)校正裝置和預(yù)校正方法。該裝置包括:用來將刻線片置放于刻線片承載平臺上預(yù)定位置處的刻線片承載器;放在所述刻線片承載平臺上方的發(fā)光光源;在刻線片上形成的透光標準標記;放在刻線片承載平臺下面的傳感器,用以接收穿過校準標記的光,以產(chǎn)生預(yù)定信號;處理來自傳感器的信號,以驅(qū)動刻線片承載器的控制器。通過提高速度和精度,提高生產(chǎn)率并簡化這種預(yù)校正裝置。
文檔編號G03F9/00GK1180180SQ95113128
公開日1998年4月29日 申請日期1995年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月22日
發(fā)明者金成郁 申請人:三星航空產(chǎn)業(yè)株式會社