[发明专利]光学成像写入系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年10月4日递交的第12/897,726号美国正式专利申请的权益，本申请为2009年5月29日递交的第12/475,114号美国正式专利申请的部分延续，并要求该正式专利申请的优先权。该第12/475,114号美国正式专利申请要求2008年12月17日递交的第12/337,504号美国正式专利申请的优先权，而该第12/337,504号美国正式专利申请则要求2008年9月23日递交的第61/099,495号美国临时专利申请“光学成像写入系统”的优先权。第12/897,726号美国正式专利申请亦要求2009年10月8日递交的第61/249,936号美国临时专利申请“光学成像写入系统”的优先权。上述美国专利申请的内容，在此以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及光刻制造的领域；详言之，本发明涉及一种在光刻制造工艺中将光掩膜数据图案施用于基板的系统及方法。

背景技术

受益于半导体集成电路(IC)技术的突飞猛进，动态矩阵液晶电视(AMLCD TV)及计算机显示器的制程已有长足进步。近年来，液晶电视及计算机显示器的尺寸不断放大，但价格则逐渐大众化。

就半导体IC而言，各技术世代由电路设计规则中的关键尺寸(CD)加以定义。随着技术世代的演进，新世代IC的特征关键尺寸目标值逐渐缩小，误差容许度亦更趋严格。但就平板显示器(FPD)而言，各技术世代依照制程中所用基板的实体尺寸加以分类。例如，FPD分别于2005、2007及2009年进入第六代(G6)、第八代(G8)及第十代(G10)，其对应的基板尺寸(毫米x毫米)分别为1500x1800、2160x2460及2880x3080。

无论是半导体IC或FPD基板，其光刻制程所面临的挑战均为如何一方面加大产品的尺寸，一方面使产品平价化；但两者的制程却截然不同。IC业界的一个主要挑战，是于直径300毫米的晶圆上形成具有小关键尺寸的特征，其目标为尽可能提高晶体管的安装数量，以使相同大小的芯片具有更佳功能。然而，FPD业界的一个主要挑战是尽可能加大可处理的矩形基板尺寸，因为生产线所能处理的FPD基板愈大，则所能制造的电视或显示器愈大，且成本愈低。为提高效能，一般液晶电视及显示器的设计均采用较为复杂的薄膜晶体管(TFT)，但TFT的关键尺寸目标值仍停留在相同的规格范围内。从某一观点而言，FPD制程的一个主要挑战，是使后续各世代的单位时间产出量均具有合理的成本效益，而其中一项重要的考虑因素是令制程良率达到获利水平，同时维持适当的制程窗口。

已知用于制造FPD的光刻技术由制造IC的光刻制程演变而来。FPD基板所用的光刻曝光工具大多为步进式及/或扫描式投影系统，其中从光掩膜至基板的投影比例共有二比一(缩小)与一比一两种。为将光掩膜图案投影至基板，光掩膜本身便须依可接受的关键尺寸规格制造。FPD的光掩膜制程与半导体IC的光掩膜制程类似，不同之处在于：制造半导体IC所用的光掩膜尺寸约为每边150毫米(约6英寸)，而制造FPD所用的光掩膜，其每边尺寸在一实例中可为前述每边尺寸的八倍左右，即每边超过一米。

请参阅图1，图中绘示一用以将光掩膜图案扫描至FPD基板的投影曝光工具已知架构。此架构所用的曝光光源主要为高压短弧汞(Hg)灯。入射的照明光经由反射镜102反射后，依序通过光掩膜104及投影透镜106，最后到达FPD基板108。然而，若欲以图1所示的已知光掩膜式曝光工具架构为新世代的FPD进行光刻制程，必须解决光掩膜尺寸日益加大的问题。以第八代FPD为例，其光掩膜尺寸约为1080毫米x1230毫米，而第八代基板的面积则为其四倍。由于TFT的关键尺寸规格在3微米±10％的范围内，如何在每边超过两米的第八代基板上控制TFT的关键尺寸实乃一大挑战；相较于在直径300毫米的硅晶圆上光刻制印先进IC图案并控制其规格，前者难度更高。FPD业界所须解决的问题是如何以符合成本效益的方式建造出适用于新世代FPD的光掩膜式曝光工具，同时保留可接受的光刻制程能力区限(又称制程窗口)。