本發(fā)明涉及一種聚焦結(jié)構(gòu)及聚焦方法，尤其是一種激光直接成像曝光機(jī)用聚焦結(jié)構(gòu)及聚焦方法，屬于激光直接成像曝光機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
激光直接成像LP3000曝光機(jī)設(shè)備又稱影像直接轉(zhuǎn)移曝光機(jī)，是半導(dǎo)體生產(chǎn)領(lǐng)域中有別于傳統(tǒng)曝光設(shè)備的一個(gè)重要設(shè)備，是利用圖形發(fā)生器取代傳統(tǒng)光刻機(jī)的掩模板，從而可以直接將計(jì)算機(jī)的圖形數(shù)據(jù)曝光到晶圓上，節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間和制作掩模板的費(fèi)用，并且自身可用做掩模板的制作。聚焦技術(shù)作為光刻機(jī)系統(tǒng)中必不可少的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，聚焦的時(shí)間和精度對光刻機(jī)系統(tǒng)的性能和曝光圖形的質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用。
生產(chǎn)掩膜版和晶園（wafer）的激光直接成像曝光機(jī)LP3000，是在不同厚度掩膜版上進(jìn)行成像曝光的。要實(shí)現(xiàn)激光直接成像曝光機(jī)LP3000曝光的清晰成像，需要給LP3000增加可以聚焦的能力。目前的聚焦是通過步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)成像物鏡上下來尋找最佳焦面來實(shí)現(xiàn)，目前的聚焦方法雖然簡單，但由于利用成像物鏡上下移動(dòng)，對成像質(zhì)量會(huì)造成潛在隱患，同時(shí)成像物鏡上下目前還沒有機(jī)械限位，容易造成物鏡撞壞的風(fēng)險(xiǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種激光直接成像曝光機(jī)用聚焦結(jié)構(gòu)及聚焦方法，其結(jié)構(gòu)緊湊，能有效實(shí)現(xiàn)曝光成像的聚焦，避免投影物鏡的損壞，安全可靠。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述激光直接成像曝光機(jī)用聚焦結(jié)構(gòu)，包括曝光平臺(tái)以及位于所述曝光平臺(tái)正上方的投影物鏡；所述曝光平臺(tái)包括用于承載待曝光板體的吸盤，所述吸盤與用于所述驅(qū)動(dòng)吸盤升降的吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；在所述投影物鏡的一側(cè)設(shè)有聚焦光源，投影物鏡的另一側(cè)設(shè)置用于接收聚焦光源經(jīng)過待曝光板體后投影光線的光線探測器，所述光線探測器與吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，光線探測器根據(jù)投影光線的狀態(tài)能控制吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)，直至使得吸盤上的待曝光板體處于最佳焦面位置。
還包括用于將聚焦光源的光線進(jìn)行分光的分光棱鏡機(jī)構(gòu)，分光棱鏡機(jī)構(gòu)包括第一分光棱鏡、第二分光棱鏡、第三分光棱鏡以及第四分光棱鏡；
第一分光棱鏡、第二分光棱鏡位于投影物鏡的同一側(cè)，且第一分光棱鏡鄰近聚焦光源，第二分光棱鏡位于第一分光棱鏡的下方；
第三分光棱鏡、第四分光棱鏡位于投影物鏡的同一側(cè)，且第三分光棱鏡鄰近光線探測器，第四分光棱鏡位于第三分光棱鏡的下方，經(jīng)第二分光棱鏡的聚焦光線經(jīng)待曝光板體后能進(jìn)入第四分光棱鏡。
所述待曝光板體包括掩模版或晶圓。
一種激光直接成像曝光機(jī)用聚焦方法，所述聚焦方法包括如下步驟：
步驟1、提供曝光平臺(tái)以及位于所述曝光平臺(tái)正上方的投影物鏡，曝光平臺(tái)包括用于承載待曝光板體且能在投影物鏡下方升降的吸盤，吸盤與吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；
步驟2、開啟位于投影物鏡一側(cè)的聚焦光源，聚焦光源發(fā)出的激光經(jīng)過吸盤上的待曝光板體后，能被投影物鏡另一側(cè)的光線探測器接收；
步驟3、光線探測器根據(jù)投影光線的狀態(tài)能控制吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)，直至使得吸盤上的待曝光板體處于最佳焦面位置。
還包括用于將聚焦光源的光線進(jìn)行分光的分光棱鏡機(jī)構(gòu)，分光棱鏡機(jī)構(gòu)包括第一分光棱鏡、第二分光棱鏡、第三分光棱鏡以及第四分光棱鏡；
第一分光棱鏡、第二分光棱鏡位于投影物鏡的同一側(cè)，且第一分光棱鏡鄰近聚焦光源，第二分光棱鏡位于第一分光棱鏡的下方；
第三分光棱鏡、第四分光棱鏡位于投影物鏡的同一側(cè)，且第三分光棱鏡鄰近光線探測器，第四分光棱鏡位于第三分光棱鏡的下方，經(jīng)第二分光棱鏡的聚焦光線經(jīng)待曝光板體后能進(jìn)入第四分光棱鏡。
所述待曝光板體包括掩模版或晶圓。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：待曝光板體置于吸盤上，光線探測器通過吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)吸盤升降，使得待曝光板體在投影物鏡下方處于最佳焦面上，由于投影物鏡可以保持不動(dòng)，能夠有效避免投影物鏡移動(dòng)對成像質(zhì)量造成的潛在隱患，避免投影物鏡被撞壞的風(fēng)險(xiǎn)，操作方便，安全可靠。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明：1-聚焦光源、2-第一分光棱鏡、3-第二分光棱鏡、4-投影物鏡、5-待曝光板體、6-吸盤、7-吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、8-第三分光棱鏡、9-第四分光棱鏡以及10-光線探測器。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1所示：為了有效實(shí)現(xiàn)曝光成像的聚焦，避免投影物鏡4的損壞，本發(fā)明包括曝光平臺(tái)以及位于所述曝光平臺(tái)正上方的投影物鏡4；所述曝光平臺(tái)包括用于承載待曝光板體5的吸盤6，所述吸盤6與用于所述驅(qū)動(dòng)吸盤6升降的吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7連接；在所述投影物鏡4的一側(cè)設(shè)有聚焦光源1，投影物鏡4的另一側(cè)設(shè)置用于接收聚焦光源1經(jīng)過待曝光板體5后投影光線的光線探測器10，所述光線探測器10與吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7連接，光線探測器10根據(jù)投影光線的狀態(tài)能控制吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的工作狀態(tài)，直至使得吸盤6上的待曝光板體5處于最佳焦面位置。
具體地，投影物鏡4位于曝光平臺(tái)的正上方，在進(jìn)行聚焦時(shí)，投影物鏡4可保持不動(dòng)。吸盤6上承載的待曝光板體5為掩模版或晶圓，吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7驅(qū)動(dòng)吸盤6在投影物鏡4下方升降時(shí)，置于吸盤6上的待曝光板體5會(huì)跟隨吸盤6進(jìn)行同步的升降，以便使得待曝光板體5在投影物鏡4下方能找到最佳焦面的位置。吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的工作狀態(tài)由光線探測器10進(jìn)行控制，即光線探測器10能控制吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7是否驅(qū)動(dòng)吸盤6進(jìn)行所需的升降，光線探測器10接收聚焦光源1的光線后，根據(jù)接收光線來判斷待曝光板體5是否處于最佳焦面的位置，當(dāng)待曝光板體5處于非最佳焦面位置時(shí)，光線探測器10就會(huì)控制吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7驅(qū)動(dòng)吸盤6升降，直至待曝光板體5處于最佳焦面的位置。
本發(fā)明實(shí)施例中，在吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7驅(qū)動(dòng)吸盤6升降時(shí)，光線探測器10接收到光線的光斑最銳利時(shí)，則能判斷待曝光板體5處于最佳焦面的位置，光線探測器10可以采用本技術(shù)領(lǐng)域常用的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對光線光斑的判斷，光線探測器10可以采用本技術(shù)領(lǐng)域常用的結(jié)構(gòu)形式，具體為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知。具體實(shí)施時(shí)，吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7可以采用本技術(shù)領(lǐng)域常用的驅(qū)動(dòng)形式，如采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)或氣缸驅(qū)動(dòng)等，具體驅(qū)動(dòng)形式可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，具體為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。
進(jìn)一步地，為了能使得聚焦光源1發(fā)出的激光，能被光線探測器10接收到，還包括用于將聚焦光源1的光線進(jìn)行分光的分光棱鏡機(jī)構(gòu)，分光棱鏡機(jī)構(gòu)包括第一分光棱鏡2、第二分光棱鏡3、第三分光棱鏡9以及第四分光棱鏡8；
第一分光棱鏡2、第二分光棱鏡3位于投影物鏡4的同一側(cè)，且第一分光棱鏡2鄰近聚焦光源1，第二分光棱鏡3位于第一分光棱鏡2的下方；
第三分光棱鏡8、第四分光棱鏡9位于投影物鏡4的同一側(cè)，且第三分光棱鏡8鄰近光線探測器10，第四分光棱鏡9位于第三分光棱鏡8的下方，經(jīng)第二分光棱鏡3的聚焦光線經(jīng)待曝光板體5后能進(jìn)入第四分光棱鏡9。
本發(fā)明實(shí)施例中，第一分光棱鏡2與第二分光棱鏡3之間形成投影狹縫，第三風(fēng)光棱鏡8與第四分光棱鏡9之間形成探測狹縫。
綜上得到，，本發(fā)明激光直接成像曝光機(jī)用聚焦方法，所述聚焦方法包括如下步驟：
步驟1、提供曝光平臺(tái)以及位于所述曝光平臺(tái)正上方的投影物鏡4，曝光平臺(tái)包括用于承載待曝光板體5且能在投影物鏡4下方升降的吸盤6，吸盤6與吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7連接；
步驟2、開啟位于投影物鏡4一側(cè)的聚焦光源1，聚焦光源1發(fā)出的激光經(jīng)過吸盤6上的待曝光板體5后，能被投影物鏡4另一側(cè)的光線探測器10接收；
步驟3、光線探測器10根據(jù)投影光線的狀態(tài)能控制吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的工作狀態(tài)，直至使得吸盤6上的待曝光板體5處于最佳焦面位置。
具體地，還包括用于將聚焦光源1的光線進(jìn)行分光的分光棱鏡機(jī)構(gòu)，分光棱鏡機(jī)構(gòu)包括第一分光棱鏡2、第二分光棱鏡3、第三分光棱鏡9以及第四分光棱鏡8；
第一分光棱鏡2、第二分光棱鏡3位于投影物鏡4的同一側(cè)，且第一分光棱鏡2鄰近聚焦光源1，第二分光棱鏡3位于第一分光棱鏡2的下方；
第三分光棱鏡8、第四分光棱鏡9位于投影物鏡4的同一側(cè)，且第三分光棱鏡8鄰近光線探測器10，第四分光棱鏡9位于第三分光棱鏡8的下方，經(jīng)第二分光棱鏡3的聚焦光線經(jīng)待曝光板體5后能進(jìn)入第四分光棱鏡9。
本發(fā)明待曝光板體5置于吸盤6上，光線探測器10通過吸盤升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7驅(qū)動(dòng)吸盤6升降，使得待曝光板體5在投影物鏡4下方處于最佳焦面上，由于投影物鏡4可以保持不動(dòng)，能夠有效避免投影物鏡4移動(dòng)對成像質(zhì)量造成的潛在隱患，避免投影物鏡4被撞壞的風(fēng)險(xiǎn)，操作方便，安全可靠。