光刻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種光刻系統(tǒng)，包括光源、以及沿光路方向依次設置的空間光調制器、第一分光器件、雙遠心光學系統(tǒng)和光刻平臺，所述雙遠心光學系統(tǒng)由沿光路方向依次設置的鏡筒透鏡和物鏡組成，所述鏡筒透鏡和物鏡之間光線為非平行光，所述物鏡與調焦裝置連接，該調焦裝置帶動所述物鏡移動以實現(xiàn)焦距調節(jié)。本發(fā)明光刻系統(tǒng)優(yōu)點至少包括：在主光路中無分光器件，成像質量好；檢測系統(tǒng)中全部由成像光學元件組成，檢測光斑投射在工件表面的尺寸較大，不容易受到灰塵和顆粒影響；檢測系統(tǒng)和調焦系統(tǒng)采用機械切換方式，光路結構簡單，操作方便。
【專利說明】
光刻系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種微納加工裝置，具體涉及一種光刻系統(tǒng)，應用于精密掩模光刻、MEMS器件、3D光刻、衍射光學、微光學等研究和制造領域。
【背景技術】
[0002]中國專利第201010170978.4號公開了一種并行光刻直寫系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光源、圖形發(fā)生系統(tǒng)、光學系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、運動系統(tǒng)和工件平臺，其特征在于:還設有聚焦伺服系統(tǒng)，所述聚焦伺服系統(tǒng)包括檢測光路、傳感器和調焦裝置，所述光學系統(tǒng)由微縮系統(tǒng)和檢測光路構成，其中的微縮系統(tǒng)采用雙遠心光學系統(tǒng)，檢測光路包括檢測光源、在雙遠心光學系統(tǒng)內(nèi)的第一分光器件、在檢測光源和第一分光器件間的第二分光器件，檢測光經(jīng)第一分光器件進入雙遠心光學系統(tǒng)并照射在工件平臺處的工件上，反射光經(jīng)第一分光器件和第二分光器件被傳感器接收，控制系統(tǒng)根據(jù)傳感器的信號控制調焦裝置動作，實現(xiàn)伺服聚焦
[0003]該技術方案存在的問題至少包括:
[0004]1、成像質量不夠理想?，F(xiàn)有技術在光源、空間光調制器、部分發(fā)射鏡和物鏡構成的主光路中，插入了分光器件，雖然分光器件為平行平板式光學元件，同時系統(tǒng)采用了所謂的雙遠心光路，但是仍然難免引入一定的像差。主要原因在于:在雙遠心光路中(中采用)，前后透鏡組之間并非平行光束，插入光學元件(棱鏡、位相片、分色鏡等)可導致光束偏移和對比度下降，尤其是在前后透鏡組的距離較小時。
[0005]2、伺服調焦的可靠性差。檢測光源發(fā)出的檢測光，聚焦在工件表面。其光斑很小，導致檢測光路易于受到對灰塵和顆粒的影響。
[0006]3、光路結構復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種光刻系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術中的不足。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
[0009]本申請實施例公開一種光刻系統(tǒng)，包括光源、以及沿光路方向依次設置的空間光調制器、第一分光器件、雙遠心光學系統(tǒng)和光刻平臺，所述雙遠心光學系統(tǒng)由沿光路方向依次設置的鏡筒透鏡和物鏡組成，所述物鏡與調焦裝置連接，該調焦裝置帶動所述物鏡移動以實現(xiàn)焦距調節(jié)。
[0010]優(yōu)選的，在上述的光刻系統(tǒng)中，還包括調焦系統(tǒng)，該調焦系統(tǒng)包括透鏡組和第一(XD傳感器，所述透鏡組設置于第一(XD傳感器和第一分光器件之間。
[0011]優(yōu)選的，在上述的光刻系統(tǒng)中，還包括檢測系統(tǒng)，該檢測系統(tǒng)采用投影成像光路，由成像光學元件組成，其將直徑大于0.5_的光斑投影在光刻平臺表面。
[0012]優(yōu)選的，在上述的光刻系統(tǒng)中，檢測系統(tǒng)包括檢測光源、第二分光器件、成像透鏡和第二 CCD傳感器，檢測光斑投影在光刻平臺上并經(jīng)反射后，檢測光斑依次經(jīng)過雙遠心光學系統(tǒng)、第二分光器件和成像透鏡，并成像在第二 CCD傳感器上。
[0013]優(yōu)選的，在上述的光刻系統(tǒng)中，所述調焦系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)均設置于第一分光器件的上方。
[0014]優(yōu)選的，在上述的光刻系統(tǒng)中，還包括分別連接于所述調焦系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)的切換裝置，
[0015]在調焦模式下，該切換裝置驅動所述調焦系統(tǒng)整體移動至第一分光器件的正上方并位于第一分光器件所在的光路上；
[0016]在檢測模式下，該切換裝置驅動所述檢測系統(tǒng)整體移動至第一分光器件的正上方并位于檢測光斑的發(fā)射光路上。
[0017]優(yōu)選的，在上述的光刻系統(tǒng)中，所述第一分光器件為平片式鍍膜反射鏡。
[0018]優(yōu)選的，在上述的光刻系統(tǒng)中，所述光源和空間光調制器之間設置有擴束和準直系統(tǒng)，該擴束和準直系統(tǒng)將所述光源發(fā)出的光進行擴束和準直，形成均勻的照明光后提供給空間光調制器。
[0019]優(yōu)選的，在上述的光刻系統(tǒng)中，所述光源發(fā)出的光的波長小于450納米。
[0020]優(yōu)選的，在上述的光刻系統(tǒng)中，所述檢測光源發(fā)出的光的波長大于550納米。
[0021]優(yōu)選的，在上述的光刻系統(tǒng)中，所述光刻平臺為可實現(xiàn)多軸移動的運動平臺。
[0022]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0023]1、在主光路中兩鏡組之間無分光器件，成像質量好；
[0024]2、檢測系統(tǒng)中全部由成像光學元件組成，檢測光斑投射在工件表面的尺寸較大，不容易受到灰塵和顆粒影響；
[0025]3、檢測系統(tǒng)和調焦系統(tǒng)采用機械切換方式，光路結構簡單，操作方便。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1所示為本發(fā)明具體實施例中光刻系統(tǒng)的原理示意圖；
[0028]圖2所示為本發(fā)明具體實施例中當透鏡偏離工作距離時的光斑照片；
[0029]圖3所示為本發(fā)明具體實施例中當透鏡位于焦距位置時的光斑照片。
【具體實施方式】
[0030]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0031]結合圖1所示，光刻系統(tǒng)，包括機械框架41、以及設置于機械框架外部的計算機417和控制驅動單元418。
[0032]機械框架41內(nèi)設置有光源42、以及沿光路方向依次設置的空間光調制器43、第一分光器件44、雙遠心光學系統(tǒng)和光刻平臺48，所述雙遠心光學系統(tǒng)由沿光路方向依次設置的鏡筒透鏡45和物鏡47組成，所述鏡筒透鏡45和物鏡47之間光線為非平行光，所述物鏡47與調焦裝置411連接，該調焦裝置411帶動所述物鏡移動以實現(xiàn)焦距調節(jié)，
[0033]還包括調焦系統(tǒng)，該調焦系統(tǒng)包括透鏡組49和第一CCD傳感器410，所述透鏡組49設置于第一CXD傳感器410和第一分光器件44之間；
[0034]還包括檢測系統(tǒng)，該檢測系統(tǒng)包括檢測光源413、第二分光器件414、成像透鏡415和第二 CCD傳感器416，檢測光斑投影在光刻平臺上并經(jīng)反射后，檢測光斑依次經(jīng)過雙遠心光學系統(tǒng)、第二分光器件414和成像透鏡415，并成像在第二 CXD傳感器416上。
[0035]該技術方案中，在光源42、空間光調制器43、鏡筒透鏡45和物鏡47構成的主光路中，無分光器件，且第一分光器件優(yōu)選為平片式鍍膜反射鏡，可反射和透射。對反射光路不引入任何像差。
[0036]本案的檢測系統(tǒng)中，全部由成像光學元件組成;另外，檢測光斑投射在工件表面的尺寸較大，不容易受到灰塵和顆粒影響。
[0037]本案采用投影成像光路，檢測光源413(自身包含透鏡)和鏡筒透鏡45、物鏡47組成投影光路，將檢測光斑投影在工件表面，經(jīng)工件表面反射后，檢測光斑由47、45、透鏡415組成的成像光路，成像在傳感器416表面。當透鏡47偏離工作距離，發(fā)生正負離焦后，416上的光斑像會變大或者變小(同時邊緣會變模糊)，參圖2所示，由此可實現(xiàn)離焦量的表征。而當透鏡47位于焦距位置時，光斑邊緣清晰，有利于實現(xiàn)高精度和高可靠性的圖像識別和檢測，參圖3所示。
[0038]光源可以是激光器，如405nm半導體激光器、441.6nm氦錦激光器、374nm半導體激光器，355nm固態(tài)激光器，也可以是經(jīng)過濾光的萊燈光源，如365nm。
[0039]空間光調制器的照明方式需要按照調制器的具體類型設計，如，DMD采用離軸反射照明方式，LCOS采用同軸反射照明方式，LCD采用同軸透射照明方式。
[0040]進一步地，調焦系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)均設置于第一分光器件的上方。
[0041 ]還包括分別連接于所述調焦系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)的切換裝置，
[0042]在調焦模式下，該切換裝置驅動所述調焦系統(tǒng)整體移動至第一分光器件44的正上方并位于第一分光器件44所在的光路上；
[0043]在檢測模式下，該切換裝置驅動所述檢測系統(tǒng)整體移動至第一分光器件44的正上方并位于檢測光斑的發(fā)射光路上。
[0044]該技術方案中，采用兩路CCD檢測光路，采用機械切換方式，減少了一個分光元件。
[0045]光刻加工前，切換到CXD傳感器410觀察，調節(jié)調焦裝置411直到光刻加工的投影曝光清晰。然后切換到CCD傳感器416，通過軟件記錄此時紅光光斑的直徑D0。光刻加工時，運動控制系統(tǒng)實時調節(jié)調焦裝置411上下浮動，使得CCD傳感器416上檢測到的紅光光斑尺寸始終保持DO，從而實現(xiàn)伺服聚焦。
[0046]由此可知，相對于現(xiàn)有技術，本案結構更加簡單，操作方便。
[0047]進一步地，光源和空間光調制器之間設置有擴束和準直系統(tǒng)，該擴束和準直系統(tǒng)將所述光源發(fā)出的光進行擴束和準直，形成均勻的照明光后提供給空間光調制器。
[0048]進一步地，所述光源發(fā)出的光的波長小于450納米。
[0049]進一步地，所述檢測光源發(fā)出的光的波長大于550納米。
[0050]進一步地，所述光刻平臺為可實現(xiàn)多軸移動的運動平臺。
[0051]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0052]以上所述僅是本申請的【具體實施方式】，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本申請的保護范圍。
【主權項】
1.一種光刻系統(tǒng)，其特征在于，包括光源、以及沿光路方向依次設置的空間光調制器、第一分光器件、雙遠心光學系統(tǒng)和光刻平臺，所述雙遠心光學系統(tǒng)由沿光路方向依次設置的鏡筒透鏡和物鏡組成，所述物鏡與調焦裝置連接，該調焦裝置帶動所述物鏡移動以實現(xiàn)焦距調節(jié)。2.根據(jù)權利要求1所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于:還包括調焦系統(tǒng)，該調焦系統(tǒng)包括透鏡組和第一(XD傳感器，所述透鏡組設置于第一(XD傳感器和第一分光器件之間。3.根據(jù)權利要求1或2所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于:還包括檢測系統(tǒng)，該檢測系統(tǒng)采用投影成像光路，由成像光學元件組成，其將直徑大于0.5mm的光斑投影在光刻平臺表面。4.根據(jù)權利要求3所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于:所述檢測系統(tǒng)包括檢測光源、第二分光器件、成像透鏡和第二 CCD傳感器，檢測光斑投影在光刻平臺上并經(jīng)反射后，檢測光斑依次經(jīng)過雙遠心光學系統(tǒng)、第二分光器件和成像透鏡，并成像在第二 C⑶傳感器上。5.根據(jù)權利要求4所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于:所述調焦系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)均設置于第一分光器件的上方。6.根據(jù)權利要求5所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于:還包括分別連接于所述調焦系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)的切換裝置， 在調焦模式下，該切換裝置驅動所述調焦系統(tǒng)整體移動至第一分光器件的正上方并位于第一分光器件所在的光路上； 在檢測模式下，該切換裝置驅動所述檢測系統(tǒng)整體移動至第一分光器件的正上方并位于檢測光斑的發(fā)射光路上。7.根據(jù)權利要求1所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于:所述第一分光器件為平片式鍍膜反射Ho8.根據(jù)權利要求1所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于:所述光源和空間光調制器之間設置有擴束和準直系統(tǒng)，該擴束和準直系統(tǒng)將所述光源發(fā)出的光進行擴束和準直，形成均勻的照明光后提供給空間光調制器。9.根據(jù)權利要求1所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于:所述光源發(fā)出的光的波長小于450納米， 所述檢測光源發(fā)出的光的波長大于550納米。10.根據(jù)權利要求1所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于:所述光刻平臺為可實現(xiàn)多軸移動的運動平臺。
【文檔編號】G03F9/00GK106094448SQ201610607707
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月29日 公開號201610607707.8, CN 106094448 A, CN 106094448A, CN 201610607707, CN-A-106094448, CN106094448 A, CN106094448A, CN201610607707, CN201610607707.8
【發(fā)明人】胡煜塨
【申請人】胡煜塨