專利名稱：光學(xué)投影光刻機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻機(jī)對焦技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光學(xué)投影光刻機(jī)。
背景技術(shù)：
光學(xué)投影光刻機(jī)常被用于制造衍射光學(xué)元件、微光學(xué)元件、集成電路與微電子元件，其主要作用是進(jìn)行曝光。光學(xué)投影光刻機(jī)將所需圖像通過投影微縮鏡頭縮小，成像于感光材料，使得感光材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所需圖像從而被保留在感光材料上。在上述曝光過程中，感光材料本身和涂敷感光材料的基底存在起伏、厚度存在差異，投影微縮鏡頭的焦平面位置也可能存在偏差，因此會嚴(yán)重影響最終生成的圖像質(zhì)量，從而無法生產(chǎn)出高質(zhì)量的光刻產(chǎn)品。綜上，在曝光過程中控制投影微縮鏡頭的對焦使得感光材料表面位于投影微縮鏡頭的成像平面上，是保證成像在感光材料表面上的圖像清晰的必要條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種光學(xué)投影光刻機(jī)。本發(fā)明提出的光學(xué)投影光刻機(jī)用于接收激光器發(fā)出的激光，并對感光材料進(jìn)行曝光，其包括空間光調(diào)制器、分光系統(tǒng)、投影微縮鏡頭、對焦調(diào)節(jié)裝置以及感光材料支撐系統(tǒng)，所述分光系統(tǒng)由二分之一波片、偏振分光棱鏡、四分之一波片、遮擋板以及監(jiān)視系統(tǒng)構(gòu)成。其中，所述空間光調(diào)制器對所述激光進(jìn)行調(diào)制，得到第一入射光；所述二分之一波片調(diào)節(jié)所述第一入射光的偏振方向，得到第二入射光；所述第二入射光通過所述偏振分光棱鏡，得到透射光以及第一反射光；所述遮擋板吸收所述第一反射光，所述四分之一波片調(diào)節(jié)所述透射光的偏振方向，得到圓偏振光；所述感光材料支撐系統(tǒng)支撐所述感光材料，所述圓偏振光通過所述投影微縮鏡頭成像于所述感光材料，使得所述感光材料曝光，同時產(chǎn)生第二反射光；所述第二反射光通過所述投影微縮鏡頭，并經(jīng)過所述四分之一波片變?yōu)槠矫嫫窆?，所述平面偏振光?jīng)過所述偏振分光棱鏡產(chǎn)生第三反射光，所述監(jiān)視系統(tǒng)接收所述第三反射光并建立圖像；根據(jù)所述圖像，通過所述對焦調(diào)節(jié)裝置可對所述投影微縮鏡頭進(jìn)行調(diào)焦。本發(fā)明提出的光學(xué)投影光刻機(jī)在感光材料本身和涂敷感光材料的基底存在起伏、厚度存在差異、且投影微縮鏡頭的焦平面位置存在偏差的情況下，通過引入所述分光系統(tǒng)可實現(xiàn)對所述投影微縮鏡頭實時地進(jìn)行對焦。


圖I是本發(fā)明一實施例的光學(xué)投影光刻機(jī)結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明一優(yōu)選實施例的光學(xué)投影光刻機(jī)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清晰，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提出的光學(xué)投影光刻機(jī)用于接收激光器發(fā)出的激光，對感光材料進(jìn)行曝光。圖I所示為本發(fā)明一實施例的光學(xué)投影光刻機(jī)，其包括空間光調(diào)制器I、分光系統(tǒng)2、投影微縮鏡頭8、對焦調(diào)節(jié)裝置11以及感光材料支撐系統(tǒng)9，感光材料10放置于所述所述感光材料支撐系統(tǒng)9之上。其中，所述分光系統(tǒng)2由二分之一波片3、偏振分光棱鏡4、四分之一波片7、遮擋板5以及監(jiān)視系統(tǒng)13構(gòu)成。所述光學(xué)投影光刻機(jī)的工作原理如下如圖I所示，所述空間光調(diào)制器I對激光器發(fā)出的激光進(jìn)行調(diào)制，得到第一入射光A。所述第一入射光A再經(jīng)過所述二分之一波片3，所述二分之一波片3用于調(diào)節(jié)所述第一入射光A的偏振方向，得到第二入射光B。所述第二入射光B通過所述偏振分光棱鏡4,得到透射光C以及第一反射光D。在本實施例中,將所述偏振分光棱鏡4的透射率與反射率比例設(shè)置為9 I，可實現(xiàn)所述第二入射光B通過所述偏振分光棱鏡4后，所述透射光C與所述第一反射光D的能量比為9 1，也即所述第二入射光B的90%能量通過了所述偏振分光棱鏡4。所述第一反射光D成為所述光學(xué)投影光刻機(jī)的干擾光，所述遮擋板5將所述第一反射光D吸收，所述遮擋板5常為黑色。所述透射光C再經(jīng)過所述四分之一波片7，所述四分之一波片7用于調(diào)節(jié)所述透射光C的偏振方向，得到圓偏振光E。所述圓偏振光E通過所述投影微縮鏡頭8成像于所述感光材料10，使得所述感光材料10曝光。在本實施例中，所述感光材料支撐系統(tǒng)9可與外部控制系統(tǒng)電連接，所述外部控制系統(tǒng)用于控制所述感光材料支撐系統(tǒng)9的移動，從而使得所述感光材料10被逐點曝光。上述圓偏振光E照射在所述感光材料10上后產(chǎn)生反射光F。所述反射光F依次通過所述投影微縮鏡頭8、四分之一波片7，所述反射光F經(jīng)過所述四分之一波片7后變?yōu)槠矫嫫窆?，相位改變?90度，再經(jīng)過所述偏振分光棱鏡4后產(chǎn)生第三反射光G。在本實施例中，所述第三反射光G的能量為所述反射光F的90%。所述監(jiān)視系統(tǒng)13接收所述第三反射光G并建立圖像。在本發(fā)明中，可選用人工和自動兩種調(diào)焦方式對所述投影微縮鏡頭8進(jìn)行調(diào)焦。具體地，選用人工調(diào)焦方式時，所述監(jiān)視系統(tǒng)13可以是普通圖像接收散射屏，如白紙、毛玻璃等，觀察者通過觀察所述圖像，通過所述對焦調(diào)節(jié)裝置11對所述投影微縮鏡頭8進(jìn)行調(diào)焦。選用自動調(diào)焦方式時，如圖2所示，所述光學(xué)投影光刻機(jī)還包括外部控制系統(tǒng)12，所述外部控制系統(tǒng)12分別與所述監(jiān)視系統(tǒng)13、對焦調(diào)節(jié)裝置11、感光材料支撐系統(tǒng)9電連接，所述外部控制系統(tǒng)12根據(jù)所述監(jiān)視系統(tǒng)13所建立的圖像進(jìn)行分析，得出調(diào)焦參數(shù)、控制所述對焦調(diào)節(jié)裝置11對所述投影微縮鏡頭8進(jìn)行調(diào)焦。同時，所述外部控制系統(tǒng)12還用于控制所述感光材料支撐系統(tǒng)9的移動，從而使得所述感光材料10被逐點曝光。在一優(yōu)選實施例中，所述光空間調(diào)制器I到所述偏振分光棱鏡4的距離與所述偏振分光棱鏡4到所述監(jiān)視系統(tǒng)13的距離相等，此時，在所述監(jiān)視系統(tǒng)13上建立的圖像與所述激光器發(fā)出激光所包含的原圖像大小相等，不需要額外引入顯微放大鏡來對所述投影微縮鏡頭8微縮后的圖像進(jìn)行放大。本發(fā)明提出的光學(xué)投影光刻機(jī)在感光材料本身和涂敷感光材料的基底存在起伏、厚度存在差異、且投影微縮鏡頭的焦平面位置存在偏差的情況下，通過引入所述分光系統(tǒng)2可實現(xiàn)對所述投影微縮鏡頭8實時地進(jìn)行對焦。雖然本發(fā)明參照當(dāng)前的較佳實施方式進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)能理 解，上述較佳實施方式僅用來說明本發(fā)明，并非用來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，任何在本發(fā)明的精神和原則范圍之內(nèi)，所做的任何修飾、等效替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)投影光刻機(jī)，用于接收激光器發(fā)出的激光，對感光材料進(jìn)行曝光，其包括空間光調(diào)制器、投影微縮鏡頭、對焦調(diào)節(jié)裝置以及感光材料支撐系統(tǒng)，其特征在于，還包括分光系統(tǒng)，所述分光系統(tǒng)由二分之一波片、偏振分光棱鏡、四分之一波片、遮擋板以及監(jiān)視系統(tǒng)構(gòu)成，其中，所述空間光調(diào)制器對所述激光進(jìn)行調(diào)制，得到第一入射光；所述二分之一波片調(diào)節(jié)所述第一入射光的偏振方向，得到第二入射光；所述第二入射光通過所述偏振分光棱鏡，得到透射光以及第一反射光；所述遮擋板吸收所述第一反射光，所述四分之一波片調(diào)節(jié)所述透射光的偏振方向，得到圓偏振光；所述感光材料支撐系統(tǒng)支撐所述感光材料，所述圓偏振光通過所述投影微縮鏡頭成像于所述感光材料，使得所述感光材料曝光，同時產(chǎn)生第二反射光；所述第二反射光通過所述投影微縮鏡頭，并經(jīng)過所述四分之一波片變?yōu)槠矫嫫窆?，所述平面偏振光?jīng)過所述偏振分光棱鏡產(chǎn)生第三反射光，所述監(jiān)視系統(tǒng)接收所述第三反射光并建立圖像；根據(jù)所述圖像，通過所述對焦調(diào)節(jié)裝置可對所述投影微縮鏡頭進(jìn)行調(diào)焦。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)投影光刻機(jī)，其特征在于，所述光空間調(diào)制器到所述偏振分光棱鏡的距離與所述偏振分光棱鏡到所述監(jiān)視系統(tǒng)的距離相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)投影光刻機(jī)，其特征在于，還包括外部控制系統(tǒng)，所述外部控制系統(tǒng)分別與所述監(jiān)視系統(tǒng)、對焦調(diào)節(jié)裝置、感光材料支撐系統(tǒng)電連接，所述外部控制系統(tǒng)根據(jù)所述監(jiān)視系統(tǒng)所建立的圖像，控制所述對焦調(diào)節(jié)裝置對所述投影微縮鏡頭進(jìn)行調(diào)焦，所述外部控制系統(tǒng)還控制所述感光材料支撐系統(tǒng)的移動，使得所述感光材料逐點曝光。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學(xué)投影光刻機(jī)，包括空間光調(diào)制器、分光系統(tǒng)、投影微縮鏡頭、對焦調(diào)節(jié)裝置以及感光材料支撐系統(tǒng)，分光系統(tǒng)由二分之一波片、偏振分光棱鏡、四分之一波片、遮擋板以及監(jiān)視系統(tǒng)構(gòu)成?？臻g光調(diào)制器對激光調(diào)制；二分之一波片調(diào)節(jié)入射光偏振方向；入射光通過偏振分光棱鏡，得到透射光；四分之一波片調(diào)節(jié)透射光的偏振方向；入射光通過投影微縮鏡頭成像于感光材料，同時產(chǎn)生反射光；反射光經(jīng)過四分之一波片以及偏振分光棱鏡產(chǎn)生第三反射光，監(jiān)視系統(tǒng)接收第三反射光并建立圖像，對焦調(diào)節(jié)裝置對投影微縮鏡頭調(diào)焦。本發(fā)明在感光材料和基底存在起伏、投影微縮鏡頭焦平面位置存在偏差的情況下，可實現(xiàn)對投影微縮鏡頭實時地進(jìn)行對焦。
文檔編號G02B27/28GK102944985SQ20121053931
公開日2013年2月27日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者王笑冰, 李建兵, 張海明 申請人:深圳大學(xué)反光材料廠