專利名稱：同步定位光刻曝光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光刻曝光技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種同步定位光刻曝光裝置。
背景技術(shù)：
“激光干涉光刻”是實現(xiàn)像素化100納米以下結(jié)構(gòu)的極重要方法，具有低成本、無掩模、高效率、無玷污、大面積和環(huán)境要求低的優(yōu)點。激光干涉光刻的重要性在于:(I)易得到納米結(jié)構(gòu)；(2)并行光刻，效率高，與信息光學技術(shù)結(jié)合，可實現(xiàn)準周期與非周期結(jié)構(gòu)；(3)實現(xiàn)超大幅面。近年來激光干涉光刻獲得迅猛地發(fā)展。光束掃描光刻技術(shù)是在此基礎(chǔ)上利用掃描控制方法將干涉光刻微區(qū)拼接形成宏觀大幅面光刻效果的一種新興干涉光刻技術(shù)方法，是無油墨先進印刷技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)大幅面制版的支撐技術(shù)。因此研究光束掃描光刻對推動我國無油墨先進印刷技術(shù)的工業(yè)化發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義和巨大的經(jīng)濟價值。光束掃描干涉光刻技術(shù)制作的大幅面光刻品質(zhì)取決于微區(qū)內(nèi)的納米結(jié)構(gòu)分辨率和微區(qū)間拼接的精度。在光刻刻蝕過程中，由于曝光過程被刻蝕工件始終處于運動狀態(tài)，因此系統(tǒng)在工作過程中會產(chǎn)生運動曝光形成誤差。如何控制微區(qū)間拼接精度，減小或消除光刻曝光誤差已經(jīng)成為當前大幅面光刻制版面臨的嚴峻問題。因此，針對上述技術(shù)問題，有必要提供一種同步定位光刻曝光裝置。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供了一種同步定位光刻曝光裝置，其可達到精確的同步定位曝光，并消除運動曝光誤差。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例提供的技術(shù)方案如下:一種同步定位光刻曝光裝置，所述裝置包括二維運動平臺、位于所述二維運動平臺正上方用于承載待刻蝕對象的壓電陶瓷運動模塊、以及位于所述壓電陶瓷運動模塊上方的光源發(fā)生裝置，所述二維運動平臺包括控制二維運動平臺沿第一方向運動的第一傳動裝置，所述壓電陶瓷運動模塊包括控制壓電陶瓷運動模塊沿與第一方向相反的第二方向運動的第二傳動裝置。作為本實用新型的進一步改進，所述第一傳動裝置和第二傳動裝置的傳動速率相
坐寸O作為本實用新型的進一步改進，所述第二傳動裝置包括與壓電陶瓷運動模塊一端相連的脈沖電壓發(fā)生裝置，當壓電陶瓷運動模塊上有電壓時，壓電陶瓷伸長形成瞬時運動，壓電陶瓷運動模塊上無電壓時，壓電陶瓷復位。作為本實用新型的進一步改進，所述裝置還包括檢測模塊，用于檢測待刻蝕對象是否運動到待刻蝕位置，若是，則啟動第二傳動裝置，若否，關(guān)閉第二傳動裝置。作為本實用新型的進一步改進，所述光源發(fā)生裝置包括依次相連的激光源、激光傳輸系統(tǒng)及激光頭。本實用新型的有益效果是:本實用新型提供的同步定位光刻曝光裝置，通過壓電陶瓷運動平臺實現(xiàn)待刻蝕對象的瞬時運動，產(chǎn)生與高精度二維運動平臺的反向等速運動，使待刻蝕對象形成與激光頭同步、相對靜止的運動狀態(tài)，從而實現(xiàn)同步光刻曝光。通過控制壓電陶瓷運動模塊運動時間與曝光時間的匹配關(guān)系，從而達到精確的同步定位曝光，消除運動曝光誤差。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)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實用新型中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)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。圖1為本實用新型一優(yōu)選實施方式中同步定位光刻曝光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型一優(yōu)選實施方式中同步定位光刻曝光裝置的工作流程示意圖。其中:10 二維運動平臺 20待刻蝕對象30 壓電陶瓷運動模塊40光源發(fā)生裝置41 激光源42激光傳輸系統(tǒng)43 激光頭
具體實施方式
本實用新型公開了一種同步定位光刻曝光裝置，包括二維運動平臺、位于二維運動平臺正上方用于承載待刻蝕對象的壓電陶瓷運動模塊、以及位于壓電陶瓷運動模塊上方的光源發(fā)生裝置，二維運動平臺包括控制二維運動平臺沿第一方向運動的第一傳動裝置，壓電陶瓷運動模塊包括控制壓電陶瓷運動模塊沿與第一方向相反的第二方向運動的第二傳動裝置。本實用新型提供的同步定位光刻曝光裝置，通過壓電陶瓷運動平臺實現(xiàn)待刻蝕對象的瞬時運動，產(chǎn)生與高精度二維運動平臺的反向等速運動，使待刻蝕對象形成與激光頭同步、相對靜止的運動狀態(tài)，從而實現(xiàn)同步光刻曝光。通過控制壓電陶瓷運動模塊運動時間與曝光時間的匹配關(guān)系，從而達到精確的同步定位曝光，消除運動曝光誤差。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本實用新型保護的范圍。參圖1所示，本實用新型一優(yōu)選實施方式中的同步定位光刻曝光裝置，包括二維運動平臺10、位于二維運動平臺10正上方用于承載待刻蝕對象20的壓電陶瓷運動模塊30、以及位于壓電陶瓷運動模塊30上方的光源發(fā)生裝置40，其中，二維運動平臺包括控制二維運動平臺沿第一方向運動的第一傳動裝置(未圖示)，壓電陶瓷運動模塊包括控制壓電陶瓷運動模塊沿與第一方向相反的第二方向運動的第二傳動裝置(未圖示)，如圖1所示，第一傳動裝置控制二維運動平臺水平向左運動，第二傳動裝置控制壓電陶瓷運動模塊帶動待刻蝕對象向右移動。本實施方式在刻蝕過程中第一傳動裝置和第二傳動裝置的傳動速率相等，即二維運動平臺10和壓電陶瓷運動模塊30的絕對運動速度大小相等且方向相反，參圖1所示，當二維運動平臺在刻蝕過程中向左運動Λ X距離時，壓電陶瓷運動模塊和待刻蝕對象也向右對應運動Λ X距離，如此設(shè)置，當?shù)谝粋鲃友b置和第二傳動裝置均處于運動狀態(tài)時，壓電陶瓷運動模塊30上的待刻蝕對象20相對于光源發(fā)生裝置40處于靜止狀態(tài)，可實現(xiàn)同步曝光。第二傳動裝置包括與壓電陶瓷運動模塊一端相連的脈沖電壓發(fā)生裝置，當壓電陶瓷運動模塊上有電壓時，壓電陶瓷伸長形成瞬時運動，壓電陶瓷運動模塊上無電壓時，壓電陶瓷復位。壓電陶瓷的伸長和復位都是瞬間完成，速度遠大于二維平臺運動速度。壓電陶瓷的伸長和復位都是瞬間完成的，不會對工藝造成難度上的增加。壓電陶瓷目前用的很普遍，原理是:一種陶瓷材料有壓電效應，即受到外界施加的壓力后材料自身就會產(chǎn)生電荷的累積，即由壓力產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象就叫壓電效應。從而可以通過電荷的變化來感應壓力的變化。另外壓電陶瓷還有逆壓電效應，即在有外加電場的作用下，自身材料會產(chǎn)生微小形變，因此本實用新型通過這個逆壓電特性將壓電陶瓷做成微位移制動器，實現(xiàn)微小位移的精確控制。對于該同步定位光刻曝光裝置，工作時在激光曝光的極短時間里，通過對壓電陶瓷通電，使陶瓷在Λ X位移內(nèi)產(chǎn)生一個和運動平臺相反的運動速度，這時相對于激光頭來說，壓電陶瓷上的待刻蝕件就是相對靜止的，此時曝光就可以保證精度，不會產(chǎn)生相對運動的曝光誤差。其中，光源發(fā)生裝置40包括依次相連的激光源41、激光傳輸系統(tǒng)42及激光頭43，產(chǎn)生的激光為大幅面激光。該裝置還包括檢測模塊(未圖示)，用于檢測待刻蝕對象是否運動到待刻蝕位置，若是，則啟動第二傳動裝置，若否，關(guān)閉第二傳動裝置。參圖2所示，本實用新型一優(yōu)選實施方式中的同步定位光刻曝光方法，包括以下步驟:S1、將待刻蝕對象固定于壓電陶瓷運動模塊上，開啟光源發(fā)生裝置；S2、使二維運動平臺帶動壓電陶瓷運動模塊沿第一方向運動；S3、檢測待刻蝕對象是否運動到待刻蝕位置，若是，控制壓電陶瓷運動模塊沿與第一方向相反的第二方向運動并進行刻蝕，若否，返回執(zhí)行步驟S2。其中，步驟S3中壓電陶瓷運動模塊的運動速度與步驟S2中二維運動平臺的運動速度大小相等且方向相反，當壓電陶瓷運動模塊和二維運動平臺均運動時，壓電陶瓷運動模塊上的待刻蝕對象相對于光源發(fā)生裝置處于靜止狀態(tài)，可實現(xiàn)同步曝光。進一步地,步驟S3還包括:將壓電陶瓷運動模塊復位到初始位置。重復執(zhí)行步驟S2飛3，直至待刻蝕對象全部刻蝕完成。本實施方式中壓電陶瓷運動模塊的運動和復位通過施加脈沖電壓實現(xiàn)，脈沖電壓可為負電壓與O電壓，也可為正電壓與O電壓。如固定壓電陶瓷運動模塊的左端，當壓電陶瓷運動模塊有外加電場的作用下，自身材料會產(chǎn)生微小形變，瞬時形成微小位移，與二維運動平臺產(chǎn)生相對運動；當沒有外加電場時，壓電陶瓷運動模塊就會復位到初始位置?，F(xiàn)有技術(shù)中，大幅面激光干涉光刻在干涉刻蝕過程中，控制核心單元將圖像分解成時序微區(qū)，根據(jù)光柵的位置反饋信號觸發(fā)激光束，經(jīng)過二元光學調(diào)整模塊調(diào)整納米結(jié)構(gòu)條紋后，在掩模板上曝光。由于曝光過程中被刻蝕工件始終處于運動狀態(tài)，因此系統(tǒng)工作過程中會產(chǎn)生運動曝光形成誤差。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供了一種同步定位光刻曝光裝置，通過壓電陶瓷運動平臺實現(xiàn)待刻蝕對象的瞬時運動，產(chǎn)生與高精度二維運動平臺的反向等速運動，使待刻蝕對象形成與激光頭同步、相對靜止的運動狀態(tài)，從而實現(xiàn)同步光刻曝光。通過控制壓電陶瓷運動模塊運動時間與曝光時間的匹配關(guān)系，從而達到精確的同步定位曝光，消除運動曝光誤差。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。不應將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
權(quán)利要求1.一種同步定位光刻曝光裝置，所述裝置包括二維運動平臺、位于所述二維運動平臺正上方用于承載待刻蝕對象的壓電陶瓷運動模塊、以及位于所述壓電陶瓷運動模塊上方的光源發(fā)生裝置，其特征在于，所述二維運動平臺包括控制二維運動平臺沿第一方向運動的第一傳動裝置，所述壓電陶瓷運動模塊包括控制壓電陶瓷運動模塊沿與第一方向相反的第二方向運動的第二傳動裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步定位光刻曝光裝置，其特征在于，所述第一傳動裝置和第二傳動裝置的傳動速率相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步定位光刻曝光裝置，其特征在于，所述第二傳動裝置包括與壓電陶瓷運動模塊一端相連的脈沖電壓發(fā)生裝置，當壓電陶瓷運動模塊上有電壓時，壓電陶瓷伸長形成瞬時運動，壓電陶瓷運動模塊上無電壓時，壓電陶瓷復位。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步定位光刻曝光裝置，其特征在于，所述裝置還包括檢測模塊，用于檢測待刻蝕對象是否運動到待刻蝕位置，若是，則啟動第二傳動裝置，若否，關(guān)閉第二傳動裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步定位光刻曝光裝置，其特征在于，所述光源發(fā)生裝置包括依次相連的激光源、激光傳輸系統(tǒng)及激光頭。
專利摘要本實用新型公開了一種同步定位光刻曝光裝置，該裝置包括二維運動平臺、位于所述二維運動平臺正上方用于承載待刻蝕對象的壓電陶瓷運動模塊、以及位于所述壓電陶瓷運動模塊上方的光源發(fā)生裝置，所述二維運動平臺包括控制二維運動平臺沿第一方向運動的第一傳動裝置，所述壓電陶瓷運動模塊包括控制壓電陶瓷運動模塊沿與第一方向相反的第二方向運動的第二傳動裝置。本實用新型通過控制壓電陶瓷運動模塊運動時間與曝光時間的匹配關(guān)系，從而達到精確的同步定位曝光，消除運動曝光誤差。
文檔編號G03F7/20GK202995256SQ20122073497
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者陳濤, 孫立寧, 潘明強, 劉吉柱, 王陽俊, 陳立國, 汝長海, 任子武, 郭浩, 厲茂海, 陳國棟, 林銳 申請人:蘇州大學