[發明專利]用于準直DMD光刻系統的輔助裝調結構及其構建方法

有效

• 申請號: 201811294475.0
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109212914B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 劉華;張瑩;羅鈞;陸子鳳
• 申請（專利權）人: 東北師范大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所(普通合伙) 22206
• 代理人: 李曉莉

本發明用于準直DMD光刻系統的輔助裝調結構及其構建方法，屬于光學實驗輔助結構設備領域，特別涉及到一種用于DMD光刻投影系統的輔助裝調結構及其構建方法，包括DMD空間調制器、405nm連續激光光源、管透鏡I、半透半反鏡、管透鏡II、CCD相機、45°反射鏡、投影物鏡、手動大行程三維位移臺、壓電平臺、轉接架、可調節樣品臺；本發明提出了一種精度高便于組裝調試的準直DMD光刻系統的輔助裝調結構，提供一種使DMD芯片所在平面與光學系統光軸嚴格垂直，同時使光學系統的光軸與待加工基片平面嚴格垂直，以獲得最佳的光刻曝光精度和質量的DMD光刻投影系統的輔助裝調結構和構建方法，適宜在各個實驗室內推廣實施。

技術領域

本發明屬于光學實驗輔助結構設備領域，特別涉及到一種用于DMD光刻投影系統的輔助裝調結構及其構建方法。

背景技術

自20世紀60年代以來，光刻技術一直支撐著半導體行業集成電路的實現和發展，由單個芯片上集成幾十個器件發展到現在單個芯片上集成大于十億個器件。傳統光刻技術雖然在半導體芯片制備過程中起到了不可替代的作用，但其設備昂貴、環境要求苛刻并且準入條件太高，限制了其為廣大科研工作者服務；另外隨著半導體芯片的特征尺寸越來越小，對掩模版制作精度的要求也越來越高，由于掩模版制作過程繁瑣且費用高昂，其已成為限制半導體技術發展的一大難題。

近幾十年來出現的聚焦離子束/電子束光刻技術、激光直寫光刻技術和基于空間光調制器的新型“無掩模”光刻技術，省掉了光學掩模版，極大地簡化了制備工藝流程，并且具備靈活的設計性。其中，基于數字微鏡陣列(Digital Micro-mirror Device,簡稱DMD)空間光調制器的數字無掩模光刻術，其光刻過程是用計算機預先設計生成一系列“虛擬”的數字圖形，然后控制投影曝光設備把圖形通過光學系統一幅幅地投影到待加工基片上。這種面投影的光刻技術對光學系統的直線性要求非常高，并且要求投影光學系統光軸與DMD芯片和待加工基片所在平面嚴格垂直，因其直接影響光刻的精度和質量。為此，快速準確確定DMD投影光學系統光軸與DMD芯片和待加工基片平面的空間位置關系是研制開發這種DMD光刻系統的關鍵內容之一。

因此現有技術當中亟需要一種新型的技術方案來解決這一問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種精確度高，且使DMD芯片所在平面與光學系統光軸嚴格垂直，同時使光學系統的光軸與待加工基片平面嚴格垂直，以獲得最佳的光刻曝光精度和質量的DMD光刻系統的輔助裝調結構和構建方法，該裝置可以在光學平臺上組裝調試，適宜在各個實驗室內推廣實施。

為實現上述技術目的，本發明提供一種用于準直DMD光刻系統的輔助裝調結構，其特征是：包括DMD空間調制器、405nm連續激光光源、管透鏡I、半透半反鏡、管透鏡II、CCD相機、45°反射鏡、投影物鏡、手動大行程三維位移臺、壓電平臺、轉接架及可調節樣品臺；

所述DMD空間調制器通過DMD芯片裝配架設置在光學平臺上；

所述405nm連續激光光源通過機械固定架固定在光學平臺上，且405nm連續激光光源通過光纖連接勻光裝置，勻光裝置的輸出端所在直線與DMD空間調制器上的芯片的空間角為24°；

所述管透鏡I與半透半反鏡設置在光學平臺上，且管透鏡I、半透半反鏡及DMD空間調制器在同一條直線上，其中管透鏡I與DMD空間調制器的距離為200mm；

所述管透鏡II及CCD相機均設置在光學平臺上，且管透鏡II及CCD相機順次設置在半透半反鏡反射的光所在的直線上；

所述45°反射鏡設置在光學平臺上，且45°反射鏡位于管透鏡I與半透半反鏡所在的同一條直線上；

所述投影物鏡通過支架設置在45°反射鏡豎直上方，且投影物鏡的鏡頭垂直于45°反射鏡的反射光路；

所述手動大行程三維位移臺設置在光學平臺上，且手動大行程三維位移臺上設置有壓電平臺及轉接架；