[發明專利]一種可控跨尺度激光干涉光刻裝置

有效

• 申請號: 202011257866.2
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112255895B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 杜婧;馮金花;龔建文
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明

本發明公開了一種可控跨尺度激光干涉光刻裝置，包括支撐組件、精密工件臺、光路組件、光路調整組件、視頻圖像對準模塊及分割圖形掩模調整臺。支撐組件為整個裝置的安裝基準，由隔振光學平臺、支座、支板及吊桿組成；精密工件臺以實現同步掃描和步進拼接的功能，由XY粗動臺、XYθ精動臺、Z向臺及平面光柵組成；光路組件為實現干涉光刻的光學元器件；光路調整組件用于各組反射鏡位置的調整，以實現光刻圖形偏振方向及周期的改變；視頻圖像對準模塊由兩組CCD和鏡頭組成；分割圖形掩模調整臺為手動調整臺；分割圖形掩模調整臺結合視頻圖像對準模塊。該裝置的可變光路部分可以實現360度高精度旋轉，從而可以實現圖形任意偏振方向的控制。

技術領域

本發明涉及微電子專用設備技術領域，具體涉及一種可控跨尺度激光干涉光刻裝置，可實現單場大面積及高精度的光刻加工。

背景技術

在眾多光刻技術中，干涉光刻是一種能夠在不需要掩模情況下，實現單場大面積、高精度加工的光刻方法。利用光束干涉效應，通過調整光束傾斜角度，實現不同周期圖形加工，理論上其最小加工周期能夠達到λ2。干涉光刻不需要苛刻裝備條件，且能夠與微加工工藝良好兼容，在微細加工過程中有巨大的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可控跨尺度激光干涉光刻裝置，主要服務于對生產效率要求高的壓微米級的周期性光刻圖形加工設備中。該發明單次曝光可實現200nm～500nm的分辨率的連續可調，單場最大可制備30mm×30mm的圖形區域，采用同步掃描或步進拼接模式，最大可制備4寸圖形區域；該發明結合接近式曝光技術，通過分割圖形掩模板，可靈活改變單場圖形制備大小及形狀；該裝置的可變光路部分可以實現360度高精度旋轉，從而可以實現圖形任意偏振方向的控制；結合精密工件臺技術，該裝置可以制備100nm特征尺寸的復合多頻線刪及復合多頻平面二維光柵。

本發明采用的技術方案是：一種可控跨尺度激光干涉光刻裝置，包括支撐組件，精密工件臺，光路組件，光路調整組件，視頻圖像對準模塊和分割圖形掩模調整臺。所述支撐組件是整個裝置的安裝基準；所述精密工件臺布置在支撐組件的隔振光學平臺上方，以實現同步掃描和步進拼接的功能；所述光路組件為實現干涉光刻的光學元器件，分別固定在支撐組件和光路調整組件上；所述光路調整組件固定在支撐組件上，用于各組反射鏡位置的調整，以實現光刻圖形偏振方向及周期的改變；所述視頻圖像對準模塊安裝在精密工件臺的XYθ精動臺上方，用于實現分割圖形掩模板與精密工件臺運動方向的對準；所述分割圖形掩模調整臺方布置在精密工件臺上方，固定于支撐組件的支座上，為手動調整臺，有X、Y、θ三個自由度，以實現分割圖形掩模板位置的手動調整。

進一步的，所述支撐組件由隔振光學平臺、支座、支板及吊桿組成。所述隔振光學平臺是整個裝置的安裝基準，支座固定在隔振光學平臺上，支板通過吊桿固定在隔振光學平臺下方；

進一步的，所述精密工件臺由XY粗動臺、XYθ精動臺、Z向臺及平面光柵組成。所述XY粗動臺由XY兩層臺組成，每層均采用直線電機作為驅動，精密級交叉滾珠導軌作為導向；XYθ精動臺采用三層柔性鉸鏈機構，每一層均用壓電陶瓷作為驅動，分別實現X、Y、θ三個自由度的微小運動；Z向臺采用步進電機及精密滾珠絲杠作為驅動，精密級交叉滾柱導軌作為導向，50nm分辨率的一維直線光柵作為位置測量形成閉環反饋，內置氣缸+球碗調平機構，用于基片與分割圖形掩模板的調平；平面光柵布置在XYθ精動臺上方，對工件臺X、Y、θ運動進行測量作為控制的位置反饋。

進一步的，所述光路組件由實現干涉光刻原理的光學元器件組成，包括激光器、擴束準直模塊、光束控制模塊。