一種能實現(xiàn)全開模式的雙鏡片激光衰減裝置的制造方法
【專利摘要】一種激光衰減裝置，包括設(shè)置于具有兩個通光孔的箱體中的互成鏡像的兩個偏心安裝的鏡片，入射光線穿過第一通光孔入射到第一鏡片上，穿過第一鏡片的光在再次穿過第二鏡片后通過通光孔出射，其中，所述兩個鏡片可以同步運動，并可完全避開光路實現(xiàn)全開模式。
【專利說明】
一種能實現(xiàn)全開模式的雙鏡片激光衰減裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及光刻技術(shù)，尤其涉及一種用于光刻機的能實現(xiàn)全開模式的雙鏡片激光衰減裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光刻技術(shù)是用于在襯底表面上印刷具有特征的構(gòu)圖。經(jīng)常使用的基片為表面涂有光敏感介質(zhì)的半導(dǎo)體晶片或玻璃基片。在光刻過程中，晶片放在晶片臺上，通過處在光刻設(shè)備內(nèi)的曝光裝置，將特征構(gòu)圖投射到晶片表面。
[0003]光刻機的一個重要指標是最小線寬，曝光劑量的過大或不足都將影響光刻膠顯影效果，從而降低最小線寬指標。曝光劑量的精密控制，為整個光刻工藝穩(wěn)定打好基礎(chǔ)。
[0004]激光衰減裝置又稱VA (Variable Attenuator)是曝光系統(tǒng)重要組成部分，能夠?qū)νㄟ^照明系統(tǒng)的光能進行衰減，主要作用是進行劑量控制，保證劑量重復(fù)性和準確性。特別是在要求使用低劑量的情況下，通過窗口的脈沖個數(shù)太少，不能保證曝光劑量的準確性。VA可以用來降低脈沖能量密度，從而增加某一劑量曝光時所需的脈沖數(shù)。在脈沖數(shù)定好的情況下，改變VA就意味著直接改變硅片平面的曝光劑量。
[0005]常見的VA內(nèi)部由一片或兩片可變衰減片組成，衰減片上進行了特殊的鍍膜設(shè)計，使得衰減片對不同的入射角度光衰減率(透過率)不同，從而當一定的光能量入射進VA時，旋轉(zhuǎn)衰減片，使之以不同的角度入射到衰減片上，便可以實現(xiàn)所需的出射光能量控制。在衰減片上的反射光再用吸收裝置吸收。
[0006]單片衰減片VA的缺點是光束前后通過衰減片的兩個表面后會引起的一定的“走步”(偏移)。偏移的大小與衰減片的厚度及旋轉(zhuǎn)角度有關(guān)。衰減片厚度一定時，旋轉(zhuǎn)角度越大，偏移也越大。
[0007]對光束能量的衰減調(diào)節(jié)也可以采用偏振片(光分束器)和1/2波片。但它只作用于線偏振光。這也是NEWPORT —款可變衰減器的工作原理。線偏振光經(jīng)過1/2波片后，入射到光分束器上，其S分量被反射后偏轉(zhuǎn)90度從右射出，P分量完全透射過。旋轉(zhuǎn)波片可以控制光的線偏振方向來改變它在分束器上的P分量，從而改變線偏振光通過光分束器后的能量。從分束器出射的光還可以再用一 1/2波片來控制它的偏振分量，使之與反射光匹配。但是，偏振分光棱鏡由于材料原因最大尺寸只能達到20mm，當VA的入射光斑尺寸大于其值時無法滿足要求。另外，根據(jù)實際調(diào)研的結(jié)果，采用該方案VA的最大透過率約為:95%X92%X95%=83%，其中第一個95%為激光束到達VA時可能達到的最大P/S分量；92%為波片的透過率，第二個95%為偏振分光棱鏡的透過率。因此，對于超出范圍的最大透過率的指標需求無法滿足。
[0008]此外，還可以采用偏振片和1/4波片實現(xiàn)對光束能量的衰減調(diào)節(jié)。激光束經(jīng)過一個偏振器后起偏為線偏振光，再通過一 1/4波片變?yōu)闄E圓偏振(或線偏振或圓偏振)，最后另一偏振器把P和S分量分開，取其中一路作為有用光，另一路用熱沉吸收掉。旋轉(zhuǎn)1/4波片可改變線偏振光經(jīng)過它后的偏振態(tài)及其P/S分量，從而實現(xiàn)對光束能量的調(diào)節(jié)。因為1/4波片可以把橢圓偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)榫€偏振光，所以該VA方案的最大透過率為:92%X95%=87.4%，其他優(yōu)缺點與1/2波片的方案相同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種能實現(xiàn)全開模式的雙鏡片激光衰減裝置，該裝置包括第一鏡片、第二鏡片和同步驅(qū)動裝置，所述同步驅(qū)動裝置驅(qū)動所述第一鏡片和第二鏡片進行同步轉(zhuǎn)動；所述同步驅(qū)動裝置包括第一殼體、與所述第一殼體相連的第二殼體、主動輪、從動輪和驅(qū)動電機，所述主動輪和從動輪嚙合；所述第一鏡片的一端連接在第一軸的一端，通過所述第一軸與所述主動輪連接，所述第一軸的另一端連接所述驅(qū)動電機；所述第二鏡片的一端連接在第二軸的一端，通過所述第二軸與所述從動輪連接；所述第一軸和第二軸均可轉(zhuǎn)動的設(shè)置在所述第一殼體和第二殼體上；所述驅(qū)動電機驅(qū)動所述第一軸轉(zhuǎn)動，所述第一軸帶動所述主動輪和第一鏡片進行轉(zhuǎn)動，所述主動輪帶動所述從動輪轉(zhuǎn)動，進而所述從動輪帶動第二軸和第二鏡片轉(zhuǎn)動。
[0010]其中，所述從動輪與所述第二殼體之間還設(shè)有扭簧。
[0011]其中，所述第一軸和第二軸均通過軸承連接設(shè)置在于所述第一殼體和第二殼體上。
[0012]其中，所述軸承外側(cè)還設(shè)有軸承端蓋。
[0013]其中，所述驅(qū)動電機通過支架安裝于所述第二殼體上。
[0014]其中，所述第一鏡片設(shè)置在第一鏡框上，通過所述第一鏡框連接于所述第一軸上。
[0015]其中，所述第二鏡片設(shè)置在第二鏡框上，通過所述第二鏡框連接于所述第二軸上。
[0016]其中，所述第一軸與主動輪之間、第二軸與從動輪之間均通過緊固螺釘固定連接。
[0017]本發(fā)明采用雙鏡片式偏心軸機構(gòu)來實現(xiàn)光線衰減及偏移校正的功能，能在較大工作范圍內(nèi)連續(xù)衰減，同時能實現(xiàn)光路全開功能；該裝置采用分箱式設(shè)計，使光學(xué)器件和部分機械器件各自擁有獨立的工作環(huán)境，便于獨立維護和監(jiān)控，尤其用在對光路環(huán)境的密封性和潔凈度要求較高的情況時，可將易損件和需要潤滑的器件獨立安裝在光路環(huán)境以外來滿足工況需求；該裝置采用齒輪嚙合來實現(xiàn)雙軸聯(lián)動功能，其中在從動軸上添加扭簧或其他能提供一定回復(fù)力的裝置來使兩齒輪在工作位置上始終保證同側(cè)齒嚙合，從而消除回程間隙帶入的誤差，能有效實現(xiàn)運動的同步性且降低了兩軸間中心距誤差對兩軸運動同步性帶來的影響，長期使用中該方式還能在一定程度上降低齒輪磨損對同步性造成的影響，結(jié)構(gòu)簡潔，傳動平穩(wěn)、可靠；該裝置采用緊定螺釘固定來實現(xiàn)齒輪與軸的徑向固定，這樣在安裝時可通過工裝來保證鏡框間某些對應(yīng)位置的一致性，能有效消減制造和安裝中帶來的誤差。
【附圖說明】
[0018]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。
[0019]圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的激光衰減裝置的工作原理圖；
圖2所示為該裝置的全開模式工作原理圖；
圖3所示為該裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4所示為該裝置中的鏡框?qū)?yīng)位置校準方法示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施例。
[0021]圖1所示為激光衰減裝置的工作原理圖。所述裝置為箱式結(jié)構(gòu)，包括箱體和蓋板10，箱體由第一殼體31和第二殼體32組成，工作時入射光線I通過箱體上的通光孔照射到第一鏡框23上的第一鏡片21上，透射光繼續(xù)傳播到第二鏡框24上的第二鏡片22后通過通光孔射出出射光11，兩個鏡片之間互成鏡像。通過處于鏡像位置的兩片鏡片的配合使用，透射光路不會發(fā)生系統(tǒng)偏移，被反射的光線照射到安裝在箱體四周的吸光材料14或光陷阱上而被吸收或移除。
[0022]圖2所示為該裝置的全開模式工作原理圖。圖3所示為該裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置包括第一鏡片21、第二鏡片22和同步驅(qū)動裝置，所述同步驅(qū)動裝置驅(qū)動所述第一鏡片21和第二鏡片22進行同步轉(zhuǎn)動；所述同步驅(qū)動裝置包括第一殼體31、與所述第一殼體31相連的第二殼體32、主動輪33、從動輪34和驅(qū)動電機35，所述主動輪33和從動輪34嚙合；所述第一鏡片I的一端連接在第一軸41的一端，通過所述第一軸41與所述主動輪33連接，所述第一軸41的另一端連接所述驅(qū)動電機35 ;所述第二鏡片22的一端連接在第二軸42的一端，通過所述第二軸42與所述從動輪34連接；所述從動輪34與第二殼體32之間還設(shè)有扭簧8 ;所述第一軸41和第二軸42均可轉(zhuǎn)動的設(shè)置在所述第一殼體31和第二殼體32上，第一軸41和第二軸42均通過軸承5與第一殼體31和第二殼體32相連，軸承5外側(cè)設(shè)有軸承端蓋6 ;所述驅(qū)動電機35通過支架7安裝于所述第二殼體32上并驅(qū)動所述第一軸41轉(zhuǎn)動，所述第一軸41帶動所述主動輪33和第一鏡片21進行轉(zhuǎn)動，所述主動輪33帶動所述從動輪34轉(zhuǎn)動，進而所述從動輪34帶動第二軸42和第二鏡片22轉(zhuǎn)動。可將所述第一鏡片21設(shè)置在第一鏡框23上，通過所述第一鏡框23連接于所述第一軸41上，可將所述第二鏡片22設(shè)置在第二鏡框24上，通過所述第二鏡框24連接于所述第二軸42上。所述第一軸41與主動輪33之間、第二軸42與從動輪33之間均通過緊固螺釘9固定連接。由于采用分箱分隔式設(shè)計，該裝置中的鏡片安裝在第一殼體31中工作，齒輪安裝在第二殼體32中工作，在軸承端蓋6上增加油封，這樣方便對箱體一進行密封、充氮氣等處理，同時也方便對箱體二中的齒輪和軸承進行潤滑以及排污處理，從而方便實現(xiàn)不同器件間的獨立維護和監(jiān)控。
[0023]如圖4所示為激光衰減裝置鏡框?qū)?yīng)位置校準方法示意圖。安裝時可以借助工裝來實現(xiàn)鏡框的部分對應(yīng)位置校準。如圖4 (a)所示為水平校準法，使用該方法校準時使用能提供足夠平面的工裝12來使兩鏡框的上表面緊貼在工裝的平面上后鎖緊，確保兩鏡框上表面在同一水平面上，隨后旋轉(zhuǎn)齒輪，當從動齒輪具有足夠的回復(fù)力后依次鎖緊主動齒輪和從動齒輪，隨后拆下工裝即可保證兩鏡框的對應(yīng)位置的一致性。同樣也可以采用鏡框平行校正的方法來實現(xiàn)，如圖4 (b)所示，此時將能提供定值間距的兩平面的工裝放置在兩鏡框中，同時轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸使鏡框平面都到達垂直于入射光線的位置并分別貼緊在工裝的兩側(cè)平面上后鎖緊，隨后同理調(diào)整和鎖緊齒輪并拆下工裝即可實現(xiàn)對應(yīng)位置的初校準。
[0024]本說明書中所述的只是本發(fā)明的較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種能實現(xiàn)全開模式的雙鏡片激光衰減裝置，其特征在于:包括第一鏡片(21)、第二鏡片(22)和同步驅(qū)動裝置，所述同步驅(qū)動裝置驅(qū)動所述第一鏡片(21)和第二鏡片(22)進行同步轉(zhuǎn)動；所述同步驅(qū)動裝置包括第一殼體(31)、與所述第一殼體(31)相連的第二殼體(32)、主動輪(33)、從動輪(34)和驅(qū)動電機(35)，所述主動輪(33)和從動輪(34)嚙合；所述第一鏡片(I)的一端連接在第一軸(41)的一端，通過所述第一軸(41)與所述主動輪(33)連接，所述第一軸(41)的另一端連接所述驅(qū)動電機(35);所述第二鏡片(22)的一端連接在第二軸(42)的一端，通過所述第二軸(42)與所述從動輪(32)連接；所述第一軸(41)和第二軸(42)均可轉(zhuǎn)動的設(shè)置在所述第一殼體(31)和第二殼體(32)上；所述驅(qū)動電機(35)驅(qū)動所述第一軸(41)轉(zhuǎn)動，所述第一軸(41)帶動所述主動輪(33 )和第一鏡片(21)進行轉(zhuǎn)動，所述主動輪(33)帶動所述從動輪(34)轉(zhuǎn)動，進而所述從動輪(34)帶動第二軸(42)和第二鏡片(22)轉(zhuǎn)動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實現(xiàn)全開模式的雙鏡片激光衰減裝置，其特征在于:所述從動輪(34)與所述第二殼體(32)之間還設(shè)有扭簧(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實現(xiàn)全開模式的雙鏡片激光衰減裝置，其特征在于:所述第一軸(41)和第二軸(42)均通過軸承(5)連接設(shè)置在于所述第一殼體(31)和第二殼體(32)上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能實現(xiàn)全開模式的雙鏡片激光衰減裝置，其特征在于:所述軸承(5)外側(cè)還設(shè)有軸承端蓋(6)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實現(xiàn)全開模式的雙鏡片激光衰減裝置，其特征在于:所述驅(qū)動電機(35 )通過支架(7 )安裝于所述第二殼體(32 )上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實現(xiàn)全開模式的雙鏡片激光衰減裝置，其中，所述第一鏡片(21)設(shè)置在第一鏡框(23 )上，通過所述第一鏡框(23 )連接于所述第一軸(41)上。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實現(xiàn)全開模式的雙鏡片激光衰減裝置，其中，所述第二鏡片(22)設(shè)置在第二鏡框(24)上，通過所述第二鏡框(24)連接于所述第二軸(42)上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實現(xiàn)全開模式的雙鏡片激光衰減裝置，其中，所述第一軸(41)與主動輪(33)之間、第二軸(42)與從動輪(33)之間均通過緊固螺釘(9)固定連接。
【文檔編號】G03F7/20GK105988211SQ201510041583
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月28日
【發(fā)明人】張輝, 蘇海業(yè), 李靜
【申請人】上海微電子裝備有限公司