CN106547172B - 一种曝光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种曝光装置，在光路上，沿着光束传播方向，依次包括物面、焦面调整装置、平面反射镜组、第一戴森型光学系统、两个道威棱镜组成的棱镜组、平面反射镜组、第二戴森型光学系统、倍率调整装置、像面；在上述光路中，还包括像场调节机构。与现有技术相比较，本发明通过利用道威棱镜来实现对像场的旋转；由两块单片反射镜取代直角反射镜，可以分别调节像面的倾斜和焦面；在光路中放置由多个电极驱动的电活性透镜或液体镜头，可以实现镜片更复杂的面型变化，实现像质的高阶波像差调整。

Description

一种曝光装置

技术领域

本发明涉及一种集成电路装备制造领域,尤其涉及一种曝光装置。

背景技术

平板显示技术发展较快，尺寸越来越大。如果使用较大视场的物镜进行曝光能够有效地提升产率。然而随着物镜光学系统视场的增大，设计及加工制造等各方面的难度都会增加。使用相同的视场大小适中的物镜采用一定排列方式将多个视场拼接成所需的大视场，根据所需视场大小来选择拼接的个数。这样既实现了大视场要求又降低了光学加工制造难度同时具有很高的兼容性和灵活性。

由于使用了多个子物镜进行拼接，每个子物镜由于自身的性能及装配公差等成像位置会与理论位置有偏差。同时由于较大的掩膜会因重力产生变形，基板表面也会有面型的误差。因此为了能够使每个视场都能够成像在理想位置，每个物镜单元都有独自的调整机构来调整成像视场的位置保证整个拼接视场的性能。

扫描型曝光装置有配置多个投影光学系统以使邻接投影区域在扫描方向进行所定量位移且使邻接投影区域的各个端部在与扫描方向直交的方向重复，即所谓多透镜方式的扫描型曝光装置（多透镜扫描型曝光装置）。多透镜方式的扫描型曝光装置是由多个狭缝状的照明区域来照明光罩、在对该照明区域的排列方向成直交的方向上同步扫描光罩和感光基板、通过与多个照明区域的各个对应设置的该多个投影光学系统将设于光罩的图案曝光于感光基板上的装置。

美国专利US5729331和台湾专利TW520526B2采用直角反射镜、楔板旋转来实现像场的旋转。像场的平移，倍率放大以及焦面调整等通过平行平板、楔形平板、直角反射镜、无焦透镜等实现。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种曝光装置，在光路上，沿着光束传播方向，依次包括物面、焦面调整装置、平面反射镜组、第一戴森型光学系统、两个道威棱镜组成的棱镜组、平面反射镜组、第二戴森型光学系统、倍率调整装置、像面；在上述光路中，还包括像场调节机构。

优选地，所述像场调节机构由液体镜头或电活性透镜等组成；所述液体镜头或电活性透镜由多个电极驱动。

优选地，所述多个电极单体驱动。

优选地，所述液体镜头或电活性透镜设置在上述光路中靠近系统孔径光阑的位置。

优选地，所述平面反射镜组由两块平面反射镜拼接而成，调节像面的倾斜和焦面。

优选地，所述焦面调整装置和倍率调整装置是液体镜头或电活性透镜。

优选地，所述电活性透镜包括侧壁、透明基板、光学元件、电极和电活性材料；电极之间填充电活性材料，电活性材料和光学元件横向连接；光学元件在有外加电场作用的情况下，根据与其横向连接的电活性材料的特性不同，光学元件形成凹面或凸面。

优选地，所述电活性材料是当在相邻电极之间施加电压时受到由电极之间的库仑力导致的麦克斯韦应力的作用而弯曲的任意材料。

优选地，所述光学元件与电活性材料材质相同。

优选地，所述道威棱镜为单一棱镜或若干棱镜的组合；道威棱镜组绕z轴旋转，实现像场绕Z轴的旋转。

与现有技术相比较，本发明通过利用道威棱镜来实现对像场的旋转；由两块单片反射镜取代直角反射镜，可以分别调节像面的倾斜和焦面；在光路中放置由多个电极驱动的电活性透镜或液体镜头，可以实现镜片更复杂的面型变化，实现像质的高阶波像差调整。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1所示为本发明曝光装置结构示意图；

图2所示为电活性透镜的结构及其在无外场电压施加下的状态示意图；

图3所示为电活性透镜在有外场电压施加下的状态示意图；

图4所示为道威棱镜实现像场绕z轴旋转示意图；

图5（a）和图5（b）所示分别为道威棱镜的主视图与立体图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。

图1为本发明曝光装置结构示意图。如图1所示，曝光装置依次包括物面1、焦面调整装置7、平面反射镜组3、戴森型光学系统5、两个道威棱镜组成的棱镜组9、平面反射镜组4、戴森型光学系统6、倍率调整装置8、像面2以及视场光阑（未画出）。

图中所示虚线方框为电活性透镜或液体镜头可能的安放位置，但不限于图中所示位置，还可将电活性透镜或液体镜头放置于所有可能对像场进行调节的光路中。

平面反射镜组3、平面反射镜组4、焦面调整装置7、倍率调整装置8、道威棱镜组9的放置位置可以但不限于图示位置，其可放置于能实现相同功能的光路中的任意位置。

平面反射镜组3、平面反射镜组4均由两块平面反射镜拼接而成，图中所示两块平面反射镜呈90度。平面反射镜组3与平面反射镜组4可相互分离，并由单独的控制机构控制。平面反射镜组3和平面反射镜组4中心绕y轴旋转（镜筒方向）可实现像平面y向倾斜。平面反射镜组3和平面反射镜组4同时或分别沿y方向平移可实现焦面的调整。

焦面调整装置7和倍率调整装置8可由液体镜头、电活性透镜等组成。可通过调节所加外场电压的强度来改变其对像场的相关调节。

道威棱镜组9中任意一个棱镜可绕z轴旋转，当其绕z轴旋转时，对应像场亦绕z轴旋转，且旋转角度为道威棱镜组转过角度的两倍。道威棱镜组的具体位置及个数可根据需要放置于光路中合适的位置，以实现像场绕Z轴的旋转。

在光路中放置由多个电极驱动的电活性透镜或液体镜头可以实现镜片更复杂的面型变化，实现像质的高阶波像差调整。理想的放置位置为靠近系统孔径光阑附近。

图2所示为电活性透镜的可能结构及其在无外场电压施加下的状态。电活性透镜包括侧壁12、透明基板13、光学元件14、电极10、电活性材料11。侧壁12由导电固体材料构成，外场电压通过侧壁施加到电极10上。电极10由若干导电材料构成，其间填充电活性材料11。光学元件14由透光率较好的固体组成，也可由与电活性材料11相同的材质组成，光学元件14在没有电压施加到电极10上时，处于机械松弛状态，即为一平面。在有外加电场作用的情况下，根据与其横向连接的电活性材料的特性不同，光学元件14可为凹面或凸面。电活性材料是当在相邻电极之间施加电压时受到由电极之间的库仑力导致的麦克斯韦应力的作用而弯曲的任意材料。

图3所示为电活性透镜在有外场电压施加下的状态。电活性材料11和光学元件14为横向连接。视电活性材料11的特性不同，在电极10产生的电场作用下可能出现拉伸或收缩，从而导致与其横向连接的光学元件14的凸起或凹陷，进而形成类似凸透镜或凹透镜的作用。将其单独或以组合的方式用在上述拼接物镜中可通过调整电场强度的大小来调整光学元件或组件的曲率，从而改变整个光学系统的焦面、倍率及成像性能（波像差、场曲、畸变等）。使用多个电极进行分别驱动可以控制元件表面的局部面型，可实现高阶的像差调整。

图4所示为道威棱镜实现像场绕z轴旋转示意图。如图4所示，若道威棱镜15绕z轴16旋转角度为a，则对应像场17绕z轴旋转角度为2a。

图5（a）和（b）所示分别为道威棱镜18的主视图与立体图。道威棱镜18由三块棱镜组合而成，光线平行于纸面通过该棱镜。图1中所示道威棱镜组9中每个道威棱镜可以是但不限于图5中所示结构，即图1中所示道威棱镜组9中每个道威棱镜可为单一棱镜，亦可为若干棱镜的组合。

本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims (9)

1.一种曝光装置，其特征在于，在光路上，沿着光束传播方向，依次包括物面、焦面调整装置、平面反射镜组、第一戴森型光学系统、两个道威棱镜组成的棱镜组、平面反射镜组、第二戴森型光学系统、倍率调整装置、像面；在上述光路中，还包括像场调节机构，所述像场调节机构由液体镜头或电活性透镜组成，所述液体镜头或电活性透镜由多个电极驱动，通过多个所述电极分别进行驱动，以控制所述液体镜头或电活性透镜的局部面型，实现高阶的像差调整。

2.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述多个电极单体驱动。

3.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光装置的光路上还包括孔径光阑，所述液体镜头或电活性透镜设置在上述光路中靠近所述孔径光阑的位置。

4.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述平面反射镜组由两块平面反射镜拼接而成，调节像面的倾斜和焦面。

5.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述焦面调整装置和倍率调整装置是液体镜头或电活性透镜。

6.如权利要求1或5所述的曝光装置，其特征在于，所述电活性透镜包括侧壁、透明基板、光学元件、电极和电活性材料；电极之间填充电活性材料，电活性材料和光学元件横向连接；光学元件在有外加电场作用的情况下，根据与其横向连接的电活性材料的特性不同，光学元件形成凹面或凸面。

7.如权利要求6所述的曝光装置，其特征在于，所述电活性材料是当在相邻电极之间施加电压时受到由电极之间的库仑力导致的麦克斯韦应力的作用而弯曲的任意材料。

8.如权利要求6所述的曝光装置，其特征在于，所述光学元件与电活性材料材质相同。

9.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述道威棱镜为单一棱镜或若干棱镜的组合；道威棱镜组绕z轴旋转，实现像场绕Z轴的旋转。