CN116224729B - 一种光刻机混合光源的可调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光刻机混合光源的可调节装置，属光刻机光源技术领域，其特征在于：光刻机由激光光源和数个独立均布的LED光源组合成混合光源，混合光源从出光口照射到工作台上的晶圆，其中LED光源的聚焦点通过可调节装置与激光光源重合；所述的可调节装置由水平基座、斜面滑座和装有LED光源的镜筒组成，水平基座固定安装在混合光源的底座上，斜面滑座安装在水平基座上，装有LED光源的镜筒安装在斜面滑座上，装有LED光源的镜筒随着斜面滑座沿水平基座转动角度并在斜面滑座上做前后运动，LED光源通过调节距离进行能量大小的调节，这样就保证了能量精度，满足芯片加工要求，保证质量。

Description

一种光刻机混合光源的可调节装置
技术领域
本发明属光刻机光源技术领域，涉及一种光刻机混合光源的可调节装置。
背景技术
芯片的发展和进步离不开光刻机，光刻机最重要的器件就是光源，光刻机的光源进步推动了芯片的不断发展。光刻机的光源从紫外光源（UV）、深紫外光源（DUV）到目前的极紫外光源（EUV）,光源产生的器件也从早期的高压汞灯、准分子激光到浸润式光刻，每一次的进步和迭代都对光源的波长、形状、能量等提出更精确、更稳定的要求，针对不同精度要求的芯片选用不同的光源，我们知道半导体激光器存在衰减的问题，不仅降低其使用寿命，同时更致命的是导致光照强度不足，使得加工的芯片达不到使用要求，因此为了解决上述问题，中国专利公开号：CN114839843A《一种投影式光刻机的光源结构、投影式光刻机机光刻工艺》给出了一种利用LED光源产生补充第一波长和第二波长以外波长的光线，对关键尺寸较小的掩膜图形能有较强的曝光光强投射，而中国专利公开号：CN112379576A《一种光刻机用混合光源发生装置》直接给出了一种采用LED光源补偿因激光源的能量衰减而达不到预期能量的技术方案，但CN112379576A公开的技术中给出的LED光源的安装处于一种无法调节的位置，这也就造成了多个LED光源和激光光源并不能很好地处于集中的照射点上，得不到最佳的补充能量，同时由于LED光源过于集中造成散热不好，而导致新的能量损失或者是精度不够。
发明内容
针对现有技术存在的LED光源无法调节的问题，本发明目的就是要发明一种每个LED光源独立可调节角度和距离，实现每个LED光源均能和激光光源照射点重合。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：
一种光刻机混合光源的可调节装置，其特征在于：光刻机由激光光源和数个独立均布的LED光源组合成混合光源，混合光源从出光口照射到工作台上的晶圆，其中LED光源的聚焦点通过可调节装置与激光光源重合；所述的可调节装置由水平基座、斜面滑座和装有LED光源的镜筒组成，水平基座固定安装在混合光源的底座上，斜面滑座安装在水平基座上，装有LED光源的镜筒安装在斜面滑座上，装有LED光源的镜筒随着斜面滑座沿水平基座转动角度并在斜面滑座上做前后运动。
所述的斜面滑座包括下滑座和上滑座，下滑座上安装有直线步进电机，上滑座安装在直线步进电机上，直线步进电机推动上滑座在下滑座上做相对前后运动，装有LED光源的镜筒安装在上滑座上。
所述的直线步进电机与设置在出光口的能量传感器连接，当LED光源聚焦点照射到能量传感器时，能量传感器根据设定能量值控制直线电机带动装有LED光源的镜筒前后运动，自动调节LED光源的光照强度。
所述的水平基座包括固定座和圆弧面，固定座安装在混合光源的底座上，圆弧面安装在固定座上，斜面滑座的下滑座滚动安装在圆弧面上。
所述的圆弧面由同心的齿轮模数相同的内齿轮和外齿轮组成，外齿轮小于内齿轮，内齿轮固定在固定座上，外齿轮通过齿轮架安装在固定座上，外齿轮的花键齿轮轴安装在齿轮架的轴承上，外齿轮通过旋转花键齿轮轴转动。
所述的花键齿轮轴的一端为半销轴套有旋钮，另一端为外螺纹与螺纹锁帽连接。
所述的斜面滑座的下滑座上设置有齿轮模数与水平基座的内外齿轮相同的行星齿轮，行星齿轮与内外齿轮啮合，转动外齿轮的旋钮带动行星齿轮在内齿轮上做运动，同时也带动下滑座沿圆弧面运动调整LED光源倾角，当停止调节角度时，螺纹锁帽锁死在圆弧面的侧面。
所述的下滑座与行星齿轮通过连接架连接，行星齿轮的平键齿轮轴的两头固定在连接架的轴承上，并由螺母锁紧。
所述的装有LED光源的镜筒内装有数个LED灯珠，在灯珠前装有聚光透镜，将灯珠内的LED灯珠所发光源聚光到一点；所述的镜筒内通入冷却水。
所述的LED光源的镜筒上还装有瞄准镜，用于调整时观察LED光源的聚焦点是否落在激光光源的焦点上。
本发明产生的有益效果：由于每个LED光源独立安装，并可以进行倾角的调整来使得LED光源所发光与激光重合，同时LED光源还可调节距离进行能量大小的调节，这样就保证了能量精度，满足芯片加工要求，保证质量。
附图说明
图1：本发明的混合光源的剖面结构示意图。
图2：本发明的水平基座的结构爆炸示意图。
图3：本发明的斜面滑座的结构爆炸示意图。
图4：本发明的装有LED光源的镜筒的剖面结构示意图。
图中，1、激光光源，2、LED光源，201、水平基座，201-1、内齿轮，201-2、外齿轮，201-3、花键齿轮轴，201-4、轴承，201-5、旋钮，201-6、螺纹锁帽，201-8、固定座，201-7、齿轮架，202、斜面滑座，202-1、下滑座，202-2、上滑座，202-3、行星齿轮，202-4、连接架，202-5、直线步进电机，202-6、平键齿轮轴，202-7、平键，202-8、锁紧螺母，203、装有LED光源的镜筒，203-1、空镜筒，203-2、LED灯珠，203-3、聚光透镜，203-4、电线，203-5、进水口，203-6、出水口，3、底盘，301、出光孔，4、光源罩，5、能量传感器，6、晶圆，7、瞄准镜，8、底座。
实施方式
本发明的具体实施例主要针对光刻机的光源中的LED光源进行具体描述。
本发明的实施例中的激光光源1为已经技术，在本发明中并未对其进行改造，其结构为激光器发出的紫外光经光束矫正器矫正光束入射方向，让激光束平行后由能量控制器控制最终照射到硅片上的能量，经光束形状设置后再经遮光器在不需要曝光的时候，阻止光束照射到硅片，再经过能量探测器检测光束最终入射能量是否符合曝光要求，并反馈给能量控制器进行调整，再通过掩模板和掩膜台后经过物镜照射到曝光台上的硅片。
本实施例中的LED光源2的可调节装置是本发明的主要内容，由均布在底座8上的六个独立的LED光源2组成，每个LED光源2均包含有水平基座201、斜面滑座202和装有LED光源的镜筒203组成，水平基座201包括底座和圆弧面，圆弧面由模数相同的内齿轮201-1和外齿轮201-2组成，外齿轮201-2位于内齿轮201-1内部的同心圆，形成中间间隙，内齿轮201-1安装在固定座201-8上，外齿轮201-2通过轴承201-4放置在齿轮架201-7上，外齿轮201-2可以在齿轮架201-7上转动，外齿轮201-2的花键齿轮轴201-3一端是半圆销连接旋钮201-5，另一端是螺纹连接螺纹锁帽201-6，螺纹锁帽201-6可以将外齿轮201-2固定停止旋转，齿轮架201-7固定在固定座201-8上，固定座201-8固定在底盘3上。斜面滑座202包括下滑座202-1和上滑座202-2，下滑座202-1下面安装有连接架202-4，连接架202-4下面通过平键平键齿轮轴202-6和平键202-7固定安装有行星齿轮202-3，行星齿轮202-3模数和内齿轮201-1和外齿轮201-2相同并与内齿轮201-1和外齿轮201-2啮合，平键齿轮轴202-6两头由锁紧螺母202-8将平键齿轮轴202-6锁紧在连接架202-4上，转动外齿轮201-2带动行星齿轮202-3沿内齿轮201-1运动，进行调节下滑座202-1的倾斜角度，下滑座202-1上安装有直线步进电机202-5，上滑座202-2安装在直线步进电机202-5上推动上滑座202-2沿下滑座202-1做相对前后运动，直线步进电机202-5与能量传感器5连接，能量传感器5控制直线步进电机202-5前后运动。装有LED光源的镜筒203在空镜筒203-1内放置有多个LED灯珠203-2，LED灯珠203-2前放置有聚光透镜203-3将多个LED灯珠203-2发出的光进行聚焦到一点，然后和激光光源1通过底盘3上的出光孔301一起照射到曝光台上的晶圆6进行加工，为了对焦准确，在空镜筒203-1上装有瞄准镜7在调整角度时观察对焦点，空镜筒203-1为内腔镂空，可通过进水口203-5进水，出水口203-6出水，电线203-4从中间引出。
将整个混合光源罩在可拆卸打开的光源罩4内。

Claims (7)

1.一种光刻机混合光源的可调节装置，其特征在于：光刻机由激光光源和数个独立均布的LED光源组合成混合光源，混合光源从出光口照射到工作台上的晶圆，其中LED光源的聚焦点通过可调节装置与激光光源重合；所述的可调节装置由水平基座、斜面滑座和装有LED光源的镜筒组成，水平基座包括固定座和圆弧面，圆弧面安装在固定座上，斜面滑座包括下滑座和上滑座，直线步进电机安装在下滑座上，上滑座安装在直线步进电机上，直线步进电机推动上滑座在下滑座上做相对前后运动；水平基座的固定座安装在混合光源的底座上，斜面滑座的下滑座安装在水平基座的圆弧面上，装有LED光源的镜筒安装在斜面滑座的上滑座上；装有LED光源的镜筒随着斜面滑座在水平基座的圆弧面上转动角度使LED光源的焦点与激光光源的焦点重合，直线步进电机与设置在出光口的能量传感器连接，当LED光源聚焦点照射到能量传感器时，能量传感器根据设定能量值控制直线步进电机带动装有LED光源的镜筒前后运动，自动调节LED光源的光照强度。
2.如权利要求1所述的一种光刻机混合光源的可调节装置，其特征在于：所述的圆弧面由同心的齿轮模数相同的内齿轮和外齿轮组成，外齿轮小于内齿轮，内齿轮固定在固定座上，外齿轮通过齿轮架安装在固定座上，外齿轮的花键齿轮轴安装在齿轮架的轴承上，外齿轮通过旋转花键齿轮轴转动。
3.如权利要求2所述的一种光刻机混合光源的可调节装置，其特征在于：所述的花键齿轮轴的一端为半销轴上套有旋钮，另一端为外螺纹与螺纹锁帽连接。
4.如权利要求2所述的一种光刻机混合光源的可调节装置，其特征在于：所述的斜面滑座的下滑座上设置有齿轮模数与水平基座的内齿轮和外齿轮相同的行星齿轮，行星齿轮与内齿轮和外齿轮啮合，转动外齿轮的旋钮带动行星齿轮在内齿轮上做运动，同时也带动下滑座沿圆弧面运动调整LED光源倾角，当停止调节角度时，螺纹锁帽锁紧在圆弧面的侧面。
5.如权利要求4所述的一种光刻机混合光源的可调节装置，其特征在于：所述的下滑座与行星齿轮通过连接架连接，行星齿轮的平键齿轮轴两端固定在连接架的轴承上，并由螺母锁紧。
6.如权利要求1所述的一种光刻机混合光源的可调节装置，其特征在于：所述的装有LED光源的镜筒内装有数个LED灯珠，在灯珠前装有聚光透镜，将灯珠内的LED灯珠所发光聚光到一点；所述的镜筒内通入冷却水。
7.如权利要求6所述的一种光刻机混合光源的可调节装置，其特征在于：所述的LED光源的镜筒上还装有瞄准镜，用于调整时观察LED光源的聚焦点是否落在激光光源的焦点上。
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