CN202600361U - 曝光机及其照度控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种曝光机及其照度控制装置，涉及微电子领域，既能使照度在一定范围内恒定，又可保证光源功率稳定，提高曝光灯的使用寿命。本实用新型所述曝光机的照度控制装置，包括：平行设置的第一偏振片、第二偏振片和通过机械传动方式与所述第二偏振片连接的驱动部件；所述第一偏振片的光轴和所述第二偏振片的光轴重合，所述第一偏振片固定，所述第二偏振片可在自身所在平面内旋转，所述驱动部件驱动所述第二偏振片在自身所在平面内旋转。本实用新型还公开了一种所述曝光机，设置有上述的照度控制装置。本实用新型用于改进曝光机。
Description
技术领域
本实用新型涉及微电子领域，尤其涉及一种曝光机及其照度控制装置。
背景技术
曝光机是微电子行业芯片制造流程中经常用到的一种设备，使用时一般有恒定功率和恒定照度这两种模式。恒定功率使用模式下，曝光灯功率恒定，负荷稳定，使用寿命长，但因曝光灯一般是超高压水银灯，使用时间长了会变暗，照度也随之下降，而实际使用曝光机进行光刻过程中一般期望获得恒定的照度。恒定照度使用模式下，曝光灯照度稳定，但现有技术是通过控制曝光机光源的电压来实现照度控制的，所以曝光灯的电压及使用功率会随使用时间上升，光源功率不稳定，负荷较大，影响曝光灯的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种曝光机及其照度控制装置，既能使照度在一定范围内恒定，又可保证光源功率稳定，提高曝光灯的使用寿命。
为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
一种曝光机的照度控制装置，包括：
平行设置的第一偏振片、第二偏振片和通过机械传动方式与所述第二偏振片连接的驱动部件；
所述第一偏振片的光轴和所述第二偏振片的光轴重合，所述第一偏振片固定设置，所述第二偏振片可在自身所在平面内旋转，所述驱动部件驱动所述第二偏振片在自身所在平面内旋转。
所述的照度控制装置，还包括：
用于监控偏振光的光照强度的第一照度计，设置在所述第一偏振片和所述第二偏振片之间。
所述第一照度计设置在所述第一偏振片和所述第二偏振片之间的中心轴线上。
可选地，所述驱动部件为线性马达。
所述的照度控制装置，还可包括：
控制器，分别与所述第一照度计和所述驱动部件相连接；
所述控制器接受设定的照度和所述第一照度计的测量结果并控制所述驱动部件。
进一步地，所述的照度控制装置，还可包括：
第二照度计，用以监控所述曝光机出射光的光照强度，与所述控制器相连；
所述控制器接受所述第二照度计的测量结果，并控制所述驱动部件进行照度校正。
可选地，所述第二偏振片的边缘呈齿轮状。
本实用新型实施例还提供一种曝光机，设置有上面所述的任一照度控制装置。
本实施例所述曝光机及其照度控制装置，照度控制装置包括两个偏振片，第一偏振片固定设置，偏振方向无法改变，第二偏振片可在自身所在平面内旋转以改变偏振方向，根据物理常识，透过两个偏振片后光的强度，与第一偏振片偏振方向与第一偏振片偏振方向所成夹角(两偏振片偏振方向的夹角θ)有关，通过旋转第二偏振片改变两偏振片偏振方向的夹角θ，即可改变光的强度，从而达到控制出射光照度的目的，因此本实用新型本实施例所述曝光机及其照度控制装置，能通过旋转第二偏振片使照度在一定范围内恒定，不需要调节光源电压，可保证光源功率稳定，提高曝光灯的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型实施例中的照度控制装置的结构示意图一；
图2为本实用新型实施例中的照度控制装置的结构示意图二；
图3为本实用新型实施例中的照度控制装置的结构示意图三；
图4为本实用新型实施例中的照度控制装置的结构示意图四；
图5为本实用新型实施例中的曝光机的光路示意图。
附图标记说明
1-高压水银灯，2-集光镜，3-第一平面镜，4-快门，5-光学积分器，
6-准直镜，7-第二平面镜，8-露光面，9-第二照度计，
10-照度控制装置，11-第一偏振片，12-第二偏振片，
13-第一照度计，14-驱动部件，15-控制器，16-线性马达。
具体实施方式
本实用新型实施例提供一种曝光机及其照度控制装置，既能使照度在一定范围内恒定，又可保证光源功率稳定，提高曝光灯的使用寿命。
下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例一
本实用新型实施例提供一种曝光机的照度控制装置，如图1所示，该装置包括：
平行设置的第一偏振片11、第二偏振片12和通过机械传动方式与所述第二偏振片连接的驱动部件(在图1或2中没画出)；
第一偏振片11的光轴和第二偏振片12的光轴重合，第一偏振片11固定，第二偏振片12可在自身所在平面内旋转，所述驱动部件驱动所述第二偏振片在自身所在平面内旋转。
本实施例所述照度控制装置中包括两个偏振片，其中一个固定设置，偏振方向无法改变；另一个偏振片可在自身所在平面内旋转，偏振方向随偏振片的旋转改变，第一偏振片11特指固定设置的偏振片，第二偏振片12特指可旋转的偏振片。在具体实施光路中，沿光的出射方向，如图1所示，第一偏振片11可设置在第二偏振片12之前；或者如图2所示，第一偏振片11亦可设置在第二偏振片12之后，不影响本实用新型的实施效果。
曝光机的光源发出非偏振光，通过第一偏振片11后变为偏振光，设通过第一偏振片11后光的照度为I0，根据偏振片的特性，则通过第二偏振片12后光的照度为：
I＝＝I0cos2θ --------(1)
其中，θ为第一偏振片11的偏振方向与第一偏振片12的偏振方向所成的夹角。通过旋转第二偏振片12，改变θ的取值，可以使光的照度在0～I0间变化，起到控制或调节光的照度的作用。例如，若两个偏振片的偏振方向相同(即θ＝0°)，则通过第二偏振片12后光的照度为I0；若两个偏振片的偏振方向垂直(θ＝90°)，则通过第二偏振片12后光的照度为0。
可选地，驱动部件为手动调节装置，通过齿轮、传送带或链条等机械传动装置可实现手动调节或控制第二偏振片12的旋转，具体的机械传动过程以及传动装置属公知技术，在此不再赘述，只是在具体设计时要注意精密度的控制。
本实施例所述照度控制装置，包括两个偏振片，一个偏振片固定，另一偏振片在驱动部件作用下旋转以改变偏振方向，从而实现照度控制，这样曝光机能运行在恒定功率模式下，保证曝光灯的稳定，又可通过调节照度控制装置中的可调偏振片的偏振方向，改变两偏振片的偏振方向夹角，获得恒定照度，光源(曝光灯)功稳定，使用寿命长。
可选地，如图3所示，本实施例所述照度控制装置，还可包括：
第一照度计13，设置在第一偏振片11和第二偏振片12之间，用以监控通过第一偏振片11后光的照度为I0。
优选地，所述第一照度计设置在第一偏振片11和第二偏振片12之间的中心轴线上。
第一照度计13，实际上是第一照度计13的感光部，设置在第一偏振片11和第二偏振片12之间的中心轴线上，并且在保证测量精度的前提下，第一照度计13的感光部应尽可能小，以降低第一照度计13对出射光照度均匀性的影响。
第一照度计13设置在第一偏振片11和第二偏振片12之间的中心轴线上，用于监控透过一个偏振片后的偏振光的光照强度I0。在图3所示的照度控制装置中，第一照度计13用于监控光透过第一偏振片11后的偏振光照度I0，而在图2所示的照度控制装置中，第一照度计13用于监控光透过第二偏振片12后的偏振光的照度I0。根据第一照度计13的测量结果I0和期望获得的设定照度，通过I＝I0cos2θ即可计算出两偏振片的偏振方向夹角θ，以便调节第二偏振片12。
图3所述照度控制装置，还包括驱动部件14，与第二偏振片12通过机械传动方式连接，驱动第二偏振片12在自身所在平面内旋转。
可选地，如图4所示，驱动部件14可为线性马达16，机械传动方式可以是齿轮、传送带或链条等。
进一步地，如图3所示，所述照度控制装置，还可包括：
控制器15，分别与第一照度计13和驱动部件14相连接；
控制器15接受设定的照度和第一照度计13的测量结果并控制驱动部件14。
优选地，控制器15集成在驱动部件14如线性马达上。
本实施例所述控制器15，用于接受设定的照度值和第一照度计13的测量结果，并通过I＝I0cos2θ计算出两偏振片的偏振方向夹角θ，据此生成指令信息控制驱动部件14，使第二偏振片12转过θ，实现照度的自动控制。需要指出的是，具体实施中，每次调节时须先进行初始化，使两个偏振片的偏振方向相同，即θ＝0。
进一步地，所述照度控制装置，还可包括：
第二照度计，用以监控所述曝光机出射光的光照强度，与控制器15相连；
控制器15还接受第二照度计的测量结果，并控制驱动部件14进行照度校正。
本实施例中的第二照度计用以监控曝光机出射光的光照强度，第二照度计的具体设置位置在本实施例中并不加以限定。控制器15接受第二照度计的测量结果，结合设定的照度，计算修正值Δθ，控制驱动部件14旋转第二偏振片12进行照度修正。控制器15还用于初始化时的照度校正，即θ＝0，控制驱动部件14旋转第二偏振片12，使第二照度计测量结果为0。
可选地，如图4所示，第二偏振片12的边缘呈齿轮状，以便驱动部件14(如线性马达16)通过机械传动方式带动第二偏振片12旋转。
本实用新型实施例所述照度控制装置利用偏振片能够改变光强的特性，通过旋转偏振片来实现照度控制，不需要调节光源电压，所以既能使照度在一定范围内恒定，又可保证光源功率稳定，提高曝光灯的使用寿命。并且进一步地本实施例所述照度控制装置，通过照度计和控制器还可实现照度的自动调节、控制和校正。
本实用新型实施例还提供一种曝光机，设置有上述的任一照度控制装置。
如图5所示，所述曝光机包括：超高压水银灯1、集光镜2、第一平面镜3、快门(Shutter)4、光学积分器(integrator)5、准直镜(Collimationmirror)6、第二平面镜7和露光面8，可选地，在具体光路设计时，照度控制装置10可设置在光学积分器(integrator)5之后，第二照度计9可设置在第二平面镜7上，曝光灯即超高压水银灯1发出的光经光学积分器5后，进入照度控制装置10。
本实用新型实施例提供的曝光机设置有照度控制装置10，照度控制装置10通过旋转偏振片来实现照度控制，不需要调节光源电压，所以既能使照度在一定范围内恒定，又可保证光源功率稳定，提高曝光灯的使用寿命。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型实施例中的特征可以相互任意组合。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种曝光机的照度控制装置，其特征在于，包括：
平行设置的第一偏振片、第二偏振片和通过机械传动方式与所述第二偏振片连接的驱动部件；
所述第一偏振片的光轴和所述第二偏振片的光轴重合，所述第一偏振片固定设置，所述第二偏振片可在自身所在平面内旋转，所述驱动部件驱动所述第二偏振片在自身所在平面内旋转。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
第一照度计，设置在所述第一偏振片和所述第二偏振片之间。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，
所述第一照度计设置在所述第一偏振片和所述第二偏振片之间的中心轴线上。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
所述驱动部件为线性马达。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
控制器，分别与所述第一照度计和所述驱动部件相连接；
所述控制器接受设定的照度和所述第一照度计的测量结果并控制所述驱动部件。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：
第二照度计，用以监控所述曝光机出射光的光照强度，与所述控制器相连；
所述控制器接受所述第二照度计的测量结果，并控制所述驱动部件进行照度校正。
7.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，
所述第二偏振片的边缘呈齿轮状。
8.一种曝光机，其特征在于，所述曝光机设置有权利要求1-7任一项所述的照度控制装置。
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| CN103763451A (zh) * | 2014-01-13 | 2014-04-30 | 上海邮政科学研究院 | 一种窗口信光照取像时消除曝光点的方法及设备 |
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