CN207541290U - 一种光栅制作装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于半导体技术领域，具体涉及一种光栅制作装置，包括旋转台、用于遮挡光线的遮光板、用于固定晶圆的吸盘、用于水平移动晶圆和竖直移动晶圆的两轴调节机构；所述遮光板和所述两轴调节机构均固定于所述旋转台上，所述吸盘固定于所述两轴调节机构上；所述遮光板上设有透光孔，两束激光通过透光孔在晶圆上形成干涉，进行全息曝光、显影，制成光栅。本实用新型提供的光栅制作装置采用分区域全息曝光，解决了普通全息曝光光强分布不均匀导致的光栅良率低问题。
Description
技术领域
本实用新型属于半导体技术领域，特别涉及一种光栅制作装置。
背景技术
晶圆是具有一定外延结构用于制作半导体光电芯片的晶片，在光电芯片，特别是分布式反馈激光芯片中，需要在晶片上制作光栅进行选模，使其具有更好的单摸特性。
光栅为大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学结构，目前，在晶片上制作光栅的方法主要有：电子束曝光和全息曝光。电子束曝光制作光栅是用低功率密度的电子束照射到光刻胶上，经显影后在光刻胶中产生等宽等间距的平行狭缝形成光栅图形；全息曝光制作光栅是由激光器发生两束相干光束，使其在涂有光刻胶的晶片上产生一系列均匀的干涉条纹使光敏物质被感光。然后用显影液湿刻掉被感光部分，最终在晶片上形成光删图形。
目前采用电子束曝光制作光栅存在很多问题，比如需精准控制电子束斑的大小和位置，设备昂贵且效率极低，通常制作一个2寸晶圆面积的光栅需要数十小时。而用全息曝光制作光栅在几十秒内就可完成一个2寸晶圆面积的光栅制作，但采用全息曝光制作光栅需对激光器进扩束，激光器经扩束后通常只有中间半径为2cm区域的光斑均匀性能达到10%，对于制作一个3英寸或者更大面积晶片光栅来说，其均匀性无法满足要求，用这样的光斑制作一个3英寸或者更大面积晶片光栅会导致边缘光栅良率较低。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种光栅制作装置，能够能提高制作光栅的良率。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为一种光栅制作装置，包括旋转台、用于遮挡光线的遮光板、用于固定晶圆的吸盘、用于水平移动晶圆和竖直移动晶圆的两轴调节机构；所述遮光板和所述两轴调节机构均固定于所述旋转台上，所述吸盘固定于所述两轴调节机构上；所述遮光板上设有透光孔。
进一步地，所述两轴调节机构包括用于水平移动晶圆的水平调节单元和用于竖直移动晶圆的竖直调节单元，所述竖直调节单元固定于所述旋转台上，所述水平调节单元固定于所述竖直调节单元上，所述吸盘固定于所述水平调节单元上。
进一步地，还包括用于控制晶圆旋转的旋转运动机构，所述吸盘固定于旋转运动机构上，所述旋转运动机构固定于所述两轴调节机构上。
进一步地，所述竖直调节单元包括第二步进电机、竖直轨道和竖直滑块；所述竖直轨道垂直固定于所述旋转台上，所述竖直滑块与所述竖直轨道滑动连接；所述竖直滑块与所述第二步进电机连接；所述水平调节单元固定于所述竖直滑块上。
进一步地，所述水平调节单元包括第一步进电机、水平轨道和水平滑块；所述水平轨道与所述旋转台平行设置，所述水平滑块与所述水平轨道滑动连接；所述水平滑块与所述第一步进电机连接；所述吸盘的背面固定于所述水平滑块上。
进一步地，所述旋转运动机构包括用于控制晶圆旋转的第三步进电机，所述吸盘固定于所述第三步进电机上，所述第三步进电机固定于所述水平调节单元上。
进一步地，所述透光孔为矩形。
进一步地，所述旋转台的旋转角度为0~360度，所述旋转台上设有推动其旋转的手柄。
进一步地，所述旋转台与一用于控制所述旋转台旋转的控制电机连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
本实用新型提供的光栅制作装置采用分区域全息曝光，解决了普通全息曝光光强分布不均匀导致的光栅良率低问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型实施例一提供的一种光栅制作装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例二提供的一种光栅制作装置的结构示意图；
图中：101、旋转台，102、遮光板，103、吸盘，104、第一步进电机，105、第二步进电机，106、第三步进电机。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
如图1所示，本实用新型实施例提供一种光栅制作装置，包括旋转台101、用于遮挡光线的遮光板102、用于固定晶圆的吸盘103、用于水平移动晶圆和竖直移动晶圆的两轴调节机构；所述遮光板102和所述两轴调节机构均固定于所述旋转台101上，所述吸盘103固定于所述两轴调节机构上；所述遮光板102上设有透光孔，两束激光通过透光孔在晶圆上形成干涉，对晶圆进行全息曝光、显影，制成光栅。通过两轴调节机构可以控制晶圆进行水平移动和竖直移动使晶圆所在区域对准遮光板102上的透光孔，完成该区域的全息曝光，通过移动旋转台依次完成其它区域的曝光，最终实现整个晶圆的全息曝光。
其中，旋转台101的制作材料可以是单质金属也可以是合金类材质，旋转台的旋转角度可在0-360度调节，旋转的方式可以是手动也可以通过步进电机控制。吸盘103通过真空泵的吸力将晶圆固定在上面。
进一步地，所述两轴调节机构包括用于水平移动晶圆的水平调节单元和用于竖直移动晶圆的竖直调节单元，所述竖直调节单元固定于所述旋转台101上，所述水平调节单元滑动固定于所述竖直调节单元上，所述吸盘103固定于所述水平调节单元上。
作为本实施例的例外一种实现方式，所述两轴调节机构包括用于水平移动晶圆的水平调节单元和用于竖直移动晶圆的竖直调节单元，所述水平调节单元固定于所述旋转台101上，所述竖直调节单元滑动固定于所述水平调节单元上，所述吸盘103固定于所述竖直调节单元上。
进一步地，所述竖直调节单元包括第二步进电机105、竖直轨道和竖直滑块；所述竖直轨道垂直固定于所述旋转台101上，所述竖直滑块与所述竖直轨道滑动连接；所述竖直滑块与所述第二步进电机105连接；所述水平调节单元固定于所述竖直滑块上。
进一步地，所述水平调节单元包括第一步进电机104、水平轨道和水平滑块；所述水平轨道与所述旋转台101平行设置，所述水平滑块与所述水平轨道滑动连接；所述水平滑块与所述第一步进电机104连接；所述吸盘103的背面固定于所述水平滑块上。
进一步地，所述透光孔为矩形或其它形状。遮光板102为长方形，也可以是其它无规则形状，其尺寸大小由加工的晶圆大小决定，在遮光板102上开有透光孔，透光孔为长方形或者其它形状，其边长或者半径可根据加工晶圆的尺寸调整。
进一步地，所述旋转台101的旋转角度为0~360度，所述旋转台101上设有用于手动推动其旋转的手柄。作为另一种实施方式，所述旋转台101与一用于控制所述旋转台101旋转的控制电机连接。旋转台101的旋转方式可以是手动控制也可以通过步进电机控制。
本实施例的光栅制作装置的工作过程如下：将旋涂好光刻胶的晶圆固定到吸盘103上，吸盘103固定在水平调节单元上，水平调节单元固定于所述竖直调节单元上，竖直调节单元固定于旋转台101上，吸盘103前面设置有带透光孔的遮光板102，控制第一步进电机104和第二步进电机105使遮光板102的透光孔对准晶圆所在区域，两束激光I1和I2通过透光孔在晶圆上形成干涉，对晶圆完成该区域的全息曝光，通过移动第一步进电机104和第二步进电机105依次完成其它区域的对准和曝光，最终实现整个晶圆的全息曝光。本实施例提供的光栅制作装置采用分区域全息曝光，解决了普通全息曝光光强分布不均匀导致的光栅良率低问题。
实施例二
如图2所示，本实用新型实施例提供一种光栅制作装置，包括旋转台101、用于遮挡光线的遮光板102、用于固定晶圆的吸盘103、用于水平移动晶圆和竖直移动晶圆的两轴调节机构和用于控制晶圆旋转的旋转运动机构；所述遮光板102和所述两轴调节机构均固定于所述旋转台101上，所述吸盘103固定于旋转运动机构上，所述旋转运动机构固定于所述两轴调节机构上；所述遮光板102上设有透光孔，两束激光通过透光孔在晶圆上形成干涉，对晶圆进行全息曝光、显影，制成光栅。通过两轴调节机构和旋转运动机构来控制晶圆进行水平移动、竖直移动和旋转运动，使晶圆所在区域对准遮光板102上的透光孔，完成该区域的全息曝光，通过旋转运动机构依次完成其它区域的对准和曝光，最终实现整个晶圆的全息曝光。
其中，旋转台101的制作材料可以是单质金属也可以是合金类材质，旋转台的旋转角度可在0-360度调节，旋转的方式可以是手动也可以通过步进电机控制。吸盘103可通过真空泵吸力固定晶圆也可以在步进电机的控制下进行0-360度旋转。
进一步地，所述两轴调节机构包括用于水平移动晶圆的水平调节单元和用于竖直移动晶圆的竖直调节单元，所述竖直调节单元固定于所述旋转台（101）上，所述水平调节单元滑动固定于所述竖直调节单元上，所述吸盘103固定于旋转运动机构上，所述旋转运动机构固定于所述水平调节单元上。
作为本实施例的例外一种实现方式，所述两轴调节机构包括用于水平移动晶圆的水平调节单元和用于竖直移动晶圆的竖直调节单元，所述水平调节单元固定于所述旋转台101上，所述竖直调节单元滑动固定于所述水平调节单元上，所述吸盘103固定于所述竖直调节单元上。
进一步地，所述竖直调节单元包括第二步进电机105、竖直轨道和竖直滑块；所述竖直轨道垂直固定于所述旋转台101上，所述竖直滑块与所述竖直轨道滑动连接；所述竖直滑块与所述第二步进电机105连接；所述水平调节单元固定于所述竖直滑块上。
进一步地，所述水平调节单元包括第一步进电机104、水平轨道和水平滑块；所述水平轨道与所述旋转台101平行设置，所述水平滑块与所述水平轨道滑动连接；所述水平滑块与所述第一步进电机104连接；所述吸盘103的背面固定于所述水平滑块上。
进一步地，所述旋转运动机构包括用于控制晶圆旋转的第三步进电机106，所述吸盘103固定于所述第三步进电机106上，所述第三步进电机106固定于所述水平调节单元上。
进一步地，所述透光孔为矩形或其它形状。遮光板102为长方形，也可以是其它无规则形状，其尺寸大小由加工的晶圆大小决定，在遮光板上开有透光孔，透光孔为长方形或者其它形状，其边长或者半径可根据加工晶圆的尺寸调整。
进一步地，所述旋转台101的旋转角度为0~360度，所述旋转台101上设有用于手动推动其旋转的手柄。作为另一种实施方式，所述旋转台101与一用于控制所述旋转台101旋转的控制电机连接。旋转台101的旋转方式可以是手动控制也可以通过步进电机控制。
本实施例的光栅制作装置的工作过程如下：将旋涂好光刻胶的晶圆固定到吸盘103上，吸盘103固定于旋转运动机构上，旋转运动机构固定于水平调节单元上，水平调节单元固定于所述竖直调节单元上，竖直调节单元固定于旋转台101上，吸盘103前面设置有带透光孔的遮光板102，控制第一步进电机104、第二步进电机105和第三步进电机106，使遮光板102的透光孔对准晶圆所在区域，两束激光I1和I2通过透光孔在晶圆上形成干涉，完成该区域的全息曝光，通过第三步进电机106带动吸盘103旋转依次完成其它区域的曝光，最终实现整个晶圆的全息曝光。本实施例提供的光栅制作装置采用分区域全息曝光，解决了普通全息曝光光强分布不均匀导致的光栅良率低问题。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种光栅制作装置，其特征在于：包括旋转台（101）、用于遮挡光线的遮光板（102）、用于固定晶圆的吸盘（103）、用于水平移动晶圆和竖直移动晶圆的两轴调节机构；所述遮光板（102）和所述两轴调节机构均固定于所述旋转台（101）上，所述吸盘（103）固定于所述两轴调节机构上；所述遮光板（102）上设有透光孔。
2.如权利要求1所述的一种光栅制作装置，其特征在于：所述两轴调节机构包括用于水平移动晶圆的水平调节单元和用于竖直移动晶圆的竖直调节单元，所述竖直调节单元固定于所述旋转台（101）上，所述水平调节单元固定于所述竖直调节单元上，所述吸盘（103）固定于所述水平调节单元上。
3.如权利要求1所述的一种光栅制作装置，其特征在于：还包括用于控制晶圆旋转的旋转运动机构，所述吸盘（103）固定于旋转运动机构上，所述旋转运动机构固定于所述两轴调节机构上。
4.如权利要求2所述的一种光栅制作装置，其特征在于：所述竖直调节单元包括第二步进电机（105）、竖直轨道和竖直滑块；所述竖直轨道垂直固定于所述旋转台（101）上，所述竖直滑块与所述竖直轨道滑动连接；所述竖直滑块与所述第二步进电机（105）连接；所述水平调节单元固定于所述竖直滑块上。
5.如权利要求2所述的一种光栅制作装置，其特征在于：所述水平调节单元包括第一步进电机（104）、水平轨道和水平滑块；所述水平轨道与所述旋转台（101）平行设置，所述水平滑块与所述水平轨道滑动连接；所述水平滑块与所述第一步进电机（104）连接；所述吸盘（103）的背面固定于所述水平滑块上。
6.如权利要求3所述的一种光栅制作装置，其特征在于：所述旋转运动机构包括用于控制晶圆旋转的第三步进电机（106），所述吸盘（103）固定于所述第三步进电机（106）上，所述第三步进电机（106）固定于所述水平调节单元上。
7.如权利要求1所述的一种光栅制作装置，其特征在于：所述透光孔为矩形。
8.如权利要求1所述的一种光栅制作装置，其特征在于：所述旋转台（101）的旋转角度为0~360度，所述旋转台（101）上设有用于推动其旋转的手柄。
9.如权利要求1所述的一种光栅制作装置，其特征在于：所述旋转台（101）与一用于控制所述旋转台（101）旋转的控制电机连接。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108983558A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-12-11 | 西安工业大学 | 一种干涉曝光简易立式基片台 |
| CN109270615A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-01-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 光栅结构的制备系统及制备方法 |
| CN116430495A (zh) * | 2023-04-27 | 2023-07-14 | 广纳四维(广东)光电科技有限公司 | 一种体全息光波导光栅的曝光方法及曝光光路、曝光系统 |
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| CN116430495A (zh) * | 2023-04-27 | 2023-07-14 | 广纳四维(广东)光电科技有限公司 | 一种体全息光波导光栅的曝光方法及曝光光路、曝光系统 |
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