曝光头、曝光装置及用于操作曝光头的方法制造方法及图纸

本发明专利技术针对一种用于在一曝光装置中使用以用于照明一表面的曝光头，该曝光头包含：一或多个辐射源，其用于提供一或多道射束；一光学扫描单元，其经配置以用于接收该一或多道射束且用于朝向该表面指引该等射束以用于使该等射束中的每一个撞击于一撞击光点上；一旋转致动单元，其连接至该光学扫描单元以用于至少部分地旋转该光学扫描单元，其中该一或多道射束的该等撞击光点藉由该光学扫描单元的该至少部分旋转跨于该表面上得以扫描，其中该光学扫描单元包含一透射性组件，该透射性组件包括用于接收该一或多道射束及用于在该等射束输送通过该透射性组件之后输出该等射束的一或多个小面，以用于在该透射性组件的该旋转后即使该等射束移位从而允许该等撞击光点的该扫描。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术针对一种用于在曝光装置中使用以用于照明表面的曝光头，该曝光头包含：一或多个辐射源，其用于提供一或多道射束；光学扫描单元，其经配置以用于接收该一或多道射束且用于朝向该表面指引射束以用于使射束中的每一个撞击于撞击光点上。本专利技术进一步针对一种曝光装置及一种操作用于照明平面表面的曝光头的方法。
技术介绍
习知无光罩曝光系统常常使用单一雷射及扫描光学器件来朝向基板上之不同位置偏转射束。存在通常发生且并非总是在不同系统中解决的一些重要之偏转副效应。举例而言，此等效应包括引起不完全平坦基板上之位置误差的倾斜射束着陆。在微影系统中，此可大大地导致最终产品中之缺陷。可导致此等缺陷之其他不合需要的副效应为归因于射束在基板上之倾斜着陆的光点生长及光点之散焦。偏转可例如藉由双电流计镜来进行。接着需要F-θ物镜来在所有基板位置上达成正确聚焦。其他两个副效应并非以此方式校正。另一方法为使用旋转多角镜。又，在扫描仪之后需要光学器件，至少来补偿散焦。光学器件亦可校正倾斜着陆，使得所有射束在基板上垂直地着陆。然而，需要针对此的相对复杂之光学系统。系统均遭受可达成光点尺寸之限制。归因于在偏转之后射束的所需的长冲程距离(以到达所有基板区域)，不可使光点为极小的(例如，取决于如距离、波长、光学器件之数值孔径的因素，不小于50μm)。当使用许多光源时，可获得短的光学距离，及因此较小的可达成光点尺寸。此系因为将要藉由每一源服务之基板区域变小。已知适用此原理之一些系统。然而，如上文已提出，需要许多后扫描透镜来处理以上副效应。此等透镜可为小的，但并非极小的：每一透镜需要至少为扫描长度之尺寸。此实质上大于射束直径，且实质上大于在多角形之前的光学路径中之透镜。因此，许多雷射束的使用仅恶化关于后扫描光学器件之情形，从而使其更复杂。
技术实现思路
本专利技术的目标为提供曝光头，其中上述缺点得以解决，且其允许藉由在扫描运动中用一或多道射束照明基板而准确地曝露基板。为此目的，因此提供一种用于在一曝光装置中使用以用于照明一平面表面的曝光头，该曝光头包含：一或多个辐射源，其用于提供一或多道射束；一光学扫描单元，其经配置以用于接收该一或多道光学射束且用于朝向该平面表面指引该等射束以用于使该等射束中的每一个撞击于一撞击光点上；一旋转致动单元，其连接至该光学扫描单元以用于至少部分地旋转该光学扫描单元，其中该一或多道射束的该等撞击光点藉由该光学扫描单元的该至少部分旋转跨于该平面表面上得以扫描，其中该光学扫描单元包含一透射性组件，该透射性组件包括用于接收该一或多道雷射束及用于在该等射束输送通过该透射性组件之后输出该等射束的一或多个小面，以用于在该透射性组件的该旋转后即使该等射束移位从而允许该等撞击光点的该扫描。辐射源可为用于提供光束之光源。本专利技术的曝光头利用斯奈尔定律(亦称为斯奈尔-笛卡儿定律或折射定律)，以用于使曝光头之一或多道光束能够跨于基板的表面上而扫描。斯奈尔定律定义，在光束经由界面表面自第一介质(例如，空气)行进至第二介质(例如，玻璃)中时，在光束相对于界面表面处之法线的入射角θ1与折射角θ2之间的关系。根据斯奈尔定律，入射光束在自具有较小折射率n1之介质去往具有较大折射率n2的介质时朝向界面表面之法向量反射。相反地，当光束自具有较大折射率n2之介质朝向具有较小折射率n1的介质行进时，光束在界面表面处向更远离法向量的方向折射。在数学上，就入射角θ1及折射角θ2而言，该等角之间的关系如下：sin(θ1)/sin(θ2)＝n2/n1鉴于以上内容，本专利技术使用透射性组件，其中该组件的至少一小面接收该一或多道光束，且其中至少一其他小面在光束已行进通过透射性组件之后输出所接收之一或多道光束。藉由旋转透射性组件，接收小面关于入射之一或多道射束的定向不断地改变。参考上文之斯奈尔定律，在透射性组件内在内部行进之折射光束相对于藉由小面所提供之界面表面之法向量的角度将由于小面相对于一或多道射束的旋转而改变。相反地，在形成透射性组件之输出的小面处，在界面表面之任一侧处的两个介质之折射率为反向的。因此，因为整个透射性组件相对于该一或多道光束旋转，所以离开透射性组件之光束相对于对界面表面之法向量的输出角归因于该旋转而在相反方向上改变。因此，藉由在来自一或多个光源之一或多个光束的路径中使用透射性组件，且至少部分地围绕(名义或实体)旋转轴线旋转透射性组件(使得接收及输出小面相对于光束之定向归因于该旋转而改变)，光束之方向可改变且光束可藉此跨于基板的表面上而扫描。该一或多个光源可根据实施例可由一或多个雷射二极管(LD)形成或包括一或多个雷射二极管。如将了解，其他光源亦可为合适的。举例而言，光源亦可或或者包括一或多个雷射空腔。光可在未受导引之情况下被直接地辐射，或可经由光学器件或一或多根光纤朝向透射性组件运输。较佳地但非必要地，接收小面接收该一或多道光束之表面平行于输出小面输出该一或多道光束的表面。在该状况下，可见，接收小面上之入射光束之方向的改变在输出小面处完全反向。因此，藉由使用接收小面及输出小面之平行表面(例如，计划平行板)，离开透射性组件之光束的方向与入射于透射性组件上之光束的方向完全相同，且仅其路径已取决于小面表面相对于光束之入射路径的定向而移位。此允许扫描跨于基板之表面上的光束中的每一个的撞击光点，而不会在扫描期间影响光束在基板表面上之入射角。藉由例如使用镜之先前技术方法所经历的倾斜射束着陆之问题藉此得以解决，而无需使用校正光学器件。此提供用于跨基板表面上扫描射束的优雅且简单的解决方案。此外，由于无复杂光学系统，可使光源(例如，雷射二极管)与基板表面之间的距离与先前技术方法中相比小得多。此具有加宽撞击光点之光点尺寸的其他优点，此系归因于跨行进路径上之发散可在无其他光学器件的情况下与光学路径之缩短成比例地减小。根据本专利技术之较佳实施例，透射性组件为包括一或多个小面之多角棱镜。藉由使用多角棱镜作为透射性组件，可使棱镜以恒定的旋转速度连续地旋转以允许该一或多道光束之扫描。藉由旋转多角棱镜以使得多角形之下一小面随后以恒定速率在该一或多道光束前方转动，可使光束的撞击光点追踪跨越通过小面中的每一个的同一线段。较佳地，根据又一实施例，多角棱镜的小面在数目上为偶数，其中多角棱镜的相对侧面上的每两个小面合作，使得在使用中，该等相对小面中之第一者接收该等光学光束中的至少一个且该等相对小面中的第二者输出该所接收的至少一光学光束。甚至更佳地，相对小面为平行的，以便在与该至少一射束在该等相对小面中的接收第一者上之入射角相同的角度下输出该至少一光学光束。上文已解释使用相对平行小面之优点，其中此等小面中之一者形成接收小面且相对小面中的另一者形成输出小面(取决于多角棱镜相对于光束之定向)，以允许撞击光点跨于基板之表面上的扫描而不改变光束在基板表面上的入射角。基板表面上之入射角可由此保持恒定，例如，垂直于表面。如将了解，多角棱镜可具有熟习此项技术者认为合乎需要的任何数目个小面。然而，当使用每一小面具有相对平行小面之偶数个小面时，已藉由由四个、六个、八个、十个、十二个及十四个小面组成的多角棱镜达成良好结果。应注意，使用较大数目个小面使小面中的每一个变得较小(与多角棱镜的尺寸相关)。因为小面之尺寸判定可藉由基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在一曝光装置中使用以供照明一表面的曝光头，该曝光头包含：一或多个辐射源，其用于提供一或多道射束；一光学扫描单元，其经配置以用于接收该一或多道射束且用于朝向该表面指引所述射束，以用于使所述射束中的每一个撞击于一撞击光点上；一旋转致动单元，其连接至该光学扫描单元以用于至少部分地旋转该光学扫描单元，其中该一或多道射束的所述撞击光点藉由该光学扫描单元的该至少部分旋转而扫描跨于该表面，其中该光学扫描单元包含一透射性组件，该透射性组件包括用于接收该一或多道射束、及用于在所述射束输送通过该透射性组件之后输出所述射束的一或多个小面，以用于在该透射性组件的该旋转时使所述射束移位从而允许所述撞击光点的该扫描。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.15 EP 14164746.11.一种用于在一曝光装置中使用以供照明一表面的曝光头，该曝光头包含：一或多个辐射源，其用于提供一或多道射束；一光学扫描单元，其经配置以用于接收该一或多道射束且用于朝向该表面指引所述射束，以用于使所述射束中的每一个撞击于一撞击光点上；一旋转致动单元，其连接至该光学扫描单元以用于至少部分地旋转该光学扫描单元，其中该一或多道射束的所述撞击光点藉由该光学扫描单元的该至少部分旋转而扫描跨于该表面，其中该光学扫描单元包含一透射性组件，该透射性组件包括用于接收该一或多道射束、及用于在所述射束输送通过该透射性组件之后输出所述射束的一或多个小面，以用于在该透射性组件的该旋转时使所述射束移位从而允许所述撞击光点的该扫描。2.如权利要求1所述的曝光头，其中该透射性组件为包括该一或多个小面的一多角棱镜。3.如权利要求2所述的曝光头，其中该多角棱镜的所述小面在数目上为偶数，其中该多角棱镜的相对侧面上的每两个小面合作，使得在使用中，所述相对小面中的一第一小面接收所述射束中的至少一射束，且所述相对小面中的一第二小面输出经接收的该至少一射束。4.如权利要求3所述的曝光头，其中所述相对小面为平行的，以便在一角度下输出该至少一射束，而该角度与该至少一射束在所述相对小面中的接收用第一小面上的一入射角相同。5.如前述权利要求中任一项所述的曝光头，其中该一或多个辐射源包括一或多个雷射二极管。6.如前述权利要求中任一项所述的曝光头，其中所述多个辐射源中的两个或两个以上在一方向上彼此邻近地配置，而该方向垂直于该透射性组件藉由该旋转致动单元的该至少部分旋转的名义旋转轴线。7.如权利要求6所述的曝光头，其中呈邻近地配置的所述多个雷射二极管中的两个或两个以上的雷射束，经指引于该透射性组件上的一实质上相同的撞击位置处。8.如权利要求6或7所述的曝光头，其中呈邻近地配置的该两个或两个以上的雷射二极管经置放以便允许所述雷射束扫描跨于数个彼此对准的扫描线，且其中所述邻近雷射二极管的该置放、或该透射性组件的所述小面的至少一小面的尺寸中的至少一个，使得所述邻近雷射束的所述扫描线至少部分地重叠。9.如权利要求6或7所述的曝光头，其中呈邻近地配置的该两个或两个以上的雷射二极管经配置以便允许所述雷射二极管扫描跨于数个平行而并非彼此对准的扫描线，且其中所述雷射二极管的该配置、或该透射性组件的所述小面的至少一小面的尺寸中的至少一个，使得所述邻近雷射束的所述扫描线至少部分地重叠，以允许藉由来自所述雷射二极管的光的强度操纵而以子像素精度来曝光一影像。10.如权利要求5至9中任一项所述的曝光头，其中所述多个雷射二极管中的另外两个或两个以上在一方向上彼此邻近地配置，而该方向平行于该透射性组件藉由该旋转致动单元的该至少部分旋转的一名义旋转轴线。11.如权利要求5至10中任一项所述的曝光头，其中在使用中，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅各布斯·许贝特斯·特奥多尔·贾马尔，赫曼·亨德里克斯·马尔德林克，欧文·里纳尔多·迈因德斯，彼得·特奥多鲁斯·马里亚·吉森，欧文·约翰·范·茨韦特，亨利·雅克·安托万·琼·斯塔曼斯，
申请(专利权)人：荷兰应用科学研究会TNO，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL