一种大视场曝光系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大视场曝光系统，包括沿光路依次设置的光源、照明模块、掩模台、投影物镜模块和工件台，所述投影物镜模块由若干子投影物镜单元沿非扫描方向拼接而成，每个所述子投影物镜单元包括平板、楔板和透镜，所述平板、楔板和透镜由负折射率材料或在曝光波段折射率为负的材料制成。通过若干子投影物镜单元沿非扫描方向拼接形成投影物镜模块，从而在非扫描方向上拼接成连续大视场，每个子投影物镜单元包括由负折射率材料或在曝光波段折射率为负的材料制成的平板、楔板和透镜排列而成，通过平板、楔板和透镜的运动可以实现对子投影物镜单元焦面、位置、倍率的调整来补偿掩膜和基板加工误差和形变对成像的影响，保证了大视场的成像质量。

【技术实现步骤摘要】
一种大视场曝光系统
本专利技术涉及光刻
，具体涉及一种大视场曝光系统。
技术介绍
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。通常应用于大视场曝光系统的投影物镜有三种结构：第一种是使用单一的大视场物镜进行大视场扫描，其存在加工难度大，成本高，对掩膜基板形变要求高的缺点；第二种是使用多个独立的投影物镜在扫描方向进行视场拼接形成扫描方向连续大视场，相对于单物镜加工难度降低，对掩膜和基板形变也可做单独视场的补偿，然而物镜数量增加导致成本非常高，为保证拼接像位置每个物镜需要额外的调整机构进行像位置调整，不同物镜间的像质差异导致拼接像曝光质量差异；第三种是使用大的微透镜阵列组作为成像物镜，结构简单，可以减少成本和控制难度，然而大尺寸微透镜加工难度较大，且曲率加工公差会导致成像质量不一致，镜头像差无法补偿分辨率和成像质量有一定局限。近几年，一种称为负折射率系数介质的人工复合材料在理论与实验上引起了广泛的关注。1968年，前苏联物理学家Veselago提出了“左手材料”的概念，这种负折射材料具有负的介电常量与磁导率，那么电矢量，磁矢量和波矢之间构成左手系关系，这区别于传统材料中的右手系。由于自然界没有介电常量和磁导率同时为负的材料，并且也没有相关的实验验证，导致负折射材料没有得到长足的发展。1996年，英国的Pendry指出可以用细金属导线阵列构造介电常数为负的人工媒质，1999年又指出可以用谐振环阵列构造磁导率为负的人工媒质。2000年美国的Smith等人以铜为主的复合材料制造出了世界上第一块在微波波段等效介电常数和等效磁导率同时为负数的介质材料，从而证明了负折射材料的存在。负折射率材料自身的物理特性与常用材料有很大不同，在很多领域应用可以带来非常大的变革。在普通介质中波矢量方向和电磁波的相位传播矢量方向总是相同的，即相速和群速方向一致，波矢量、磁矢量、电矢量始终构成右手定则。但在负折射率介质中，波矢量和群速方向却正好相反。目前已有可以透过紫外光线的负折射材料问世。如图1a所示，为纳米尺度的双曲超表面银晶体膜结构；当波长小于540纳米时，光线负折射传播，如图1b所示；当波长大于540纳米时，光线正常折射传播，如图1c所示。现有技术中提出了一种使用几种材料组合形成具有负折射率性质的平板式材料层用于曝光成像的方法，采用单一的负折射率材料平板，可以进行曝光成像，然而无法实现成像调整。
技术实现思路
本专利技术提供了一种大视场曝光系统，以解决现有技术中存在的结构复杂，加工装配和控制难度大，以及尺寸大的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种大视场曝光系统，包括沿光路依次设置的光源、照明模块、掩模台、投影物镜模块和工件台，所述投影物镜模块由若干子投影物镜单元沿非扫描方向拼接而成，每个所述子投影物镜单元包括平板、楔板和透镜，所述平板、楔板和透镜由负折射率材料或在曝光波段折射率为负的材料制成。进一步的，每个所述子投影物镜单元包括两个楔板、两个平板和两个透镜依次排列而成，其中两个所述楔板相对设置，两个所述透镜之间设有空气间隙。进一步的，每个所述子投影物镜单元包括两个平板、三个透镜和两个楔板依次排列而成，其中三个所述透镜两两之间均设有空气间隙，两个所述楔板相对设置。进一步的，两个所述楔板之间沿楔面方向相对运动以调节物面和像面的共轭距。进一步的，其中一个所述楔板绕X轴旋转以改变像面在Y方向的倍率，绕Z轴旋转以改变像面在Y方向的倾斜角度。进一步的，两个所述平板绕X轴旋转以改变像面在Y方向的水平位置，绕Y轴旋转以改变像面在X方向的水平位置。进一步的，相邻两个所述透镜之间的空气间隙沿Z方向发生变化以改变子投影物镜单元的倍率。进一步的，每个所述子投影物镜单元包括一侧为平面一侧为球面的第一透镜、双侧均为球面的第二透镜、一面为球面一面为楔形平面的第三透镜、楔板和平板依次排列而成。进一步的，所述第一透镜和第二透镜相对一侧的球面的曲率半径对应，所述第二透镜和第三透镜相对一侧的球面的曲率半径对应。进一步的，所述第一、第三透镜为平凸透镜或平凹透镜。进一步的，所述第二透镜为双凹透镜或双凸透镜或弯月透镜。进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜两两之间的空气间隙沿Z方向发生变化以改变子投影物镜单元的倍率。进一步的，所述楔板绕X轴旋转以改变像面在Y方向的倍率，绕Z轴旋转以改变像面在Y方向的倾斜角度。进一步的，所述平板绕X轴旋转以改变像面在Y方向的水平位置，绕Y轴旋转以改变像面在X方向的水平位置。进一步的，所述投影物镜模块的纵截面为矩形结构，所述矩形的高度D与物距d1，像距d2，负折射材料折射率n’及入射光半角θ1之间的关系为本专利技术提供的大视场曝光系统，包括沿光路依次设置的光源、照明模块、掩模台、投影物镜模块和工件台，所述投影物镜模块由若干子投影物镜单元沿非扫描方向拼接而成，每个所述子投影物镜单元包括平板、楔板和透镜，所述平板、楔板和透镜由负折射率材料或在曝光波段折射率为负的材料制成。通过若干子投影物镜单元沿非扫描方向拼接形成投影物镜模块，从而在非扫描方向上拼接成连续大视场，每个子投影物镜单元包括由负折射率材料或在曝光波段折射率为负的材料制成的平板、楔板和透镜排列而成，通过平板、楔板和透镜的运动可以实现对子投影物镜单元焦面、位置、倍率的调整来补偿掩膜和基板加工误差和形变对成像的影响，保证了大视场的成像质量，本专利技术结构简单，尺寸小，像差低，成像质量高。附图说明图1a是现有技术中纳米尺度的双曲超表面银晶体膜结构；图1b是图1a中的材料表现正折射率的示意图；图1c是图1a中的材料表现负折射率的示意图；图2是本专利技术实施例1中大视场曝光系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例1中光线通过负折射率材料时的传播的示意图；图4是本专利技术实施例1中光线通过子投影物镜单元的示意图；图5是本专利技术实施例1中子投影物镜单元的厚度推导示意图；图6是本专利技术实施例1中子投影物镜单元的结构示意图；图7是本专利技术实施例1中投影物镜模块的场曲曲线图；图8是本专利技术实施例1中投影物镜模块的畸变曲线图；图9是本专利技术实施例2中子投影物镜单元的结构示意图；图10是本专利技术实施例3中子投影物镜单元的结构示意图。图2-10中所示：1、光源；11、入射光线；13、折射光线；2、照明模块；3、掩模台；4、投影物镜模块；41、子投影物镜单元；42、平板；43、楔板；44、透镜；44a-44c、第一透镜-第三透镜；5、工件台；6、掩膜；7、基板；81、物面；82、像面。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作详细描述。实施例1如图2所示，本专利技术提供了一种大视场曝光系统，包括沿光路依次设置的光源1、照明模块2、掩模台3、投影物镜模块4和工件台5，以及调焦、对准、控制等模块(图中未示出)，所述投影物镜模块4由若干子投影物镜单元41沿非扫描方向拼接而成，每个所述子投影物镜单元41包括平板42、楔板43和透镜44，所述平板42、楔板43和透镜44由负折射率材料或，具体的，掩模台3上设有掩膜6，工件台5上设有基板7，光源1发出的紫外光线经过照明模块2的分光、匀光等处理得到多个照明视场照射到掩膜6的相应位置，通过投本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大视场曝光系统，其特征在于，包括沿光路依次设置的光源、照明模块、掩模台、投影物镜模块和工件台，所述投影物镜模块由若干子投影物镜单元沿非扫描方向拼接而成，每个所述子投影物镜单元包括平板、楔板和透镜，所述平板、楔板和透镜由负折射率材料或在曝光波段折射率为负的材料制成。

【技术特征摘要】
1.一种大视场曝光系统，其特征在于，包括沿光路依次设置的光源、照明模块、掩模台、投影物镜模块和工件台，所述投影物镜模块由若干子投影物镜单元沿非扫描方向拼接而成，每个所述子投影物镜单元包括平板、楔板和透镜，所述平板、楔板和透镜由负折射率材料或在曝光波段折射率为负的材料制成。2.根据权利要求1所述的大视场曝光系统，其特征在于，每个所述子投影物镜单元包括两个楔板、两个平板和两个透镜依次排列而成，其中两个所述楔板相对设置，两个所述透镜之间设有空气间隙。3.根据权利要求1所述的大视场曝光系统，其特征在于，每个所述子投影物镜单元包括两个平板、三个透镜和两个楔板依次排列而成，其中三个所述透镜两两之间均设有空气间隙，两个所述楔板相对设置。4.根据权利要求2或3所述的大视场曝光系统，其特征在于，两个所述楔板之间沿楔面方向相对运动以调节物面和像面的共轭距。5.根据权利要求2或3所述的大视场曝光系统，其特征在于，其中一个所述楔板绕X轴旋转以改变像面在Y方向的倍率，绕Z轴旋转以改变像面在Y方向的倾斜角度。6.根据权利要求2或3所述的大视场曝光系统，其特征在于，两个所述平板绕X轴旋转以改变像面在Y方向的水平位置，绕Y轴旋转以改变像面在X方向的水平位置。7.根据权利要求2或3所述的大视场曝光系统，其特征在于，相邻两个所述透镜之间的空气间隙沿Z方向发生变化以改变子投影物镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晶露，郭银章，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31