一种双面标记激光曝光设备制造技术

本发明专利技术公开了一种双面标记激光曝光设备，其包含：样品台；激光光源；掩膜版，该掩膜版上具有对准标记；分光镜，通过掩膜版的激光经该分光镜分为相互垂直第一激光束、第二激光束；设置在样品正面正上方、样品背面正下方的第一聚焦透镜、第二聚焦透镜；及，若干用于改变光路路径的反射镜；第一激光束经第一光路垂直入射至样品正面；第二激光束经第二光路垂直入射至样品背面。本发明专利技术通过设计的光路结构，对分光器分出的两光束进行操作，构建第一光路与第二光路，在样品的正面和背面形成大小、位置、形状完全一致的对准标记，以用于后续紫外光刻过程中的对准。本发明专利技术的曝光设备成本低，有效提高现有设备利用效率，几乎不存在机械磨损误差。

【技术实现步骤摘要】
一种双面标记激光曝光设备
本专利技术属于光电
，涉及一种双面标记激光曝光设备。
技术介绍
双面光刻机(紫外)价格昂贵，型号少。现有技术中，光刻板和硅片会有一定相对移动，加工过程难免有机械误差，且该误差会随使用时间增加而增加。激光直写设备样品产量低，不适合大规模生产。目前双面激光直写设备大多需要双光源，且价格昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决双面光刻机的上述问题，提供一种成本较低的双面标记激光曝光设备，只需单光源，能与现有单面光刻机形成互补，有效提高设备利用效率。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种双面标记激光曝光设备，该曝光设备包含：用于放置样品的样品台；激光光源；对准激光光源的掩膜版，该掩膜版上具有对准标记；分光镜，通过掩膜版具有对准标记形状的激光经该分光镜分为相互垂直第一激光束、第二激光束；设置在样品正面正上方的第一聚焦透镜；设置在样品背面正下方的第二聚焦透镜；该第二聚焦透镜与第一聚焦透镜以样品台镜像对称设置；及若干用于改变光路路径分别构建第一光路、第二光路的反射镜；其中，第一激光束经第一光路垂直入射至第一聚焦透镜，再经第一聚焦透镜汇聚透射至样品正面；第二激光束经第二光路垂直入射至第二聚焦透镜，再经第二聚焦透镜汇聚透射至样品背面；所述透射至样品正面的第一激光束与透射至样品背面的第二激光束同轴。较佳地，构建第一光路的反射镜包含：与分光镜平行相对设置的第一反射镜，第一激光束自分光镜平行入射至第一反射镜作为其入射光束，再垂直于该入射光束反射至第一聚焦透镜，作为第一反射镜的反射光束，经第一聚焦透镜透射至样品正面，形成第一光路。较佳地，第一反射镜的反射光束与样品正面垂直。较佳地，构建第二光路的反射镜包含：设置在分光镜的正下方的第二反射镜，及，设置在样品背面的正下方的第三反射镜；该第二反射镜、第三反射镜相对平行设置；第二激光束入射至第二反射镜，第二反射镜的反射光束与第二激光束垂直，并作为第三反射镜的入射光束，第三反射镜的反射光束与其入射光束垂直，并垂直入射至样品背面的第二聚焦透镜，经第二聚焦透镜透射至样品背面，形成第二光路。较佳地，第三反射镜的反射光束与样品背面垂直。较佳地，所述的第一激光束直接入射至样品正面的第一聚焦透镜，经第一聚焦透镜透射至样品正面，形成第一光路，其中，第一激光束与样品正面垂直。较佳地，构建第二光路的反射镜包含：第一反射镜、第二反射镜及第三反射镜；其中，第一反射镜与分光镜平行相对设置；第二激光束作为第一反射镜的入射光束，第一反射镜的反射光束与第二激光束垂直，并作为第二反射镜的入射光束，第二反射镜的反射光束与其入射光束垂直，并作为第三反射镜的入射光束，第三反射镜的反射光束垂直入射至样品背面的第二聚焦透镜，经第二聚焦透镜透射至样品背面，形成第二光路。较佳地，该曝光设备还包含：设置在激光光源与掩膜版之间的扩束装置。较佳地，第一聚焦透镜与第二聚焦透镜保持轴线重合，其中，第一聚焦透镜能通过滑动导轨上下做精密移动，以根据样品厚度调节第一聚焦透镜的焦点，第二聚焦透镜不可移动，焦点始终保持在样品台上表面(样品台上表面即为样品背面，由于透镜焦距固定，因此固定好透镜与样品台的距离即可将焦点保持在样品台的上表面)。较佳地，所述的样品台上设有曝光窗口，样品台底部设有导轨，样品台能在水平方向上沿导轨移动。本专利技术提供的双面标记激光曝光设备成本低，可以和现有单面光刻机形成互补，有效提高设备利用效率，即已有单面曝光机的厂方可以通过购买该设备，满足高精度双面光刻的需求。且，由于上下镜头(第一聚焦透镜、第二聚焦透镜)仅存在竖直方向的相对移动，不存在横向相对移动，设备不需要通过精密机械调节来达到正反面对准的目的，从而，本专利技术的曝光设备几乎不存在机械磨损误差，可以满足大规模紫外光刻的需求。附图说明图1为本专利技术的一种双面标记激光曝光设备的实施例1的光路结构图。图2为本专利技术的一种双面标记激光曝光设备的实施例2的光路结构图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。如图1所示，本专利技术的双面标记激光曝光设备包含：用于放置样品的样品台10，激光光源20，掩膜版30，分光镜40，第一聚焦透镜51、第二聚焦透镜52，及，若干用于改变光路路径的反射镜。所述的样品台10上设有曝光窗口，形状和尺寸可以根据实际需要订制。样品台底部装有导轨可以在水平方向上沿某一方向移动。该设计可以保证多次曝光后的图形在同一水平线上。所述的激光光源20与一般激光直写设备相同，可选紫外激光器。所述的掩膜版30对准激光光源。该掩膜版与普通光学掩模版材料和加工工艺相同，掩模版仅需绘制一套对准标记，如十字形对准标记。掩模版为一个对准标记的大小，掩模版的图形即为对准标记的图形。所述的分光镜40一般选用光学显微镜使用的分光器，将激光束一分为二。通过掩膜版30具有对准标记形状的激光束经所述的光镜40相互垂直第一激光束、第二激光束。所述的第一聚焦透镜51设置在样品正面正上方。所述的第二聚焦透镜52设置在样品背面正下方。该第二聚焦透镜52与第一聚焦透镜51以样品台镜像对称设置，两个聚焦透镜保持轴线重合。其中，第一聚焦透镜51可以通过滑动导轨上下做精密移动，以根据样品厚度调节第一聚焦透镜的焦点，第二聚焦透镜52不可移动，焦点始终保持在样品台上表面。所述的反射镜至少包含第一反射镜61、第二反射镜62和第三反射镜63，分成两组，分别用于构建第一光路、第二光路。与光刻机中使用的反光镜相同，通过调节反射镜之间的角度，对经由分光镜透射的光束(第一激光束、第二激光束)进行操作，使第一激光束通过若干反射镜反射到达样品的背面；第二激光束直接到达样品的正面或者经若干反射镜反射后到达样品的正面，并保证透射至样品正面的第一激光束与透射至样品背面的第二激光束同轴。具体来说，第一激光束经第一光路垂直入射至第一聚焦透镜51，再经第一聚焦透镜51汇聚透射至样品正面；第二激光束经第二光路垂直入射至第二聚焦透镜52，再经第二聚焦透镜52汇聚透射至样品背面；所述透射至样品正面的第一激光束与透射至样品背面的第二激光束同轴。实施例1如图1所示，构建第一光路的反射镜包含：与分光镜40平行相对设置的第一反射镜61。第一激光束自分光镜40平行入射至第一反射镜61作为其入射光束，再垂直于该入射光束反射至样品正面的第一聚焦透镜51，作为第一反射镜61的反射光束，第一激光束自第一聚焦透镜51垂直透射至样品正面，形成第一光路。第一反射镜61的反射光束与样品正面垂直。构建第二光路的反射镜包含：设置在分光镜40的正下方的第二反射镜62，及，设置在样品背面的正下方的第三反射镜63。该第二反射镜62、第三反射镜63相对平行设置，第二激光束入射至第二反射镜62，第二反射镜62的反射光束与第二激光束(即第二反射镜62的入射光束)垂直，并作为第三反射镜63的入射光束，第三反射镜63的反射光束与其入射光束相垂直，并垂直入射至样品背面的第二聚焦透镜52，作为第二聚焦透镜52的入射光束。第二激光束自第二聚焦透镜52垂直透射至样品背面，形成第二光路。第三反射镜63的反射光束与样品背面垂直。实施例2如图2所示，第一光路不含反射镜，所述的第一激光束直接入射至样品正面的第一聚焦透镜51，形成第一光路，第一激光束与样品正面垂直。构建本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双面标记激光曝光设备，其特征在于，该曝光设备包含：用于放置样品的样品台；激光光源；对准激光光源的掩膜版，该掩膜版上具有对准标记；分光镜，通过掩膜版具有对准标记形状的激光经该分光镜分为相互垂直第一激光束、第二激光束；设置在样品正面正上方的第一聚焦透镜；设置在样品背面正下方的第二聚焦透镜；及若干用于改变光路路径分别构建第一光路、第二光路的反射镜；其中，第一激光束经第一光路垂直入射至第一聚焦透镜，再经第一聚焦透镜汇聚透射至样品正面；第二激光束经第二光路垂直入射至第二聚焦透镜，再经第二聚焦透镜汇聚透射至样品背面；所述透射至样品正面的第一激光束与透射至样品背面的第二激光束同轴。

【技术特征摘要】
1.一种双面标记激光曝光设备，其特征在于，该曝光设备包含：用于放置样品的样品台；激光光源；对准激光光源的掩膜版，该掩膜版上具有对准标记；分光镜，通过掩膜版具有对准标记形状的激光经该分光镜分为相互垂直第一激光束、第二激光束；设置在样品正面正上方的第一聚焦透镜；设置在样品背面正下方的第二聚焦透镜；及若干用于改变光路路径分别构建第一光路、第二光路的反射镜；其中，第一激光束经第一光路垂直入射至第一聚焦透镜，再经第一聚焦透镜汇聚透射至样品正面；第二激光束经第二光路垂直入射至第二聚焦透镜，再经第二聚焦透镜汇聚透射至样品背面；所述透射至样品正面的第一激光束与透射至样品背面的第二激光束同轴。2.如权利要求1所述的双面标记激光曝光设备，其特征在于，构建第一光路的反射镜包含：与分光镜平行相对设置的第一反射镜，第一激光束自分光镜平行入射至第一反射镜作为其入射光束，再垂直于该入射光束反射至第一聚焦透镜，作为第一反射镜的反射光束，经第一聚焦透镜透射至样品正面，形成第一光路。3.如权利要求2所述的双面标记激光曝光设备，其特征在于，第一反射镜的反射光束与样品正面垂直。4.如权利要求2所述的双面标记激光曝光设备，其特征在于，构建第二光路的反射镜包含：设置在分光镜的正下方的第二反射镜，及，设置在样品背面的正下方的第三反射镜；该第二反射镜、第三反射镜相对平行设置；第二激光束入射至第二反射镜，第二反射镜的反射光束与第二激光束垂直，并作为第三反射镜的入射光束，第三反射镜的反射光束与其入射光束垂直，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：周嘉，王续博，刘安，杜林，章凯迪，刘宏，王琪，芮西川，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海,31