一种数字光刻的调焦系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种数字光刻的调焦系统，包括调焦装置、反射型光调制器、光刻镜头和第二光源；所述反射型光调制器设置在所述光刻镜头的一焦平面上；所述调焦装置包括第一光源、分光镜、二向色镜以及光电传感器；本发明专利技术还提供的一种数字光刻方法，还包括以下步骤：S1：开启第一光源；S2：调节所述反射型光调制器的局部微反射镜处于“on”状态；S3：调整所述光刻镜头和晶圆之间的距离并适时读取所述光电传感器的显示数值，直至所述光电传感器的显示数值最大时，晶圆处于光刻基准位置；S4：关闭所述第一光源，并光刻晶圆，实现对光刻镜头进行快速对焦，提高光刻镜头对焦精度以及减少显影耗材消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种数字光刻的调焦系统及方法
本专利技术属于光刻
，更具体地说，是涉及一种数字光刻的调焦系统及方法。
技术介绍
光刻技术是用于在基底表面上印刷具有特征构图的技术。该基底可用于制造半导体器件、多种集成电路、平面显示器、电路板、生物芯片、光电子线路芯片等。随着集成电路产业朝着低成本和高集成度的方向发展，无掩模技术也成为光刻技术发展的必然要求。相较于传统的有掩模技术，无掩模技术不仅能省去掩模板，降低光刻成本和复杂度，而且能提供更高的分辨率和灵活性。基于空间光调制器件的数字光刻技术自问世以来，一直受到工业界众多公司的青睐，它通过编程控制空间光调制器件直接对照明光束进行调制，形成不同的图形投影在衬底上完成曝光。现阶段的数字光刻技术一般通过以下步骤来定位焦平面的位置：步骤一：按给定镜头工作距机械定位焦面位置；步骤二：将感光样片放在该位置及附近进行实际成像，记录每个成像位置与初始位置的相对距离；步骤三：用显微镜观察感光样片上的图像，对比成像结果，找到清晰度最高的图像，将成像位置定义为新的初始位置；步骤四：重复步骤二、三，直到找到最清晰的图像，且相对该位置两侧的对称距离的成像效果一致，则判定该位置为焦平面的位置。通过以上步骤来进行定位焦平面的位置有以下缺点：1、需要反复多次成像测试，甚者需要显影成像，找到焦平面的位置才更准确，浪费显影耗材。2、需要进行多次对比测试，测试时间长；人的主观因素会影响测试结果，且对仪器使用熟练度不同，也会影响测试精度。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种数字光刻的调焦系统，以解决现有技术中存在的以解决现有技术中存在的浪费显影耗材、测试时间长以及人的主观因素会影响测试结果技术的问题的技术问题。为实现上述目的之一，本专利技术采用的技术方案是：一种数字光刻的调焦系统，包括调焦装置、反射型光调制器、光刻镜头和第二光源；所述反射型光调制器设置在所述光刻镜头的一焦平面上；所述调焦装置包括第一光源、分光镜、二向色镜以及光电传感器；所述分光镜用于将所述第一光源出射的输出光线反射到所述二向色镜上，以及用于将所述二向色镜反射的测试光线透射到所述光电传感器；所述二向色镜用于将所述分光镜透射的输出光线反射到所述反射型光调制器，用于将所述反射型光调制器反射的测试光线反射向所述分光镜，以及用于将所述第二光源的输出光刻光线透射到所述反射型光调制器；所述反射型光调制器用于将所述二向色镜反射的输出光线反射到所述光刻镜头中，以及用于将所述光刻镜头聚焦的测试光线反射向所述二向色镜；所述光刻镜头用于将所述反射型光调制器反射的输出光线聚焦到晶圆上，以及用于将晶圆反射的测试光线聚焦至所述反射型光调制器。进一步地，还包括活动平台，所述第二光源、所述反射型光调制器和所述光刻镜头固定不动，所述活动平台用于带动晶圆远离或靠近所述光刻镜头。进一步地，还包括运动平台，所述运动平台用于将所述第二光源、所述反射型光调制器和所述光刻镜头同步远离或同步靠近晶圆。进一步地，还包括所述数据显示器，所述数据显示器包括处理器和显示装置，所述处理器的输入端连接于所述光电传感器的输出端，所述显示装置的输入端连接于所述处理器的输出端。进一步地，所述数据显示器为电脑或移动终端。进一步地，所述调焦装置还包括聚光镜，所述二向色镜还用于将所述反射光线反射到所述聚光镜中，所述聚光镜用于将所述反射光线聚焦到所述光电传感器中。进一步地，所述光刻镜头为双远心消色差镜头。进一步地，所述调焦装置还包括聚光镜，所述聚光镜用于将所述分光镜透射的测试光线聚焦到所述光电传感器。本专利技术提供的一种数字光刻的调焦系统的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术基于共聚焦原理，反射型光调制器的“小孔”位置与晶圆应该位于光刻镜头的两个焦平面，即反射型光调制器和晶圆的像面共轭，通过测量测试光线的光强大小来测定晶圆和光刻镜头之间的位置。反射型光调制器的局部微镜处于“on”状态，形成一个反光的“小孔”。第一光源的输出光线照射在分光镜反射在二向色镜上；二向色镜将分光镜透射的输出光线反射到反射型光调制器的“on”状态的微镜后，反射型光调制器将二向色镜反射的输出光线反射到光刻镜头中，光刻镜头将反射型光调制器反射的输出光线聚焦在晶圆上；晶圆上反射的测试光线依次经光刻镜头、反射型光调制器、二向色镜传输到光电传感器。当晶圆位于光刻镜头的焦平面上，即与反射型光调制器共轭，则测试光线的光强最大；晶圆离光刻镜头的焦平面远，则测试光线的光强变小。该数字光刻镜头对焦系统不需要进行反复多次成像测试和显影成像，只需要根据测试光线的光强调整光刻镜头和晶圆之间的位置即可，流程方便，测试快速和便捷。通过测试光线的光强来表征光刻镜头和晶圆之间的位置，提高了数字光刻镜头对焦的精度。该调焦系统在调焦的时候不需要打开第二光源，在调焦的过程中第一光源不会对晶圆的曝光，减少了材料的浪费。本专利技术的目的之二在于提供一种数字光刻方法，本专利技术采用的技术方案是：包括权利要求1-8任意一项所述的一种数字光刻的调焦系统，还包括以下步骤：S1：开启第一光源；S2：调节所述反射型光调制器的局部微反射镜处于“on”状态；S3：调整所述光刻镜头和晶圆之间的距离并适时读取所述光电传感器的显示数值，直至所述光电传感器的显示数值最大时，晶圆处于光刻基准位置；S4：关闭所述第一光源，并光刻晶圆。进一步地，光刻晶圆的步骤包括：S5：控制所述反射型光调制器的微镜的角度并开启第二光源，使具有预设投影图像的输出光刻光线照射至晶圆。本专利技术提供的一种数字光刻方法的有益效果在于：该调焦方法操作简单、测试便捷以及测试速度快。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种数字光刻的调焦系统的结构示意图一；图2为本专利技术实施例提供的一种数字光刻的调焦系统的光刻镜头不同焦平面的示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种数字光刻的调焦系统的反射型光调制器的工作示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种数字光刻的调焦系统的数据显示器的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种数字光刻方法的流程示意图。其中，图中各附图标记：1、调焦装置；11、第一光源；12、分光镜；13、二向色镜；14、光电传感器；15、聚光镜；2、反射型光调制器；3、光刻镜头；4、晶圆；41、焦平面；42、负离焦；43、正离焦；5、数据显示器；51、处理器；52、显示装置；6、第二光源；7、活动平台；8、推动装置；9、吸收光体。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字光刻的调焦系统，其特征在于，包括调焦装置、反射型光调制器、光刻镜头和第二光源；所述反射型光调制器设置在所述光刻镜头的一焦平面上；所述调焦装置包括第一光源、分光镜、二向色镜以及光电传感器；所述分光镜用于将所述第一光源出射的输出光线反射到所述二向色镜上，以及用于将所述二向色镜反射的测试光线透射到所述光电传感器；所述二向色镜用于将所述分光镜透射的输出光线反射到所述反射型光调制器，用于将所述反射型光调制器反射的测试光线反射向所述分光镜，以及用于将所述第二光源的输出光刻光线透射到所述反射型光调制器；所述反射型光调制器用于将所述二向色镜反射的输出光线反射到所述光刻镜头中，以及用于将所述光刻镜头聚焦的测试光线反射向所述二向色镜；所述光刻镜头用于将所述反射型光调制器反射的输出光线聚焦到晶圆上，以及用于将晶圆反射的测试光线聚焦至所述反射型光调制器。

【技术特征摘要】
1.一种数字光刻的调焦系统，其特征在于，包括调焦装置、反射型光调制器、光刻镜头和第二光源；所述反射型光调制器设置在所述光刻镜头的一焦平面上；所述调焦装置包括第一光源、分光镜、二向色镜以及光电传感器；所述分光镜用于将所述第一光源出射的输出光线反射到所述二向色镜上，以及用于将所述二向色镜反射的测试光线透射到所述光电传感器；所述二向色镜用于将所述分光镜透射的输出光线反射到所述反射型光调制器，用于将所述反射型光调制器反射的测试光线反射向所述分光镜，以及用于将所述第二光源的输出光刻光线透射到所述反射型光调制器；所述反射型光调制器用于将所述二向色镜反射的输出光线反射到所述光刻镜头中，以及用于将所述光刻镜头聚焦的测试光线反射向所述二向色镜；所述光刻镜头用于将所述反射型光调制器反射的输出光线聚焦到晶圆上，以及用于将晶圆反射的测试光线聚焦至所述反射型光调制器。2.如权利要求1所述的一种数字光刻的调焦系统，其特征在于，还包括活动平台，所述第二光源、所述反射型光调制器和所述光刻镜头固定不动，所述活动平台用于带动晶圆远离或靠近所述光刻镜头。3.如权利要求1所述的一种数字光刻的调焦系统，其特征在于，还包括运动平台，所述运动平台用于将所述第二光源、所述反射型光调制器和所述光刻镜头同步远离或同步靠近晶圆。4.如权利要求1所述的一种数字光刻的调焦系统，其特征在于，还包括所述数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐占辉，张晓辉，刘涛，何李志，邬文灿，尹建刚，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44