光学系统的空间结构技术方案

本实用新型专利技术涉及光学技术领域，公开一种光学系统的空间结构，以在简易空间内提高衍射光学元件的制作效率并确保产品的可靠性。包括：位于最上层的曝光光路组件和光源监控组件；位于中间层由上到下依次排布的掩膜板、模板及样品基片；样品基片设有用于经过曝光转化或复制模板偏振信息的光敏材料并置于位移台上；掩膜板与模板为垂直于光路的平行关系；位于最底层的对准及对齐光路组件；在曝光光路组件与光源监控组件之间设有第一分束器，其用于将一束曝光光源水平透送至光源监控组件，并经另一束曝光光源反射成入射至中间层的掩膜板、模板及样品基片的垂直光源；对准及对齐光路组件包括用于将中间层的垂直光路转换成最底层内部水平方向光路的反射镜。方向光路的反射镜。方向光路的反射镜。

【技术实现步骤摘要】
光学系统的空间结构


[0001]本技术涉及光学
，尤其涉及一种光学系统的空间结构。

技术介绍

[0002]激光直写是制作衍射光学元件的主要技术之一，它利用强度可变的激光束对基片表面的抗蚀材料实施变剂量曝光，显影后便在抗蚀层表面形成要求的浮雕轮廓，制作精度可以达到亚微米量级。
[0003]通常激光直写的效率比较低，如何提高衍射光学元件的制作效率并简化制备系统的空间结构成为当前的研究热点。

技术实现思路

[0004]本技术目的在于公开一种光学系统的空间结构，以在简易空间内提高衍射光学元件的制作效率并确保产品的可靠性。
[0005]为达上述目的，本技术公开一种光学系统的空间结构，包括：
[0006]位于最上层的曝光光路组件和光源监控组件；
[0007]位于中间层由上到下依次排布的掩膜板、模板及样品基片；所述样品基片设有用于经过曝光转化或复制所述模板偏振信息的光敏材料并置于位移台上；所述掩膜板与所述模板为垂直于光路的平行关系；
[0008]位于最底层的对准及对齐光路组件；
[0009]在所述曝光光路组件与所述光源监控组件之间设有第一分束器，所述第一分束器用于将一束曝光光源水平透送至所述光源监控组件，并将另一束曝光光源反射成入射至所述中间层的掩膜板、模板及样品基片的垂直光源；
[0010]所述对准及对齐光路组件包括一用于将所述中间层的垂直光路转换成所述最底层内部水平方向光路的反射镜。
[0011]优选地，所述第一分束器采用非偏振分束器，所述曝光光路组件还包括：
[0012]位于所述第一分束器一侧，按光路先后顺序依次部署有激光光源、第一线性偏振片和第一1/4波片。
[0013]优选地，所述第一线性偏振片部署于一能对偏振方向进行调校的旋转器件上，且所述第一1/4波片部署于一能对快轴方向与所述第一线性偏振片所对应偏振方向之间的夹角进行调校的旋转器件上；调校范围内的所述夹角至少包括0度和正负45度。
[0014]优选地，所述模板通过激光直写或干涉曝光方式对内部材料的排布进行取向以形成相应的偏振信息；其中，当采用线偏光复制的时候，所述模板采用半波片；当采用圆偏光复制的时候，所述模板采用1/4波片。
[0015]优选地，在所述第一线性偏振片与所述第一1/4波片之间设有光斑大小调节装置。
[0016]优选地，所述光源监控组件包括：
[0017]位于所述第一分束器另一侧的第二1/4波片、第三偏振片和第二图像采集装置，所
述第三偏振片位于所述第二1/4波片与所述第二图像采集装置之间，且所述第三偏振片固定的偏振方向与所述第一线性偏振片的偏振方向垂直；以及还包括：与所述第二图像采集装置连接的第二控制主机，用于分析所述第二图像采集装置所采集的图像，当所采集图像存在漏光则判断所述曝光光路中的器件产生了应力漂移。
[0018]优选地，所述对齐及对准光路组件还包括：
[0019]独立于曝光光源的对齐光源，且所述对齐光源的波长范围对所述样品基片中的光敏材料不产生反应；
[0020]携带对齐图像信息的对齐版，部署在所述对齐光源与所述样品基片之间；
[0021]与第一控制主机连接的第一图像采集装置，用于采集所述模板空置状态下的所述掩膜板所输出的第一曝光光斑图像，并在所述模板添加至光路后，采集过滤掉所述模板所产出偏振信息的第二曝光光斑图像；以及在所述样品基片添加至光路后，采集所述对齐版所携带对齐图像信息分别经所述样品基片和所述模板反射后的重叠图像；
[0022]所述第一控制主机，用于根据所述第一曝光光斑图像确定所述掩膜板的中心位置，及根据所述第二曝光光斑图像确定所述模板的中心位置，将所述掩膜板的中心与所述模板的中心通过曝光光路进行对准处理；并在对准处理后，根据所述样品基片添加至光路后的所述重叠图像之间的图像重叠实况计算所述样品基片与所述模板之间的距离，并根据所计算结果指令所述位移台带动所述样品基片执行与所述模板的对齐处理；
[0023]其中，在所述第一图像采集装置采集过滤掉所述模板所产出偏振信息的第二曝光光斑图像过程中，在所述图像采集装置与所述样品基片之间部署一用于过滤掉所述模板所产出偏振信息的第二线性偏振片。
[0024]优选地，所述对齐版到所述样品基片之间的光程与所述样品基片到所述图像采集装置之间的光程相等。
[0025]优选地，在所述对齐版与所述第一图像采集装置之间设有第二非偏振分束器。
[0026]优选地，在所述第二非偏振分束器与所述反射镜之间设有成像调节装置。
[0027]优选地，本专利技术位移台用光学托盘包括：
[0028]承载台，开设有均匀分布的至少三个气孔；
[0029]各所述气孔的一端用于连通所承载的光学片，各所述气孔的另一端装设有气动接口，各所述气动接口分别经一软管与同一分气接口连接，所述分气接口与抽气泵连接；所述抽气泵还与所述第一控制主机连接以实现联动。
[0030]为达上述目的，本专利技术还公开一种光学系统的空间结构，包括：按光路先后排布于曝光光路中的掩膜板、模板及样品基片；所述样品基片设有用于经过曝光转化或复制所述模板偏振信息的光敏材料；所述掩膜板与所述模板为垂直于光路的平行关系；以及还包括：用于实现所述掩膜板与所述模板之间光路对准、并用于实现所述样品基片与所述模板之间光路对齐的组件。更进一步地，其还包括：用于对所述曝光光路进行分束处理，并根据被分的一束曝光光路以监控所述曝光光路中的器件所产生的应力漂移是否超出设定阈值范围的光源监控系统。
[0031]本技术具有以下有益效果：
[0032]1、采用立体的三层结构节约了空间。一方面，将曝光光路组件与光源监控组件部署于同一层中，避免了两者处于不同层所带来的噪声干扰。另一方面，在第一分束器和对准
及对齐光路组件中反射镜的共同作用下，便于将模板和样品基片部署在对齐与对准光路与曝光光路的共线段上，提高了光路之间的协同性和资源利用率。
[0033]2、样品基片通过曝光的方式转化或复制了模板的偏振信息。当采用圆偏光复制时，样品基片最终产品中的信息与模板信息完全一致，使得样品基片中各光刻单元能实现与模板同样的光学性能。当采用线偏光复制时，最终产品中样品基片信息会比模板信息多(两倍)；例如：当线偏光经过半波片模板，偏转角度是线偏光与波片快轴的两倍，模板假如是一个500线的偏振光栅，经过线偏光复制以后，样品就变成了1000线的偏振光栅了，从而使得样品基片中各光刻单元能实现比模板更精密的性能。
[0034]3、采用曝光方式提高了效率。在本案申请人取相同尺寸的光刻单元进行对比，并取一系列不同尺寸所分别对应的几组对比数据可得：传统的激光直写方式需要五至十多分钟完成写入，而用本实施例予以替代，可以将制作时间大幅降低至1
‑
8秒。
[0035]4、以本实施例制作的样品基片可以作为新的模板再通过一次类似的曝光方式可实现整个样品基片中所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学系统的空间结构，其特征在于，包括：位于最上层的曝光光路组件和光源监控组件；位于中间层由上到下依次排布的掩膜板、模板及样品基片；所述样品基片设有用于经过曝光转化或复制所述模板偏振信息的光敏材料并置于位移台上；所述掩膜板与所述模板为垂直于光路的平行关系；位于最底层的对准及对齐光路组件；在所述曝光光路组件与所述光源监控组件之间设有第一分束器，所述第一分束器用于将一束曝光光源水平透送至所述光源监控组件，并将另一束曝光光源反射成入射至所述中间层的掩膜板、模板及样品基片的垂直光源；所述对准及对齐光路组件包括一用于将所述中间层的垂直光路转换成所述最底层内部水平方向光路的反射镜。2.根据权利要求1所述的光学系统的空间结构，其特征在于，所述第一分束器采用非偏振分束器，所述曝光光路组件还包括：位于所述第一分束器一侧，按光路先后顺序依次部署有激光光源、第一线性偏振片和第一1/4波片。3.根据权利要求2所述的光学系统的空间结构，其特征在于，所述第一线性偏振片部署于一能对偏振方向进行调校的旋转器件上，且所述第一1/4波片部署于一能对快轴方向与所述第一线性偏振片所对应偏振方向之间的夹角进行调校的旋转器件上；调校范围内的所述夹角至少包括0度和正负45度。4.根据权利要求3所述的光学系统的空间结构，其特征在于，所述模板通过激光直写或干涉曝光方式对内部材料的排布进行取向以形成相应的偏振信息；其中，当采用线偏光复制的时候，所述模板采用半波片；当采用圆偏光复制的时候，所述模板采用1/4波片。5.根据权利要求3所述的光学系统的空间结构，其特征在于，在所述第一线性偏振片与所述第一1/4波片之间设有光斑大小调节装置。6.根据权利要求2所述的光学系统的空间结构，其特征在于，所述光源监控组件包括：位于所述第一分束器另一侧的第二1/4波片、第三偏振片和第二图像采集装置，所述第三偏振片位于所述第二1/4波片与所述第二图像采集装置之间，且所述第三偏振片固定的偏振方向与所述第一线性偏振片的偏振方向垂直；以及还包括：与所述第二图像采集装置连接的第二控制主机，用于分析所述第二图像采集装置所采集的图像，当所采集图像存在漏光则判断所述曝光光路中的器件产生了应力漂移。7.根据权利要求1至6任一所述的光学系统的空间结构，其特征在于，所述对齐及对准光路组件还包括：独立于曝光光源的对齐光源，且所述对齐光源的波长范围对所述样品基片中的光敏材料不产生反应；携带对齐图像信息的对齐版，部署在所述对齐光源与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，欧阳君怡，代林茂，李晓春，
申请(专利权)人：深圳市麓邦技术有限公司，
类型：新型
国别省市：