一种衰减装置的制作方法

本实用新型涉及光刻机技术领域，特别涉及一种光刻机衰减装置。

背景技术：

在当前集成电路生产设备中，光刻设备占据最为核心的地位。通过光刻装置，具有不同掩模图案的多层掩模在精确对准下依次成像在涂有光刻胶的硅片上，光刻装置大体上分为两类，一类是步进光刻装置；另一类是步进扫描光刻装置，国内的光刻机上大多使用该技术，步进扫描光刻装置的掩模图案不是一次曝光成像，而是通过投影光场的扫描移动成像。

在步进扫描光刻装置的曝光工艺中，扫描速度由机械控制，通过控制扫描速度来调节曝光剂量(能量)，扫描速度越低，曝光剂量越高；反之则曝光剂量越低。但是当所需的曝光剂量低到在最高扫描速度的情况下都无法满足时，则需要寻找其他降低曝光剂量的方法。

现有技术的一种技术方案是通过改变入射光与衰减片的角度来实现透过率的变化，如图1所示，101为入射角度衰减片，通过改变入射光51与入射角度衰减片101之间的夹角可以实现透过率的线性变化，102为入射角度补偿片，入射角度补偿片102相对于入射角度衰减片101做反向转动，可以补偿由于入射光51与入射角度衰减片101之间角度变化带来的出射光52位置偏移。该现有技术的不足之处主要在于：由于该方案中入射光光束的位置偏移而需要增加一片补偿片，增加了结构的复杂度，也增加了驱动电机负载，不利于快速调整可变衰减片，进而影响产率；其次，衰减片的旋转角度很小，当透过率调整精度高时，需增加高精度的测量系统，增加系统的额外成本；此外，补偿片也会使入射光有微量的衰减，与实际需要的衰减量有误差。

现有技术的另一种方案是通过可变光密度盘或圆形可变中性密度滤光片对入射光的吸收和反射使透过光密度线性衰减，该技术方案的不足之处主要在于：由于入射光投射在衰减区域上的面积也在变化，所以入射光透过率与角位移不呈线性关系，导致透过率的调整十分困难，只能通过一个闭环检测装置来进行调节和反馈，不断尝试来达到预期值，速度缓慢，增加了系统的复杂度，而且精度难以保证。

总之，以上两种方案均不利于实际使用中的曝光剂量调节。

因此，需要设计一种结构简单、使用方便的衰减装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种衰减装置，以解决现有的衰减装置透过率调节方式复杂，需要检测装置的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种衰减装置，所述衰减装置包括衰减片和遮光装置，其中：

所述衰减片的透过率由最大值变化到最小值的方向为衰减方向，所述衰减片透过率的值与衰减方向上的位置呈线性关系；

所述遮光装置位于所述衰减片一侧，所述遮光装置有一开口。

可选的，在所述衰减装置中，所述开口为长方形。

可选的，在所述衰减装置中，所述开口长度大于等于衰减片上垂直于衰减方向的截面的宽度。

可选的，在所述衰减装置中，所述开口宽度小于等于所述衰减片透过率最小变化量对应的位移量。

可选的，在所述衰减装置中，所述衰减片上镀有铬金属或铬合金薄膜，所述铬金属或铬合金薄膜为点状或梯形状镀。

可选的，在所述衰减装置中，所述衰减片透过率变化范围为100％到0％。

可选的，在所述衰减装置中，所述衰减装置还包括切换装置，所述切换装置用于连接所述衰减片，驱动所述衰减片相对所述开口发生位移。

可选的，在所述衰减装置中，所述衰减片的形状为方形，所述切换装置驱动所述衰减片相对所述开口发生水平位移来进行透过率的调节。

可选的，在所述衰减装置中，所述切换装置包括轴套及驱动器，所述轴套用于连接所述驱动器与所述衰减片，所述衰减片的形状为环形，所述驱动器用于驱动所述衰减片，相对所述开口发生圆周位移来进行透过率的调节。

可选的，在所述衰减装置中，所述驱动器为步进电机。

在本实用新型提供的衰减装置中，通过使开口中的入射光扫过衰减区域的面积不变，实现了衰减片透过率变化量与位移呈线性关系，衰减片某一点的透过率可以通过以位置为基准的标称值读取，不需要复杂的检测装置，也无须查找经验数据，不需要入射光角度变化及补偿片，减小结构复杂度，使用方便快捷。

附图说明

图1是现有的衰减装置原理示意图；

图2是本实用新型中实施例一的衰减片俯视示意图；

图3是本实用新型中实施例一的衰减装置剖面示意图；

图4是本实用新型中实施例二的衰减片俯视示意图；

图5是本实用新型中实施例二的衰减装置剖面示意图。

图中所示：1-衰减装置；10-衰减片；101-入射角度衰减片；102-入射角度补偿片；20-光斑；30-导轨；40-轴套；50-光源；51-入射光；52-出射光；53-反射光；60-镜座；70-遮光装置；80-开口；90驱动器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的衰减装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型的核心思想在于提供一种衰减片透过率变化量与位移呈线性关系的衰减装置。衰减片某一点的透过率可以通过以位置为基准的标称值读取，不需要复杂的检测装置，也无须查找经验数据，不需要入射光角度变化及补偿片，减小结构复杂度，使用方便快捷。

为实现上述思想，本实用新型提供了一种衰减装置，包括透过率变化量与位移呈线性关系的衰减片和位于衰减片一侧的遮光装置。

<实施例一>

本实施例中的衰减装置1包括衰减片10和遮光装置70，所述衰减片10的透过率由最大值变化到最小值的方向为衰减方向，所述衰减片10透过率的值与衰减方向上的位置呈线性关系；所述遮光装置70位于所述衰减片10一侧，所述遮光装置70有一开口80。开口80为长方形。开口80长度大于等于衰减片10上垂直于衰减方向的截面的宽度。开口80宽度小于等于所述衰减片10透过率最小变化量对应的位移量。衰减片10上镀有铬金属或铬合金薄膜，铬金属或铬合金薄膜为点状或梯形状镀。衰减片10透过率变化范围为100％到0％。衰减装置1还包括切换装置，所述切换装置用于连接所述衰减片10，驱动所述衰减片10相对所述开口发生水平位移。切换装置包括导轨30及驱动器，导轨30用于连接驱动器与衰减片10，衰减片10的形状为方形，驱动器于驱动衰减片10，相对开口80发生水平位移来进行透过率的调节。驱动器为步进电机。

如图2和3所示，本实施例公开了一种衰减装置1，图3中衰减装置1包括衰减片10、导轨30、镜座60、遮光装置70和开口80，其中：所述衰减片10透过率由最大值变化到最小值的方向为衰减方向，所述衰减片10透过率的值与衰减方向上的位置呈线性关系；所述遮光装置70在本实施例中为支撑板，位于衰减片10的一侧，即衰减片10的上方，遮光装置70上的开口80为长方形。开口80长度大于等于衰减片1上垂直于衰减方向的截面的宽度。如果开口80长度大于衰减片1上垂直于衰减方向的截面的宽度，则透过率不能达到0％，所以，优选的，开口80长度等于衰减片1上垂直于衰减方向的截面的宽度；开口80宽度小于等于所述衰减片1透过率最小变化量对应的位移量，为了使调节更方便，优选地，开口80宽度等于所述衰减片1透过率最小变化量对应的位移量。

如图2所示，为实施例一中的衰减装置1所包括的衰减片10的俯视图，由图可知，衰减片10为方形片状镜片，衰减片10表面由若干个小格区域覆盖，其中，白色是衰减片原材料，为完全透光材料，黑色是衰减片上镀铬区域，为完全不透光材料。衰减片镀铬区域为点状或梯形，如本实施例中，在透光率高的区域衰减片镀铬区域为点状，在透过率低的区域，衰减片镀铬区域的点状渐渐汇聚为梯形。另外，在衰减片的任何区域，都可以将点状区域垂直于衰减方向移动而汇聚在一起形成梯形。白色小格代表入射光可以完全透过的局部区域，黑色小格代表入射光完全不能透过的局部区域，其中，由于图尺寸和画图工具所限，一些细节没有标出，若干个白色小格相连的局部区域没有区分出各个小格的边，类似的，若干个黑色小格相连的局部区域没有区分出彼此的边。每一小格都是长度和宽度为1的正方形，但小格的形状及尺寸并不限于此，只要每个小格的形状及面积相等，根据需要决定；黑色小格逐渐增多的方向为衰减方向，衰减片10透过率由最大值变化到最小值的方向，整个衰减片10在衰减方向上的为长度为101，即101个小格的长度，宽度为100，即100个小格的宽度，衰减方向的起点，即第一列的透过率为100％，没有黑色小格，沿着衰减方向向前，第二列有一个黑色小格，另外99个小格为白色小格，即透过率为99％，以此类推，第三列透过率为98％，直至最后一列，全部由黑色小格构成，即透过率为0％。由此可见，衰减片10透过率的值与衰减方向上的位置呈线性关系，且衰减片10透过率变化范围为100％到0％。另外，图中光斑20为一道狭缝，为入射光51通过遮光装置70上的开口80而投射在衰减片10上的光影区域，开口为长方形。因为开口80的长度等于衰减片10垂直于衰减方向的截面的宽度100，开口80宽度小于等于所述衰减片透过率最小变化量对应的位移量1(本实施例取1)，即一个小格的变化量，所对应的位移，光斑20的长度为100，宽度为1，面积为100，光斑20落在衰减片10垂直衰减方向的一列上，为第六列，其透过率为95％，以此达到衰减目的。

进一步的，在本实施例中的所述衰减装置1中，所述衰减片10镀铬金属或铬合金薄膜。所述铬金属或铬合金薄膜为点状或梯形。在可完全透过入射光51的衰减片10表面镀铬点，镀铬点后的局部区域就成为了完全不透过入射光51的区域，铬点的密度沿衰减方向变大，使透过开口80落在衰减片10光斑20区域内的铬点总面积沿衰减方向线性增大。随着衰减片10位置变化，落在光斑20中的铬点面积也在与之呈线性关系的变化，从而可以简便的实现透过率的线性调节，透过率也可以实现100％-0％的变化。进一步的，为使工艺更简单，在镀铬时，可以合并同一列的铬点，使之成为一个长方形区域，而每一列的长方形也可以合并，成为一个梯形区域，其衰减原理和若干小格代表的铬点区域是同样的，本说明书不进行重复说明。

如图3所示，入射光51从光源50射出，通过开口80，在衰减片10上形成光斑20，所述光斑20中的铬点(铬层)即黑色小格与总光斑面积的比值，即是衰减率，而100％减去衰减率，就是透过率。

进一步的，衰减装置1还包括导轨30，导轨30用于连接衰减片10及驱动器，使驱动器驱动衰减片10。优选地，导轨30位于衰减片10及遮光装置70侧面，不遮挡入射光和出射光。本实施例中，导轨30与衰减10表面平行。

具体的，在所述衰减装置1中，所述衰减装置1还包括驱动器。驱动器驱动所述衰减片10，使衰减片10与开口80发生相对位移来调节透过率变化。驱动器通过导轨30固定于衰减片10上。本实施例中驱动器通过进行水平移动衰减片10，使衰减片10与开口80发生水平位移来进行透过率的调节，所述的驱动器可以为电机，优选为步进电机，也可以手动操作。所述的水平移动是指移动方向与衰减方向平行。此时透过率调整精度1％，对应衰减片的移动位移为1，这样的精度要求仅靠电机自身编码器即可实现，或者对精度要求不高的情况下，手动操作也可以实现。衰减片10沿着衰减方向向前移动，则落在光斑区域内的铬层(铬点)面积线性减小。

衰减装置1的遮光装置70为支撑板，还可以用于固定和支撑作用。

<实施例二>

与实施例一不同之处在于，本实施例中的衰减装置1的切换装置包括轴套40及驱动器90，轴套40用于连接驱动器90与衰减片10，衰减片10的形状为环形，驱动器90用于驱动衰减片10，相对开口80发生圆周位移来进行透过率的调节。

本实施例中的衰减装置1包括的所述衰减片10为环形。衰减片为圆环状镜片，在镜片表面镀铬，通过设计铬点的密度可以实现透过率从100％到0％的变化。透过率从最大值到最小值的方向为圆环外圆周的切线方向，即衰减方向。通过设计铬点的分布方式，铬点分布逐渐变密的方式，实现衰减片10的透过率与圆周切线方向的位移呈线性关系。

如图4所示，本实施例的衰减片10为整个圆环片，为方便说明，图4只给出部分区域说明。由于图尺寸和画图工具所限，附图4采用局部简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实施例的目的。衰减片10的环宽为100，而一个小黑色扇环区域的环宽为1，则衰减方向的起点，即衰减片透过率为100％的扇环区域没有小黑色扇环，衰减片透过率为99％的扇环区域有一个小黑色扇环，以此类推，衰减片透过率为0％的扇环区域有100个小黑色扇环；透过率100％和/或透过率0％的扇环区域的角度大于等于360°/101，而在其他透过率过渡的区域，每个扇环区域的角度小于等于为360°/101，并且最好为了方便线性调节的目的，每个扇环区域的角度相等。

进一步的，本实施例的光斑20的长度等于衰减片10的环宽，光斑20的宽度小于等于小黑色扇环的最小的弧长。

如图5所示，入射光51从光源50射出，通过遮光装置70上的开口80，在衰减片10上形成光斑20，所述光斑区域中的铬点(铬层)即黑色小格与总光斑面积的比值，即是衰减率，而100％减去衰减率，就是透过率。

进一步的，所述衰减装置1还包括驱动器90。所述驱动器90通过进行水平旋转衰减片10来进行透过率的调节。所述的驱动器90为电机，优选的，所述驱动器90为步进电机；所述衰减装置1还包括轴套40，衰减片10直接固定在轴套40上，并通过轴套连接在驱动器90上，驱动器90驱动衰减片10圆周方向旋转，当入射光51照在衰减片10上的不同位置时，实现透过率的线性变化；或者将带有开口80的遮光装置70安装在轴套上，并用步进电机带动遮光装置70旋转，使光斑20落在衰减片10的不同区域。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。