一种接近式光刻机光学系统的制作方法

本实用新型属于光刻技术领域，更具体地说，是涉及一种接近式光刻机光学系统。

背景技术：

在微细加工产业的领域里，光刻机是其中的关键设备之一，而光学系统又是光刻机的重要组成部分，只有高质量的光学系统，才可以充分发挥光刻系统的性能并满足成像系统的需要。

目前，国内外近紫外光刻机光学系统主要使用复眼透镜进行光源匀光，技术方案如下：将高压汞灯作为照明光源，高压汞灯先进行聚光，然后使用准直镜将聚光光束变成近平行光束，接着平行光束通过两片复眼透镜后对平行光束能量重新排布；再接着使用物镜将光能重新排布的平行光束聚集到焦平面，并在焦平面形成光斑。具体的，光斑的大小与复眼透镜单像素尺寸、两个复眼透镜之间的间距、物镜的焦距等有关；光斑的形状与复眼单像素形状一致；光斑的能量均匀分布。

但是，该技术方案存在以下问题：高压汞灯寿命短，需要经常进行更换新的高压汞灯，新的高压汞灯需要重新调试位置，非常麻烦；发热量高，需配套大量散热结构装置；高压汞灯的高热量使靠近高压汞灯的光学器件容易成为易损件；使用复眼透镜对光学零件的位置精度要求高，调试困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种接近式光刻机光学系统，以解决现有技术中存在的使用复眼透镜对光学零件的位置精度要求高，调试困难的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种接近式光刻机光学系统，包括光源模块、导光管、照明镜头模块以及掩模面，所述光源模块的输出光束输入到所述导光管的输入端，所述照明镜头模块用于接收所述导光管的输出光线并输出照明光线，所述照明光线照射在所述掩模面上。

进一步地，所述导光管为空心结构。

进一步地，所述导光管包括对称的条形平板件和对称的条形凸台板件，两所述条形平板件分别嵌接在所述条形凸台板件的凸台两侧。

进一步地，所述条形平板件和所述条形凸台板件均为反射镜，所述条形平板件和所述条形凸台板件的内侧面设有高反射膜。

进一步地，所述光源模块包括光源和聚光镜，所述光源的发射光线经过所述聚光镜进行聚光处理形成所述输出光束。

进一步地，所述光源模块还包括光纤束，所述输出光束通过所述光纤束传输到所述导光管的输入端。

进一步地，所述光源为LED光源。

进一步地，所述导光管的口径大于所述光源模块的输出光束。

进一步地，所述照明镜头模块包括双远心镜头和反射镜片，所述双远心镜头包括第一物镜和第二物镜，所述第一物镜用于接收所述导光管的输出光线，所述第二物镜用于输出所述双远心镜头的照明光线，所述反射镜片设置在所述第二物镜的光线输入侧或光线输出侧，所述反射镜片用于改变光线的方向以输入到所述第二物镜或改变所述双远心镜头的照明光线方向。

本实用新型提供的一种接近式光刻机光学系统的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型的导光管将光源模块的输出光束的能量进行重新排布，导光管的输出光线的光密度是均匀一致的。光源模块和导光管之间的位置调整方便，光源模块和导光管直接机械定位，即只需要将光源模块的输出光束对准导光管的输入端即可，便于对光源模块进行更换。导光管相对于复眼透镜的价格便宜，便于降低制造接近式光刻机光学系统的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种接近式光刻机光学系统的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的导光管的结构示意图；

图3本实用新型实施例提供的一种接近式光刻机光学系统的结构示意图二；

图4本实用新型实施例提供的一种接近式光刻机光学系统的结构示意图三；

图5本实用新型实施例提供的一种接近式光刻机光学系统的结构示意图四。

其中，图中各附图标记：

1、光源模块；11、输出光束；12、光源；13、聚光镜；14、光纤束；2、导光管；21、输出光线；22、条形平板件；23、条形凸台板件；24、高反射膜；3、照明镜头模块；31、照明光线；32、第一物镜；33、第二物镜；34、反射镜片；4、掩模面。

具体实施方式

为了使本实用新型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，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

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”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的一种接近式光刻机光学系统进行说明。一种接近式光刻机光学系统，包括光源模块1、导光管2、照明镜头模块3以及掩模面4，光源模块1的输出光束11输入到导光管2的输入端，照明镜头模块3用于接收导光管2的输出光线21并输出照明光线31，照明光线31照射在掩模面4上。

本实用新型提供的一种接近式光刻机光学系统，与现有技术相比，导光管2将光源模块1的输出光束11的能量进行重新排布，导光管2的输出光线21的光密度是均匀一致的。光源模块1和导光管2之间的位置调整方便，光源模块1和导光管2直接机械定位，即只需要将光源模块1的输出光束11对准导光管2的输入端即可，便于对光源模块1进行更换。导光管2相对于复眼透镜的价格便宜，便于降低制造接近式光刻机光学系统的成本。导光管2取代了复眼透镜，当安装新的光源模块1时，新的光源模块1和导光管2之间的位置精度要求不高，使光刻机的调试更加方便。

具体的，照明光线31与掩模面4垂直，保证照明光线31在掩模面4成像的质量。

进一步地，请参阅图2，作为本实用新型提供的一种接近式光刻机光学系统的一种具体实施方式，导光管2为空心结构。

导光管2为空心结构，便于接收大量的光源模块1的输出光束11，增加光源模块1的输出光束11在导光管2的反射次数，便于提高导光管2的均光能力。空心结构的导光管2相对于实心结构的导光管2对紫外波段光吸收少，空心结构的导光管2可以使输出光束11大角度入射到其内部，减少导光管2设置的长度。

具体的，可以通过改变导光管2的长度来改变光源模块1的输出光束11在导光管2的反射次数。

进一步地，作为本实用新型提供的一种接近式光刻机光学系统的一种具体实施方式，导光管2的通光截面为任意形状。

导光管2的通光截面可以根据曝光形状来设定，提高了该接近式光刻机光学系统的使用范围。

具体的，导光管2的通光截面为圆形或方形。

进一步地，参阅图2，作为本实用新型提供的一种接近式光刻机光学系统的一种具体实施方式，导光管2包括对称的条形平板件22和对称的条形凸台板件23，两条形平板件22分别嵌接在条形凸台板件23的凸台两侧。

导光管2由条形平板件22和条形凸台板件23拼接而成，导光管2的结构简单，组装方便。条形平板件22和条形凸台板件23之间粘接牢固，强度高，光能损失少。

进一步地，请参阅图2，作为本实用新型提供的一种接近式光刻机光学系统的一种具体实施方式，条形平板件22和条形凸台板件23均为反射镜，条形平板件22和条形凸台板件23的内侧面设有高反射膜24。

反射镜便于光源模块1的输出光束11在导光管2内反射，减少光源模块1的输出光束11的流失。高反射膜24进一步使光源模块1的输出光束11不易穿过反射镜，有效的将光源模块1的输出光束11进行全部反射，无吸收，使导光管2具有较高的光通量传输。

进一步地，请参阅图1，作为本实用新型提供的一种接近式光刻机光学系统的一种具体实施方式，光源模块1包括光源12和聚光镜13，光源12的发射光线经过聚光镜13进行聚光处理形成输出光束11。

光源12能够产生点光源或面光源，聚光镜13便于对光源12的发射光线进行聚光处理，减少光源12的发射光线的损失。

进一步地，请参阅图3，作为本实用新型提供的一种接近式光刻机光学系统的一种具体实施方式，光源模块1还包括光纤束14，输出光束11通过光纤束14传输到导光管2的输入端。

光纤束14呈柔性，光纤束14的输出方向改变方便，便于使输出光束11通向不同位置的导光管2。光纤束14起到定向传导输出光束11的作用。光纤束14的传输性能高、色偏低以及使用寿命长。

进一步地，请参阅图3，作为本实用新型提供的一种接近式光刻机光学系统的一种具体实施方式，光源12为LED光源。

LED光源为点光源，LED光源具有功耗低、效率高等优势。LED光源的光谱单一、杂光少以及滤波简单。LED光源一般能够使用1万小时，而汞灯的寿命800-1000小时，所以LED光源的使用寿命长。LED光源产生热量低，便于减少系统使用时产生的温度对系统的光学器件的影响。

具体的，所述光源模块1还包括滤镜，输出光束11通过滤镜输入到导光管2的输入端。滤镜对输出光束11进行简单的过滤，减少输出光束11中的杂光，保证该接近式光刻机光学系统的光学效率。

进一步地，请参阅图2和图3，作为本实用新型提供的一种接近式光刻机光学系统的一种具体实施方式，导光管2的口径大于光源模块1的输出光束11。

光源模块1的输出光束11全部输入到导光管2中，保证该接近式光刻机光学系统的加工精度。

进一步地，请参阅图4和图5，作为本实用新型提供的一种接近式光刻机光学系统的一种具体实施方式，照明镜头模块3包括双远心镜头和反射镜片34，双远心镜头包括第一物镜32和第二物镜33，第一物镜32用于接收导光管2的输出光线21，第二物镜33用于输出双远心镜头的照明光线31，反射镜片34设置在第二物镜33的光线输入侧或光线输出侧，反射镜片34用于改变光线的方向以输入到第二物镜33或改变双远心镜头的照明光线31方向。

反射镜片34改变双远心镜头的照明光线31的方向，便于将照明光线31通向不同位置的掩模面4，同时保证照明光线31的照射角度及发散度。照明镜头模块3对像质要求不高，主要考虑照明光线31能量均匀性及照明角度，允许小量变形及像差。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。