一种光瞳监测系统的制作方法

本发明涉及光刻机，具体涉及一种光瞳监测系统。

背景技术：

1、光刻机的激光光束需要经过各种复杂的处理，其中之一就是将一个大的光瞳，通过处理形成特定的光瞳图形。其中一种处理方法为将光束分割成n*n的光斑阵列，一一对应的照射到mma上的每个微镜，通过控制mma中每个微镜的反射角度，将每个光束反射到出射面的目标位置，最终形成光瞳图形，这个光路为主光路。在这个过程中，还有另一个监测光路，与主光路互不干扰，它使用的n*n的阵列光源，同样与mma微镜构建一一对应的光路关系，并在该光路的出射面设有光束接收检测装置，用来接收光束位置信号并反馈给mma控制系统。

2、其中，光瞳监测光路的现有技术方案如图1所示，现有技术方案中采用定制vcsel阵列1和微透镜阵列2作为光源，微透镜阵列2和vcsel阵列1配合将分割的光束通过反射镜3反射至mma4上，如图2所示，在光瞳监测过程中，光斑位置监测装置5在使用时只能监测一个光斑的位置，也就是监测过程中同一时间内只能有一个vcsel启用，在光路中只有一个光斑落在光斑位置监测装置5上。当通过光斑位置监测装置5反馈的信号修调好mma4上的特定微镜角度后，开启下一个vcsel调节下一个对应的微镜角度。

3、定制vcsel阵列1和微透镜阵列2作为光源，需要额外的设计成本、工艺研发成本与制作成本，两者在mems工艺与透镜制作工艺中都属于工艺难度较高的器件，同时要求两者的对准集成，一样属于较高难度集成。

技术实现思路

1、为解决光瞳监测中采用定制vcsel阵列和微透镜阵列作为光瞳监测光源所产生的成本高昂、制作工艺难度大的问题，本申请提供一种光瞳监测系统，采用mma和平行光光源作为光瞳监测的光源，无需定制vcsel阵列和微透镜阵列，极大地缩减了研发成本与工艺难度。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、本发明提供一种光瞳监测系统，包括：平行光光源、第一微镜阵列、第二微镜阵列、光斑位置监测装置和光束吸收装置；

4、所述第一微镜阵列位于所述平行光光源出射光一侧，所述第二微镜阵列和光束吸收装置分别位于所述第一微镜阵列的反射光一侧，所述光斑位置监测装置位于所述第二微镜阵列的反射光一侧；

5、所述第一微镜阵列将所述平行光光源照射的光束整体反射至所述第二微镜阵列；

6、所述第一微镜阵列和第二微镜阵列分别包括若干个在空间中具有位置一一对应的微镜；

7、根据所述第二微镜阵列中的待调节微镜，控制所述第一微镜阵列中与所述第二微镜阵列中待调节微镜对应的微镜处于第一状态，及控制所述第一微镜阵列中除处于第一状态的微镜之外的其他微镜处于第二状态，使得，所述第一微镜阵列中处于第一状态的微镜将所述平行光光源照射的光束反射至所述第二微镜阵列中的待调节微镜上，及所述第一微镜阵列中处于第二状态的微镜将所述平行光光源照射的光束反射至所述光束吸收装置，以使所述光斑位置监测装置监测所述第二微镜阵列中的待调节微镜反射光束的光斑位置。

8、进一步优选的，所述第一状态为所述微镜处于水平状态，所述第二状态为所述微镜处于偏转状态。

9、进一步优选的，所述第一微镜阵列中各微镜的初始状态为所述第一状态，使得所述第一微镜阵列中的各微镜将所述平行光光源照射的光束整体反射至所述第二微镜阵列中对应的微镜上。

10、进一步优选的，控制所述第一微镜阵列中除与所述第二微镜阵列中待调节微镜对应的微镜之外的其他微镜发生偏转，使得，所述第一微镜阵列中未发生偏转的微镜将所述平行光光源照射的光束反射至所述第二微镜阵列中的待调节微镜上，及发生偏转的微镜将所述平行光光源照射的光束反射至所述光束吸收装置。

11、进一步优选的，所述第一微镜阵列中的各微镜分别设有用于驱动微镜偏转的驱动机构；

12、所述驱动机构包括：绝缘层、支撑部、第一驱动电极、第二驱动电极和第三驱动电极；

13、所述微镜通过所述支撑部支撑于所述绝缘层上方，用于反射光束；

14、所述第一驱动电极设置于所述绝缘层上，并位于所述微镜一侧；

15、所述第二驱动电极设置于所述微镜上，所述第三驱动电极设置于所述支撑部上，所述第二驱动电极和第三驱动电极分别相对于所述微镜的旋转轴对称分布；

16、所述第一驱动电极、第二驱动电极、第三驱动电极配合驱动所述微镜处于偏转状态；

17、所述第一驱动电极断电及所述第二驱动电极和第三驱动电极通电的状态下，所述第二驱动电极和第三驱动电极之间形成水平制衡的静电力，以使所述微镜处于水平状态。

18、进一步优选的，所述第二驱动电极的电极结构与所述第三驱动电极的电极结构相互匹配，所述相互匹配使所述第二驱动电极和第三驱动电极通电的状态下，所述第二驱动电极和第三驱动电极之间形成水平制衡的静电力。

19、进一步优选的，所述第二驱动电极的电极结构和第三驱动电极的电极结构处于同一水平面且以所述微镜的旋转轴中心对称，以使形成的所述静电力相对于所述微镜中心对称分布。

20、进一步优选的，所述第二驱动电极的电极结构和第三驱动电极的电极结构为交错设置于所述微镜和支撑部上的齿结构，或者为设置于所述微镜和支撑部上的凹凸匹配的凹凸结构。

21、进一步优选的，所述第一驱动电极的宽度小于所述微镜宽度的1/2，所述第一驱动电极靠近所述微镜的中心位置设置于所述绝缘层上，使所述微镜朝向所述第一驱动电极一侧偏转并与所述绝缘层接触时，所述微镜与所述第一驱动电极非接触。

22、进一步优选的，所述第一微镜阵列中各微镜的驱动机构的第一驱动电极、第二驱动电极和第三驱动电极分别设有与微镜偏转的预设角度相对应的标定驱动电压，待根据所述标定驱动电压控制所述驱动机构驱动所述第一微镜阵列中的微镜偏转预设角度后，发生偏转的微镜将所述平行光光源照射的光束反射至所述光束吸收装置。

23、通过本发明提供的光瞳监测系统，采用mma和平行光光源作为光瞳监测的光源，无需定制vcsel阵列和微透镜阵列，极大地缩减了研发成本与工艺难度。

24、进一步，针对驱动微镜偏转的驱动机构，通过混用梳齿与平板电容驱动方式保证微镜阵列在特定角度下的一致性，在该角度下无需限位结构进行限制，不受微结构磨损等影响依然保证其长期的稳定性，同时不单独采用限位结构会明显降低制作难度与成本。

技术特征：

1.一种光瞳监测系统，其特征在于，包括：平行光光源、第一微镜阵列、第二微镜阵列、光斑位置监测装置和光束吸收装置；

2.如权利要求1所述的光瞳监测系统，其特征在于，所述第一状态为所述微镜处于水平状态，所述第二状态为所述微镜处于偏转状态。

3.如权利要求2所述的光瞳监测系统，其特征在于，所述第一微镜阵列中各微镜的初始状态为所述第一状态，使得所述第一微镜阵列中的各微镜将所述平行光光源照射的光束整体反射至所述第二微镜阵列中对应的微镜上。

4.如权利要求3所述的光瞳监测系统，其特征在于，控制所述第一微镜阵列中除与所述第二微镜阵列中待调节微镜对应的微镜之外的其他微镜发生偏转，使得，所述第一微镜阵列中未发生偏转的微镜将所述平行光光源照射的光束反射至所述第二微镜阵列中的待调节微镜上，及发生偏转的微镜将所述平行光光源照射的光束反射至所述光束吸收装置。

5.如权利要求4所述的光瞳监测系统，其特征在于，所述第一微镜阵列中各微镜分别设有用于驱动微镜偏转的驱动机构；

6.如权利要求5所述的光瞳监测系统，其特征在于，所述第二驱动电极的电极结构与所述第三驱动电极的电极结构相互匹配，所述相互匹配使所述第二驱动电极和第三驱动电极通电的状态下，所述第二驱动电极和第三驱动电极之间形成水平制衡的静电力。

7.如权利要求6所述的光瞳监测系统，其特征在于，所述第二驱动电极的电极结构和第三驱动电极的电极结构处于同一水平面且以所述微镜的旋转轴中心对称，以使形成的所述静电力相对于所述微镜中心对称分布。

8.如权利要求7所述的光瞳监测系统，其特征在于，所述第二驱动电极的电极结构和第三驱动电极的电极结构为交错设置于所述微镜和支撑部上的齿结构，或者为设置于所述微镜和支撑部上的凹凸匹配的凹凸结构。

9.如权利要求5所述的光瞳监测系统，其特征在于，所述第一驱动电极的宽度小于所述微镜宽度的1/2，所述第一驱动电极靠近所述微镜的中心位置设置于所述绝缘层上，使所述微镜朝向所述第一驱动电极一侧偏转并与所述绝缘层接触时，所述微镜与所述第一驱动电极非接触。

10.如权利要求5所述的光瞳监测系统，其特征在于，所述第一微镜阵列中各微镜的驱动机构的第一驱动电极、第二驱动电极和第三驱动电极分别设有与微镜偏转的预设角度相对应的标定驱动电压，待根据所述标定驱动电压控制所述驱动机构驱动所述第一微镜阵列中的微镜偏转预设角度后，发生偏转的微镜将所述平行光光源照射的光束反射至所述光束吸收装置。

技术总结
一种光瞳监测系统，包括：平行光光源、第一微镜阵列、第二微镜阵列、光斑位置监测装置和光束吸收装置；第一微镜阵列将平行光光源照射的光束整体反射至第二微镜阵列；根据第二微镜阵列中的待调节微镜，控制第一微镜阵列中与第二微镜阵列中待调节微镜对应的微镜处于第一状态，控制第一微镜阵列中的其他微镜处于第二状态，使第一微镜阵列中处于第一状态的微镜将平行光光源照射的光束反射至第二微镜阵列中的待调节微镜上，及第一微镜阵列中处于第二状态的微镜将平行光光源照射的光束反射至光束吸收装置，以使光斑位置监测装置监测第二微镜阵列中的待调节微镜反射光束的光斑位置。采用MMA和平行光光源作为光瞳监测光源，极大地降低成本和制作工艺难度。

技术研发人员：胡敬佩,黄惠杰
受保护的技术使用者：上海镭望光学科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12