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一种实现超高速曝光的设备

阅读：257发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种实现超高速曝光的设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及无掩模曝光的技术领域，尤其涉及一种实现超高速曝光的设备，该设备包括光学部，所述光学部包括DMD微镜器、N个光学镜组，N个所述光学镜组阵列设置在DMD微镜器正前方，设定DMD微镜器在每一行光刻时与待处理部件相对移动的方向为行方向，所述光学镜组的阵列方向与行方向相同，DMD微镜器经过N个光学镜组后在列方向形成N个连续条带的图像数据。本发明中使用光学镜组，使一个类似方形的DMD微镜器形成的图像数据在列方向成倍数增加，这样虽然单行光刻的时间增加，但是降低了待处理部件行方向的反复次数，并且也降低了DMD微镜器在列方向上的运动次数，从而提高了效率，并且降低了DMD微镜器的在列方向阵列的数量，从而降低了成本。，下面是一种实现超高速曝光的设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种实现超高速曝光的设备，其特征在于，包括光学部，所述光学部包括DMD微镜器(5)、N个光学镜组，N个所述光学镜组阵列设置在DMD微镜器(5)正前方，设定DMD微镜器(5)在每一行光刻时与待处理部件相对移动的方向为行方向，所述光学镜组的阵列方向与行方向相同，DMD微镜器(5)经过N个光学镜组后在列方向形成N个连续条带的图像数据。
2.根据权利要求1所述的一种实现超高速曝光的设备，其特征在于，所述光学镜组在列方向的长度均大于DMD微镜器(5)在列方向上的长度。
3.根据权利要求2所述的一种实现超高速曝光的设备，其特征在于，所述光学镜组包括依次设置的第一光学镜组、第二光学镜组、第三光学镜组，所述第一光学镜组和第三光学镜组均包括两个棱镜，两个棱镜可组成平行四边形，所述第一光学镜组中两棱镜使光束向DMD微镜器(5)所在列的右侧列折射后再直射，所述第二光学镜组使光束朝DMD微镜器(5)所在列的正下方直射，第三光学镜组中两棱镜使光束向DMD微镜器(5)所在列的左侧列折射后再直射。
4.根据权利要求3所述的一种实现超高速曝光的设备，其特征在于，折射产生的位移不大于DMD微镜器(5)列方向上的宽度。
5.根据权利要求3所述的一种实现超高速曝光的设备，其特征在于，所述第一光学镜组包括斜边重合后为平行四边形的第一三角棱镜(61)和第二三角棱镜(62)，所述第一三角棱镜(61)和第二三角棱镜(62)在DMD微镜器(5)和行运动平台(2)之间依次设置，所述第一三角棱镜(61)和第二三角棱镜(62)相对的平行斜边从靠近DMD微镜器(5)一端到另一端的方向为DMD微镜器(5)发射出的光束折射方向；所述第二光学镜组包括平行四边形透镜(71)；
所述第三光学镜组包括斜边重合后为平行四边形的第三三角棱镜(81)和第四三角棱镜(82)，所述第三三角棱镜(81)和第四三角棱镜(82)相对的平行斜边从靠近DMD微镜器(5)一端到另一端的方向为DMD微镜器(5)发射出的光束折射方向。
6.根据权利要求1所述的一种实现超高速曝光的设备，其特征在于，还包括支撑座(1)、行运动平台(2)、列运动平台(4)、支撑框架(3)，所述支撑框架(3)架设在支撑座(1)上，所述行运动平台(2)和列运动平台(4)分别对应设置在支撑座(1)和支撑框架(3)上，所述DMD微镜器(5)设置在列运动平台(4)上，所述待处理部件设置在行运动平台(2)上。
7.根据权利要求6所述的一种实现超高速曝光的设备，其特征在于，所述DMD微镜器(5)与列运动平台(4)之间还设置有垂直于行运动平台(2)的竖向导轨(42)。
8.根据权利要求6所述的一种实现超高速曝光的设备，其特征在于，还包括计算机，所述计算机用于对待曝光的图形做曝光前的预处理，计算机还与光学部的DMD微镜器(5)的控制板连接，将预处理的结果发送到DMD微镜器(5)的控制板中，计算机与行运动平台(2)和列运动平台(4)的受控端连接，控制行运动平台(2)和列运动平台(4)的运动路径和时间节点；
所述计算机还与激光器、聚焦模块对应连接，所述计算机控制激光器发出DMD微镜器(5)所需要的激光，并控制聚焦模块对光调焦。
9.根据权利要求6所述的一种实现超高速曝光的设备，其特征在于，还包括吸气子模块、用于控制设备内部温湿度的温湿度子模块、显示工作状态的显示子模块，所述吸气子模块包括用于吸住待处理部件的吸盘，所述吸盘设置在行运动平台(2)上。

说明书全文

一种实现超高速曝光的设备

技术领域

[0001] 本发明涉及无掩模曝光的技术领域，尤其涉及一种实现超高速曝光的设备。

背景技术

[0002] 无掩模曝光技术，不需要制作掩膜，所以可降低成本和缩短曝光时间，是下一代平行光曝光设备的主要发展方向。

[0003] 现有的无掩模光刻，主要是通过多个DMD微镜器并排设置来作为单次光刻的宽度，将并排设置的DMD微镜器与待处理部件做相对垂直运动，并且运动方向与DMD微镜器并排方向垂直，从而实现一次光刻，等光刻结束后，在以相反的方向退回到开始位置，然后将所有的DMD微镜器相对于待处理部件做相对水平移动，在另外一排中进行光刻。其中多个DMD微镜器并排设置是为了提高光刻的效率，但是由于DMD微镜器价格较高，如果降低DMD微镜器的成本时，单个DMD微镜器的宽度则为单次光刻的宽度，这样DMD微镜器移动的相对于待处理部件做相对水平运动和垂直运动的次数倍数增加，从而降低了扫描的速度，并且现有的DMD微镜器均为方形结构，为了节约成本还能尽量提高光刻的速度是急需解决的技术问题。

发明内容

[0004] 为了节约成本还能尽量提高光刻的速度，本发明提供一种实现超高速曝光的设备。本发明采用以下技术方案：

[0005] 一种实现超高速曝光的设备，包括光学部，所述光学部包括DMD微镜器、N个光学镜组，N个所述光学镜组阵列设置在DMD微镜器正前方，设定DMD微镜器在每一行光刻时与待处理部件相对移动的方向为行方向，所述光学镜组的阵列方向与行方向相同，DMD微镜器经过N个光学镜组后在列方向形成N个连续条带的图像数据。

[0006] 优化的，所述光学镜组在列方向的长度均大于DMD微镜器在列方向上的长度。

[0007] 优化的，所述光学镜组包括依次设置的第一光学镜组、第二光学镜组、第三光学镜组，所述第一光学镜组和第三光学镜组均包括两个棱镜，两个棱镜可组成平行四边形，所述第一光学镜组中两棱镜使光束向DMD微镜器所在列的右侧列折射后再直射，所述第二光学镜组使光束朝DMD微镜器所在列的正下方直射，第三光学镜组中两棱镜使光束向DMD微镜器所在列的左侧列折射后再直射。

[0008] 优化的，折射产生的位移不大于DMD微镜器列方向上的宽度。

[0009] 优化的，所述第一光学镜组包括斜边重合后为平行四边形的第一三角棱镜和第二三角棱镜，所述第一三角棱镜和第二三角棱镜在DMD微镜器和行运动平台之间依次设置，所述第一三角棱镜和第二三角棱镜相对的平行斜边从靠近DMD微镜器一端到另一端的方向为DMD微镜器发射出的光束折射方向；所述第二光学镜组包括平行四边形透镜；所述第三光学镜组包括斜边重合后为平行四边形的第三三角棱镜和第四三角棱镜，所述第三三角棱镜和第四三角棱镜相对的平行斜边从靠近DMD微镜器一端到另一端的方向为DMD微镜器发射出的光束折射方向。

[0010] 优化的，还包括支撑座、行运动平台、列运动平台、支撑框架，所述支撑框架架设在支撑座上，所述行运动平台和列运动平台分别对应设置在支撑座和支撑框架上，所述DMD微镜器设置在列运动平台上，所述待处理部件设置在行运动平台上。

[0011] 优化的，所述DMD微镜器与列运动平台之间还设置有垂直于行运动平台的竖向导轨。

[0012] 优化的，还包括计算机，所述计算机用于对待曝光的图形做曝光前的预处理，计算机还与光学部的DMD微镜器的控制板连接，将预处理的结果发送到DMD微镜器的控制板中，计算机与行运动平台和列运动平台的受控端连接，控制行运动平台和列运动平台的运动路径和时间节点；所述计算机还与激光器、聚焦模块对应连接，所述计算机控制激光器发出DMD微镜器所需要的激光，并控制聚焦模块对光调焦。

[0013] 优化的，还包括吸气子模块、用于控制设备内部温湿度的温湿度子模块、显示工作状态的显示子模块，所述吸气子模块包括用于吸住待处理部件的吸盘，所述吸盘设置在行运动平台上。

[0014] 本发明的优点在于：

[0015] (1)本发明中使用光学镜组，使一个类似方形的DMD微镜器形成的图像数据在列方向成倍数增加，这样虽然单行光刻的时间增加，但是降低了待处理部件行方向的反复次数，并且也降低了DMD微镜器在列方向上的运动次数，从而提高了效率，并且降低了DMD微镜器的在列方向阵列的数量，从而降低了成本，该种结构可以针对不同的待处理部件均可以调整单行光刻的宽度。

[0016] (2)本发明中光学镜组在列方向的长度均大于DMD微镜器在列方向上的长度相同，这样保证DMD微镜器列方向上的数据为完整状态。

[0017] (3)本发明使用三个光学镜组，使DMD微镜器沿着行方向分成三部分，上下部分的数据分别向左右两侧折射，中部直射，从而是DMD微镜器在行方向光刻一次时相当于同时光刻三列。

[0018] (4)本申请中折射产生的位移不大于DMD微镜器列方向上的宽度，这样防止DMD微镜器在某一列沿着行方向运动时，左右两列DMD微镜器所在列的数据之间不会出现缝隙。

[0019] (5)本发明中吸气子模块是使待处理部件更好的固定在行运动平台上，并且温湿度子模块能够检测和调节这个设备内工作环境，保证光刻的环境要求，所述显示子模块用于显示工作状态，比如设备是否开启或故障等，给予工作人员提示。附图说明

[0020] 图1为本发明设备的立体图。

[0021] 图2-4为微镜器和光学镜组形成光刻图形的三维图，图2和图3为立体图，图4为主视图。

[0022] 图中标注符号的含义如下：

[0023] 1-支撑座 2-行运动平台 21-行导轨 3-支撑框架

[0024] 4-列运动平台 41-列导轨 42-竖向导轨 5-DMD微镜器

[0025] 51-第一数据光刻条 52-第二数据光刻条 53-第三数据光刻条

[0026] 61-第一三角棱镜 62-第二三角棱镜 63-第一光刻位

[0027] 71-平行四边形透镜 73-第二光刻位

[0028] 81-第三三角棱镜 82-第四三角棱镜 83-第三光刻位

具体实施方式

[0029] 一种实现超高速曝光的设备，包括光学部、支撑座1、行运动平台2、列运动平台4、支撑框架3、计算机、吸气子模块、温湿度子模块、显示子模块、光源、将点光源形成均匀面光源的照明组件，所述均匀面光源照射到DMD微镜器5上。温湿度子模块用于控制设备内部温湿度、显示子模块用于显示工作状态。

[0030] 如图1所示，所述支撑框架3架设在支撑座1上，所述支撑座1上表面设置有行导轨21，所述行运动平台2设置在行导轨21上来回移动，这样设置在行运动平台2上的待处理部件沿着行方向来回移动，实现待处理部件每一行的光刻，所述吸气子模块用于吸住待处理部件的吸盘，所述吸盘设置在行运动平台2上。所述支撑框架3跨设在行导轨21上方，支撑框架3上设置有列导轨41，所述列导轨41垂直于行导轨21的方向且平行于行运动平台2。这样使得光学部在列方向上移动。为了实现DMD微镜器5与行运动平台2之间的距离，所述DMD微镜器5与列运动平台4之间还设置有垂直于行运动平台2的竖向导轨42。其中行方向如图3中箭头的方向。

[0031] 所述光学部包括DMD微镜器5、N个光学镜组，N个所述光学镜组阵列设置在DMD微镜器5正前方，设定DMD微镜器5在每一行光刻时与待处理部件相对移动的方向为行方向，所述光学镜组的阵列方向与行方向相同，DMD微镜器5经过N个光学镜组后在列方向形成N个连续条带的图像数据。在该方案中，光学镜组为3组，分别为第一光学镜组、第二光学镜组、第三光学镜组。即计算机在数据处理时，将DMD微镜器5沿着行方向分别发送第一数据光刻条51、第二数据光刻条52、第三数据光刻条53，所述第一光学镜组设置在第一数据光刻条51位置的下方，第二光学镜组设置在第二数据光刻条52位置的下方，第三光学镜组设置在第三数据光刻条53位置的下方，每一个光学镜组在列方向的长度均大于DMD微镜器5在列方向上的长度，从而保证每一数据光刻条均能够完整的通过相应的光学镜组后折射或透射到相应的光刻位。

[0032] 所述第一光学镜组和第三光学镜组均包括两个棱镜，两个棱镜组成平行四边形，所述第一光学镜组中两棱镜使光束向DMD微镜器5所在列的左侧列折射后再直射，所述第二光学镜组使光束朝DMD微镜器5所在列的正下方直射，第三光学镜组中两棱镜使光束向DMD微镜器5所在列的右侧列折射后再直射。在此以第一光学镜组和第二光学镜组中两个棱镜均为直角三角棱镜为例。

[0033] 如图2-4所示，所述第一光学镜组包括斜边重合后为矩形的第一三角棱镜61和第二三角棱镜62，所述第一三角棱镜61和第二三角棱镜62在DMD微镜器5和行运动平台2之间依次设置，所述第一三角棱镜61和第二三角棱镜62相对的平行斜边从靠近DMD微镜器5一端到另一端的方向为光束折射的方向，即第一数据光刻条51对应的光束向右侧折射，然后再直射到相应的第一光刻位63；所述第二光学镜组包括平行四边形透镜71，在该方案中为矩形透镜，第二数据光刻条52对应的光束垂直直射到第二光刻位73上；所述第三光学镜组包括第三三角棱镜81和第四三角棱镜82，第三三角棱镜81和第四三角棱镜82相对的平行斜边从靠近DMD微镜器5一端到另一端的方向为光束折射的方向，即第三数据光刻条53对应的光束向左侧折射，然后再直射到相应的第三光刻位。综上，第一光学镜组和第三光学镜组中棱镜相对的斜边中线平行且相交，即可实现不同方向的折射。需要注意的是，为了方便理解，将DMD微镜器5的整体光束划分成第一数据光刻条51、第二数据光刻条52、第三数据光刻条53，实际中并不存在物理结构的划分。

[0034] 为了防止DMD微镜器5在某一列沿着行方向运动时，左右两列DMD微镜器5所在列的数据之间不会出现缝隙，折射产生的位移不大于DMD微镜器5列方向上的宽度。其中理想状态是，折射产生的位移刚好等于DMD微镜器5列方向上的宽度d。

[0035] 所述计算机用于对待曝光的图形做曝光前的预处理，计算机还与光学部的DMD微镜器5的控制板连接，将预处理的结果发送到DMD微镜器5的控制板中，计算机与行运动平台2和列运动平台4的受控端连接，控制行运动平台2和列运动平台4的运动路径和时间节点；
所述计算机还与激光器、聚焦模块对应连接，所述计算机控制激光器发出DMD微镜器5所需要的激光，并控制聚焦模块对光调焦。

[0036] 需要注意的是，计算机将发射到DMD微镜器5的控制板中图像处理成N根数据条，属于现有技术，不属于本申请所要保护的范围。

[0037] 以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

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