[发明专利]用于阵列式集成电路光刻扫描装置的线阵光源

说明书

技术领域

一种阵列式集成电路光刻扫描装置用的线阵光源，属于扫描光学头技术领域，尤其涉及一种阵列式集成电路光刻系统中线性光源扫描装置用的扫描光学头。

背景技术

专利申请号为“01120600.4”、名称为“用于阵列式集成电路光刻系统中的线性光源扫描装置”的中国发明专利(发明人：徐端颐，齐国生，蒋培军，范晓东，钱坤)中公开了一种用线阵光源作为扫描光学头的光源(其结构如图1所示)。其中，它含有：由n个相邻微光源排成线性阵列组成的线阵光源6，会聚透镜7，高数值孔径的物镜9，固体浸没透镜10和将反射回的光纤分开一定角度再入射到光点探测器12上的全息片8。11是待加工硅片。单个微光源形状为严格的正方形，其出射光强具有高度一致性，大小可以达到10um×10um甚至更小。

根据国内外检索结果，目前没有任何满足这种要求的线阵光源解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可供实用的阵列式集成电路光刻扫描装置用的线阵光源。

本发明的特征在于，它含有：在同一线阵长度内依次排列着的下列元件：n个出射光强均匀的半导体激光器，n个分别会聚该激光器出射光的会聚透镜，n束分别接收上述透镜出射光的每束共有m根光纤的光导纤维，m个由分别来自各个光纤束的n根光纤排列成直线的线阵光纤头和每个线阵光纤头对应的成像透镜。所述的线阵光纤头依次含有：由来自各个光纤束的单根光纤排列而成的光纤阵列层，覆盖在线阵光纤头上用掩膜制成的光强均匀层，对应光纤处呈严格正方形且对所用波长的激光有高透射率而其他区域则有高吸收率的相位孔径层。

使用证明：它可以达到预期目的。

附图说明：

图1：利用无间隔线阵光源照明的阵列式集成电路光刻系统的扫描装置的原理示意图。

图2：用两列有间隔的阵列微光源等效实现线阵光源的光路简图。

图3：线阵光纤头示意图。

图4：线阵光纤头剖面图。

图5：相位孔径层简图。

具体实施方式

如图2所示，1是半导体激光器阵列(1(1)，1(2)，…，1(n)表示总共有n个半导体激光器)；2是会聚透镜，同样有n个；3是光纤束(3(1)，3(2)，…，3(n)表示总共有n个光纤束)，3(1)(1)、3(1)(2)等都是是单根光纤(每束光纤束共有m根光纤，比如光纤束3(1)，共有光纤m根，在图中编号为3(1)(1)，3(1)(2)，…，3(1)(m))，4是线阵光纤头，5是成像透镜，6即为该装置的输出光束——线阵光源(6(1)，6(2)，…，6(m)表示总共有m个相同的线阵光源)。

每束光纤3各取一根按照顺序排列成线阵形式，组成一个线阵光纤头4，该线阵光纤头经过成像透镜5后，进一步缩小尺寸，成为符合集成电路光刻系统扫描装置需要的线阵光源。比如光纤3(1)(1)，3(2)(1)，…，3(n)(1)分别来自光纤束3(1)，3(2)，…，3(n)，它们所组成的长度为n的线阵光纤头经过成像透镜5后所成的像就是线阵光源6(1)。其中每个线阵光源长度由半导体激光器阵列1的激光器个数n决定，线阵光源的个数由光纤束3中的光纤根数m决定。其中m，n都可以根据具体需要而定。

从光纤纤芯出射的光束其出射角度是在小于全反射角(所用激光从纤芯材料入射到包层材料时的全反射角)的范围内随机分布的，成像透镜5在缩小微光源尺寸的同时，也可以根据需要对微光源的照明角进行优化。

半导体激光器阵列1采用发射光强反馈控制和恒温控制，以获得出射光强的均匀性；同时激光器降低功率使用，以延长其使用寿命。

在本实施例中，半导体激光器采用波长为405nm的蓝光激光器，n＝100，m＝100，光纤数值孔径和会聚透镜2的数值孔径一致，为0.1。本装置可以同时提供100个均匀照明、同步控制的线阵光源，每个线阵光源都是由100×1的方形微光源组成的线阵。

图3和图4为为线阵光纤头的结构简图。如图所示，13为相位孔径层，14为光强匀化层，15为光纤阵列。16为光纤包层，17为光纤纤芯，18为该光纤对应的相位孔径层上的相位开孔。4(1)，4(2)，…，4(n)表示总共有n根光纤。