[发明专利]一种可控跨尺度激光干涉光刻装置

说明书

本发明公开了一种可控跨尺度激光干涉光刻装置，包括支撑组件、精密工件台、光路组件、光路调整组件、视频图像对准模块及分割图形掩模调整台。支撑组件为整个装置的安装基准，由隔振光学平台、支座、支板及吊杆组成；精密工件台以实现同步扫描和步进拼接的功能，由XY粗动台、XYθ精动台、Z向台及平面光栅组成；光路组件为实现干涉光刻的光学元器件；光路调整组件用于各组反射镜位置的调整，以实现光刻图形偏振方向及周期的改变；视频图像对准模块由两组CCD和镜头组成；分割图形掩模调整台为手动调整台；分割图形掩模调整台结合视频图像对准模块。该装置的可变光路部分可以实现360度高精度旋转，从而可以实现图形任意偏振方向的控制。

技术领域

本发明涉及微电子专用设备技术领域，具体涉及一种可控跨尺度激光干涉光刻装置，可实现单场大面积及高精度的光刻加工。

背景技术

在众多光刻技术中，干涉光刻是一种能够在不需要掩模情况下，实现单场大面积、高精度加工的光刻方法。利用光束干涉效应，通过调整光束倾斜角度，实现不同周期图形加工，理论上其最小加工周期能够达到λ2。干涉光刻不需要苛刻装备条件，且能够与微加工工艺良好兼容，在微细加工过程中有巨大的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可控跨尺度激光干涉光刻装置，主要服务于对生产效率要求高的压微米级的周期性光刻图形加工设备中。该发明单次曝光可实现200nm～500nm的分辨率的连续可调，单场最大可制备30mm×30mm的图形区域，采用同步扫描或步进拼接模式，最大可制备4寸图形区域；该发明结合接近式曝光技术，通过分割图形掩模板，可灵活改变单场图形制备大小及形状；该装置的可变光路部分可以实现360度高精度旋转，从而可以实现图形任意偏振方向的控制；结合精密工件台技术，该装置可以制备100nm特征尺寸的复合多频线删及复合多频平面二维光栅。

本发明采用的技术方案是：一种可控跨尺度激光干涉光刻装置，包括支撑组件，精密工件台，光路组件，光路调整组件，视频图像对准模块和分割图形掩模调整台。所述支撑组件是整个装置的安装基准；所述精密工件台布置在支撑组件的隔振光学平台上方，以实现同步扫描和步进拼接的功能；所述光路组件为实现干涉光刻的光学元器件，分别固定在支撑组件和光路调整组件上；所述光路调整组件固定在支撑组件上，用于各组反射镜位置的调整，以实现光刻图形偏振方向及周期的改变；所述视频图像对准模块安装在精密工件台的XYθ精动台上方，用于实现分割图形掩模板与精密工件台运动方向的对准；所述分割图形掩模调整台方布置在精密工件台上方，固定于支撑组件的支座上，为手动调整台，有X、Y、θ三个自由度，以实现分割图形掩模板位置的手动调整。

进一步的，所述支撑组件由隔振光学平台、支座、支板及吊杆组成。所述隔振光学平台是整个装置的安装基准，支座固定在隔振光学平台上，支板通过吊杆固定在隔振光学平台下方；

进一步的，所述精密工件台由XY粗动台、XYθ精动台、Z向台及平面光栅组成。所述XY粗动台由XY两层台组成，每层均采用直线电机作为驱动，精密级交叉滚珠导轨作为导向；XYθ精动台采用三层柔性铰链机构，每一层均用压电陶瓷作为驱动，分别实现X、Y、θ三个自由度的微小运动；Z向台采用步进电机及精密滚珠丝杠作为驱动，精密级交叉滚柱导轨作为导向，50nm分辨率的一维直线光栅作为位置测量形成闭环反馈，内置气缸+球碗调平机构，用于基片与分割图形掩模板的调平；平面光栅布置在XYθ精动台上方，对工件台X、Y、θ运动进行测量作为控制的位置反馈。

进一步的，所述光路组件由实现干涉光刻原理的光学元器件组成，包括激光器、扩束准直模块、光束控制模块。