[发明专利]用于定位DMD光刻系统中相机焦平面位置的分划板

说明书

技术领域

本发明属于用于确定DMD光刻系统中相机的焦平面位置的辅助装置领域，具体涉及一种用于定位DMD光刻系统中相机焦平面位置的新型分划板。

背景技术

新一代基于数字微镜阵列(Digital Micro-mirror Device，DMD)空间光调制器的数字无掩模光刻技术大幅简化了传统光刻掩膜制作工艺的繁琐流程，使得新型数字光刻掩膜的制作变得简单易控，显著提升了光刻图形的复杂度，并进一步改善了光刻的精度和效率。

DMD数字无掩模光刻系统是成熟的现有技术，如图1所示，其基本结构包括光源1、DMD空间光调制器2、半反半透棱镜3、投影镜头4和CCD调焦相机6。DMD数字无掩模光刻系统用计算机优化DMD空间光调制器产生一系列虚拟的数字图形作为虚拟掩膜，并控制投影镜头把图形一幅幅地投影到与投影镜头焦平面重合的光刻基片上，对基片进行光刻蚀。基片表面的反射光沿投影镜头4返回，并经半反半透棱镜3的反射进入CCD调焦相机6。由CCD调焦相机或显微镜等观测设备对光刻基片上的光场分布图案进行数字化信息采集。通过分析光刻基片上的图案信息是否符合预期要求，可以对下一幅即将被投影的数字图形的结构进行进一步的预调控和优化，通过该反馈和优化过程最终可以获得最佳的光刻图形质量。

上述过程中，首先要求光刻基片位于投影镜头4的焦平面上，同时，还要确保CCD调焦相机的焦平面与DMD空间光调制器2共轭，只有这样，才能在保障光刻精度的同时，也使CCD调焦相机能够清晰的成像拍照。因此，DMD数字无掩模光刻系统在正式开始光刻作业前，首先要对CCD调焦相机的焦平面位置进行校准。通常，用如图2所示的玻璃平板5作为投影物面，该玻璃平板5的一侧是反射镜5-1，其另一侧是透明玻璃5-2。光源1的出射光经DMD空间光调制器反射后会投射出如图3所示的、明暗相间的DMD条纹图案，投影镜头4将DMD条纹图案投射到玻璃平板5的上端面，该DMD条纹图案的一半被玻璃平板5一侧的反射镜5-1反射后沿投影镜头4返回，并经半反半透棱镜3的反射进入CCD调焦相机6。DMD条纹图案的一半直接透过对焦玻璃平板5另一侧的透明玻璃5-2，并入射到用于辅助对焦的显微镜7中。

对焦时，首先用显微镜7观察玻璃平板5的外轮廓边缘及其下端面，并反复调校对焦玻璃平板5在投影镜头4光轴上的姿态和位置，直至如图4所示的玻璃平板5的圆形外轮廓边缘、玻璃平板5的下端面以及视野中由透明玻璃5-2所透过的DMD条纹图案整体均清晰时，则可确定，此时的玻璃平板5已经与投影镜头4的焦平面9重合。

然后，在保持玻璃平板5位置不变的前提下，改用DMD调焦相机对此时的玻璃平板5的上端面进行观察和对焦，CCD调焦相机6的成像如图5所示，其包括玻璃平板5的圆形外轮廓边缘、玻璃平板5的上端面的反射镜5-1以及由反射镜5-1所反射的一半DMD条纹图案。最终，当CCD调焦相机6能够清晰成像时，则可确定，此时的投影镜头4的焦平面已经与由玻璃平板5所确定的CCD调焦相机6的焦平面重合，对焦校准工作结束。

但是，由于玻璃平板5中的反射镜5-1和透明玻璃5-2均是半圆，因此，在利用玻璃平板5确定投影镜头4焦平面位置的过程中，仅在透明玻璃5-2所在一侧的半圆部分能够同时看到一半的DMD条纹图案，这不利于此时另一侧反射镜5-1外轮廓边缘的倾角校准和沿光轴的位置校准，可能导致玻璃平板5与光轴不垂直或者沿光轴的轴向位置有定位偏差。另一方面，在利用玻璃平板5确定CCD调焦相机6的焦平面的过程中，仅在反射镜5-1所在一侧的半圆部分才能同时看到一半的DMD条纹图案，这可能导致CCD调焦相机6对焦不够精确，并且无法据此校准CCD相机的倾角姿态，影响焦平面校准的精度和效率。

发明内容

为了解决现有用于定位DMD光刻系统中相机焦平面位置的玻璃平板，其在用于确定投影镜头焦平面位置的过程以及用于确定CCD调焦相机焦平面位置的过程中，均分别仅利用了一半的DMD条纹图案，这导致基于玻璃平板的整个圆形外轮廓边缘的倾角校准过程可能发生无法与光路垂直的离轴偏差或发生沿光轴的轴向位置定位偏差，并且无法校准CCD相机的倾角姿态的技术问题，本发明提供一种用于定位DMD光刻系统中相机焦平面位置的新型分划板。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：