[发明专利]一种大视场曝光系统

说明书

本发明公开了一种大视场曝光系统，包括沿光路依次设置的光源、照明模块、掩模台、投影物镜模块和工件台，所述投影物镜模块由若干子投影物镜单元沿非扫描方向拼接而成，每个所述子投影物镜单元包括平板、楔板和透镜，所述平板、楔板和透镜由负折射率材料或在曝光波段折射率为负的材料制成。通过若干子投影物镜单元沿非扫描方向拼接形成投影物镜模块，从而在非扫描方向上拼接成连续大视场，每个子投影物镜单元包括由负折射率材料或在曝光波段折射率为负的材料制成的平板、楔板和透镜排列而成，通过平板、楔板和透镜的运动可以实现对子投影物镜单元焦面、位置、倍率的调整来补偿掩膜和基板加工误差和形变对成像的影响，保证了大视场的成像质量。

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，具体涉及一种大视场曝光系统。

背景技术

平板显示技术发展较快，尺寸越来越大。如果使用较大视场的物镜进行曝光能够有效地提升产率。然而随着物镜光学系统视场的增大，设计及加工制造等各方面的难度都会增加。通常应用于大视场曝光系统的投影物镜有三种结构：第一种是使用单一的大视场物镜进行大视场扫描，其存在加工难度大，成本高，对掩膜基板形变要求高的缺点；第二种是使用多个独立的投影物镜在扫描方向进行视场拼接形成扫描方向连续大视场，相对于单物镜加工难度降低，对掩膜和基板形变也可做单独视场的补偿，然而物镜数量增加导致成本非常高，为保证拼接像位置每个物镜需要额外的调整机构进行像位置调整，不同物镜间的像质差异导致拼接像曝光质量差异；第三种是使用大的微透镜阵列组作为成像物镜，结构简单，可以减少成本和控制难度，然而大尺寸微透镜加工难度较大，且曲率加工公差会导致成像质量不一致，镜头像差无法补偿分辨率和成像质量有一定局限。

近几年，一种称为负折射率系数介质的人工复合材料在理论与实验上引起了广泛的关注。1968年，前苏联物理学家Veselago提出了“左手材料”的概念，这种负折射材料具有负的介电常量与磁导率，那么电矢量，磁矢量和波矢之间构成左手系关系，这区别于传统材料中的右手系。由于自然界没有介电常量和磁导率同时为负的材料，并且也没有相关的实验验证，导致负折射材料没有得到长足的发展。1996年，英国的Pendry指出可以用细金属导线阵列构造介电常数为负的人工媒质，1999年又指出可以用谐振环阵列构造磁导率为负的人工媒质。2000年美国的Smith等人以铜为主的复合材料制造出了世界上第一块在微波波段等效介电常数和等效磁导率同时为负数的介质材料，从而证明了负折射材料的存在。负折射率材料自身的物理特性与常用材料有很大不同，在很多领域应用可以带来非常大的变革。

在普通介质中波矢量方向和电磁波的相位传播矢量方向总是相同的，即相速和群速方向一致，波矢量、磁矢量、电矢量始终构成右手定则。但在负折射率介质中，波矢量和群速方向却正好相反。

目前已有可以透过紫外光线的负折射材料问世。如图1a所示，为纳米尺度的双曲超表面银晶体膜结构；当波长小于540纳米时，光线负折射传播，如图1b所示；当波长大于540纳米时，光线正常折射传播，如图1c所示。现有技术中提出了一种使用几种材料组合形成具有负折射率性质的平板式材料层用于曝光成像的方法，采用单一的负折射率材料平板，可以进行曝光成像，然而无法实现成像调整。

发明内容

本发明提供了一种大视场曝光系统，以解决现有技术中存在的结构复杂，加工装配和控制难度大，以及尺寸大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种大视场曝光系统，包括沿光路依次设置的光源、照明模块、掩模台、投影物镜模块和工件台，所述投影物镜模块由若干子投影物镜单元沿非扫描方向拼接而成，每个所述子投影物镜单元包括平板、楔板和透镜，所述平板、楔板和透镜由负折射率材料或在曝光波段折射率为负的材料制成。

进一步的，每个所述子投影物镜单元包括两个楔板、两个平板和两个透镜依次排列而成，其中两个所述楔板相对设置，两个所述透镜之间设有空气间隙。