[实用新型]一种直写式曝光机用双分镜头

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光曝光技术，具体涉及一种直写式曝光机用双分镜头。

背景技术

在半导体以及PCB制造的激光直写光刻领域，采用激光直接影像技术的扫描曝光原理如下：采用数字微镜装置(Digital Micromirror Device，简称DMD)的微镜片高速翻转能力，结合适当的光源和投影光学系统，当微镜片为ON时，出射光会投射到基底，当微镜片为OFF时，出射光将射出光路，在基底没有出射光。通过连续向DMD投射均匀光，同时实时、集体改变微镜片阵列的开关状态，达到在基板上曝光不同图案的目的。

目前，DMD的扫描曝光过程为：数据处理模块根据平台反馈的位置信号，生成该位置的图像投射在DMD上，DMD图像反射光束到基板完成该位置的曝光工作；这种方式，每个DMD一次扫描可以形成一个条状扫描带。

市场上的扫描式激光直写式曝光装置，光源在光源控制模块的控制下发出曝光所需的光线，光线被投送到数字微镜装置（DMD）处，数字微镜装置调整出射光的方向形成曝光图像，并将曝光图像射向一级成像系统，一次成像系统完成聚焦成像并输出一条曝光带，现有技术中，一个DMD每次只能输出一个条光带。为了提高单次扫描的覆盖范围，目前主要采取的技术方案有：

1）改变镜头的倍率，使DMD光斑更大，这种方式虽然会提高条状扫描带的宽度，但牺牲了曝光光源的能量强度和机器的最小加工精度；

2）使用多个DMD镜头组：使用单个DMD曝光需要多次扫描，因而在大面积加工时会导致产能低下；多个DMD组合能大幅度提升产能，如果做到一次整版覆盖的能力，需要使用的DMD数量将更多。如果要做到50um线宽，600mm的板宽的一次整版覆盖的能力，需要的DMD数量目前在12个以上，如果数据处理方法不得当，数据处理量极大，将导致系统方案无法实施的局面；另外设备使用多个DMD ，设备投入成本高。因此为了降低设备投入、降低系统实施难度，在保持曝光工作效率的情况下减少DMD的使用量是一个需要突破的技术难点。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种直写式曝光机用双分镜头，相对于传统直写曝光技术，该双分镜头可以使单个DMD的覆盖范围成倍提升。

为了达到上述技术目的，本实用新型的技术方案为： 一种直写式曝光机用双分镜头，包括两组相互轴对称的棱镜组合，每组棱镜组合均由一个Y轴向导光棱镜、一个X轴向导光棱镜以及一个错位微调棱镜连接组成；

Y轴向导光棱镜斜四棱柱形，两组棱镜组合中的Y轴向导光棱镜的顶面边缘对齐后紧靠在一起，两个Y轴向导光棱镜的顶面在同一平面内，并且两个Y轴向导光棱镜之间还要满足以下相互位置条件，即一组平行光垂直于两个导光棱镜的顶面入射后，平行光第一次经两个导光棱镜的侧面反射后，反射光的出射方向是相反的；

Y轴向导光棱镜的底面连接着X轴向导光棱镜的顶面，X轴向导光棱镜的侧面连接着错位微调棱镜；

X轴向导光棱镜上设有一个斜面对着顶面，该斜面的空间角度要能将从X轴向导光棱镜顶面直射下来的光线反射向错位微调棱镜；

错位微调棱镜上设有一个斜面，该斜面的空间角度要能将从X轴向导光棱镜射来的光线反射向错位微调棱镜的底面。

优选的，错位微调棱镜的底面还连接有一个光程差补偿棱镜。

本实用新型的技术效果在于：现有技术中DMD成像后，图像光线射向本实用新型中两个Y轴向导光棱镜的顶面，两个Y轴向导光棱镜将图像光线沿着Y轴向导向两边，然后分别射入X轴向导光棱镜，图像光线接着从X轴向导光棱镜射往错位微调棱镜。这个过程中，图像经Y轴向导光棱镜分成两等份，并且在y方向上分离，然后经X轴向导光棱镜使得两部分图像产生x方向上错位，接着通过错位微调棱镜微调x和y方向上错位的距离，最终经过光程差补偿棱镜消除光程差。这样可以使得一个DMD能够形成两个扫描带，成倍地提高了单个数字微镜装置（DMD）所覆盖的面积。同等条件下，本实用新型使得数字微镜装置（DMD）的使用量减半。由于大幅降低了数字微镜装置（DMD）的使用量，系统的复杂性得到降低、也提高了系统运行的稳定性；同时也大幅降低了设备成本。

附图说明：

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为光线在本实用新型中的行进路径示意图；

图3为本实用新型中两个Y轴向导光棱镜相互位置关系示意图；

图4为本实用新型中X轴向导光棱镜与错位微调棱镜相互位置关系示意图。

具体实施方式：