紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构的制作方法

1.本发明涉及光刻镜头技术领域，特别涉及一种紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构。


背景技术：

2.光刻工艺的作用是将掩膜版上的几何图形转移到晶圆表面的光刻胶上。首先光刻胶处理设备把光刻胶旋涂到晶圆表面，再经过分步重复曝光和显影处理之后，在晶圆上形成需要的图形。目前，掩膜式光刻设备监控系统通常采用在光刻物镜的上方设置观测系统对工件成像进行观察，或者在旁轴设置成像观察系统，这些方法中都会使用到观察相机对投影图像进行显示成像，然而，对于不同的光刻晶圆，观察相机的成像画面可能出现模糊不清的问题。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构，旨在解决光刻设备监控系统中观察相机的像面位置无法微调导致成像画面模糊不清的问题。
4.为实现上述目的，本发明提出的紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构包括：
5.观察镜筒，形成有沿第一方向贯通设置的第一腔体；
6.旋转件，沿第二方向所处轴线转动设置于所述观察镜筒，且所述旋转件具有沿径向呈延展设置的旋转驱动部；
7.伸缩筒，沿第一方向延伸且活动设置于所述第一腔体，且所述伸缩筒用以供观察相机模组安装；以及，
8.传动结构，传动连接所述旋转驱动部至所述伸缩筒，以将所述旋转件的转动转换成所述伸缩筒的直线运动。
9.可选地，所述第二方向与所述第一方向设置为相同方向；
10.所述旋转件包括旋转筒，所述伸缩筒适配套设于所述旋转筒，且所述传动结构设置为螺纹连接副；
11.其中，所述旋转驱动部环设于所述旋转筒的周侧壁。
12.可选地，所述旋转筒包括限位筒段，所述限位筒段适配伸入所述第一腔体；
13.所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构还包括第一限位组件，所述第一限位组件包括：
14.限位槽，环设于所述限位筒段的周侧壁；以及，
15.第一限位销，对应所述限位槽贯穿设置于所述观察镜筒的侧壁，且所述第一限位销适配伸入所述限位槽。
16.可选地，所述旋转驱动部与所述观察镜筒的观察端呈相对设置；
17.所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构还包括定位组件，所述定位组件包括定位销，所述定位销沿所述第一方向活动设置于所述旋转驱动部，在所述定位销的活动行程上，
所述定位销能抵紧所述观察镜筒的观察端。
18.可选地，所述伸缩筒包括止转筒段；
19.所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构还包括止转组件，所述止转组件包括：
20.止转槽，沿第一方向延伸设置于所述止转筒段的侧壁；
21.止转销，对应所述止转槽贯穿设置于所述观察镜筒的侧壁，且所述止转销适配伸入所述止转槽。
22.可选地，所述伸缩筒的侧壁上相对所述旋转筒的底壁呈间隔设置有限位凸部。
23.可选地，所述伸缩筒具有伸出所述第一腔体设置的安装筒段；
24.所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构还包括：
25.观察相机模组，包括联接套筒和观察相机，所述联接套筒沿第一方向所处轴线转动套设于所述安装筒段，所述观察相机设于所述联接套筒；以及，
26.第二限位组件，包括限位孔和第二限位销，所述限位孔贯穿设置于所述安装筒段的周侧壁，且沿所述安装筒段的周向呈长形设置，所述第二限位销设于所述联接套筒，且适配伸入所述限位孔。
27.可选地，所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构还包括：
28.光刻镜筒，形成有沿第三方向贯通设置的第二腔体，所述观察镜筒设于所述光刻镜筒的侧壁，且所述第一腔体与所述第二腔体相互导通；以及，
29.分光棱镜，设于所述第二腔体，且所述分光棱镜与所述第一腔体呈相对设置。
30.可选地，所述第一腔体包括观察透镜安装腔；
31.所述第二腔体包括沿所述第三方向排布的多个光刻透镜安装腔，且所述分光棱镜的两侧分别至少设置一个所述光刻透镜安装腔；
32.所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构还包括：
33.多个安装群框，分设于所述观察透镜安装腔及多个所述光刻透镜安装腔内；
34.观察透镜群，设于所述观察透镜安装腔，且安装至对应的所述安装群框；以及，
35.多组光刻透镜群，分设于多个所述光刻透镜安装腔，且安装至对应的所述安装群框。
36.可选地，在所述第二腔体内，多个所述安装群框包括处于中部位置的基准群框以及处于所述基准群框的两侧的多个调整群框，所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构还包括隔圈组件，所述隔圈组件包括多个调整隔圈，多个所述调整隔圈对应设置于多个所述调整群框与对应的多个所述光刻透镜安装腔之间，用以调整多个所述调整群框与所述基准群框的间隔；和/或，
37.多个所述安装群框包括处于所述观察透镜安装腔内的调整群框，所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构还包括隔圈组件，所述隔圈组件包括调整隔圈，所述调整隔圈设置于所述调整群框与所述观察透镜安装腔之间，用以调整多个所述调整群框与所述分光棱镜的间隔。
38.本发明提供的技术方案中，所述旋转驱动部沿所述旋转件的径向方向延展，以获得较大的驱动半径，当外力驱动所述旋转驱动部转动时，所述旋转驱动部的外缘移动的线速度允许较大，而转换到所述旋转件的转动角速度仍然较小，再通过所述传动结构将所述旋转件的旋转运动转化成所述伸缩筒的直线运动，从而确保所述伸缩筒直线移动的速度远
小于所述旋转驱动部的外缘的线速度，以此达到减速的效果，从而实现对所述伸缩筒的微调，最终使得安装至所述伸缩筒的观察相机模组能够获得较佳的像面位置，最终显示较为清晰的观察画面。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
40.图1为本发明提供的紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构的一实施例的结构示意图；
41.图2为图1中的紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构的平面剖视示意图；
42.图3为图2中的观察镜筒、旋转件、伸缩筒及传动结构的放大示意图。
43.附图标号说明：
[0044][0045]
[0046]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0047]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0048]
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0049]
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0050]
光刻工艺的作用是将掩膜版上的几何图形转移到晶圆表面的光刻胶上。首先光刻胶处理设备把光刻胶旋涂到晶圆表面，再经过分步重复曝光和显影处理之后，在晶圆上形成需要的图形。目前，掩膜式光刻设备监控系统通常采用在光刻物镜的上方设置观测系统对工件成像进行观察，或者在旁轴设置成像观察系统，这些方法中都会使用到观察相机对投影图像进行显示成像，然而，对于不同的光刻晶圆，观察相机的成像画面可能出现模糊不清的问题。
[0051]
鉴于此，本发明提出一种紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构，旨在解决光刻设备监控系统中观察相机的像面位置无法微调导致成像画面模糊不清的问题，其中图1至图3为本发明提供的一实施例的结构示意简图。
[0052]
请参阅图1至图3，所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构100包括观察镜筒1、旋转件2、伸缩筒3及传动结构4，所述观察镜筒1形成有沿第一方向贯通设置的第一腔体11，所述旋转件2沿第二方向所处轴线转动设置于所述观察镜筒1，且所述旋转件2具有沿径向呈延展设置的旋转驱动部21，所述伸缩筒3沿第一方向延伸且活动设置于所述第一腔体11，且所述伸缩筒3用以供观察相机模组5安装，所述传动结构4传动连接所述旋转驱动部21至所述伸缩筒3，以将所述旋转件2的转动转换成所述伸缩筒3的直线运动。
[0053]
本发明提供的技术方案中，所述旋转驱动部21沿所述旋转件2的径向方向延展，以获得较大的驱动半径，当外力驱动所述旋转驱动部21转动时，所述旋转驱动部21的外缘移动的线速度允许较大，而转换到所述旋转件2的转动角速度仍然较小，再通过所述传动结构4将所述旋转件2的旋转运动转化成所述伸缩筒3的直线运动，从而确保所述伸缩筒3直线移动的速度远小于所述旋转驱动部21的外缘的线速度，以此达到减速的效果，从而实现对所述伸缩筒3的微调，最终使得安装至所述伸缩筒3的观察相机模组5能够获得较佳的像面位置，最终显示较为清晰的观察画面。
[0054]
需要说明的是，所述第二方向与所述第一方向可以同向也可以异向，具体跟所述
传动结构4的形式而定，同时，所述传动结构4的形式有多种，在一实施例中，所述传动结构4包括传动齿轮和传动齿条，所述传动齿轮与所述旋转件2呈同轴设置，所述传动齿条沿所述第一方向延伸设置于所述伸缩筒3的侧壁，通过所述传动齿轮与所述传动齿条的啮合传动，可以实现将所述旋转件2的转动转换成所述伸缩筒3的直线移动，进一步地，还可以通过设置齿轮减速机构对所述旋转件2传递的角速度进一步降低，从而提高微调的效果。
[0055]
具体地，请参阅图2和图3，本实施例中，所述第二方向与所述第一方向设置为相同方向；所述旋转件2包括旋转筒22，所述伸缩筒3适配套设于所述旋转筒22，且所述传动结构4设置为螺纹连接副；其中，所述旋转驱动部21环设于所述旋转筒22的周侧壁。通过所述螺纹连接副的设置，使得连接形式简单高效，实现了对所述伸缩筒3的连续微调。而为了进一步减小对所述伸缩通的微调移动量，所述螺纹连接副可以设置为细牙螺纹连接副。
[0056]
由于所述旋转件2是相对所述观察镜筒1旋转的，为了防止所述旋转件2沿着旋转轴向脱离所述观察镜筒1，请参阅图3，本实施例中，所述旋转筒22包括限位筒段221，所述限位筒段221适配伸入所述第一腔体11；所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构100还包括第一限位组件41，所述第一限位组件41包括限位槽411及第一限位销412，所述限位槽411环设于所述限位筒段221的周侧壁；所述第一限位销412对应所述限位槽411贯穿设置于所述观察镜筒1的侧壁，且所述第一限位销412适配伸入所述限位槽411。通过设置呈环形的所述限位槽411，确保所述第一限位销412不会限制所述旋转件2沿所述第一方向所处轴线的转动，而是通过所述第一限位销412与所述限位槽411侧壁的抵接限制所述旋转件2沿所述第一方向的移动，从而简单高效的实现对所述旋转件2的限位效果。
[0057]
当所述旋转件2转动驱动所述伸缩筒3移动至较佳的成像位置时，为了将所述伸缩筒3保持在这一成像位置，请参阅图3，本实施例中，所述旋转驱动部21与所述观察镜筒1的观察端呈相对设置；所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构100还包括定位组件42，所述定位组件42包括定位销421，所述定位销421沿所述第一方向活动设置于所述旋转驱动部21，在所述定位销421的活动行程上，所述定位销421能抵紧所述观察镜筒1的观察端。通过所述定位销421抵紧所述观察镜筒1的观察端，从而限制所述旋转筒22的进一步转动，确保所述伸缩筒3的伸缩位置固定。
[0058]
需要说明的是，所述定位销421可以通过螺纹连接副连接至所述旋转驱动部21。
[0059]
具体地，本实施例中，所述定位组件42还包括设置于所述观察镜筒1的观察端面的橡胶片，当所述定位销421抵紧所述橡胶片时，所述橡胶片能提供较大的摩擦阻力，以防止所述定位销421的滑移。
[0060]
由于所述转动筒与所述伸缩筒3通过所述螺纹连接副4传动连接，因此，在所述旋转筒22的转动过程中，所述伸缩筒3会受到来之所述螺纹连接副4沿转动周向传递的摩擦力，因而，所述伸缩筒3具有随之转动的趋势，为了避免所述伸缩筒3的转动，请参阅图3，本实施例中，所述伸缩筒3包括止转筒段31；所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构100还包括止转组件43，所述止转组件43包括止转槽431及止转销432，所述止转槽431沿第一方向延伸设置于所述止转筒段31的侧壁；所述止转销432对应所述止转槽431贯穿设置于所述观察镜筒1的侧壁，且所述止转销432适配伸入所述止转槽431。通过所述止转销432抵接所述止转槽431的侧壁，以限制所述伸缩筒3随着所述旋转筒22的转动，从而便于观察者实时观察调整所述旋转驱动部21。
[0061]
为了避免对所述伸缩筒3的过量调整而导致所述伸缩筒3脱离所述旋转筒22，所述止转槽431设置为不贯通至所述伸缩筒3的侧壁。
[0062]
请参阅图3，另一实施例中，所述伸缩筒3的侧壁上相对所述旋转筒22的底壁呈间隔设置有限位凸部311。通过所述限位凸部311抵接至所述旋转筒22的底壁，以防止所述伸缩筒3的过量位移。需要说明的是，所述旋转筒22的底壁朝向所述第一方向设置。
[0063]
由于不同的观察者的观察习惯不尽相同，可能需要对最终成像的观察画面的角度进行调整，基于此，请参阅图1至图3，本实施例中，所述伸缩筒3具有伸出所述第一腔体11设置的安装筒段32；所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构100还包括观察相机模组5及第二限位组件44，所述观察相机模组5包括联接套筒52和观察相机51，所述联接套筒52沿第一方向所处轴线转动套设于所述安装筒段32，所述观察相机51设于所述联接套筒52；所述第二限位组件44包括限位孔442和第二限位销441，所述限位孔442贯穿设置于所述安装筒段32的周侧壁，且沿所述安装筒段32的周向呈长形设置，所述第二限位销441设于所述联接套筒52，且适配伸入所述限位孔442。如此设置，所述观察相机51能随着所述联接套筒52在转动周向上调整至合适的角度，以便于观察者观察画面。
[0064]
现有的观察系统通常设置在光刻物镜的上方或者呈旁轴设置，这些设置方式都存在安装体积大、设置成本高的问题，基于此，请参阅图1至图2，本实施例中，所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构100还包括光刻镜筒6及分光棱镜7，所述光刻镜筒6形成有沿第三方向贯通设置的第二腔体61，所述观察镜筒1设于所述光刻镜筒6的侧壁，且所述第一腔体11与所述第二腔体61相互导通；所述分光棱镜7设于所述第二腔体61，且所述分光棱镜7与所述第一腔体11呈相对设置。通过将所述观察镜筒1与所述光刻镜筒6呈一体设置，再通过所述分光棱镜7对经过光刻晶圆反射的光线进行折射，从而传递至所述第一腔体11内，以实现对所述光刻晶圆的观察。这种设置方式降低了观察系统的设置成本，减小了整体的安装体积。
[0065]
需要说明的是，所述第一腔体11与所述第二腔体61的夹角根据所述分光棱镜7的分光面的朝向而定，具体地，一实施例中，所述分光棱镜7的分光面与所述第三方向呈45度角倾斜设置，所述第一腔体11与所述第二腔体61呈垂直设置。
[0066]
进一步地，本实施例中，所述第一腔体11包括观察透镜安装腔111；所述第二腔体61包括沿所述第三方向排布的多个光刻透镜安装腔611，且所述分光棱镜7的两侧分别至少设置一个所述光刻透镜安装腔611；所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构100还包括多个安装群框8、观察透镜群12及多组光刻透镜群62，多个所述安装群框8分设于所述观察透镜安装腔111及多个所述光刻透镜安装腔611内；所述观察透镜群12设于所述观察透镜安装腔111，且安装至对应的所述安装群框8；多组所述光刻透镜群62分设于多个所述光刻透镜安装腔611，且安装至对应的所述安装群框8。
[0067]
光刻光线由物侧通过多个所述光刻透镜群62及所述分光棱镜7入射至像侧的光刻晶圆，然后反射至所述分光棱镜7，通过所述分光棱镜7的胶合分光面将光线反射至所述第一腔体11，从而获得了观察光线，以达到观察的效果。
[0068]
需要说明的是，多个所述安装群框8均采用压圈锁紧。
[0069]
进一步地，本实施例中，在所述第二腔体61内，多个所述安装群框8包括处于中部位置的基准群框81以及处于所述基准群框81的两侧的多个调整群框82，所述紫外单倍率投
影曝光光刻镜头结构100还包括隔圈组件，所述隔圈组件包括多个调整隔圈9，多个所述调整隔圈9对应设置于多个所述调整群框82与对应的多个所述光刻透镜安装腔611之间，用以调整多个所述调整群框82与所述基准群框81的间隔，从而便于安装调试多个所述光刻透镜群62的位置，减小安装误差。
[0070]
另一实施例中，多个所述安装群框8包括处于所述观察透镜安装腔111内的调整群框82，所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构100还包括隔圈组件，所述隔圈组件包括调整隔圈9，所述调整隔圈9设置于所述调整群框82与所述观察透镜安装腔111之间，用以调整多个所述调整群框82与所述分光棱镜7的间隔，从而便于安装调试所述观察透镜群12的位置，减小安装误差。
[0071]
需要说明的是，上述两个并列的技术方案“在所述第二腔体61内，多个所述安装群框8包括处于中部位置的基准群框81以及处于所述基准群框81的两侧的多个调整群框82，所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构100还包括隔圈组件，所述隔圈组件包括多个调整隔圈9，多个所述调整隔圈9对应设置于多个所述调整群框82与对应的多个所述光刻透镜安装腔611之间，用以调整多个所述调整群框82与所述基准群框81的间隔”及“多个所述安装群框8包括处于所述观察透镜安装腔111内的调整群框82，所述紫外单倍率投影曝光光刻镜头结构100还包括隔圈组件，所述隔圈组件包括调整隔圈9，所述调整隔圈9设置于所述调整群框82与所述观察透镜安装腔111之间，用以调整多个所述调整群框82与所述分光棱镜7的间隔”可以择一设置，也可以同时设置，显而易见的，同时设置的效果更好。
[0072]
本实施例中，多个所述安装群框8、多个所述调整隔圈9、所述观察镜筒1及所述光刻镜筒6均做消杂散光设计处理；多个所述透镜群均由采用365nm高紫外透过性能、高光学均匀性和优异的耐紫外辐照稳定性的i线玻璃透镜组成；多个所述安装群框8、多个所述调整隔圈9、所述旋转件2、所述伸缩件、所述观察镜筒1及所述光刻镜筒6的材料均采用高强度，高硬度，耐腐蚀，加工性能好，氧化效果佳的铝合金6061-t6。
[0073]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。