[发明专利]同步定位光刻曝光装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻曝光技术领域，特别是涉及一种同步定位光刻曝光装置及方法。

背景技术

“激光干涉光刻”是实现像素化100纳米以下结构的极重要方法，具有低成本、无掩模、高效率、无玷污、大面积和环境要求低的优点。激光干涉光刻的重要性在于：

(1)易得到纳米结构；

(2)并行光刻，效率高，与信息光学技术结合，可实现准周期与非周期结构；

(3)实现超大幅面。

近年来激光干涉光刻获得迅猛地发展。光束扫描光刻技术是在此基础上利用扫描控制方法将干涉光刻微区拼接形成宏观大幅面光刻效果的一种新兴干涉光刻技术方法，是无油墨先进印刷技术工业化生产大幅面制版的支撑技术。因此研究光束扫描光刻对推动我国无油墨先进印刷技术的工业化发展具有重要的现实意义和巨大的经济价值。

光束扫描干涉光刻技术制作的大幅面光刻品质取决于微区内的纳米结构分辨率和微区间拼接的精度。在光刻刻蚀过程中，由于曝光过程被刻蚀工件始终处于运动状态，因此系统在工作过程中会产生运动曝光形成误差。如何控制微区间拼接精度，减小或消除光刻曝光误差已经成为当前大幅面光刻制版面临的严峻问题。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种同步定位光刻曝光装置及方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种同步定位光刻曝光装置及方法，其可达到精确的同步定位曝光，并消除运动曝光误差。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种同步定位光刻曝光装置，所述装置包括二维运动平台、位于所述二维运动平台正上方用于承载待刻蚀对象的压电陶瓷运动模块、以及位于所述压电陶瓷运动模块上方的光源发生装置，所述二维运动平台包括控制二维运动平台沿第一方向运动的第一传动装置，所述压电陶瓷运动模块包括控制压电陶瓷运动模块沿与第一方向相反的第二方向运动的第二传动装置。

作为本发明的进一步改进，所述第一传动装置和第二传动装置的传动速率相等。

作为本发明的进一步改进，所述第二传动装置包括与压电陶瓷运动模块一端相连的脉冲电压发生装置，当压电陶瓷运动模块上有电压时，压电陶瓷伸长形成瞬时运动，压电陶瓷运动模块上无电压时，压电陶瓷复位。

作为本发明的进一步改进，所述装置还包括检测模块，用于检测待刻蚀对象是否运动到待刻蚀位置，若是，则启动第二传动装置，若否，关闭第二传动装置。

作为本发明的进一步改进，所述光源发生装置包括依次相连的激光源、激光传输系统及激光头。

相应地，一种同步定位光刻曝光方法，所述方法包括以下步骤：

S1、将待刻蚀对象固定于压电陶瓷运动模块上，开启光源发生装置；

S2、使二维运动平台带动压电陶瓷运动模块沿第一方向运动；

S3、检测待刻蚀对象是否运动到待刻蚀位置，若是，控制压电陶瓷运动模块沿与第一方向相反的第二方向运动并进行刻蚀，若否，返回执行步骤S2。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中压电陶瓷运动模块的运动速度与步骤S2中二维运动平台的运动速度大小相等方向相反。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3还包括：

将压电陶瓷运动模块复位到初始位置。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3后还包括：

重复执行步骤S2~S3，直至待刻蚀对象全部刻蚀完成。

本发明的有益效果是：本发明提供的同步定位光刻曝光装置及方法，通过压电陶瓷运动平台实现待刻蚀对象的瞬时运动，产生与高精度二维运动平台的反向等速运动，使待刻蚀对象形成与激光头同步、相对静止的运动状态，从而实现同步光刻曝光。通过控制压电陶瓷运动模块运动时间与曝光时间的匹配关系，从而达到精确的同步定位曝光，消除运动曝光误差。

附图说明

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中记载的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本发明一优选实施方式中同步定位光刻曝光装置的结构示意图；

图2为本发明一优选实施方式中同步定位光刻曝光装置的工作流程示意图。

其中：

10    二维运动平台         20    待刻蚀对象

30    压电陶瓷运动模块     40    光源发生装置