可用于制作光子晶體掩膜層的多光束曝光系統技術方案

本實用新型專利技術提供了一種可用于制作光子晶體掩膜層的多光束曝光系統，包括沿著主光軸方向由前至后依次設置的激光光源、擴束準直系統、分束合光裝置以及用于承載晶片的晶片固定裝置，激光光源發出的光束經擴束準直系統后進入分束合光裝置，分束合光裝置將接收到的光束分光后再匯集到晶片固定裝置上。本實用新型專利技術結構簡單，其利用光束干涉原理曝光，無需掩膜版，故具有較高的成本優勢；其通過控制各電動快門的開關和各反射鏡的角度能夠實現任意數量光束的多光束曝光，增強系統功能；其既可用于簡單的光子晶體的制作，又可通過增加分束合光裝置的數量和相應的光強衰減器及電動快門以滿足更復雜結構的光子晶體的制作。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于半導體制造光刻領域，尤其涉及一種可用于制作光子晶體掩膜層的多光束曝光系統。
技術介紹
隨著人們生活水平的提高，環保意識的增強，對家居環境、休閑和舒適度追求的不斷提高。燈具燈飾也逐漸由單純的照明功能轉向裝飾和照明共存的局面，具有照明和裝飾雙重優勢的LED取代傳統光源進入人們的日常生活成為必然之勢。目前LED完全取代傳統光源進入照明領域遇到的最大難題就是亮度問題和散熱問題，實際上，這兩個問題是同一個問題，亮度提高了，其散熱問題就自然解決了。在內量子效率(已接近100%)可提高的空間有限的前提下，LED行業的科研工作者把目光轉向了外量 子效率，提出了可提高光提取率的多種技術方案和方法，例如圖形化襯底技術、側壁粗化技術、DBR技術、優化電極結構、在襯底或透明導電膜上制作二維光子晶體等。其中，圖形化襯底最具成效，但作為現代光子學領域最重要的研究成果之一-光子晶體被用于LED領域，提高其亮度可能最具發展潛力，因為它可控制光子晶體的晶格結構和晶格常數，使其和外延晶體的晶格結構和晶格常數相似，甚至相同，減少晶格匹配位錯，降低位錯密度，減少外延缺陷；不僅如此光子晶體還能更有效地控制光的行為，更有目的地改變光的傳播方向及其空間光強分布。所以，近年來利用在襯底或透明導電膜上制作二維晶體結構來提高LED發光亮度的技術方法鋒芒畢露，備受青睞，涌現出大量的專利文獻。但用于制作光子晶體掩膜層的方法、裝置或系統還不夠成熟，要么生產效率低下、生產成本較高、難于實現大批量生產，如電子束、離子束刻蝕等；要么功能單一，只能制作一兩種光子晶體結構，若需要改變光子晶體結構，就得更新設備，如某些專利文獻中提到的雙光束干涉法或三光束法制作二維光子晶體的裝置；要么就是結構比較復雜，如某些文獻中提到的四光束干涉法制備二維光子晶體的結構等。尋求能用于制作光子晶體掩膜層的結構簡單、價格低廉的、多功能的曝光系統，促進LED產業化進程的工作勢在必行。因此，如何提供一種結構簡單、價格低廉的、多功能的可用于制作光子晶體掩膜層的多光束曝光系統是本領域技術人員亟待解決的一個技術問題。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種結構簡單、價格低廉的、多功能的可用于制作光子晶體掩膜層的多光束曝光系統。為了達到上述的目的，本技術采用如下技術方案—種可用于制作光子晶體掩膜層的多光束曝光系統，其特征在于，包括沿著主光軸方向由前至后依次設置的激光光源、擴束準直系統、分束合光裝置以及用于承載晶片的晶片固定裝置，所述激光光源發出的光束經所述擴束準直系統后進入所述分束合光裝置，所述分束合光裝置將接收到的光束分光后再匯集到所述晶片固定裝置上。優選的，所述擴束準直系統與所述晶片固定裝置之間沿著主光軸方向設置兩個以上的分束合光裝置，不同的分束合光裝置分出的除沿著主光軸方向的分光束以外的分光束光路的方向均不同。優選的，所述分束合光裝置包括一個設置于主光軸上的X型分光棱鏡、兩個反射鏡以及用于支撐和調節對應的反射鏡的角度的反射鏡調角裝置，兩個反射鏡分別位于所述X型分光棱的兩側，所述X型分光棱鏡將接收到的光束分成三束分光束兩束反射光以及一束透射光，所述兩束反射光分別經對應的反射鏡反射后傳播到晶片固定裝置上，所述透射光沿著主光軸方向直接傳播到晶片固定裝置上或者經位于后方的分束合光裝置傳播到晶片固定裝置，各分光束在晶片固定裝置上相遇并交疊。優選的，所述X型分光棱鏡是由四塊直角棱鏡通過分束膜粘合而成的立方體。優選的，所述分束膜將入射光束按I :1的比例分成透射光和反射光。優選的，所述反射鏡為寬帶介質膜高反射鏡，其對可見光及紫外光具有高反射性。 優選的，所述反射鏡調角裝置能夠實現反射鏡上下左右180度調角。優選的，每條分束光路中設有電動快門。優選的，每條分光束路中分別設有光強衰減器。優選的，所述光強衰減器能夠連續改變光強。優選的，所述X型分光棱鏡與對應的反射鏡之間分別設置對應的電動快門和對應的光強衰減器，所述晶片固定裝置和相鄰的X型分光棱鏡之間也設置對應的電動快門和對應的光強衰減器，所述電動快門和對應的光強衰減器的前后位置分別能夠互換。優選的，所述激光光源是固體激光器、或氣體激光器、或半導體激光器、或單個激光器、或多個激光器組合而成的光源、或可見光激光器、或不可見光激光器。優選的，所述擴束準直系統包括沿著主光軸方向由前至后依次設置擴束鏡和準直鏡。優選的，所述擴束鏡是消球差雙凹透鏡，所述準直鏡是凸透鏡，其中，所述凸透鏡的前焦點和所述消球差雙凹透鏡的前焦點重合。優選的，所述凸透鏡是雙凸透鏡或平凸透鏡。優選的，所述晶片固定裝置是只具有固定作用的晶片支撐架或者是可轉動的晶片夾持器。優選的，所述晶片固定裝置能夠沿著主光軸方向前后移動。本技術的有益效果如下本技術針對
技術介紹
中提到的技術問題，借用投影儀中光學引擎的結構，并對其進行改造，反向用之，提供一種結構簡單、價格低廉的、多功能的可用于制作光子晶體掩膜層的多光束曝光系統。通過有選擇地控制其中一個或幾個電動快門的開關，就能夠實現雙光束曝光、或三光束曝光；通過控制各個光強衰減器調整各分束光的強度，就可以在分束光交疊的區域得到清晰的亮案條紋，實現對晶片有效曝光。此外，各LED企業可根據所要制作的光子晶體的復雜程度，通過在所述擴束準直系統與所述晶片固定裝置之間沿著主光軸方向設置不同數量的分束合光裝置，不同的分束合光裝置分出的除沿著主光軸方向的分光束以外的分光束光路的方向均不同，從而可以選擇運用三光束曝光系統(采用一個分束合光裝置)、五光束曝光系統(采用兩個分束合光裝置)、七光束曝光系統(采用三個個分束合光裝置)、九光束曝光系統(采用四個分束合光裝置)……等等任意多光束曝光系統。因而，擴大了本技術的應用范圍，增強了本技術的功能。另外，由于所述分束合光裝置包括一個設置于主光軸上的X型分光棱鏡、兩個反射鏡以及用于支撐和調節對應的反射鏡的角度的反射鏡調角裝置，兩個反射鏡分別位于X型分光棱的兩側，所述X型分光棱鏡將接收到的光束分成三束分光束，因此，可以通過調整各個反射鏡的角度，就可以制作出不同周期的光子晶體掩膜層。因而，進一步擴大了本技術的應用范圍，使得本技術的功能進一步擴展?？偟恼f來，本技術提供的一種可用于制作光子晶體掩膜層的多光束曝光系統的有益效果如下一、結構簡單、價格低廉，使用靈活，易于實現；二、利用光束干涉原理曝光，無需掩膜版，具有較高的成本優勢； 三、通過控制各電動快門的開關和各反射鏡的角度很容易實現雙光束曝光、三光束曝光、四光束曝光、五光束曝光……等等多光束曝光，實現一種設備具有多種功能，可用于制作各種光子晶體結構；四、系統既可以簡化、降低成本，用于簡單的光子晶體的制作，又可以通過增加分束合光裝置的數量和相應的光強衰減器及電動快門對系統進一步升級，以滿足將來更復雜結構的光子晶體的制作；五、系統中的晶片固定裝置可以在只具有固定作用的晶片支撐架和可轉動的晶片夾持器之間靈活選擇，以方便用簡單的系統，通過單次或多次曝光的方式，形成所需要的光子晶體掩膜層；六、反射鏡為寬帶介質膜高反射鏡，對各種波長具有高反射性，便于激光光源的選擇和更換。七、生產過程環保無污染、生產效率較高、便于大批量商業化生產。附圖說明本技術的可用于制本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可用于制作光子晶體掩膜層的多光束曝光系統，其特征在于，包括沿著主光軸方向由前至后依次設置的激光光源、擴束準直系統、分束合光裝置以及用于承載晶片的晶片固定裝置，所述激光光源發出的光束經所述擴束準直系統后進入所述分束合光裝置，所述分束合光裝置將接收到的光束分光后再匯集到所述晶片固定裝置上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：丁海生，李東昇，馬新剛，江忠永，張昊翔，王洋，李超，熊展，章帥，
申請(專利權)人：杭州士蘭明芯科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：