[實用新型]一種大面積投影光刻系統

有效

• 申請號: 201120224617.3
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN202133858U
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 雷亮;周金運;陳麗;魏威;江文龍
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本實用新型是一種大面積投影光刻系統，特別是一種用于光學投影曝光微納加工光刻領域中的掩模硅片對準技術。屬于大面積投影光刻系統的改造技術。

背景技術

光刻投影物鏡、掩模硅片對準系統、激光定位工件臺并稱為投影光刻機的三大核心部分。由于高密度的印刷電路板布線或者集成電路芯片都需要多次曝光才能制作完成，即每一次曝光前都需要與前面已曝光的圖形進行對準后才能曝光，以保證每次曝光都有正確的相對位置，簡稱為套刻曝光，而套刻精度正是取決于上述三大核心部件中的掩模硅片對準系統的對準精度。

掩模硅片對準系統按探測器的類型可分為衍射光柵型與光度型兩種。前者是通過相位變化來測量，目前的高精度投影光刻機基本都是采用該類型，但由于該類型的對準系統使用了分別為相位光柵與振幅光柵的兩塊高密度光柵，并需要后續的多塊半玻片、1/4玻片、光強調制器激光干涉儀等光學元件作為伺服系統，制作成本高昂。后者主要采用CCD視頻信號通過光強的變化作為對準依據，也就是將掩模與硅片上的對準標記同時成像在CCD上，通過計算對準標記的圖像中心在CCD靶面的坐標給出掩模和硅片的相對位置，這種方法簡單易行，但主要的缺陷是精度相對較低。

發明內容

本實用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種顯著提高對準精度,可直接媲美衍射光柵型對準系統的大面積投影光刻系統,本實用新型操作簡單，方便實用。

本實用新型的技術方案是：本實用新型的大面積投影光刻系統，包括有準分子激光器、照明系統、平移臺、掩模板、投影系統、硅片基板，其中掩模板及硅片基板分別裝設在平移臺的兩端，準分子激光器通過照明系統進行光路調制與光束質量優化后，使紫外激光的光斑透過安裝在平移臺一端位置上的掩模板，掩模板所成的激光物象通過投影系統成像在安裝在平移臺另一端位置上的硅片基板上。?

上述平移臺具有三個相互垂直的三維立體自由度，分別為水平方向x1，垂直紙面方向y1，豎直方向z；z的調節遵循物象共軛準則使得掩模板上的密布電路圖案通過投影系統曝光清晰成像在硅片基板上；x1與y1的大范圍調節使得系統實現的大面積投影光刻功能。

上述投影系統包括有兩個裝設位置分別與掩模板及硅片基板對應的轉角棱鏡、激光器、半反半透鏡、第一圖像傳感器、第二圖像傳感器，其中轉角棱鏡都鍍上介質膜，兩個半反半透鏡分別裝設在同軸對準激光器的光源的位置上，且兩個半反半透鏡的其中一個反射面分別與兩個轉角棱鏡的位置相對應，兩個半反半透鏡的另一個反射面分別與第一圖像傳感器及第二圖像傳感器的位置相對應，激光器在經過半反半透鏡后，其反射光經過轉角棱鏡的介質膜分別照明掩模板及硅片基板，所得到的視頻圖樣再次經半反半透鏡，最后分別被第一圖像傳感器及第二圖像傳感器獲取。

上述轉角棱鏡都鍍上對532nm高透、351nm高反的介質膜。

上述激光器為同軸對準光源。

上述激光器為摻釹釔鋁石榴石激光器。

上述平移臺與硅片基板通過具有x2、y2、θ三個方向的三維微調對準裝置連接。

本實用新型采用了準分子激光器通過照明系統進行光路調制與光束質量優化，使紫外激光的光斑透過安裝在平移臺一端位置上的掩模板，掩模板所成的激光物象通過投影系統，成像在平移臺另一端的硅片基板上的結構；本實用新型采用了計算機數字圖像處理中的模式識別方法實現掩模、硅片對準標記相對位置的計算，以取代傳統光度型方法中采用的求和投影算法的相對位置計算方式，可有效提高對準精度，本實用新型已成功使用在分辨精度為亞十微米級的大面積PCB印刷電路板的投影光刻機中，實驗數據證明本實用新型對準精度對比傳統方法有顯著的提高，可直接媲美衍射光柵型對準系統。本實用新型是一種設計巧妙，性能優良，方便實用的大面積投影光刻系統。本實用新型的對準方法操作簡單，方便實用。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理圖；

圖2為本實用新型中平移臺具有水平方向x1，垂直紙面方向y1，豎直方向z三個相互垂直的三維立體自由度的示意圖；

圖3為本實用新型中三維微調對準裝置具有x2、y2、θ三個方向的自由度的示意圖；

圖4為本實用新型對準方法的流程圖；

圖5為本實用新型旋轉轉角與相干峰峰值關系示意圖。

具體實施方式

實施例：