[實(shí)用新型]一種無掩膜光學(xué)光刻系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721397945.7
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN207557645U
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊彪;周金運(yùn);雷亮
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種無掩膜光學(xué)光刻系統(tǒng)，包括照明光學(xué)子系統(tǒng)、空間光調(diào)制子系統(tǒng)及投影光學(xué)子系統(tǒng)；照明光學(xué)子系統(tǒng)用于出射能量分布均勻、與空間光調(diào)制子系統(tǒng)的光軸平行的光束；空間光調(diào)制子系統(tǒng)包括數(shù)字光纖合束器和與其相連的控制器；數(shù)字光纖合束器為由多束直徑為微米級別的外包光纖，按照預(yù)設(shè)排列方式排列且呈對稱分布在兩側(cè)的光纖合束、多個陣列分布的連接小室及位于連接小室狹縫內(nèi)的像元開關(guān)構(gòu)成；投影光學(xué)子系統(tǒng)包括投影透鏡組和基板，用于將掩膜圖形先分割后按Z字形路線進(jìn)行拼接，并成像在基板。本申請使用數(shù)字光纖合束器作為動態(tài)掩膜產(chǎn)生器件，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時、高效率和低成本的圖形轉(zhuǎn)移，提高了圖形成像質(zhì)量，增強(qiáng)了曝光量。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及無掩膜光刻技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無掩膜光學(xué)光刻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，光刻技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，光刻圖案特征尺寸逐漸變小，且光刻圖形結(jié)構(gòu)愈趨復(fù)雜及多樣化。傳統(tǒng)的掩模光刻技術(shù)出現(xiàn)了制作困難和費(fèi)用攀升的問題。

為了降低掩模制作的成本，無掩模光刻技術(shù)誕生，例如離子/電子束直寫技術(shù)，激光直寫技術(shù)，但是現(xiàn)有的無掩膜光刻設(shè)備價格昂貴，且光刻速度較慢。

數(shù)字光刻系統(tǒng)作為一種無掩膜光刻設(shè)備，動態(tài)掩模的核心部件為數(shù)字微反射鏡，數(shù)字微反射鏡為一種純數(shù)字化空間光調(diào)制器，由百萬個約十幾微米的方形微鏡組成，控制信號二進(jìn)制的“1”和“0”狀態(tài)對應(yīng)微鏡+12°和-12°偏轉(zhuǎn)的兩穩(wěn)態(tài)。

數(shù)字微反射鏡的光刻系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時、高效率和低成本的圖形轉(zhuǎn)移，從而實(shí)現(xiàn)了快速、批量化、低成本光刻。數(shù)字光刻系統(tǒng)在保證高端電子產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡管降低了成本，但是由于數(shù)字微反射鏡由多塊微鏡集成，微鏡間不可避免的具有縫隙，導(dǎo)致入射光會產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，而反射成像會損耗一部分光能；這些微鏡構(gòu)成二維陣列，光刻時紫外光源照明這些小周期的光柵結(jié)構(gòu)會發(fā)生衍射，衍射光再通過縮微投影系統(tǒng)，由于有限透射孔的低通濾波特性，所以高階衍射的損失會導(dǎo)致曝光圖形的像邊緣模糊。此外，微鏡的制作工藝極其復(fù)雜，對設(shè)備的要求極為苛刻。

可見，如何提高無掩膜光學(xué)光刻設(shè)備的圖形成像質(zhì)量，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型實(shí)施例的目的是提供一種無掩膜光學(xué)光刻系統(tǒng)，能夠?qū)崟r、高效的傳遞圖形，提高圖形成像質(zhì)量和增強(qiáng)曝光量。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供以下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種無掩膜光學(xué)光刻系統(tǒng)，包括：

照明光學(xué)子系統(tǒng)、空間光調(diào)制子系統(tǒng)及投影光學(xué)子系統(tǒng)；

所述照明光學(xué)子系統(tǒng)用于出射能量分布均勻、與所述空間光調(diào)制子系統(tǒng)的光軸平行的光束；

所述空間光調(diào)制子系統(tǒng)包括數(shù)字光纖合束器和與控制器，所述數(shù)字光纖合束器與所述控制器相連，所述數(shù)字光纖合束器出射的光束投射至所述投影光學(xué)子系統(tǒng)；用于通過所述控制器控制所述數(shù)字光纖合束器動態(tài)地獲得掩膜圖形；

其中，所述數(shù)字光纖合束器為由多束直徑為微米級別的外包光纖，按照預(yù)設(shè)排列方式排列且呈對稱分布在兩側(cè)的光纖合束、多個陣列分布的連接小室及位于連接小室狹縫內(nèi)的像元開關(guān)構(gòu)成；所述控制器用于通過控制所述像元開關(guān)的遮光散光板，以實(shí)現(xiàn)控制所述照明光學(xué)子系統(tǒng)出射的光束經(jīng)過一側(cè)的光纖合束是否傳輸至另一側(cè)的光纖合束；

所述投影光學(xué)子系統(tǒng)包括投影透鏡組和基板；所述投影透鏡組用于將所述掩膜圖形先分割后按Z字形路線進(jìn)行拼接，并將拼接后的掩膜圖形縮小、成像在所述基板上。

可選的，所述照明光學(xué)子系統(tǒng)包括準(zhǔn)分子激光器、擴(kuò)束透鏡組、兩級蠅眼均勻器及準(zhǔn)直透鏡組；