[實用新型]一種雙光子無掩膜曝光系統

有效

• 申請號: 202020458866.8
• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN211741831U
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 朱天宇;梅文輝;杜衛沖
• 申請（專利權）人: 中山新諾科技股份有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京匯智勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11346
• 代理人: 石輝;趙立軍

1.一種雙光子無掩膜曝光系統，其特征在于，包括光源(301)、擴束單元(302)、照明單元(303)、光學引擎陣列、基板(305)和移動平臺(306)，其中，所述光源(301)用于提供能夠促使光刻膠發生雙光子吸收聚合的激光光束，所述光源(301)包括多套激光器(311)，所述激光器(311)輸出可見光或近紅外光的激光光束；所述擴束單元(302)用于將入射到激光光束的光斑面積增大，以使經由所述照明單元(303)入射到所述光學引擎陣列的入射面的激光光束，能夠完全覆蓋所述光學引擎陣列的入射面；所述照明單元(303)接收由所述擴束單元(302)處理后的激光光束，再對入射的激光光束光斑的每一點的能量進行均勻處理，所述光學引擎陣列安裝在所述移動平臺(306)的上方，用于接收經由所述照明單元(303)處理后的激光光束，并生成曝光所需的曝光圖案，所述移動平臺(306)安裝在穩定的平臺上，用于移動涂覆有光刻膠層的所述基板(305)，所述光學引擎陣列出射的曝光光束照射到所述光刻膠層上，將該曝光圖案轉換到所述基板(305)上。

2.如權利要求1所述的雙光子無掩膜曝光系統，其特征在于，每一套所述激光器(311)通過具有M個輸入接頭和一個輸出接頭的導光光纖(321)，所述擴束單元(302)包括第一平行光柵(312)和第二平行光柵(322)，所述第一平行光柵(312)設置在由所述導光光纖(321)輸出的所述激光光束的下游光路上，用于將所述光源(301)輸出的激光光束進行擴束；所述第二平行光柵(322)設置在經由所述第一平行光柵(312)擴束后的激光光束的下游光路上，且與所述第一平行光柵(312)平行，用于將經由所述第一平行光柵(312)擴束后的激光光束進行準直。

3.如權利要求2所述的雙光子無掩膜曝光系統，其特征在于，所述第一平行光柵(312)與從所述導光光纖(321)輸出的激光光束的角度以及所述第一平行光柵(312)與所述第二平行光柵(322)之間的間距根據從所述導光光纖(321)輸出的激光光束的光斑大小和波長設置成：使從所述導光光纖(321)輸出的激光光束全部都能夠經由所述擴束單元(302)擴束處理。

4.如權利要求1所述的雙光子無掩膜曝光系統，其特征在于，所述光學引擎(304)包括空間光調制器(314)和透鏡組(324)，所述空間光調制器(314)用于將一束入射激光光束分成若干獨立的子光束，所有的子光束形成光束陣列，其中的每一束子光束經由所述透鏡組(324)中相應的透鏡進行成像，獲得有序排列的二維焦點陣列，該二維焦點陣列為所述曝光圖案(700)。

5.如權利要求4所述的雙光子無掩膜曝光系統，其特征在于，所述照明單元(303)輸出端激光光束使所述二維焦點陣列中每一個焦點的光場強度一致。

6.如權利要求4或5所述的雙光子無掩膜曝光系統，其特征在于，所述空間光調制器(314)為數字微反射鏡，所述數字微反射鏡中的每一個子單元為一個單位像素，處于打開狀態的所述子單元成像得到的單位像素點(701)組成所述曝光圖案(700)，所述單位像素點(701)中能夠引起光刻膠吸收聚合的激光焦點區域(702)的區域范圍與空間體積為λ³所照射到所述基板(305)上對應的平面區域范圍以及所述光刻膠的性質有關，λ為激光光束的波長。

7.如權利要求6所述的雙光子無掩膜曝光系統，其特征在于，所述光刻膠選用能夠在紫外光區域吸收聚合的光刻膠。

8.如權利要求6所述的雙光子無掩膜曝光系統，其特征在于，所述基板(305)的一側設置所述光刻膠層，或者，兩側都設置所述光刻膠層，所述光學引擎陣列的激光輸出端正對所述光刻膠層設置，對一側或兩側的所述光刻膠曝光。

9.如權利要求1所述的雙光子無掩膜曝光系統，其特征在于，每一套所述激光器(311)通過具有M個輸入接頭和一個輸出接頭的導光光纖(321)，將M套所述激光器(311)輸出的激光光束耦合成一束，投射到所述擴束單元(302)的入射面上。

10.如權利要求1所述的雙光子無掩膜曝光系統，其特征在于，所述光學引擎陣列為由N個光學引擎(304)排列成的一維陣列，N為自然數，且N大于或等于1。