[實用新型]一種雙光子無掩膜曝光系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020458866.8
• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN211741831U
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱天宇;梅文輝;杜衛(wèi)沖
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11346
• 代理人: 石輝;趙立軍

本實用新型公開了一種雙光子無掩膜曝光系統(tǒng)，其包括光源、擴(kuò)束單元、照明單元、光學(xué)引擎陣列、基板和移動平臺，光源用于光源輸出可見光或近紅外光的激光光束；擴(kuò)束單元用于將入射到激光光束的光斑面積增大，以使經(jīng)由照明單元入射到光學(xué)引擎陣列的入射面的激光光束；照明單元對入射的激光光束光斑的每一點的能量進(jìn)行均勻處理，光學(xué)引擎陣列生成曝光所需的曝光圖案，移動平臺安裝在穩(wěn)定的平臺上，用于移動所需曝光的基板，基板涂覆有光刻膠層，光學(xué)引擎陣列出射的曝光光束照射到光刻膠層上，將該曝光圖案轉(zhuǎn)換到基板上。本實用新型能夠有效提高無掩膜曝光時候圖像的分辨率，能夠高效快速地大面積曝光，從而提高生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及無掩膜光刻技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種雙光子無掩膜曝光系統(tǒng)。

背景技術(shù)

計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和無線通信極大程度上改變了世界經(jīng)濟(jì)，而這些我們?nèi)粘Ｉ钪械男畔⒏锩腔诩呻娐芳夹g(shù)。包含數(shù)億個晶體管都硅芯片以及包含無數(shù)集成元器件對集成電路板均使用光刻技術(shù)制造得到。光刻技術(shù)將空間信息放入基材中，而正是這些信息決定了基材的功能。目前，光刻技術(shù)已成為信息革命中的關(guān)鍵技術(shù)，幾乎可以肯定它將支撐未來基于納米技術(shù)的技術(shù)革命。

在硅半導(dǎo)體工藝中使用的光刻形式為OPT(中文全稱是“光學(xué)投影光刻”)技術(shù)，該技術(shù)中需要在掩膜板上以所需尺寸的四倍創(chuàng)建圖案，再通過大型并且十分昂貴的縮小透鏡，將掩膜板的圖案投影到硅晶片上。雖然OPT技術(shù)在飛速進(jìn)步，但其仍然具有較大的局限性，比如：成本非常高(通常可能超過200萬美元)，無法做到大尺寸、大幅面以及快速光刻。

隨著集成電路的發(fā)展，基板上的導(dǎo)線線寬和孔徑變得越來越小，一塊基板上包含的信息越來越多，集成電路板的功能也越來越強(qiáng)大，但也意味著更為精準(zhǔn)的光刻技術(shù)變得越來越重要。最近幾年，光芯片作為一種被認(rèn)為未來能夠代替電芯片的器件，現(xiàn)如今也在飛速發(fā)展，而一個光芯片的單元通常是一個馬赫曾德爾結(jié)構(gòu)，欲使得光芯片功能強(qiáng)大，則需要在單位面積內(nèi)構(gòu)筑盡可能多的馬曾結(jié)構(gòu)。這也類似于晶體管芯片，無論是硅基光芯片，還是鈮酸鋰基光芯片，都需要依靠光刻技術(shù)在芯片表面精確地加工出這些單元結(jié)構(gòu)，因此加工的精度以及效率變得尤為重要。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)大面積高分辨率曝光的雙光子無掩膜曝光系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供雙光子無掩膜曝光系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光源、擴(kuò)束單元、照明單元、光學(xué)引擎陣列、基板和移動平臺，其中，所述光源用于提供能夠引發(fā)光刻膠發(fā)生雙光子吸收聚合的激光光束，所述光源包括M套激光器，M為自然數(shù)，且M大于或等于1，所述激光器輸出可見光或近紅外光的激光光束；每一套所述激光器通過具有M個輸入接頭和一個輸出接頭的導(dǎo)光光纖，將M套所述激光器輸出的激光光束耦合成一束，投射到所述擴(kuò)束單元的入射面上；所述擴(kuò)束單元用于將入射到激光光束的光斑面積增大，所述擴(kuò)束單元用于將入射到激光光束的光斑面積增大，以使經(jīng)由所述照明單元入射到所述光學(xué)引擎陣列的入射面的激光光束，能夠完全覆蓋所述光學(xué)引擎陣列的入射面；所述照明單元接收由所述擴(kuò)束單元處理后的激光光束，再對入射的激光光束光斑的每一點的能量進(jìn)行均勻處理，所述光學(xué)引擎陣列安裝在所述移動平臺的上方，用于接收經(jīng)由所述照明單元處理后的激光光束，并生成曝光所需的曝光圖案，所述移動平臺安裝在穩(wěn)定的平臺上，用于移動所需曝光的所述基板，所述基板涂覆有光刻膠層，所述光學(xué)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(zhuǎn)換到所述基板上；其中，所述光學(xué)引擎陣列為由N個光學(xué)引擎排列成的一維陣列，N為自然數(shù)，且N大于或等于1。