[發明專利]光學裝置及包含該裝置的光刻系統及其曝光方法

在審

• 申請號: 202110293836.5
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113050387A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 上海度寧科技有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海大邦律師事務所 31252
• 代理人: 陳丹楓

本發明涉及光學裝置及包含該裝置的光刻系統及其曝光方法，所述光學裝置包括空間光調制器，所述空間光調制器對光源照明面不同區域的光進行空間調制并反射為具有第一圖形的光；還包括至少一光學模組，所述光學模組用于將空間光調制器反射的具有第一圖形的光分割、空間反射和平移，并在最終像面投影出具有一定組合關系的曝光圖形。本發明增大了曝光過程中與曝光掃描方向相垂直方向的曝光圖形長度，提高了空間光調制器的有效利用率，進而提高了整個光學裝置的曝光效率，使得與空間光調制器配合使用的系統的使用費用進一步降低。

技術領域

本發明涉及半導體設備技術領域，尤其涉及光學裝置及包含該裝置的光刻系統及其曝光方法。

背景技術

光刻設備是將目標圖形轉移到襯底上的裝置，目前在集成電路、平板顯示、印刷電路板(PCB)等制造領域有著廣泛應用。通常的光刻設備是利用掩模來形成目標圖形，曝光裝置將目標圖形以一定的倍率投影到涂有光敏材料層的襯底上，如硅片、玻璃基板。為了降低掩模制作和光刻加工的成本，無掩模光刻技術得到越來越多的重視，例如將空間光調制器DMD(Digital Micromirror Device)用于曝光的無掩模光刻技術得到顯著發展，該技術借助DMD取代常規掩模并光刻成像，進而實現曝光，其光刻成像過程受計算機控制，便于更改數字虛擬掩模，且DMD綜合成本較低，可以循環使用。

上述無掩模光刻技術的光刻分辨率與生產效率相關，當光刻分辨率在5um及以上時，無掩模光刻技術的生產效率尚能滿足量產的要求，因此無掩模光刻技術在PCB領域得到廣泛的應用。當將無掩模光刻技術向5um及以下分辨率應用推廣時，無掩模光刻技術的生產效率就急劇下降，特別是在2um及以下分辨率應用時，生產效率下降更加明顯，雖然通過使用多套無掩模系統組合方式可以適當提高產率，但是設備成本又急劇增加，不能滿足量產經濟性要求，從而導致無掩模光刻技術無法在IC制造、先進封裝、LED、MEMS，以及平板顯示等泛半導體制造領域大量應用。

發明內容

針對上述現有技術的缺點，本發明的目的是提供光學裝置及包含該裝置的光刻系統及其曝光方法，以解決現有技術中的一個或多個問題。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

光學裝置，包括空間光調制器，所述空間光調制器對光源照明面不同區域的光進行空間調制并反射為具有第一圖形的光；所述光學裝置還包括至少一光學模組，所述光學模組用于處理所述具有第一圖形的光并在最終像面投影出第二圖形。

進一步的，所述光學模組包括至少一第一鏡頭組件、至少一第二鏡頭組件及至少一第三鏡頭組件，其中

進一步的，所述第一鏡頭組件設置于所述空間光調制器的出射端，以用于形成具有至少兩束第一母圖形的光；

所述第二鏡頭組件設置于所述第一鏡頭組件的出射端，以用于形成子圖形；

所述第三鏡頭組件用于將所述子圖形成像至像面形成第二圖形。

進一步的，所述光學模組包括至少一第五鏡頭組件以及至少一第六鏡頭組件，其中

所述第五鏡頭組件設置于所述空間光調制器的出射端，以用于將具有第一圖形的光分割成具有至少三束第二母圖形的光并且經過反射和平移形成子圖形；

所述第六鏡頭組件設置于所述第五鏡頭組件的出射端，以用于將所述子圖形成像至像面形成第二圖形，所述第二圖形由至少三個第二母圖形的光經過第五鏡頭組件和第六鏡頭組件成像后的像面圖形拼接或分離構成。

進一步的，所述第一鏡頭組件包括至少一第一鏡片組，所述第一鏡片組具有至少兩個反射面。

進一步的，所述第二鏡頭組件包括至少一個第二鏡片組和第三鏡片組；所述第二鏡片組和所述第三鏡片組用于將所述第一母圖形的光沿分割線方向進行位置調整。