專利名稱：高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工(包括PCB、FPD、LED、光掩模版等使用半導(dǎo)體加工工藝的加 工領(lǐng)域)所應(yīng)用的光刻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置。
背景技術(shù)：
光刻技術(shù)是當前半導(dǎo)體主流平面加工工藝技術(shù)中的一環(huán)，其用于在基片(也可稱 為基底)表面上形成特定結(jié)構(gòu)的特征圖形?；砂ㄓ糜谥圃彀雽?dǎo)體器件、多種集成電 路、平面顯示器(例如液晶顯示器)、印刷電路板(PCB)、發(fā)光二極管(LED)、生物芯片、微電子 機械系統(tǒng)(MEMS)、光電子線路芯片或光掩膜版等基片。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解本文的 描述，還應(yīng)用在本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他類型基片。在實際光刻過程中，基片被傳送帶或傳輸手臂自動或操作人員手動傳送至高精度 運動平臺的曝光吸盤上，再利用光刻設(shè)備內(nèi)的曝光裝置，將設(shè)計好的特征構(gòu)圖投射感光到 基片表面的感光劑上，然后再通過后續(xù)的加熱烘烤、圖像顯影和顯影后烘烤、刻蝕等工序， 可以實現(xiàn)設(shè)計圖案至基片表面的圖形轉(zhuǎn)移。在光刻過程中可以使用不同的投影光學(xué)裝置， 依據(jù)具體應(yīng)用，可以分為例如X射線、離子、電子或光子光刻的不同曝光裝置，這已為本領(lǐng) 域的技術(shù)人員所熟知。在此，僅出于說明目的，討論光刻的具體示例。印刷電路板(PCB)和平板顯示器(FPD)行業(yè)內(nèi)的所使用的光刻技術(shù)當前主要為平 行光光刻技術(shù)或接觸/近式光刻技術(shù)，其首先需要利用高精度直寫式光刻技術(shù)(該技術(shù)制 作精度較高，但生產(chǎn)效率較低下，相當于傳統(tǒng)掩模投影式生產(chǎn)效率的1/50)將設(shè)計的圖案制 作成光掩膜版/菲林版(或通稱為母板)，然后利用投影成像技術(shù)將母板上的設(shè)計特征圖案 轉(zhuǎn)換至基片上。該光刻技術(shù)具有以下缺點一、工序復(fù)雜。相對于本發(fā)明所屬的直寫光刻技 術(shù)，首先需要額外加工母板，且對模板的質(zhì)量具有較高的要求，否則直接影響產(chǎn)品的良率， 工序較為復(fù)雜。二、分辨率低。因為光學(xué)臨近效應(yīng)的影響，很難通過投影成像技術(shù)在基片表 面的感光劑上實現(xiàn)高精度的線條定義，分辨率較低。三、良率低。對于PCB和FPD行業(yè)，無 論其母板或基片的尺寸都較為巨大(當前主流尺寸超過400mmX400mm)，對母板和基片的光 刻加工技術(shù)提出較高的要求。在如此大的面積上形成特征圖形，不同地域的特征圖形因為 聚焦、系統(tǒng)穩(wěn)定性、光平行性或光均勻性的影響，很難均有較高的一致性和重復(fù)性，從而良 率欠佳。大規(guī)模集成電路加工行業(yè)(即半導(dǎo)體加工或代工行業(yè))、生物芯片、微電子機械系 統(tǒng)(MEMS)和光電子線路芯片制造業(yè)使用的為傳統(tǒng)步進式或步進掃描式光刻設(shè)備，其類似于 平行光光刻技術(shù)或接近/觸式光刻技術(shù)，首先也需要將設(shè)計圖案經(jīng)過分割，整合在一個光 掩膜版上，每套掩模版重復(fù)交疊形成特定功能的器件，然后再將此掩膜版上的圖形通過投 影成像技術(shù)轉(zhuǎn)換到基片上。對于步進式光刻技術(shù)，其通過移動平臺將基片運載到物鏡下的 特定位置，然后保持靜止狀態(tài)下投影曝光，然后運動平臺移動至下一個曝光位置再投影曝 光，以此類推，直至處理完整片基片。對于步進投影式，首先運動平臺將基片運載至物鏡的 特定位置，然后運動平臺和母板載運臺相向連續(xù)運動，實現(xiàn)母板圖形至基片的掃描投影曝光，然后運動平臺再移至下個曝光位置，以此類推，直至曝光完成整個基片。此類光刻技術(shù) 具有以下缺點一、分辨率高，母板依賴性強。步進式或步進掃描式光刻技術(shù)配以先進的準 分子激光光源可以實現(xiàn)主流的45nm及以下節(jié)點工藝的實現(xiàn)。但如此高的分辨率主要依賴 于母板特征尺寸的準確性和精準度，如果母板精度變差，可直接造成器件的失效。二、工序 復(fù)雜。為在基片上制造器件需要多塊母板。對于一個特定的器件，平均需要2(Γ40塊母板， 且伴隨著特征尺寸的減少以及對于較小特征尺寸的精確公差的精度要求變高的原因，每塊 母板均需要多次直寫才能成功，工序更為復(fù)雜。三、成本高。且伴隨著特征尺寸的減少以及 對于較小特征尺寸的精確公差的精度要求變高的原因，這些母板對于生產(chǎn)而言成本很高， 耗時很長，從而使利用分劃板的傳統(tǒng)晶片光刻制造成本越來越高，非常昂貴。四、系統(tǒng)維護 成本高。步進式或步進掃描式光刻機的內(nèi)部構(gòu)造及其復(fù)雜，且因為需要一次曝光的視場較 大，光學(xué)系統(tǒng)較為復(fù)雜，為保證高精度，設(shè)備整體對外圍環(huán)境要求較高，系統(tǒng)維護成本較高。 五、基片尺寸較大(400mmX400mm以上)的光掩膜版加工的光刻技術(shù)方法多采用直寫式光刻 技術(shù)(或稱無掩膜光刻技術(shù))，無掩膜系統(tǒng)使用圖形發(fā)生器(SLM)來代替母板。直接利用圖形 發(fā)生器產(chǎn)生于設(shè)計文檔一致的特征圖形，并通過光學(xué)投影技術(shù)投影曝光至基片表面?？臻g 光調(diào)制器包括數(shù)字微鏡陣列(DMD)或液晶顯示器(IXD)，圖形發(fā)生器包括一個可獨立尋址 和控制的象素陣列，每個象素可以對透射、反射或衍射的光線產(chǎn)生包括相位、灰度方向或開 關(guān)狀態(tài)的調(diào)制。當前應(yīng)用于光掩膜版加工的無掩膜光刻系統(tǒng)主要采用的是以下兩種方法 一、激光束直寫法；二、圖形發(fā)生器精縮排版曝光。其中，激光束直寫法是逐點曝光，采用高 能激光在光敏感襯底上直接產(chǎn)生圖形，缺點是加工速度較慢，單個基片曝光時間長；第二種 方法采用計算機控制圖形發(fā)生器的迂回掃描光刻，缺點是一方面效率較慢，再者分辨率較 低，并且受到單位象素的形狀和有效通光孔徑(fill-in factor)的限制，難以制作連續(xù)光 滑的圖形輪廓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置，其將加工效 率較為低的直寫式光刻技術(shù)應(yīng)用在半導(dǎo)體工業(yè)化加工中。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的一種高速數(shù)字掃描直寫光刻 裝置，其特征在于，其包括光源、光源準直光路、圖形發(fā)生器、成像光路系統(tǒng)、基底、自動運動 平臺、電腦、數(shù)據(jù)處理引擎、數(shù)據(jù)傳輸板、成像鏡頭，成像鏡頭組至少包含兩個數(shù)字微鏡陣列 和錐形反射棱鏡，錐形反射棱鏡實現(xiàn)數(shù)字微鏡陣列的拼接，設(shè)計文檔通過電腦傳送至數(shù)據(jù) 處理引擎、數(shù)據(jù)傳輸板，曝光光線從光源發(fā)出，進入光源準直光路，產(chǎn)生均勻的面光源投影 至圖形發(fā)生器，圖形發(fā)生器上的圖形信息伴隨光線進入成像光路系統(tǒng)，曝光光線穿過投影 光路最后投影在自動運動平臺所載的基底上。優(yōu)選地，所述光源為發(fā)光二極管、準分子激光器或汞燈等波長小于436nm的紫外 光源。優(yōu)選地，所述光源準直光路至少包含一個復(fù)眼和一片凸透鏡。優(yōu)選地，所述成像光路系統(tǒng)包括光耦合器、第一階光路成像系統(tǒng)、微透鏡陣列、微 光柵陣列和第二階光路成像系統(tǒng)，第一階光路成像系統(tǒng)實現(xiàn)光耦合器后的多個微透鏡陣列 的拼接像在微透鏡陣列上表面成像；微光柵陣列與微透鏡陣列對應(yīng)，實現(xiàn)消除或降低特定階的光或者不同像素調(diào)制的光之間的干涉；第二階光路成像系統(tǒng)實現(xiàn)微光柵陣列到基底表 面的投影成像。優(yōu)選地，所述錐形反射棱鏡的底面為正方形，其他四面為等腰三角形，四個等腰三 角形與底面正方形所成的面夾角均為四十五度。優(yōu)選地，所述錐形反射棱鏡的正方形底面平行于基底的曝光面放置。優(yōu)選地，所述錐形反射棱鏡的等腰三角形面將數(shù)字微鏡陣列的圖形反射至基底的 曝光面上。優(yōu)選地，所述每個數(shù)字微鏡陣列與錐形反射棱鏡中的一個等腰三角形面相對應(yīng)。優(yōu)選地，所述錐形反射棱鏡的兩個等腰三角形面作為兩個數(shù)字微鏡陣列的反射 優(yōu)選地，所述錐形反射棱鏡的四個等腰三角形面作為四個數(shù)字微鏡陣列的反射本發(fā)明的積極進步效果在于本發(fā)明可以省去掩膜版或菲林版的加工工序，并能 提高產(chǎn)品的加工速率，改善了產(chǎn)品加工的良率，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。


圖1為本發(fā)明高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置的原理框圖。圖2為本發(fā)明高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置的工作原理示意圖。圖3為錐形反射棱鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。圖如描述光路中含有兩個DMD時，DMD與錐形反射棱鏡關(guān)系的俯視圖；圖4b描述 光路中含有四個DMD時，DMD與錐形反射棱鏡關(guān)系的俯視圖。圖fe描述圖如光路中含有兩個DMD光路的側(cè)視圖；圖恥描述圖4b光路中含有 四個DMD光路的側(cè)視圖。圖6為帶有光源的四個DMD的光路圖。圖7為四個DMD光路放大系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為四個DMD光路縮放系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9a為多光路掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖9b為多光路掃描系統(tǒng)投影和光路排布 圖。圖IOa為同一 DMD內(nèi)交疊區(qū)域能量分布圖；圖IOb為一 DMD的陣列排布圖；圖IOc 為實現(xiàn)圖IOa所示的能量分布圖所需的DMD的列控制信號圖。圖11為多光路掃描能量分布補償?shù)氖疽鈭D。圖12為數(shù)據(jù)處理引擎的的數(shù)據(jù)處理流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的目的是提供一種高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置，其克服了直寫式光刻技術(shù) 原有的加工效率低下的缺點，整合無掩膜的優(yōu)勢，為直寫式光刻技術(shù)在半導(dǎo)體加工(包括 PCB、FPD、LED、光掩模板等使用半導(dǎo)體加工工藝的加工領(lǐng)域)中的工業(yè)化應(yīng)用提供一種方 法。其具體實施方法和原理如下所述如圖1所示，本發(fā)明高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置包括光源21、光源準直光路22、圖形發(fā) 生器23、成像光路系統(tǒng)M、基底25、自動運動平臺26、電腦27、數(shù)據(jù)處理引擎觀、數(shù)據(jù)傳輸 板四、成像鏡頭組和用戶操作系統(tǒng)等八個子系統(tǒng)構(gòu)成。光源21為LED (發(fā)光二極管)、準分 子激光器或汞燈等波長小于436nm的紫外光源。成像鏡頭組至少包含兩個數(shù)字微鏡陣列和 錐形反射棱鏡。如圖2所示，電腦27為用戶和設(shè)備的溝通端口，實際曝光過程中，一方面，設(shè)計文 檔通過電腦27傳送至數(shù)據(jù)處理引擎觀、數(shù)據(jù)傳輸板四，然后控制圖形發(fā)生器23產(chǎn)生時的 曝光圖樣。另一方面，曝光光線從光源21發(fā)出，進入光源準直光路22，產(chǎn)生均勻的面光源投 影至圖形發(fā)生器23，而此時圖形發(fā)生器23上的圖形信息伴隨光線進入成像光路系統(tǒng)24，曝 光光線穿過投影光路最后投影在自動運動平臺沈所載的基底25上。此過程，自動運動平 臺26沿方向13做勻速掃描運動，此為最基本的直寫掃描光刻裝置圖。光源準直光路至少 包含一個復(fù)眼和一片凸透鏡。如圖3所示，該錐形反射棱鏡Ml的形狀為錐形，底面為正方形，即底邊線條35、 36,37和38位于同一個平面內(nèi)，且四條直線以此首位相接且垂直組成一個正方形。其他四 面為等腰三角形，即側(cè)邊線條31、32、33和34分別有一端與下面的正方形面的角向交，另一 端交于同一點，且四條線條長度相同，且四個等腰三角形與底面正方形所成的面夾角均為 四十五度；若假設(shè)所使用的數(shù)字微鏡陣列(DMD)的正方形區(qū)域邊長為a，則錐形反射棱鏡的 底面正方形的邊長應(yīng)為2 (2a) 1/2，其余等腰三角形的腰長應(yīng)為(6a) 1/2。圖如、圖4b、圖fe和圖恥揭示了在實際曝光系統(tǒng)中，光耦合器部分兩個或四個數(shù) 字微鏡陣列相對于錐形反射棱鏡的位置關(guān)系。當系統(tǒng)中放置兩個數(shù)字微鏡陣列(DMD)時， 如圖如所示，錐形反射棱鏡241在系統(tǒng)中倒置放置，即棱鏡的正方形底面平行于基底的曝 光面放置，錐形反射棱鏡的等腰三角形面將DMD的圖形反射至基底的曝光面上。每個DMD 與錐形反射棱鏡中的一個等腰三角形面相對應(yīng)。錐形反射棱鏡的兩個等腰三角形面作為兩 個數(shù)字微鏡陣列的反射面。錐形反射棱鏡的四個等腰三角形面作為四個數(shù)字微鏡陣列的反 射面。如圖如所示，第一數(shù)字微鏡陣列23a和第二數(shù)字微鏡陣列2 投影于相鄰的兩個等 腰三角形面。如圖fe所示，第一數(shù)字微鏡陣列23a垂直于第二數(shù)字微鏡陣列23b，且第一 數(shù)字微鏡陣列23a中所選取的正方形曝光區(qū)域的一條對角線垂直于錐形反射棱鏡Ml的 正方形地面，且該對角線的一端投影至等腰三角形的上頂點(非正方形底面上的那點)，另 一條對角線與與之對應(yīng)的等腰三角形的中位線所構(gòu)成的平面平行于錐形反射棱鏡的底面 正方形。依據(jù)上述排列，第一數(shù)字微鏡陣列23a和第二數(shù)字微鏡陣列2 經(jīng)過等腰三角形 的反射在基底分別形成第一像43a和第二像43b，且兩個像一邊有交疊。當系統(tǒng)中放置四 個數(shù)字微鏡陣列(DMD)時，如圖4b所示，相似于兩個DMD，四個DMD分別對應(yīng)錐形反射棱鏡 241的四個等腰三角形面，且DMD在等要三角形面的放置關(guān)系與兩個DMD時相同。圖恥是 圖4b的截面圖。如圖4b所示，第三數(shù)字微鏡陣列23c和第四數(shù)字微鏡陣列23d投影于相 鄰的兩個等腰三角形面。如圖恥所示，依據(jù)上述排列，第三數(shù)字微鏡陣列23c和第四數(shù)字 微鏡陣列23d經(jīng)過等腰三角形的反射在基底分別形成第三像43c和第四像43d，且兩個像一 邊有交疊。圖6揭示了帶有光源21的完整的四個DMD的光耦合器60，圖6為圖恥的衍生，它 亦為一個界面圖。圖中，第一光源21a和第三光源21c發(fā)出的點光源經(jīng)過第一光源準直光路2 和第三光源準直光路22c轉(zhuǎn)變成均勻的面光源，然后投影至反射鏡，經(jīng)反射鏡反射后 投影至第一數(shù)字微鏡陣列23a和第二數(shù)字微鏡陣列23b，然后再經(jīng)過錐形反射棱鏡241的反 射，最終在基底形成第一像43a和第二像43b。成像光路系統(tǒng)M包括第一光路系統(tǒng)。圖7揭示了一種帶有光耦合器60的第一光 路系統(tǒng)70。該系統(tǒng)由光耦合器60、第一階光路成像系統(tǒng)M2、微透鏡陣列M3、微光柵陣列 244和第二階光路成像系統(tǒng)245構(gòu)成。實際曝光設(shè)備中，光耦合器60實現(xiàn)四個數(shù)字微鏡陣 列(DMD)的拼接；第一階光路成像系統(tǒng)242實現(xiàn)光耦合器后的多個DMD的拼接像在微透鏡 陣列上表面成像；微透鏡陣列243實現(xiàn)DMD中的單個像素像的縮放，提高系統(tǒng)分辨率；微光 柵陣列244與微透鏡陣列243對應(yīng)，實現(xiàn)消除或降低特定階的光或者不同像素調(diào)制的光之 間的干涉，進而提高成像質(zhì)量；第二階光路成像系統(tǒng)245實現(xiàn)微光柵陣列到基底25表面的 投影成像。該系統(tǒng)中，微透鏡陣列243中微透鏡的排布與DMD中選取的陣列排布相一致，且 單個微透鏡的直徑尺寸與DMD單像素經(jīng)過第一階成像系統(tǒng)放大后的像的尺寸相一致。即若 選取的DMD的陣列為700X700，單個像素的尺寸為13. 68um，第一階成像系統(tǒng)的放大倍率為 兩倍，則微透鏡的陣列為700X700，單個像素的尺寸為13. 68umX2=27. 36um。圖7設(shè)備系統(tǒng) 中所使用的微光柵陣列244的排布與微透鏡陣列243 —致，但微光柵陣列透光圓孔的直徑 不得大于微透鏡單個透鏡直徑的3/4，且不得小于1/2。圖8揭示了另外一種帶有四個DMD的光耦合器60的第二光路系統(tǒng)80。該系統(tǒng)相 對于圖7中的系統(tǒng)差別在于，圖8中的第二階光路成像系統(tǒng)245為縮小的倍率，其他系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)均相同。此系統(tǒng)可以實現(xiàn)高精度直寫式光刻設(shè)備方案。圖9a和9b揭示了一種可以實現(xiàn)工業(yè)化大面積基底的高產(chǎn)能要求的光路系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)，如圖所示，該結(jié)構(gòu)包含多個圖7所示的第一光路系統(tǒng)70，多個第一光路系統(tǒng)70呈陣列排 布，從而實現(xiàn)基片的一次掃描完成。在該系統(tǒng)中，多個成像光路排列為多行交叉排列，且保 證同一行光路軸心在同一個面上，且此面垂直于運動平臺的掃描方向；隨后的第二行光路 軸心也在同一個面上，且第二行中的光路在基片上的投影寬度(與平臺掃描方向相垂直的 寬度)與前一行中相鄰的兩個光路在基片上的投影寬度有交疊，且交疊的像素分別不得少 于八列。如圖所示，第一掃描投影81a、第二掃描投影81b和第三掃描投影81c分別為三個 第一光路系統(tǒng)70在基底25上的掃描投影，其中第一掃描投影81a和第三掃描投影81c由 排列在第一行的第一光路系統(tǒng)70掃描投影所得，第二掃描投影81b由排列在第二行的第一 光路系統(tǒng)70掃描投影所得。第二掃描投影81b在基底25上分別與第一掃描投影81a、第三 掃描投影81c有交疊。在實際曝光過程中，投影光路內(nèi)的DMD正方形投影圖形與運動平臺 的掃描方向在水平方向上有一定的夾角，而并非垂直。在實際曝光過程中，設(shè)備的多個成像光路的交疊處，為實現(xiàn)能量在曝光視場的均 一性要求，對邊緣交疊的像素進行能量遞增補償。如圖IOa所示，第二掃描投影81b為第一 光路系統(tǒng)在基底上的掃描帶，假設(shè)DMD由圖IOb所示的13X13微鏡陣列組成，則實際曝光過 程中，選取第1、2、3、4列微鏡反射至基底表面的能量為預(yù)設(shè)能量的20%、40%、60%和80%，同 時選取第13、12、11、10列微鏡反射至基底表面的能量為預(yù)設(shè)能量的20%、40%、60%和80%。 如圖11所示，當?shù)诙呙柰队?1b置于系統(tǒng)光路陣列時，設(shè)置第一掃描投影81a、第三掃描 投影81c的邊緣四列也有相似的能量，則掃描過程中如果因為運動平臺的精度誤差造成運 動平臺在與掃描方向相垂直的方向上的移位，也不會造成兩個100%的能量疊加或完全未曝光的現(xiàn)象，從而縮小了因為平臺精度問題造成的系統(tǒng)曝光精度控制問題。在實際能量百 分比的控制過程中，選取圖IOc所示的高低壓信號即可實現(xiàn)同一 DMD中不同列的能量控制。如圖12所示，該數(shù)據(jù)處理引擎分三步完成此轉(zhuǎn)換流程第一步，將設(shè)計文檔格式 轉(zhuǎn)換成媒介數(shù)據(jù)格式，此操作在主服務(wù)器內(nèi)完成，主要實現(xiàn)設(shè)計數(shù)據(jù)的X/Y方向的偏移/圖 形旋轉(zhuǎn)/數(shù)據(jù)鏡像/圖形比例調(diào)整/圖形反色/圖形反版；第二步完成媒介數(shù)據(jù)格式至位 圖的時時轉(zhuǎn)換，此操作在附服務(wù)器內(nèi)完成，且為時時操作，并未有數(shù)據(jù)存儲于附服務(wù)器的硬 盤中，主要實現(xiàn)媒介數(shù)據(jù)到位圖數(shù)據(jù)時時轉(zhuǎn)換、軟件對準和時時分割后圖形驗證功能。第三 步，主要實現(xiàn)位圖數(shù)據(jù)到DMD所識別的幀數(shù)據(jù)的時時轉(zhuǎn)換，此步驟由高速數(shù)據(jù)傳輸板和DMD 驅(qū)動板完成，目的為調(diào)整數(shù)據(jù)分辨率和曝光速率，以及協(xié)同信號同步板控制運動平臺掃描 速率和曝光數(shù)據(jù)傳輸速率的同步。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，這些 僅是舉例說明，在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變 更或修改。因此，本發(fā)明的保護范圍由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置，其特征在于，其包括光源、光源準直光路、圖形發(fā) 生器、成像光路系統(tǒng)、基底、自動運動平臺、電腦、數(shù)據(jù)處理引擎、數(shù)據(jù)傳輸板、成像鏡頭，成 像鏡頭組至少包含兩個數(shù)字微鏡陣列和錐形反射棱鏡，錐形反射棱鏡實現(xiàn)數(shù)字微鏡陣列的 拼接，設(shè)計文檔通過電腦傳送至數(shù)據(jù)處理引擎、數(shù)據(jù)傳輸板，曝光光線從光源發(fā)出，進入光 源準直光路，產(chǎn)生均勻的面光源投影至圖形發(fā)生器，圖形發(fā)生器上的圖形信息伴隨光線進 入成像光路系統(tǒng)，曝光光線穿過投影光路最后投影在自動運動平臺所載的基底上。
2.如權(quán)利要求1所述的高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置，其特征在于，所述光源為發(fā)光二 極管、準分子激光器或汞燈等波長小于436nm的紫外光源。
3.如權(quán)利要求1所述的高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置，其特征在于，所述光源準直光路 至少包含一個復(fù)眼和一片凸透鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置，其特征在于，所述成像光路系統(tǒng) 包括光耦合器、第一階光路成像系統(tǒng)、微透鏡陣列、微光柵陣列和第二階光路成像系統(tǒng)，第 一階光路成像系統(tǒng)實現(xiàn)光耦合器后的多個微透鏡陣列的拼接像在微透鏡陣列上表面成像； 微光柵陣列與微透鏡陣列對應(yīng)，實現(xiàn)消除或降低特定階的光或者不同像素調(diào)制的光之間的 干涉；第二階光路成像系統(tǒng)實現(xiàn)微光柵陣列到基底表面的投影成像。
5.如權(quán)利要求1所述的高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置，其特征在于，所述錐形反射棱鏡 的底面為正方形，其他四面為等腰三角形，四個等腰三角形與底面正方形所成的面夾角均 為四十五度。
6.如權(quán)利要求5所述的高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置，其特征在于，所述錐形反射棱鏡 的正方形底面平行于基底的曝光面放置。
7.如權(quán)利要求5所述的高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置，其特征在于，所述錐形反射棱鏡 的等腰三角形面將數(shù)字微鏡陣列的圖形反射至基底的曝光面上。
8.如權(quán)利要求7所述的高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置，其特征在于，所述每個數(shù)字微鏡 陣列與錐形反射棱鏡中的一個等腰三角形面相對應(yīng)。
9.如權(quán)利要求5所述的高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置，其特征在于，所述錐形反射棱鏡 的兩個等腰三角形面作為兩個數(shù)字微鏡陣列的反射面。
10.如權(quán)利要求5所述的高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置，其特征在于，所述錐形反射棱鏡 的四個等腰三角形面作為四個數(shù)字微鏡陣列的反射面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置，其包括光源、光源準直光路、圖形發(fā)生器、成像光路系統(tǒng)、基底、自動運動平臺、電腦、數(shù)據(jù)處理引擎、數(shù)據(jù)傳輸板、成像鏡頭，成像鏡頭組至少包含兩個數(shù)字微鏡陣列和錐形反射棱鏡，錐形反射棱鏡實現(xiàn)數(shù)字微鏡陣列的拼接，設(shè)計文檔通過電腦傳送至數(shù)據(jù)處理引擎、數(shù)據(jù)傳輸板，曝光光線從光源發(fā)出，進入光源準直光路，產(chǎn)生均勻的面光源投影至圖形發(fā)生器，圖形發(fā)生器上的圖形信息伴隨光線進入成像光路系統(tǒng)，曝光光線穿過投影光路最后投影在自動運動平臺所載的基底上。本發(fā)明可以省去掩膜版或菲林版的加工工序，并能提高產(chǎn)品的加工速率，改善了產(chǎn)品加工的良率，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
文檔編號G03F7/20GK102103332SQ20111005957
公開日2011年6月22日 申請日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者張雯 申請人:張雯