直写式曝光系统及光刻机

技术领域

本发明涉及光刻领域，特别涉及一种直写式曝光系统及光刻机。

背景技术

众所周知，激光直写光刻机用于进行集成电路等的制造，具有良好的适应性和灵活性，且具有相对更低的加工成本，在线路板行业、掩膜板制造等行业被广泛应用。然而，直写式的光刻机调节光刻分辨率和蚀刻尺寸时，需要进行部件的移动、更换及定位等步骤，因此具有作业繁琐的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种直写式曝光系统，能够便利地调节光刻范围和蚀刻尺寸。

本发明还提出一种具有上述直写式曝光系统的光刻机。

根据本发明的第一方面实施例的直写式曝光系统，包括：激光光源、引射系统、空间光调制器和基板安装平台，激光光源安装于可旋转的安装工件并能够进行自转；引射系统包括第一引射镜组、第二引射镜组和第三引射镜组，所述安装工件能且仅能带动所述激光光源旋转朝向所述第一引射镜组、所述第二引射镜组和所述第三引射镜组的其中之一，所述第一引射镜组、所述第二引射镜组和所述第三引射镜组均能够对激光进行引导和均匀化且三者对激光的折射率相异；第一成像镜组、第二成像镜组和第三成像镜组分别与所述第一引射镜组、所述第二引射镜组和所述第三引射镜组对接；空间光调制器安装于可移动的位移平台，所述空间光调制器能够位移至所述第一引射镜组和所述第一成像镜组之间，或者位移至所述第二引射镜组和所述第二成像镜组之间，或者位移至所述第三引射镜组和所述第三成像镜组之间，并将激光处理为成像光；基板安装平台能够位移至与所述第一成像镜组、所述第二成像镜组和所述第三成像镜组的其中之一对接。

根据本发明实施例的直写式曝光系统，至少具有如下有益效果：激光光源发出激光后，激光将会射入于引射系统中。激光在引射系统中进行引导和均匀化之后，将会射入空间光调制器，并由空间光调制器将激光处理为成像光。随后，成像光将会射入于第一成像镜组、第二成像镜组和第三成像镜组的其中之一，并由其进行成像处理，最后成型结果则会投射于基板安装平台，从而完成光刻作业。

需要对成像的分辨率、精度等进行调节时，可以通过安装工件驱动激光光源进行旋转。激光光源在旋转时，将会与所述第一引射镜组、所述第二引射镜组和所述第三引射镜组的其中之一对接，并最后通过第一成像镜组、第二成像镜组和第三成像镜组的其中之一射出。由于对激光光源进行旋转，即可得到相异的引射及成像处理，因此可以快捷、方便的对光刻分辨率进行切换，进而可以便利地进行作业。

根据本发明的一些实施例，所述第一引射镜组、所述第二引射镜组和所述第三引射镜组环绕所述激光光源分布；所述激光光源的旁侧设置有到位感应器，所述到位感应器与所述激光光源电连接并能够控制所述激光光源的启闭。

根据本发明的一些实施例，所述安装工件的旁侧设置有多个环绕其分布的定位卡点，所述定位卡点能够与所述激光光源卡接配合并对所述激光光源进行定位固定。

根据本发明的一些实施例，所述激光光源、所述第一引射镜组和所述第一成像镜组成列分布，所述第二引射镜组和所述第三引射镜组分别位于所述激光光源的两侧；所述第二引射镜组和所述第三引射镜组与所述第一引射镜组之间的距离大于所述激光光源所发出的激光的扩散距离。

根据本发明的一些实施例，所述第二引射镜组和所述第二成像镜组之间、所述第三引射镜组和所述第三成像镜组之间均设置有反光镜组，所述反光镜组能够令射入至所述第一成像镜组、所述第二成像镜组和所述第三成像镜组的激光具有相同的照射方向。

根据本发明的一些实施例，所述基板安装平台对接有微透镜阵列，所述微透镜阵列能够与所述第一成像镜组、所述第二成像镜组和所述第三成像镜组的至少其一对接，并对其传递而来的光线进行聚焦处理。

根据本发明的一些实施例，所述微透镜阵列包括与所述第一成像镜组对接的第一微透镜组、与所述第二成像镜组对接的第二微透镜组和与所述第三成像镜组对接的第三微透镜组，所述第一微透镜组、所述第二微透镜组和所述第三微透镜组均包括多个微透镜且三者具有相异的微透镜间距。

根据本发明的一些实施例，所述空间光调制器内具有多个微透镜，所述空间光调制器、所述第一微透镜组、所述第二微透镜组和所述第三微透镜组中的微透镜具有相同的数量和排列分布。

根据本发明的一些实施例，所述第一成像镜组、所述第二成像镜组和所述第三成像镜组均对应设置有定位点，所述定位点处设置有定位感应器，所述定位感应器与所述位移平台电连接。

根据本发明第二方面实施例的光刻机，包括根据本发明上述第一方面实施例的直写式曝光系统。

根据本发明实施例的光刻机，至少具有如下有益效果：激光光源发出激光后，激光将会射入于引射系统中。激光在引射系统中进行引导和均匀化之后，将会射入空间光调制器，并由空间光调制器将激光处理为成像光。随后，成像光将会射入于第一成像镜组、第二成像镜组和第三成像镜组的其中之一，并由其进行成像处理，最后成型结果则会投射于基板安装平台，从而完成光刻作业。

需要对成像的分辨率、精度等进行调节时，可以通过安装工件驱动激光光源进行旋转。激光光源在旋转时，将会与所述第一引射镜组、所述第二引射镜组和所述第三引射镜组的其中之一对接，并最后通过第一成像镜组、第二成像镜组和第三成像镜组的其中之一射出。由于对激光光源进行旋转，即可得到相异的引射及成像处理，因此可以快捷、方便的对光刻的分辨率进行切换，进而可以便利地进行作业。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的直写式曝光系统的示意图；

图2为图1示出的直写式曝光系统的第二引射镜组的示意图；

图3为图1示出的直写式曝光系统的第三引射镜组的示意图。

附图标记：激光光源100；引射系统200；第一引射镜组210；第二引射镜组220；第三引射镜组230；空间光调制器300；位移平台350；第一成像镜组410；第一成像透镜411；第二成像透镜412；第二成像镜组420；第三成像透镜421；第四成像透镜422；第三成像镜组430；第五成像透镜431；第六成像透镜432；第一微透镜组510；第二微透镜组520；第三微透镜组530；反光镜组600；基板安装平台800；安装工件900；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1，一种直写式曝光系统，包括：激光光源100、引射系统200、空间光调制器300和基板安装平台800，激光光源100安装于可旋转的安装工件900并能够进行自转；引射系统200包括第一引射镜组210、第二引射镜组220和第三引射镜组230，安装工件900能且仅能带动激光光源100旋转朝向第一引射镜组210、第二引射镜组220和第三引射镜组230的其中之一，第一引射镜组210、第二引射镜组220和第三引射镜组230均能够对激光进行引导和均匀化且三者对激光的折射率相异；第一成像镜组410、第二成像镜组420和第三成像镜组430分别与第一引射镜组210、第二引射镜组220和第三引射镜组230对接；空间光调制器300安装于可移动的位移平台350，空间光调制器300能够位移至第一引射镜组210和第一成像镜组410之间，或者位移至第二引射镜组220和第二成像镜组420之间，或者位移至第三引射镜组230和第三成像镜组430之间，并将激光处理为成像光；基板安装平台800能够位移至与第一成像镜组410、第二成像镜组420和第三成像镜组430的其中之一对接。激光光源100发出激光后，激光将会射入于引射系统200中。激光在引射系统200中进行引导和均匀化之后，将会射入空间光调制器300，并由空间光调制器300将激光处理为成像光。随后，成像光将会射入于第一成像镜组410、第二成像镜组420和第三成像镜组430的其中之一，并由其进行成像处理，最后成型结果则会投射于基板安装平台800，从而完成光刻作业。需要对成像的分辨率、精度等进行调节时，可以通过安装工件900驱动激光光源100进行旋转。激光光源100在旋转时，将会与第一引射镜组210、第二引射镜组220和第三引射镜组230的其中之一对接，并最后通过第一成像镜组410、第二成像镜组420和第三成像镜组430的其中之一射出。由于对激光光源100进行旋转，即可得到相异的引射及成像处理，因此可以快捷、方便的对光刻分辨率进行切换，进而可以便利地进行作业。

在某些实施例中，参照图1，第一引射镜组210、第二引射镜组220和第三引射镜组230环绕激光光源100分布；激光光源100的旁侧设置有到位感应器，到位感应器与激光光源100电连接并能够控制激光光源100的启闭。环绕的分布方式使得激光光源100在旋转时可以有效地切换与其对应的第一引射镜组210、第二引射镜组220和第三引射镜组230，从而有效地初步切换对激光的折射率。到位感应器则可以对激光光源100的到位与否进行检测，从而确保激光光源100准确到位后才会开启并射出激光，进而可以确保激光照射位置的准确性。

在某些实施例中，参照图2，安装工件900的旁侧设置有多个环绕其分布的定位卡点，定位卡点能够与激光光源100卡接配合并对激光光源100进行定位固定。定位卡点可以对安装工件900进行卡位，从而使得安装工件900带动激光光源100转动至与第一引射镜组210、第二引射镜组220和第三引射镜组230的对位后能够准确地进行定位和固定，进而确保激光光源100能够准确地进行激光照射动作。

在某些实施例中，参照图3，激光光源100、第一引射镜组210和第一成像镜组410成列分布，第二引射镜组220和第三引射镜组230分别位于激光光源100的两侧；第二引射镜组220和第三引射镜组230与第一引射镜组210之间的距离大于激光光源100所发出的激光的扩散距离。成列分布的激光光源100、第一引射镜组210和第一成像镜组410使得激光光源100所发出的激光能够直接经过第一引射镜组210并达到第一成像镜组410，从而可以快捷、方便地进行光刻作业。并且还可以通过第一引射镜组210对第二引射镜组220和第三引射镜组230进行分隔，且由于第二引射镜组220和第三引射镜组230与第一引射镜组210之间的距离大于激光光源100所发出的激光的扩散距离，因此可以有效地避免激光在对第一引射镜组210、第二引射镜组220和第三引射镜组230的其中之一进行照射时影响至另一，进而确保光刻作业可以顺利、稳定地进行。

在某些实施例中，参照图2，第二引射镜组220和第二成像镜组420之间、第三引射镜组230和第三成像镜组430之间均设置有反光镜组600，反光镜组600能够令射入至第一成像镜组410、第二成像镜组420和第三成像镜组430的激光具有相同的照射方向。反光镜组600可以对第二引射镜组220和第三引射镜组230传递而来的激光进行反射，从而调整激光的照射朝向角度。由于位移平台350带动空间光调制器300进行位移时，难以更改空间光调制器300的朝向角度，因此反射镜组能够顺利地将激光的照射角度调整至与空间光调制器300相匹配，进而确保空间光调制器300能够顺利地对激光进行处理。

具体地，第一成像镜组410包括第一成像透镜411和第二成像透镜412，第一成像透镜411和第二成像透镜412能够分别对成像光进行两次折射，从而使得成像光能够进行方向调整。第二成像镜组420包括第三成像透镜421和第四成像透镜422，第三成像透镜421和第四成像透镜422能够分别对成像光进行两次折射，从而使得成像光能够进行方向调整。第三成像镜组430包括第五成像透镜431和第六成像透镜432，第五成像透镜431和第六成像透镜432能够分别对成像光进行两次折射，从而使得成像光能够进行方向调整。

在某些实施例中，参照图3，基板安装平台800对接有微透镜阵列，微透镜阵列能够与第一成像镜组410、第二成像镜组420和第三成像镜组430的至少其一对接，并对其传递而来的光线进行聚焦处理。微透镜阵列能够进一步地对第一成像镜组410、第二成像镜组420和第三成像镜组430所传递而来的成像光进行分辨率调整，从而可以进一步地提高成像结果的分辨率，进而可以减小光斑的尺寸并提高光刻作业的清晰度。

在某些实施例中，参照图2，微透镜阵列包括与第一成像镜组410对接的第一微透镜组510、与第二成像镜组420对接的第二微透镜组520和与第三成像镜组430对接的第三微透镜组530，第一微透镜组510、第二微透镜组520和第三微透镜组530均包括多个微透镜且三者具有相异的微透镜间距。第一微透镜组510、第二微透镜组520和第三微透镜组530能够分别对第一成像镜组410、第二成像镜组420和第三成像镜组430所传递而来的成像光进行清晰度调节。相异的微透镜间距使得第一微透镜组510、第二微透镜组520和第三微透镜组530可以根据第一成像镜组410、第二成像镜组420和第三成像镜组430各自对应地成像光状态进行对应地分辨率和光斑大小调节，从而达到区别化的调节效果，进而便于提供区分化的调节选择。

在某些实施例中，参照图3，空间光调制器300内具有多个微透镜，空间光调制器300、第一微透镜组510、第二微透镜组520和第三微透镜组530中的微透镜具有相同的数量和排列分布。相同的数量和排列分布微透镜可以确保对同一激光光源100所产生的光线进行折射，从而确保激光光源100所发出的激光能够准确、顺利地被第一微透镜组510、第二微透镜组520和第三微透镜组530进行光斑的尺寸调节处理。

在某些实施例中，参照图1，第一成像镜组410、第二成像镜组420和第三成像镜组430均对应设置有定位点，定位点处设置有定位感应器，定位感应器与位移平台350电连接。定位感应器可以对位移平台350是否到位至第一成像镜组410、第二成像镜组420和第三成像镜组430所对应的定位点进行检测，从而确保空间光调制器300在准确到位后才会射出激光并通过空间光调制器300对激光进行调节，进而可以确保激光光源100能够在转动后准确地对激光进行处理作业。

具体地，空间光调制器300包括多个呈多拍多列分布的像素开关，通过光照改变不同位置的像素开关的启闭状态，实现对入射光的光强调制效果。不同位置的像素开关在启闭的过程中，将会对激光产生相异的反射或者折射效果，从而可以有效地达到对光强进行调制的目的。

本发明第二方面提供一种光刻机的实施例，包括以上的直写式曝光系统。激光光源100发出激光后，激光将会射入于引射系统200中。激光在引射系统200中进行引导和均匀化之后，将会射入空间光调制器300，并由空间光调制器300将激光处理为成像光。随后，成像光将会射入于第一成像镜组410、第二成像镜组420和第三成像镜组430的其中之一，并由其进行成像处理，最后成型结果则会投射于基板安装平台800，从而完成光刻作业。需要对成像的分辨率、精度等进行调节时，可以通过安装工件900驱动激光光源100进行旋转。激光光源100在旋转时，将会与第一引射镜组210、第二引射镜组220和第三引射镜组230的其中之一对接，并最后通过第一成像镜组410、第二成像镜组420和第三成像镜组430的其中之一射出。由于对激光光源100进行旋转，即可得到相异的引射及成像处理，因此可以快捷、方便的对光刻的分辨率进行切换，进而可以便利地进行作业。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。