CN112394619A - 一种直写光刻机的曝光系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种直写光刻机的曝光系统，其包括光源、匀光装置、中继透镜组、数字微反射镜阵列和曝光镜头，所述光源的光线依次通过所述匀光装置、所述中继透镜组、所述数字为反射阵列和所述曝光镜头，所述光源至少包括第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源的波长不同，所述匀光装置采用整合匀光装置，对所述第一光源和所述第二光源发出的光线进行整合匀光。

Description

一种直写光刻机的曝光系统
技术领域
本发明涉及一种直写光刻机的曝光系统，特别是一种应用于至少两光源的直写式光刻机的曝光系统。
背景技术
光刻技术广泛应用于半导体和PCB生产领域，是制作半导体器件、芯片和PCB板等产品的工艺步骤之一，其用于在基底表面上印刷特征图形，最终获得依据电路设计所需的图形结构。传统的光刻技术需要制作掩膜的母版或者菲林底片进行曝光操作，制作周期长，且每一版对应单一图形，不能广泛应用。为解决传统光刻技术的问题，直写光刻机构应运而生，其利用数字光处理技术，通过可编程的数字反射镜装置实现编辑不同的所需的图形结构，能够快速切换图形，其不仅可以降低成本，还可以减少制程的时间，正广泛应用于光刻技术领域。
光刻的原理是通过曝光的方法将掩膜图像转移到涂覆于基底表面的光刻胶上，然后通过显影、刻蚀等工艺，最终获得所需的图形结构。光刻胶是光刻工艺中的关键材料之一，常用的光刻胶包括油墨、防焊油墨等，也可分为干膜、湿膜等多种材料，其通过光照后形成相对于某些溶剂的可溶物或者不可溶物，通过刻蚀去除或者保留所述光刻胶，形成所需的图形结构。由于光刻胶材料的不同，其较佳的感光的波长也会发生变化，而目前应用于直写光刻机的激光光源的波长多为405nm，其对于防焊油墨等特定的光刻胶，由于曝光能量不足，光感应度低等问题，曝光效果不佳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够增强曝光效果的曝光系统。
为了解决上述问题，本发明提供了一种一种直写光刻机的曝光系统，其包括光源、匀光装置、中继透镜组、数字微反射镜阵列和曝光镜头，所述光源的光线依次通过所述匀光装置、所述中继透镜组、所述数字为反射阵列和所述曝光镜头，其特征在于，所述光源至少包括第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源的波长不同，所述匀光装置采用整合匀光装置，对所述第一光源和所述第二光源发出的光线进行整合匀光。
进一步的，所述光源为波长范围在360nm-410nm的至少两个波长的光源的任意组合。
进一步的，所述光源的波长为365nm、375nm、385nm、395nm或者405nm中至少两个波长的光源的任意组合。
进一步的，所述第一光源和所述第二光源的波长为375nm、405nm。
进一步的，所述匀光装置包括第一横向匀光棒、第二横向匀光棒和纵向匀光棒，所述第一横向匀光棒和所述第二横向匀光棒相对设置，所述纵向匀光棒垂直于所述第一横向匀光棒和所述第二横向匀光棒，所述第一光源和所述第二光源的光线在所述纵向匀光棒中整合。
进一步的，所述第一横向匀光棒和所述第二横向匀光棒均具有入射面、反射面和出射面，所述第一横向光源和所述第二横向光源的反射面彼此相接，所述第一光源的光线经所述第一横向匀光棒的反射面反射至所述纵向匀光棒，所述第二光源的光线通过所述第二横向匀光棒的反射面反射至所述纵向匀光棒。
进一步的，所述反射面与所述入射面的角度为45°。
进一步的，所述第一横向匀光棒、所述第二横向匀光棒和所述纵向匀光棒一体成型；或者所述第一横向匀光棒和所述第二横向匀光棒均具有一柱状匀光棒和直角棱镜，所述柱状匀光棒和直角棱镜之间具有空气间隙或胶粘组合。
进一步的，所述光源的数量大于2个，所述匀光装置中的横向匀光棒错位设置，或者所述匀光装置并排排列。
进一步的，所述曝光镜头为双远心曝光镜头。
所述曝光系统设有至少两个光源，所述至少两个光源具有不同的波长，不仅可以提高所述曝光系统的功率，同时不同波长光源的使用，也有利于提供更适用于光刻胶的光线。
附图说明
图1为本发明的曝光系统的示意图。
图2为本发明的一实施例匀光装置的示意图。
图3为本发明的一实施例匀光装置的光学示意图。
图4为本发明的另一实施例匀光装置的示意图。
图5为本发明的另一实施例匀光装置的示意图。
图6为本发明曝光镜头的示意图。
图7为本发明的应用于多个光源的匀光装置的顶视图。
图8为本发明的应用于多个光源的匀光装置的另一实施例的顶视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。
如图1所示，本发明的一种曝光系统，所述曝光系统包括第一光源1、第二光源2、匀光装置3、中继透镜组4、数字微反射镜阵列5和曝光镜头6，所述第一光源1和所述第二光源2发出的光线经过所述整合匀光装置3进入中继透镜组4，反射至所述数字微反射镜阵列5，并通过曝光镜头6投射至基板7，对基板7进行曝光操作。所述匀光装置采用整合匀光装置，所述匀光装置3对所述第一光源1和所述第二光源2发出的光线进行整合匀光，所述中继透镜组对进入其的光线进行准直放大，所述微反射镜阵列5根据曝光图形将光线经曝光镜头6投射至基板7。
所述第一光源1和所述第二光源2发出的光线具有不同的波长，对于不同的光刻胶，较佳的所述波长为365nm、375nm、385nm、395nm或者405nm中的两种，而对于防焊油墨进行曝光时，较佳的，所述第一光源1和所述第二光源2的波长分别为375nm和405nm。
如图2所示，所述匀光装置3包括第一横向匀光棒30、第二横向匀光棒31和纵向匀光棒32，所述第一光源1经由所述第一横向匀光棒30进行第一次匀光处理，所述第二光源2经由所述第二横向匀光棒31进行匀光处理，所述第一横向匀光棒30和所述第二横向匀光棒31彼此相对，所述纵向匀光棒32垂直于所述第一横向匀光棒30和所述第二横向匀光棒31。
如图2-3所示，所述第一横向匀光棒30包括入射面301、反射面302和出射面303，所述出射面303与所述入射面301垂直，所述反射面302与所述入射面301相对，与所述入射面301具有一定角度，较佳的，所述角度为45°。所述反射面302将经过所述第一横向匀光棒30全反射后的光线反射至所述纵向匀光棒32。所述第二横向匀光棒31与所述第一横向匀光棒30具有相同结构，所述第二横向匀光棒31包括入射面311、反射面312和出射面313，所述反射面312将经过所述第二横向匀光棒31全反射后的光线反射至所述纵向匀光棒32。所述反射面312与所述入射面311具有一夹角，较佳的，所述夹角为45°。从所述第一横向匀光棒31和所述第二横向匀光棒31出射的光线在所述纵向匀光棒32中整合匀光。
所述第一横向匀光棒30和所述第二横向匀光棒31的出射面312与所述纵向匀光棒32的入射面321相接，并所述第一横向匀光棒30和所述第二横向匀光棒31的出射面（303、313）的面积总和与所述纵向匀光棒32的入射面321的面积相等。所述第一横向匀光棒30的入射面301和所述第二横向匀光棒31的入射面311的面积小于所述纵向匀光棒32的入射面321。
所述匀光装置3可以一体成型，也可以通过柱状匀光棒和棱镜组合构成。
如图4-5所示，所述第一横向匀光棒30和所述第二横向匀光棒31均包括一横向柱状匀光棒（305、315）和一直角棱镜（306、316），所述反射面（302、312）为所述直角棱镜（306、316）的斜面，较佳的，所述斜面与所述直角面的角度为45°。所述第一横向匀光棒30的入射面301位于所述柱状匀光棒305与所述直角棱镜306相距较远的一端，所述直角棱镜306的斜面与所述柱状匀光棒32的入射面321相对，所述第一横向匀光棒30的出射面303位于所述直角棱镜306与所述入射面301垂直的直角面。所述第二横向匀光棒31与所述第一横向匀光棒30的结构相同。所述第一横向匀光棒30和所述第二横向匀光棒31的出射面（303、313）与所述纵向匀光棒32的入射面321相对，并所述第一横向匀光棒30和所述第二横向匀光棒31的出射面（303、313）的面积总和与所述纵向匀光棒32的入射面321的面积相等。
所述柱状匀光棒（305、315）、直角棱镜（306、316）和所述纵向匀光棒32可以通过胶粘的方式拼接，也可以留有一定空气间隙。
所述匀光装置3的材质可以是透明玻璃，较佳的是熔石英，所述匀光装置的反射面镀有反射膜。
所述曝光镜头6，较佳的，采用双远心曝光镜头，更佳的，采用适用于双波长的双远心曝光镜头，如图6所示，所述曝光镜头6包括依次设置的前透镜组60、光阑61和后透镜组62，所述光阑61位于所述前透镜组60和所述后透镜组62之间。
所述前透镜组60包括依次设置的第一透镜601，其为双凹透镜；第二透镜602，其为双凸透镜；第三透镜603，其为双凸透镜；第四透镜604，其为双凸透镜；第五透镜605为双凹透镜。较佳的，所述第一透镜601和第二透镜602构成粘合透镜。
所述后透镜组62包括依次设置的第六透镜621，其为双凸透镜；第七透镜622，其为双凹透镜，第八透镜623，其为弯月透镜；第九透镜624，其为弯月透镜；第十透镜625，其为弯月透镜；第十一透镜626，其为双凸透镜。其中所述第八透镜623的朝向光阑61一侧的曲率半径小于另一侧的曲率半径，所述第九透镜624和第十透镜625朝向光阑61一侧的曲率半径大于另一侧的曲率半径。
需要说明的是，上述第一透镜601、第二透镜602至第十一透镜626的描述，第一、第二等仅是为了区分透镜的命名方式，不代表排列顺序。
上述为本发明的一较佳实施例，其并不用于限定本发明的范围。所述后透镜组62中，所述第六透镜621并非是必须的，加入所述第六透镜621可以对光起到更好的汇聚作用；所述第八透镜623和所述第十一透镜626之间包含至少一个弯月透镜，所述弯月透镜朝向所述光阑61一侧的曲率半径大于另一侧的曲率半径。较佳的，位于所述第八透镜623和所述第十一透镜626之间的弯月透镜的数量为一至三个，弯月透镜可以增加光线的平滑度，使得像差减小。但是多个弯月透镜会增加成本，透过率减小。
所述曝光透镜可以正向使用，也可以反向使用。反向使用时，所述透镜朝向翻转，即进光一端的曲率半径的范围是相同的。
所述曝光系统中所述光源的数量并不限定于两个，有需要时可以大于两个，多个光源的波长可以均不相同，或部分相同，所述光源的波长范围360nm-410nm内任意组合 ，较佳的，选择365nm，375nm，385nm，395nm，405nm中的任意组合，根据应用于不同的光刻胶材料，选择不同的波长的光源进行整合。如图7所示，所述匀光装置3并列排列，并不限定于所述实施例中的两组匀光装置3，可以为多组。如图8所示，所述光源从多个方向进入所述匀光装置9，所述横向匀光棒90彼此错开，从多个方向汇聚，反射面906位于中心位置处。
所述曝光系统设有至少两个光源，所述至少两个光源具有不同的波长，不仅可以提高所述曝光系统的功率，同时不同波长光源的使用，也有利于提供更适用于光刻胶的光线。

Claims (10)

1.一种直写光刻机的曝光系统，其包括光源、匀光装置、中继透镜组、数字微反射镜阵列和曝光镜头，所述光源的光线依次通过所述匀光装置、所述中继透镜组、所述数字为反射阵列和所述曝光镜头，其特征在于，所述光源至少包括第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源的波长不同，所述匀光装置采用整合匀光装置，对所述第一光源和所述第二光源发出的光线进行整合匀光。
2.根据权利要求1所述的曝光系统，其特征在于：所述光源为波长范围在360nm-410nm的至少两个波长的光源的任意组合。
3.根据权利要求1所述的曝光系统，其特征在于：所述光源的波长为365nm、375nm、385nm、395nm或者405nm中至少两个波长的光源的任意组合。
4.根据权利要求1所述的曝光系统，其特征在于：所述第一光源和所述第二光源的波长为375nm、405nm。
5.根据权利要求1所述的曝光系统，其特征在于：所述匀光装置包括第一横向匀光棒、第二横向匀光棒和纵向匀光棒，所述第一横向匀光棒和所述第二横向匀光棒相对设置，所述纵向匀光棒垂直于所述第一横向匀光棒和所述第二横向匀光棒，所述第一光源和所述第二光源的光线在所述纵向匀光棒中整合。
6.根据权利要求4所述的曝光系统，其特征在于：所述第一横向匀光棒和所述第二横向匀光棒均具有入射面、反射面和出射面，所述第一横向光源和所述第二横向光源的反射面彼此相接，所述第一光源的光线经所述第一横向匀光棒的反射面反射至所述纵向匀光棒，所述第二光源的光线通过所述第二横向匀光棒的反射面反射至所述纵向匀光棒。
7.根据权利要求5所述的曝光系统，其特征在于：所述反射面与所述入射面的角度为45°。
8.根据权利要求4所述的曝光系统，其特征在于：所述第一横向匀光棒、所述第二横向匀光棒和所述纵向匀光棒一体成型；或者所述第一横向匀光棒和所述第二横向匀光棒均具有一柱状匀光棒和直角棱镜，所述柱状匀光棒和直角棱镜之间具有空气间隙或胶粘组合。
9.根据权利要求4所述的曝光系统，其特征在于：所述光源的数量大于2个，所述匀光装置中的横向匀光棒错位设置，或者所述匀光装置并排排列。
10.根据权利要求1所述的曝光系统，其特征在于：所述曝光镜头为双远心曝光镜头。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113515023A (zh) * 2021-07-28 2021-10-19 合肥芯碁微电子装备股份有限公司 双波段照明系统及具有其的无掩模直写光刻设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102103332A (zh) * 2011-03-14 2011-06-22 张雯 高速数字扫描直写光刻装置
CN103543609A (zh) * 2012-07-12 2014-01-29 上海微电子装备有限公司 用于光刻设备的双汞灯拼接曝光系统
CN104049465A (zh) * 2013-03-11 2014-09-17 上海微电子装备有限公司 一种偏振拼接照明系统
CN206557529U (zh) * 2017-03-16 2017-10-13 河南百合特种光学研究院有限公司 一种led混合波长的平行光曝光系统
JP2019079030A (ja) * 2017-10-24 2019-05-23 キヤノン株式会社 露光装置および物品の製造方法
CN210348191U (zh) * 2019-08-13 2020-04-17 苏州源卓光电科技有限公司 一种整合光源的光学系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102103332A (zh) * 2011-03-14 2011-06-22 张雯 高速数字扫描直写光刻装置
CN103543609A (zh) * 2012-07-12 2014-01-29 上海微电子装备有限公司 用于光刻设备的双汞灯拼接曝光系统
CN104049465A (zh) * 2013-03-11 2014-09-17 上海微电子装备有限公司 一种偏振拼接照明系统
CN206557529U (zh) * 2017-03-16 2017-10-13 河南百合特种光学研究院有限公司 一种led混合波长的平行光曝光系统
JP2019079030A (ja) * 2017-10-24 2019-05-23 キヤノン株式会社 露光装置および物品の製造方法
CN210348191U (zh) * 2019-08-13 2020-04-17 苏州源卓光电科技有限公司 一种整合光源的光学系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113515023A (zh) * 2021-07-28 2021-10-19 合肥芯碁微电子装备股份有限公司 双波段照明系统及具有其的无掩模直写光刻设备
CN113515023B (zh) * 2021-07-28 2023-08-22 合肥芯碁微电子装备股份有限公司 双波段照明系统及具有其的无掩模直写光刻设备

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