[发明专利]用于亚微米光学光刻构图的透镜光纤阵列

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及图像写入的方法和用于图像写入的曝光系统，更具体地讲，涉及无掩模光刻的方法和装置。

背景技术

随着集成电路的最小特征尺寸持续变小以及图形复杂度的持续增加，用于常规曝光系统中的掩模的加工、检测和处理的成本也在不断地上升。常规曝光系统，诸如例如光学光刻系统，使用光学步进机(stepper)来穿过透镜对光罩(reticle)或者“掩模(mask)”进行成像，以在层上形成图形。要在层上构图的区域通常比成像透镜的视场尺寸大很多，所以必须利用步进-重复(step-and-repeat)系统进行多次曝光。或者，可以通过利用步进-扫描(step-and-scan)系统以相对的方向同时移动光罩和所述层，来对该层构图。

常规的曝光系统还必须实现高分辨率和低失真度的成像。为了提高分辨率，光刻系统通常例如使用由多元件光学部件(multi-elementoptics)所组成的高数值孔径(NA)的成像系统。光学部件的高容差要求带来了制造困难，而多元件的精确校准要求带来了工作难度。另外，因为多元件光学部件必须在光学和机械组件之间的较大距离上提供尺度稳定性以维持分辨率、焦距和准确度，所以也带来了麻烦。

美国专利第6,133,986公开了一种常规的无掩模光刻系统，其使用一种耦合了高NA微透镜的低NA成像系统。所公开的系统由空间光调制器、多准直透镜、孔径阵列以及微透镜阵列组成。在该公开的系统中，来自空间光调制器的准直光在所述孔径阵列之上成像。所述微透镜阵列采集来自该孔径阵列的光并将其聚焦在要被构图的表面之上。但是，随着特征尺寸的降低，常规无掩模光刻系统的系统校准变得越来越难，并且，由于诸如球面象差、慧差以及失真等所导致的象差也带来了问题。

因此，需要克服现有技术的这些和其它问题，以提供更好的图像写入方法和用于无掩模图像写入的改进的装置。

发明内容

根据的多个实施例，提供了一种包括波导管阵列的曝光系统，所述波导管阵列用于引导光以构图辐射敏感材料。所述波导管阵列可以包括多个波导管。所述曝光系统还可以包括光调制器，用来独立地调制被耦合进所述波导管阵列的多个波导管中的光。

根据多个实施例，提供了一种包括光源、光学元件和光纤阵列的光刻系统，所述光源提供紫外(UV)光，光学元件调制该UV光，光纤阵列包含了多条光纤以聚焦该已调制UV光。该曝光系统还可以包括平台，用来相对于所述光纤阵列移动衬底。

根据多个实施例，还提供了一种光刻方法。可以将已调制光耦合进多条光纤。利用多条光纤，可以将所述的已调制光聚焦在设置于衬底上的光敏材料之上。然后，通过相对于所述的多条光纤对所述衬底进行平移和旋转至少之一，在所述光敏材料内写入期望图形。

应当理解，前述一般性说明和以下的具体说明仅是示例性和说明性的，并非对如权利要求所述的本发明做出限制。

附图被并入并构成本说明书的一部分，其图例说明了若干实施例，并连同说明书用于解释本发明的原理。

附图说明

图1示出了根据本教导的示例实施例的用于图像写入的曝光系统的示意图。

图2A和图2B示出了根据本教导的示例实施例的包括了透镜尖的光纤的示意图。

图3A和3B示出了根据本教导的示例实施例的在波导管阵列中的波导管的布置的视图。

图4示出了根据本教导的示例实施例的光纤对准系统的示意图。

图5A-5D示出了被旋转以使误差最小化和改变间距(pitch)的波导管阵列的示意图。

图6示出了根据本教导的示例实施例的用于图像写入的曝光系统的示意图。

图7示出了根据本教导的示例实施例的包括了透镜尖的波导管阵列的透视图。

图8示出了根据本教导的示例实施例的包括了具有透镜尖的光纤的波导管阵列的截面图。

图9示出了集成在衬底上的波导管阵列和多个VCSEL的局部截面图。

具体实施方式

以下讲详细参考所述示例实施例，附图中图示说明了实施例的各示例。在可能的情况下，在整个附图中使用相同的附图标记来指示相同或者相似的部分。

在此，术语“间距”是指通过相邻波导管(诸如光纤)在辐射敏感材料内写入的两条线之间的中心到中心的距离。

在此，术语“检测器”和“光学检测器”是指能够检测光的组件或者组件的系统，其例如包括电荷耦合器件(CCD)，光电二极管或者光电二极管阵列，互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器，CMOS阵列，以及光电倍增管(PMT)。