[发明专利]一种激光直写系统与光刻方法

权利要求书

1.一种激光直写系统，其特征在于：包括焦距测量系统和曝光系统，所述焦距测量系统采用离线的方式测量整个待刻物体表面的三维形貌信息之后，将所述三维形貌信息转化为调焦信息并发送给所述曝光系统，所述曝光系统根据所述调焦信息，在对所述待刻物体表面进行光刻过程中，调节焦距以适合所述待刻物体表面的凹凸程度，使曝光点始终聚焦于所述光刻物体的表面。

2.如权利要求1所述的激光直写系统，其特征在于：所述调焦信息为物体表面各点的水平坐标X、Y值与该点的离焦量△Z之间的对应关系。

3.如权利要求1所述的激光直写系统，其特征在于：所述焦距测量系统集成于所述曝光系统中，该焦距测量系统与所述曝光系统至少共享同一个物镜和同一个载物台，所述载物台上放置所述待刻物体。

4.如权利要求3所述的激光直写系统，其特征在于：所述激光直写系统还包括控制物镜上下移动的第一驱动电机、驱动所述物镜和所述载物台做相对水平移动的第二驱动电机，以及中央控制器，通过所述物镜的上下移动和相对载物台的水平移动，所述焦距测量系统完成对整个待刻物体表面的三维形貌测量，并通过所述中央控制器计算获得所述调焦信息。

5.如权利要求4所述的激光直写系统，其特征在于：所述焦距测量系统还包括第一光源、测量光路、象散光学器件和第一CCD传感器，所述第一光源发出的入射光经过测量光路，从物镜入射到待刻物体表面，所述待刻物体表面发出的反射光则从物镜进入测量光路、象散光学器件和第一CCD传感器，测量时，所述第一光源发出的入射光在待刻物体表面形成一个光斑，所述第一CCD传感器根据该光斑大小，实时调整物镜的焦距，并在物镜与待刻物体表面做相对水平移动时，在若干选定的测量点上获取这些点的调焦信息。

6.如权利要求4所述的激光直写系统，其特征在于：所述曝光系统还包括第二光源、图形发生器和曝光光路，所述第二光源发出的入射光经过图形发生器、曝光光路，从物镜入射到待刻物体表面形成曝光图形。

7.如权利要求6所述的激光直写系统，其特征在于：所述激光直写系统还包括一在线调焦辅助系统。

8.如权利要求1所述的激光直写系统，其特征在于：所述焦距测量系统和所述曝光系统各自分离设置，该焦距测量系统与所述曝光系统各自包括一个物镜和一个载物台，其中焦距测量系统对应的物镜和载物台为测量物镜和测量载物台，曝光系统对应的物镜和载物台为曝光物镜和曝光载物台，所述测量载物台和曝光载物台均用以放置待刻物体。

9.如权利要求8所述的激光直写系统，其特征在于：所述焦距测量系统还包括控制测量物镜上下移动的第一驱动电机、驱动所述测量物镜和所述测量载物台做相对水平移动的第二驱动电机，以及中央控制器，通过所述测量物镜的上下移动和相对测量载物台的水平移动，所述焦距测量系统完成对整个待刻物体表面的三维形貌测量，并通过所述中央控制器计算获得所述调焦信息。

10.如权利要求9所述的激光直写系统，其特征在于：所述焦距测量系统还包括第一光源、测量光路、象散光学器件和第一CCD传感器，所述第一光源发出的入射光经过测量光路，从测量物镜入射到待刻物体表面，所述待刻物体表面发出的反射光则从测量物镜进入测量光路、象散光学器件和第一CCD传感器，测量时，所述第一光源发出的入射光在待刻物体表面形成一个光斑，所述第一CCD传感器根据该光斑大小，实时调整测量物镜的焦距，并在测量物镜与待刻物体表面做相对水平移动时，在若干选定的测量点上获取这些点的调焦信息。

11.如权利要求8所述的激光直写系统，其特征在于：所述曝光系统还包括控制曝光物镜上下移动的第三驱动电机、驱动所述曝光物镜和所述曝光载物台做相对水平移动的第四驱动电机，以及中央控制器，通过所述曝光物镜的上下移动和相对曝光载物台的水平移动，所述曝光系统完成对待刻物体的光刻。

12.如权利要求8所述的激光直写系统，其特征在于：所述曝光系统还包括第二光源、图形发生器和曝光光路，所述第二光源发出的入射光经过图形发生器、曝光光路，从曝光物镜入射到所述待刻物体表面形成曝光图形。