[发明专利]一种高效率投影光刻成像系统及曝光方法

说明书

本发明公开了一种高效率投影光刻成像系统及曝光方法，其包括光刻控制系统、多个投影成像系统、数据控制系统、运动平台系统，所述光刻控制系统控制所述投影成像系统、数据控制系统和运动平台系统，所述运动平台系统沿扫描方向运动，所述投影成像系统垂直于扫描方向顺序排列，包括数字微镜阵列DMD、双远心成像系统和分光系统，所述数字微镜阵列DMD的生成的图像通过双远心成像系统和分光系统投影至所述运动平台系统的成像面，相邻所述投影成像系统在成像面形成的成像区域在垂直于所述扫描方向上彼此拼接或重叠，覆盖垂直于所述扫描方向全部区域。光刻板沿着扫描方向扫描，扫描一次即可完成整幅图形，有效的提高了曝光效率。

技术领域：

本发明属于光源直投式曝光的技术领域，具体为一种高效率投影光刻成像系统及曝光方法。

背景技术：

光源直投式光刻机设备又称影像直接投射设备，可应用于半导体和PCB以及平面成像领域的研发、生产。DLP投影成像系统是直投式光刻设备的核心器件之一。DLP投影成像系统是利用计算机控制数字微镜阵列生成图形，图形经过投影镜头投射到光刻板上。直投式光刻成像系统是双远心成像系统，双远心成像系统的视场受限于DMD大小；此外，双远心成像系统的视场小于镜筒尺寸，双远心成像系统的视场限制了直投式光刻设备的扫描宽度。因此，目前在对基板进行曝光时，通常需要运动平台在两个方向上进行移动，才能实现对于基板的完全曝光，这样的曝光方式增加了曝光的时间，在追求曝光效率的情况下，公开号CN107203098A公开了一种光路系统包括多排DMD组件，每排上的曝光组件成直线排列，相邻两排曝光组件交错分布，每个曝光组件都对应在相邻排两个曝光组件的中间位置；所述的直写曝光光路系统Y轴不需要进行往复运动，省去绝大多数加减速时间，提高工作效率。但是这种双排曝光的方式，由于两排投影成像系统之间的间距拉长，在成像面上的另一方向上两个成像区域间距较大，扫描速度受到限制。

发明内容：

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种提高曝光效率的无掩模光刻系统。

为了实现上述目的，本发明提供一种无掩模光刻系统，其包括光刻控制系统、多个投影成像系统、数据控制系统、运动平台系统，所述光刻控制系统控制所述投影成像系统、数据控制系统和运动平台系统，所述运动平台系统沿扫描方向运动，所述投影成像系统垂直于扫描方向顺序排列，包括数字微镜阵列DMD、双远心成像系统和分光系统，所述数字微镜阵列DMD的生成的图像通过双远心成像系统和分光系统投影至所述运动平台系统的成像面，相邻所述投影成像系统在成像面形成的成像区域在垂直于所述扫描方向上彼此拼接或重叠，覆盖垂直于所述扫描方向全部区域。

进一步的，所述分光系统至少包括两组光学元件，所述每组光学元件对应一个光路，在所述成像面上分别形成一个成像区域。

进一步的， 所述分光系统包括两组光学元件，所述两组光学元件与所述成像面的倾斜方向相反，在扫描方向上相对设置，每组光学元件对应一个光路，在所述成像面上分别形成一个成像区域。

进一步的，通过所述光学元件在所述成像面上形成的成像区域在与扫描方向垂直的方向上拼接或者重叠。

进一步的，所述一组光学元件包括两个平行相对的第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和所述第二反射面均与所述成像面具有一定夹角，所述第一反射面朝向所述双远心成像系统，接收光线并反射至所述第二反射面，所述第二反射面将所述光线反射至成像面，在所述成像面形成一个成像区域。

进一步的，相邻的所述投影成像系统中，相邻的所述分光系统中的反射面在垂直于扫描方向上相接或者相交叠。

进一步的，所述投影成像系统包括光源系统，所述光源系统中所述光源的数量至少为一个。

进一步的，所述至少两个光源通过反射棱镜聚焦至聚焦镜。

进一步的，所述光源系统包括至少两个方棒，对所述光源进行匀光处理，其数量与分光系统形成的光路数量相同。