[发明专利]一种无掩模光刻系统及其对应的光刻方法

说明书

一种无掩模光刻系统及其对应的光刻方法，包括暗箱及暗箱中的光刻子系统，子系统包括：光刻用复合光源及观察用子光源、用于生成光刻图案的数字微反射镜器件、承载基板的载物台组件、设置于载物台组件与数字微反射镜器件间的，用于曝光与直接观察的镜片组，以及其他设置于同一暗箱中的光刻辅助设备。利用数字微反射镜器件和光刻用复合光源组件直接绘制光刻图案，通过镜片组将图案进行不同比例的缩小并投影，对载物台上承载的基板进行曝光；载物台可实现XYZ轴精密位移，及Z轴精密旋转，通过载物台的调整使基板与投影透镜组的像面重合以承接清晰的光刻图案。本发明可通过观察光路实现对曝光表面实时的直接观察、对准和测量，从而实现不同倍率组合下的套刻功能。

技术领域

本发明属于无掩模光刻技术领域，涉及一种小型高集成的无掩模光刻系统及其对应的光刻方法。

背景技术

传统无掩模光刻技术是一种直接利用图形工作站输出的数据，驱动激光成像的装置，在印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)基材上进行图形成像的技术，因此又称为激光直接成像技术(Laser Direct Imaging，LDI)。无掩模光刻技术是一种非接触式成像技术，因其不需要使用掩模板，能够大大简化印刷流程、节约制程时间，目前已经被广泛应用于PCB印刷领域。

传统的无掩模光刻技术使用聚焦激光束对样品基板进行扫描以完成曝光，这种曝光方式存在生产效率低下、设备占用空间较大、维护复杂等问题。本发明的目的在于提供一种新型无掩模光刻系统，其有结构简单、集成度高、占用空间小、便于维护等特点，并具有多功能、曝光时间短、可实时观测、可实现高精度套刻等优点。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种小型高集成的无掩模光刻系统及其对应的光刻方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种无掩模光刻系统，所述无掩模光刻系统包括提供超净操作空间的小型暗箱1、配套的环境控制系统2和设于小型暗箱1内的光刻子系统3、其它光刻辅助设备4。

所述小型暗箱1结构设计紧凑，为高度集成的系统提供空间，在隔绝光刻曝光波长的前提下，能够保证可见光其他波长的高透过性，保证目视操作的便利性；提供光刻所须超净环境，保证工艺的稳定性和可靠性。

所述环境控制系统2与小型暗箱1配套使用，用于实现对暗箱1内部环境的实时控制，具体为实现空气过滤及暗箱1内温度湿度控制；环境控制系统2包括空气过滤及温度湿度控制装置。空气过滤及控温送风系统采用复合滤芯，与暗箱1主体之间通过柔性通风管软连接，在连接处进行避震处理，从而实现暗箱内温度湿度可控的正压无尘环境，并最大程度抑制震动干扰，有效保证光刻工艺的可靠性与稳定性。

所述光刻子系统3包括光刻用复合光源301、观察用子光源302、用于生成光刻图案的数字微反射镜器件303、透镜组304、分光棱镜305、观察目镜306、投影物镜及其转换盘307、承载基板的4轴精密调节载物台组件308。具体描述如下：

所述光刻用复合光源301固定于数字微反射镜器件303的光源入口端，通过光刻用复合光源301、数字微镜器件303生成光刻图案。所述透镜组304设置于数字微反射镜器件303的正下方，用于匹配投影光路；透镜组304与其下方的投影物镜及其转换盘307共同构成投影光路，将光刻图案缩小并投影于载物台308上承载的基板表面，其中投影物镜307可以根据需要切换不同倍率；所述的精密载物台组件308位于投影物镜307的正下方，且可调节上下位置使其承载的基板表面与投影物镜焦面重合；所述的分光棱镜305设置于匹配光路透镜组304与投影物镜307之间，其与观察用子光源302及观察目镜306共同构成观察光路，能够实现对基板表面的直接观察，进而实现套刻工艺中的精确位置对准，以及对关键尺寸的观察测量。所述观察用子光源302设置于分光棱镜305后端，与分光棱镜水平配置；观察目镜306设置于分光棱镜305前端。