[发明专利]一种新型高速数字扫描直写光刻装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体加工(包括电路板制造PCB、平板显示器FPD、发光二极管LED、印刷CTS及CTcP(CTP)、光掩模版等使用半导体加工工艺的加工领域)所应用的光刻技术领域，具体涉及一种高速数字扫描直写光刻装置。

背景技术

光刻装置是通过光学系统将特殊定义的结构图形″刻″在涂有感光物质的基片(也可称为基底)上，用来产生电路图案的设备，是半导体和PCB等加工中装备中最关键的设备。基片可包括用于制造半导体器件硅片或掩膜版、平面显示器(例如液晶显示器)掩膜版、印刷电路板(PCB)、发光二极管(LED)衬底、生物芯片、微电子机械系统(MEMS)、光电子线路芯片或光掩膜版等基片。本领域的技术人员应该理解，这些仅是举例说明，并没有包含全部，还应用在本领域技术人员已知的其他类型基片。

光刻技术是光学设计加工、精密机械设计加工，电子及计算机控制系统等领域高度集成的尖端科技技术，目前主要被欧、美、日等发达国家与地区所控制。

直写光刻装置是一种综合式的无掩膜光刻技术，是当代半导体加工工艺中最核心的技术之一，目前主要应用于高端HDI和高良率封装线路板、PSS衬底、MEMS制造和电子封装以及大规模集成电路用光掩膜版加工等领域，提供了更加经济高效的加工装备和工艺流程。

以往，无掩膜光刻设备采用的是声光调制器(AOM)和声光偏转器(AOD)作为图形调制的技术。该技术是利用声光效应来进行光调制的器件，它有两个特点：其一，写入信息的空间分布不是固定的，而是以声速在缓慢地运动；其二，写入信息只沿一维空间(平行于声波的传播方向)分布，因此声光空间调制器适宜用来进行一维图像(或信息)的光学并行处理。

目前，国际上最新的无掩膜光刻技术是利用空间光调制器(SLM)技术，该技术可用电脑同时控制数千至数百万的像素位置，产生所需加工的二维面阵信息，具有加工速度快、产能高的优势。

本发明与其他SLM技术使用的图形发生器不同，目前SLM技术中使用的图像发生器多采用M*N个像素结构(M＞1，N＞1)，由于同时驱动两列或以上图像单元，极大限制图像发生器的刷新频率，使的产能出现瓶颈。本发明使用一种新的图形发生器，能数十倍提升频率，极大提升产能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能提高光刻效率的新型高速数字扫描直写光刻装置。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种新型高速数字扫描直写光刻装置，包含有光源、光学照明系统、可编程图形发生器、投影光学系统、高速精密移动平台，曝光光线从光源发出，经光学照明系统后投影至可编程的图形发生器，可编程发生器上预设的图形信息随着曝光光线进入投影光学系统，最后投影在高速精密移动平台的基底上，所述光源、所述光学照明系统和所述图形发生器同轴。

所述光源为波长在436nm及其以下的紫外光源，是激光、LED、LD或者汞灯。

所述光学照明系统将入射光源准直成平行均匀的面光源。

所述可编程图形发生器是反射、衍射或透射器件。

所述可编程图形发生器为单列像素阵列，共计包含N个像素，N不小于1，图形单元为N*1结构。

所述可编程发生器的每个像素都由活动部件和固定部件两部分组成。

所述可编程发生器处于非工作状态时，所述活动部件和所述固定部件处于同一高度；所述可编程发生器处于工作状态时，所述活动部件和所述固定部件处于不同的高度。

所述投影光学系统包括由透镜或透镜组组成的投影镜头，对应设于所述可编程图形发生器一侧。

曝光的方式为高速扫描，一次扫描条带能曝光宽度为L的曝光条带，设定单个像素尺寸a，投影光学系统倍率M，则曝光条带宽度L为：L＝N*a*M。

本发明的有益效果是：可以省去掩膜版或菲林版的加工工序，并能数十倍的提升可编辑图形发生器的刷新频率，从而提高产品的加工速率，改善了产品加工的良率。制作工艺简单，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为可编程图形发生器非工作状态示意图(侧视图)。

图3为可编程图形发生器工作状态示意图(侧视图)。

图4为直写曝光工作原理图。

图5为本发明的另一种实施例。