[发明专利]一种基于投影式无掩膜光刻设备的对准套刻光路及其方法

说明书

本发明公开一种基于投影式无掩膜光刻设备的对准套刻光路及其方法，应用于无掩膜光刻技术领域，针对传统的掩模光刻对准系统要在掩模版上构造标记，对于投影式无掩膜光刻设备，传统的对准方式不适用的问题，本发明通过透镜或透镜组准直对准光源产生的光束；通过合束光学元件将光束耦合进投影曝光主光路；对准光束照射到图像生成装置后反射，形成对准图形；对准图形经过微缩透镜组实现图像的微缩投影；调整工件台的垂直距离实现对准图形在待光刻基片的清晰成像；调整工件台的水平坐标和旋转角度，实现对准图形与待光刻基片的位置对准；最后打开曝光光源，完成投影曝光；实现了投影式无掩膜光刻设备的对准套刻。

技术领域

本发明属于无掩膜光刻技术领域，特别涉及一种光刻设备的对准套刻技术。

背景技术

光刻技术是作为微细加工领域的重要手段之一，随着物理、化学、生命科学、材料等领域的快速发展，器件逐步朝着的微型化、轻量化、集成化的方向迅速发展，这对光刻系统的套刻精度提出了更高的要求。而对准的效率，灵活性将直接影响最终器件加工的成功率。

所谓对准，是指建立掩模与光刻基片之间精确的位置对应关系。传统的掩模版光刻技术，是通过在掩模版上加工对准标记，在逐层光刻的过程中，将掩模版上的标记与基片上光刻的标记重合，从而实现对准加工的目的。

传统的掩模光刻对准系统要在掩模版上构造标记。对于投影式无掩膜光刻系统，由于没有掩模版的存在，传统的对准方式显然不适用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于投影式无掩膜光刻设备的对准套刻光路及其方法；适用于无掩膜光刻系统，且能实现准确的光刻位置对准套刻工艺。

本发明采用的技术方案之一为：一种基于投影式无掩膜光刻的对准套刻光路，包括：对准光路与投影曝光主光路；所述对准光路包括：对准光源、第一准直镜、反射镜，对准光源出射的第一光束经第一准直镜对准后，从反射镜射出；

所述从对准光路反射镜射出的第一光束通过第一合束镜耦合进投影曝光主光路；

所述投影曝光主光路至少还包括：光刻曝光光源、匀束元件、准直扩束镜组、图像生成装置、微缩透镜组、工件位移台；经第一合束镜耦合进投影曝光主光路的第一光束照射到图像生成装置后反射，形成对准图形；对准图形经微缩透镜组微缩投影至工件位移台上的待光刻基片；光刻曝光光源出射的光束依次经匀束元件、准直扩束镜组、图像生成装置、微缩透镜组后，进行对准图形在基片上的光刻；

还包括相机校准光路，包括：分束镜、相机，产生对准图形后，光束依次经第一分束镜、镜筒透镜、物镜，到达工件位移台，照射到待光刻基片上；基片的反射光束依次经物镜、镜筒透镜，经第一分束镜分光，到达相机；

还包括照明光路，包括：照明光源、高通滤光片、第二准直镜，从照明光源出射的第二光束通过第二合束镜耦合进投影曝光主光路。

进一步地，对准光源波长范围为500-760nm。

进一步地，所述曝光光源波长范围为350-450nm。

进一步地，所述图像生成装置为：数字微镜或液晶空间光调制器。

进一步地，所述微缩透镜组包括镜筒透镜和微缩物镜，第二合束镜位于镜筒透镜、物镜之间。

进一步地，所述工件位移台为带有XYZ轴位移调整功能以及角度调整功能的手动位移台或电动位移台或手动位移台与电动位移台的组合。

本发明采用的技术方案之二为：一种基于无掩膜光刻设备的简单晶体管结构器件的直接对准套刻方法，包括：

A1、在基片上加工完成待对准的第一层图案得到样品，在样品上旋涂光刻胶；

A2、打开相机，将样品放置在工件位移台上，聚焦观察样品；