[发明专利]一种双光束无掩模光刻系统

说明书

本发明公开了一种双光束无掩模光刻系统。所述双光束无掩模光刻系统包括：第一和第二光源、扩束匀化单元(2)、光场调制单元(3)和光束调节单元(4)，第一光源用于发射激发光；第二光源用于发射损耗光；光束调节单元(4)用于将扩束匀化单元(2)和光场调制单元(3)处理后形成的图形化平行光束阵列转化为成像平面上的像素点阵，像素点阵的非零像素点的中心为第一光束实心圆(601)、外环为第二光束中空环(602)，其中，第一光束实心圆(601)的直径大于第二光束中空环(602)的内直径，小于第二光束中空环(602)的外直径。本发明的双光束无掩模光刻系统可以缩小单个光刻点的大小，从而能够显著提高光刻分辨率。

技术领域

本发明涉及无掩模光刻技术领域，具体涉及一种双光束无掩模光刻系统。

背景技术

光刻技术是集成电路行业发展的基石。随着半导体等领域的进一步发展，集成电路逐渐向轻、薄、小型化发展，这对光刻分辨率提出了更高的要求。光刻技术受限于光学的衍射极限，其分辨率取决于光源波长和透镜的数值孔径。为了提高光刻分辨率，通常需要短波长的曝光光源或高数值孔径的透镜，极大的增加了集成电路的成本。如何在保证加工效率和成本的同时，进一步提高光刻技术的分辨率是当前的技术难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双光束无掩模光刻系统来提高光刻分辨率。

为实现上述目的，本发明提供一种双光束无掩模光刻系统，所述双光束无掩模光刻系统包括：光源、扩束匀化单元、光场调制单元、光束调节单元和载物台，

所述光源包括第一光源和第二光源，所述第一光源用于发射激发光、引发光刻胶发生光化学反应；所述第二光源用于发射损耗光、阻止光刻胶发生光化学反应；

所述扩束匀化单元包括扩束器和准直透镜，用于将上述第一光源和第二光源产生的光束进行匀化扩大和准直，输出匀化准直光束；

所述光场调制单元包括光场调制器，用于将接收的匀化准直光束转变为图形化平行光束阵列；

所述光束调节单元用于将所述图形化平行光束阵列转化为成像平面上的像素点阵，像素点阵的非零像素点的中心为第一光束实心圆、外环为第二光束中空环，其中，所述第一光束实心圆的直径大于所述第二光束中空环的内直径，小于所述第二光束中空环的外直径；

所述载物台用于装载基板。

优选地，所述光束调节单元包括微透镜阵列、涡旋相位板阵列、光栅阵列、相位片阵列和/或轴棱锥/透镜组合阵列，用于将第二光束调制为成像平面上的中空环。

优选地，所述光束调节单元包括微透镜阵列，所述微透镜阵列的每个微透镜的中央带有吸光镀层，所述吸光镀层对于所述损耗光的吸光系数为100％。

优选地，所述吸光镀层对于所述激发光的吸光系数为100％。

优选地，所述光束调节单元包括微透镜阵列，所述微透镜阵列的每个微透镜的中央带有反光层，所述反光层对于所述损耗光的反射系数为100％；对于所述激发光的反射系数为100％。

优选地，所述光束调节单元与载物台之间，设置有透镜组，以调节光刻胶与光学元件的工作距离。

优选地，所述光场调制器包括数字透镜器件(DMD)、光栅光阀、液晶空间光调制器和/或MEMS空间光调制器。

优选地，对于像素点阵上的紧邻的点，采用不同的图像帧进行光刻。

优选地，依次采用4帧图像进行光刻的方式来进行完整图形的光刻，其中，所述4帧图像分别对四个紧邻且呈方形或矩形排列的点阵中的一个点进行光刻；或者

依次采用两帧图像进行光刻的方式进行更完整图像的光刻，所述两帧图像分别对四个紧邻且呈方形或矩形排列的点阵中的两个对角线分布的点进行光刻。