[发明专利]光学装置及包含该装置的光刻系统及其曝光方法

说明书

本发明涉及光学装置及包含该装置的光刻系统及其曝光方法，所述光学装置包括空间光调制器，所述空间光调制器对光源照明面不同区域的光进行空间调制并反射为具有第一图形的光；还包括至少一光学模组，所述光学模组用于将空间光调制器反射的具有第一图形的光分割、空间反射和平移，并在最终像面投影出具有一定组合关系的曝光图形。本发明增大了曝光过程中与曝光扫描方向相垂直方向的曝光图形长度，提高了空间光调制器的有效利用率，进而提高了整个光学装置的曝光效率，使得与空间光调制器配合使用的系统的使用费用进一步降低。

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，尤其涉及光学装置及包含该装置的光刻系统及其曝光方法。

背景技术

光刻设备是将目标图形转移到衬底上的装置，目前在集成电路、平板显示、印刷电路板(PCB)等制造领域有着广泛应用。通常的光刻设备是利用掩模来形成目标图形，曝光装置将目标图形以一定的倍率投影到涂有光敏材料层的衬底上，如硅片、玻璃基板。为了降低掩模制作和光刻加工的成本，无掩模光刻技术得到越来越多的重视，例如将空间光调制器DMD(Digital Micromirror Device)用于曝光的无掩模光刻技术得到显著发展，该技术借助DMD取代常规掩模并光刻成像，进而实现曝光，其光刻成像过程受计算机控制，便于更改数字虚拟掩模，且DMD综合成本较低，可以循环使用。

上述无掩模光刻技术的光刻分辨率与生产效率相关，当光刻分辨率在5um及以上时，无掩模光刻技术的生产效率尚能满足量产的要求，因此无掩模光刻技术在PCB领域得到广泛的应用。当将无掩模光刻技术向5um及以下分辨率应用推广时，无掩模光刻技术的生产效率就急剧下降，特别是在2um及以下分辨率应用时，生产效率下降更加明显，虽然通过使用多套无掩模系统组合方式可以适当提高产率，但是设备成本又急剧增加，不能满足量产经济性要求，从而导致无掩模光刻技术无法在IC制造、先进封装、LED、MEMS，以及平板显示等泛半导体制造领域大量应用。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供光学装置及包含该装置的光刻系统及其曝光方法，以解决现有技术中的一个或多个问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

光学装置，包括空间光调制器，所述空间光调制器对光源照明面不同区域的光进行空间调制并反射为具有第一图形的光；所述光学装置还包括至少一光学模组，所述光学模组用于处理所述具有第一图形的光并在最终像面投影出第二图形。

进一步的，所述光学模组包括至少一第一镜头组件、至少一第二镜头组件及至少一第三镜头组件，其中

进一步的，所述第一镜头组件设置于所述空间光调制器的出射端，以用于形成具有至少两束第一母图形的光；

所述第二镜头组件设置于所述第一镜头组件的出射端，以用于形成子图形；

所述第三镜头组件用于将所述子图形成像至像面形成第二图形。

进一步的，所述光学模组包括至少一第五镜头组件以及至少一第六镜头组件，其中

所述第五镜头组件设置于所述空间光调制器的出射端，以用于将具有第一图形的光分割成具有至少三束第二母图形的光并且经过反射和平移形成子图形；

所述第六镜头组件设置于所述第五镜头组件的出射端，以用于将所述子图形成像至像面形成第二图形，所述第二图形由至少三个第二母图形的光经过第五镜头组件和第六镜头组件成像后的像面图形拼接或分离构成。

进一步的，所述第一镜头组件包括至少一第一镜片组，所述第一镜片组具有至少两个反射面。

进一步的，所述第二镜头组件包括至少一个第二镜片组和第三镜片组；所述第二镜片组和所述第三镜片组用于将所述第一母图形的光沿分割线方向进行位置调整。