[发明专利]一种无掩膜光学双面光刻装置

说明书

本发明公开了一种无掩膜光学双面光刻装置，包括图像光路系统、成像光路系统、基片承载系统及光刻电子系统；本发明通过计算机控制LCD控制器以控制液晶显示LCD模组的信号传输，将计算机生成的图样投射到涂有光刻胶的基片表面，完成无掩膜版的曝光及光刻。本发明采用两套成像光路系统，且两套成像光路系统相对于基片承载系统真空吸盘上的基片呈镜像设置，实现无掩膜多尺度光刻和双面光刻的功能。本发明以低成本实现无掩膜多尺度光刻和双面光刻功能。本发明可用于在基片双面制作图形，有效解决了现有技术中制作压力传感器及背面引线的离子敏感器件需双面精细加工的难题，为中小科研单位应用光刻技术提供了新思路。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其是一种无掩膜光学双面光刻装置。

背景技术

光刻装置是一种光学曝光系统，由光源、光学镜片、对准系统等部件组装而成。在半导体器件的制作工艺中，光刻设备会投射光束，穿过印着图案的光掩膜版及光学镜片，将线路图曝光在带有光感涂层的硅晶圆上。通过蚀刻曝光或未受曝光的部份来形成沟槽，然后再进行沉积、蚀刻、掺杂，架构出不同材质的线路。掩膜版需要与光刻胶接触，因此容易损坏，导致光刻图形良品率下降。但若避免掩膜版与光刻胶接触则会产生明显的衍射效应导致图像变形。为了能够获得不变形的图像，出现了X射线光刻技术，因为X射线的波长很短，光线通过掩膜后的衍射和散射效应很弱，在光刻设备中极具竞争力。但X射线光刻设备造价昂贵，限制了它的发展。比较热门的光刻技术还有极短紫外光刻技术，它的曝光光源是波长为十几纳米的紫外光，图形分辨精度很高，在当前微电子集成电路生产中应用广泛，但极短紫外光刻装置制备复杂，造价较高，难以投入运用到小型科研、测试中。光刻中较大范围的图样往往需要通过光刻来制作，也就是需要多次曝光，每一次曝光的图形需要使用不同的掩膜版，在每一次曝光前都需要和已经曝光的图形进行精确对准，以保证各次曝光图形出现的位置是正确的。掩膜版在曝光时容易受热变形，放置时未完全对准也会造成一定程度的光刻误差，为了避免掩膜版所产生的光刻误差，减少生产上的困难，降低成本，出现了无掩膜光刻技术。以往的无掩膜光刻技术需要逐个像素点依次进行光刻，效率很低，不适合于较大面积的光刻。曝光设备装置复杂，操作困难，成本高且难以维护。

综上所述，现有的高精度大面积光刻设备造价昂贵、需在超净环境中使用，对环境要求苛刻,难以满足中小科研单位的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种无掩膜光学双面光刻装置，本发明采用图像光路系统、成像光路系统、基片承载系统及光刻电子系统；本发明通过计算机控制LCD控制器以控制液晶显示LCD模组的信号传输，将计算机生成的任意图样投射到涂有光刻胶的基片表面，完成无掩膜版曝光及光刻；本发明采用两套成像光路系统，且两套成像光路系统相对于基片承载系统真空吸盘上的基片呈镜像设置，实现无掩膜多尺度光刻和双面光刻的功能。本发明可用于在基片双面制作图形，现有双面光刻装置对基片需一个面及另一个面分两次加工，导致精度低、效率低。本发明有效解决了现有技术中制作压力传感器及背面引线的离子敏感器件需双面精细加工的难题，本发明具有占用空间小、操控简便、定位准确、可以双面同时光刻、及制作成本低的优点，为中小科研单位应用光刻技术提供了新思路。

实现本发明目的的具体技术方案是：

本发明包括图像光路系统、成像光路系统、基片承载系统及光刻电子系统；

所述图像光路系统由高压汞灯光源、带通二向色镜、第三反射镜、液晶显示LCD模组、第一反射镜、第一胶合透镜及第二反射镜构成，且高压汞灯光源、带通二向色镜、第三反射镜、液晶显示LCD模组、第一反射镜、第一胶合透镜及第二反射镜依次光路连接；

所述成像光路系统由第一分束镜、第三胶合透镜、第二分束镜、高通滤光镜、计时光阑、第二胶合透镜、写场透镜组、第四反射镜、照明光源及光学镜架构成，

所述照明光源、第三胶合透镜、第一分束镜及第二分束镜依次光路连接；所述第二分束镜将光路分为两路，一路与计时光阑、第二胶合透镜及写场透镜组依次光路连接，另一路与第四反射镜光路连接；