[发明专利]一种无掩模光刻系统及其对应的光刻方法

权利要求书

1.一种无掩模光刻系统，其特征在于，所述无掩模光刻系统包括提供超净操作空间的小型暗箱(1)、配套的环境控制系统(2)和设于小型暗箱(1)内的光刻子系统(3)、其它光刻辅助设备(4)，在小型暗箱(1)中实现完整的光刻工艺过程；

所述小型暗箱(1)在隔绝光刻曝光波长的前提下，能够保证可见光其他波长的高透过性，保证目视操作的便利性；

所述环境控制系统(2)与小型暗箱(1)配套使用，用于实现对暗箱(1)内部温度、湿度的实时控制，并保证箱内环境洁净度达到光刻工艺要求；

所述光刻子系统(3)包括光刻用复合光源(301)、观察用子光源(302)、用于生成光刻图案的数字微反射镜器件(303)、透镜组(304)、分光棱镜(305)、观察目镜(306)、投影物镜及其转换盘(307)、承载基板的4轴精密调节载物台组件(308)；所述光刻用复合光源(301)固定于数字微反射镜器件(303)的光源入口端，通过光刻用复合光源(301)、数字微镜器件(303)生成光刻图案；所述透镜组(304)设置于数字微反射镜器件(303)的正下方，用于匹配投影光路；透镜组(304)与其下方的投影物镜及其转换盘(307)共同构成投影光路，将光刻图案缩小并投影于载物台(308)上承载的样品表面，其中投影物镜(307)可根据需要切换不同倍率；所述的精密载物台组件(308)位于投影物镜(307)的正下方，且可调节上下位置使其承载的基板表面与投影物镜焦面重合；所述的分光棱镜(305)设置于匹配光路透镜组(304)与投影物镜(307)之间，其与观察用子光源(302)及观察目镜(306)共同构成观察光路，能够实现对样品表面的直接观察，进而实现套刻工艺中的精确位置对准，以及对关键尺寸的观察测量；所述观察用子光源(302)设置于分光棱镜(305)后端，与分光棱镜水平配置；观察目镜(306)设置于分光棱镜(305)前端；

所述的其他光刻辅助设备也集成在小型暗箱(1)内，包括旋涂设备、烘烤设备、显影容器、超声清洗机以及用于保存药品的控温箱。

2.根据权利要求1所述的一种无掩模光刻系统，其特征在于，所述的环境控制系统(2)包括空气过滤及温度湿度控制装置；空气过滤及控温送风系统采用复合滤芯，与暗箱(1)主体之间通过柔性通风管软连接，在连接处进行避震处理，实现暗箱内温度湿度可控的正压无尘环境，并抑制震动干扰。

3.根据权利要求1所述的一种无掩模光刻系统，其特征在于，所述的数字微镜器件(303)为微反射镜阵列，通过数字信号驱动反射镜的偏转角度，对复合光源(301)的平行光进行编码并构成光刻图案。

4.根据权利要求1所述的一种无掩模光刻系统，其特征在于，所述的精密载物台组件(308)为四轴高精度载物台，能够实现XYZ轴精密位移，及Z轴精密旋转，为精准套刻的实现提供条件。

5.根据权利要求4所述的一种无掩模光刻系统，其特征在于，所述的精密载物台组件(308)能够实现XYZ三轴最小步长0.1μm的精密位移，及Z轴最小步长0.1°的精密旋转，配合观察光路能够实现0.5μm的套刻精度。