直写光刻照明系统和直写光刻设备技术方案

本实用新型专利技术公开了一种直写光刻照明系统和直写光刻设备，所述直写光刻照明系统包括：光源；光束整形系统，所述光束整形系统设于所述光源的光路上，用于将所述光源发出的光整形为矩形光斑；分光棱镜，所述分光棱镜位于所述光束整形系统的焦面位置，用于将所述矩形光斑在光斑宽度方向上分成多个子光斑；与多个所述子光斑对应的多个数字微镜阵列；二次照明转接系统，所述二次照明转接系统位于所述子光斑的出射光路上，用于将每个所述子光斑分别成像至对应的所述数字微镜阵列上。采用该直写光刻照明系统可以解决矩形光斑宽度大于数字微镜阵列横向翻转区域的问题，提高光源的能量利用率，减少杂散光和数字微镜阵列的受热。减少杂散光和数字微镜阵列的受热。减少杂散光和数字微镜阵列的受热。

【技术实现步骤摘要】
直写光刻照明系统和直写光刻设备


[0001]本技术涉及直写光刻设备
，尤其是涉及一种直写光刻照明系统和直写光刻设备。

技术介绍

[0002]直写光刻设备通过控制数字微镜阵列(DMD，Digital Micromirror Device)翻转投图进行光刻，由于数字微镜阵列翻转行数的不同，导致数据处理时间不同，数字微镜阵列翻转行数限制了直写光刻设备的产能，且数字微镜阵列翻转行数越少，数据量越少，直写光刻设备的产能高。
[0003]相关技术中，现有直写光刻照明系统使用光棒、复眼等匀光器件，将光源发出的光整形为矩形光斑后，再将矩形光斑入射到数字微镜阵列表面，数字微镜阵列翻转投图进行光刻，为了增加直写光刻设备的产能，将数字微镜阵列的翻转行数减小，但是，由于直写光刻照明系统入射到数字微镜阵列的矩形光斑尺寸有限，即入射到数字微镜阵列的矩形光斑的长宽比固定，导致矩形光斑的宽度大于数字微镜阵列横向翻转区域，即矩形光斑的尺寸大于数字微镜阵列的尺寸，使得数字微镜阵列无法处理全部的矩形光斑，从而造成光源的能量利用率低、杂散光多、数字微镜阵列受热的问题。

技术实现思路

[0004]本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种直写光刻照明系统，采用该直写光刻照明系统，可以解决矩形光斑宽度大于数字微镜阵列横向翻转区域的问题，提高光源的能量利用率，减少杂散光和数字微镜阵列的受热。
[0005]本技术的第二个目的在于提出一种直写光刻设备。
[0006]为了解决上述问题，本技术第一方面实施例提出了一种直写光刻照明系统，包括：光源；光束整形系统，所述光束整形系统设于所述光源的光路上，用于将所述光源发出的光整形为矩形光斑；分光棱镜，所述分光棱镜位于所述光束整形系统的焦面位置，用于将所述矩形光斑在光斑宽度方向上分成多个子光斑；与多个所述子光斑对应的多个数字微镜阵列；二次照明转接系统，所述二次照明转接系统位于所述子光斑的出射光路上，用于将每个所述子光斑分别成像至对应的所述数字微镜阵列上。
[0007]根据本技术的直写光刻照明系统，通过设置分光棱镜和二次照明转接系统，将矩形光斑在光斑宽度方向上分为多个子光斑，再将多个子光斑通过二次照明转接系统入射到数字微镜阵列，即将矩形光斑在宽度上进行分割，而不再将整个矩形光斑直接入射到数字微镜阵列表面，从而解决了矩形光斑的宽度大于数字微镜阵列横向翻转区域的问题，提高了光源的能量利用率，以及减少杂散光和数字微镜阵列的受热。
[0008]在一些实施例中，所述光束整形系统包括：第一透镜组，所述第一透镜组设置与所述光源的出射光路上，用于将所述光源发出的光进行准直；光束整形器件，所述光束整形器
件位于所述第一透镜组的出光侧，用于将准直后的光整形为所述矩形光斑；第二透镜组，所述第二透镜组位于所述光束整形器件的出光侧，用于对所述矩形光斑进行汇聚。
[0009]在一些实施例中，所述直写光刻照明系统还包括：调节机构，所述调节机构用于调节所述子光斑的宽度尺寸。
[0010]在一些实施例中，所述二次照明转接系统为4F光学系统。
[0011]在一些实施例中，所述4F光学系统包括：第三透镜组、反射镜和第四透镜组，所述第三透镜组位于所述子光斑的出射光路上，所述反射镜设置在所述第三透镜组的出光侧，所述第四透镜组位于所述反射镜的反射光路上。
[0012]在一些实施例中，所述分光棱镜为多面棱镜。
[0013]在一些实施例中，所述分光棱镜为三棱镜，所述三棱镜将所述矩形光斑在光斑宽度方向上分成两个子光斑；多个数字微镜阵列包括第一微镜阵列和第二微镜阵列，所述第一微镜阵列与所述第二微镜阵列呈中心对称。
[0014]在一些实施例中，所述分光棱镜为梯形棱镜，所述梯形棱镜将所述矩形光斑在光斑宽度方向上分成三个子光斑。
[0015]本技术第二方面实施例提供一种直写光刻设备，包括上述实施例中所述的直写光刻照明系统和成像系统，所述成像系统用于将所述直写光刻照明系统的出射光图像成像在基板上。
[0016]根据本技术的直写光刻设备，通过上述实施例中的直写光刻照明系统，可以解决矩形光斑宽度大于数字微镜阵列横向翻转区域的问题，提高光源的能量利用率，减少杂散光和数字微镜阵列的受热。
[0017]在一些实施例中，所述成像系统包括第一成像系统和第二成像系统，所述第一成像系统所成图像和所述第二成像系统所成图像在所述直写光刻照明系统的矩形光斑的光斑长度方向上相拼接。
[0018]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0019]本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0020]图1是根据本技术一个实施例的直写光刻照明系统的示意图；
[0021]图2是根据本技术另一个实施例的直写光刻照明系统的示意图；
[0022]图3是根据本技术一个实施例的三棱镜的示意图；
[0023]图4是根据本技术一个实施例的直写光刻设备的示意图。
[0024]附图标记：
[0025]直写光刻设备100；直写光刻照明系统90；
[0026]光源1；光束整形系统2；分光棱镜3；数字微镜阵列4；二次照明转接系统5；成像系统8；第一透镜组21；光束整形器件22；第二透镜组23；第三透镜组51；反射镜52；第四透镜组53；第一微镜阵列41；第二微镜阵列42；第一成像系统81；第二成像系统82。
具体实施方式
[0027]下面详细描述本技术的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本技术的实施例。
[0028]图1是根据本技术一个实施例的直写光刻照明系统的光路示意图，如图1所示，该直写光刻照明系统90包括：光源1、光束整形系统2、分光棱镜3、数字微镜阵列4和二次照明转接系统5。
[0029]其中，光束整形系统2设于光源1的光路上，用于将光源1发出的光整形为矩形光斑；分光棱镜3位于光束整形系统2的焦面位置，用于将矩形光斑在光斑宽度方向上分成多个子光斑，例如图1中分成两路两个子光斑；与多个子光斑对应的多个数字微镜阵列4，例如图1中位于光源1左右两侧的两个数字微镜阵列4；二次照明转接系统5位于子光斑的出射光路上，用于将每个子光斑分别成像至对应的数字微镜阵列4上。
[0030]相关技术中，为了增加直写光刻设备的产能，将数字微镜阵列的翻转行数减小，但是，由于照明系统入射到数字微镜阵列的矩形光斑尺寸有限，而导致矩形光斑的宽度大于数字微镜阵列横向翻转区域，从而造成光源的能量利用率低、杂散光多、数字微镜阵列受热的问题。
[0031]为了解决此问题，本申请中通过增加分光棱镜3和二次照明转接系统5，即在光源1的光路上增加分光棱镜3，以及在子光斑的出射光路上增加二次照明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直写光刻照明系统，其特征在于，包括：光源；光束整形系统，所述光束整形系统设于所述光源的光路上，用于将所述光源发出的光整形为矩形光斑；分光棱镜，所述分光棱镜位于所述光束整形系统的焦面位置，用于将所述矩形光斑在光斑宽度方向上分成多个子光斑；与多个所述子光斑对应的多个数字微镜阵列；二次照明转接系统，所述二次照明转接系统位于所述子光斑的出射光路上，用于将每个所述子光斑分别成像至对应的所述数字微镜阵列上。2.根据权利要求1所述的直写光刻照明系统，其特征在于，所述光束整形系统包括：第一透镜组，所述第一透镜组设置与所述光源的出射光路上，用于将所述光源发出的光进行准直；光束整形器件，所述光束整形器件位于所述第一透镜组的出光侧，用于将准直后的光整形为所述矩形光斑；第二透镜组，所述第二透镜组位于所述光束整形器件的出光侧，用于对所述矩形光斑进行汇聚。3.根据权利要求1所述的直写光刻照明系统，其特征在于，所述直写光刻照明系统还包括：调节机构，所述调节机构用于调节所述子光斑的宽度尺寸。4.根据权利要求1所述的直写光刻照明系统，其特征在于，所述二次照明转接系统为4F光学系统。5.根据权利要求4所述的直写光刻照明系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琦，
申请(专利权)人：合肥芯碁微电子装备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：