基于微透镜阵列的对准套刻方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体微纳器件加工制造技术领域，本发明专利技术提供一种对准套刻装置，其包括转台、位移装置、对准图案采集系统和对准图案分析系统，转台上放置有样片，位移装置连接转台的底部用于将转台位移至指定位置，对准图案采集系统对准转台，用于获取样片的图像，样片的图像至少包括阵列结构轮廓，对准图案分析系统耦接对准图案采集系统，用于将获得的阵列结构轮廓与预设标准图案进行比对，以判断样片是否对准，当判断样片处于未对准状态时，转台进行转动调节，直至样片处于对准状态。借此，无需在掩膜版和样片上加工多个标记来进行对准，便可以实现整个样片的图像对准，省去多个高精度相机反复调整寻找对准标记的繁杂步骤，使对准套刻工艺更高效。刻工艺更高效。刻工艺更高效。

【技术实现步骤摘要】
基于微透镜阵列的对准套刻方法及装置


[0001]本专利技术涉及半导体微纳器件加工制造
，特别涉及一种基于微透镜阵列激光直写曝光机的对准套刻方法及其装置，尤其适用于微缩化、集成化的阵列式半导体微纳光电器件制备。

技术介绍

[0002]阵列式器件在显示技术、柔性传感、微透镜阵列、集成电路、金属表面防冰抗冻、表面抗反射等领域有着广泛的应用。现在发展的主流是微缩化、集成化，所以目前的阵列式器件也都趋向于小尺寸大规模的阵列形式。
[0003]目前，基于微透镜无掩模激光直写的光刻技术是一种现有的可以大规模快速制备均一阵列图案的共识技术，但该技术的难题在于：很难实现多次套刻对准工艺，无法制备多材料复杂结构的微纳器件；如果需要多次光刻，则必须提前制备好多层掩膜版并在晶圆样片上制作对准标记，无疑增加了对准设备的成本，并且无法实现大面积任意图案阵列图案的对准。
[0004]整体来说，在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：1、目前的对准技术需要依靠掩模版上的标记和样片上的标记才能实现对准，多次对准就需要多层掩模版，然而，掩模版造价昂贵，无疑了增加对准套刻的成本和样片被污染的风险，且对准不一定精准。2、掩模版无法实现自由的图案化光刻，当阵列的结构改变时必须重新制备掩模版无疑再一次增加了对准套刻的成本。
[0005]需要说明的是，公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。r/>
技术实现思路

[0006]本专利技术旨在弥补当前微透镜阵列式激光直写技术因缺少掩膜板而难以实现对准套刻的缺陷，主要提供一种基于微透镜阵列的对准套刻方法及装置，来实现低成本、高效率的激光直写对准套刻。
[0007]本专利技术的一实施例提供一种基于微透镜阵列的对准套刻装置，其包括转台、位移装置、对准图案采集系统和对准图案分析系统，转台上放置有样片，位移装置连接转台的底部用于将转台位移至指定位置，对准图案采集系统对准转台，用于获取样片的图像，样片的图像至少包括阵列结构轮廓，对准图案分析系统耦接对准图案采集系统，用于将获得的阵列结构轮廓与预设标准图案进行比对，以判断样片是否对准，当判断样片处于未对准状态时，转台进行转动调节，直至样片处于对准状态。
[0008]在一些实施例中，对准套刻装置还包括固定板和拍摄装置，对准图案采集系统集成在拍摄装置内，拍摄装置垂直连接固定板，位移装置垂直连接固定板，以使得拍摄装置垂直拍摄转台上的样片。
[0009]在一些实施例中，拍摄装置内具有照明光源，照明光源对准转台，以突出显示位于转台上的样片的阵列结构轮廓。
[0010]在一些实施例中，位移装置包括第一位移平台、第二位移平台和第三位移平台，第一位移平台连接固定板，第二位移平台连接第一位移平台，第三位移平台连接第二位移平台，其中，第一位移平台用于在水平面上沿第一方向进行移动，第二位移平台用于在水平面上沿第二方向进行移动，第三位移平台用于在垂直于水平面的第三方向上进行移动，第一方向垂直第二方向。
[0011]在一些实施例中，对准套刻装置设置在气浮隔振台上。
[0012]在一些实施例中，转台的最小转动角度为千分之一度，转台的最小横向调整距离不超过0.5μm。
[0013]在一些实施例中，样片是玻璃、蓝宝石、碳化硅、硅片、外延片、晶体或金属片。
[0014]本专利技术的一实施例还提供一种基于微透镜阵列的对准套刻方法，采用前述任一实施例的基于微透镜阵列的对准套刻装置进行样片的对准，对准套刻方法包括下列步骤：S100、获取样片曝光后的阵列结构轮廓；S200、将获取的阵列结构轮廓与与初始设定位置的参考图像的特征位置进行逐一比对，以判断样片是否对准；S300、若判断所述样片处于未对准状态时，所述转台进行转动调节，直至所述样片处于对准状态。
[0015]在一些实施例中，在获取样片曝光后的阵列结构轮廓的步骤之前还包括下列步骤：S1、获取样片的圆心，并在第一放大倍率的情况下，找到位于圆心附近的阵列结构；S2、对比分析得出在第一放大倍率下的圆心附近的阵列结构与参考图像的特征位置的关系，调节转台和位移装置，将圆心附近的阵列结构与参考图像的特征位置对齐；S3、远离圆心的曝光区域，将放大倍率调节至第二放大倍率；S4、捕获样片边缘的曝光后的阵列结构与参考图像的特征位置作对比，分析误差是否在设定范围内，如果在设定范围内则对准成功，如果不在对准范围内则重复步骤S1～S4，直至对准成功。在上述步骤中，在圆心部分对准完成后，对准远离圆心的图案，可以根据阵列结构轮廓的中心连线与参考图像中的阵列图案的中心线形成的夹角，获取出转台需要调整的角度，进而使得转台调整至适当角度，让阵列结构轮廓的中心连线与参考图像中的阵列图案的中心线重合。
[0016]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0017]传统标记对准方法需要在掩膜版和样片上同时设置标记来进行套刻，受到了标记尺寸分辨率的限制，如果标记线宽太宽，则无法精确对准，存在一个偏转角的对准误差，限制了传统的对准套刻方法只有对靠近对准标记的图案进行二次光刻才能达到误差范围内的对准精度，当需要对准的图案远离标记时，二次光刻图案就无法满足精度要求。如果需要实现高精度的对准必须采用多个标记和多个高精度相机进行多次调整，无疑增加了设备成本。
[0018]采用本专利技术的设计，根据微透镜激光直写曝光系统曝光图案的特点，多个阵列的图案之间存在良好的平行度，分别对准靠近晶圆圆心部分和靠近晶圆边缘部分的阵列图案，即可使整个样片(如晶圆)获得良好的对准精度。也就无需在掩膜版和样片上加工多个标记来进行对准，便可以实现整个样片的图像对准，省去多个高精度相机反复调整寻找对准标记的繁杂步骤，使对准套刻工艺更加的高效。
[0019]本专利技术的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地特征和有
益效果可以从说明书中显而易见地的得出，或者是通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他有益效果可通过在说明书等内容中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见的，下面描述中的部分附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0021]图1是本对准套刻装置的结构示意图；
[0022]图2是微透镜阵列结构示意图
[0023]图3是微透镜阵列激光直写原理示意图；
[0024]图4是对准套刻方法的流程示意图；
[0025]图5是微透镜阵列激光直写曝光机对准套刻方法对准效果示意图；
[0026]图6是微透镜阵列激光直写曝光机对准套刻方法制备Micro
‑
LED结果示意图。
[0027]附图标记：
[0028]12...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微透镜阵列的对准套刻装置，其特征在于：所述对准套刻装置包括：转台，所述转台上放置样片；位移装置，连接所述转台的底部，用于将所述转台位移至指定位置；对准图案采集系统，对准所述转台，用于获取所述样片的图像，所述样片的图像至少包括阵列结构轮廓；对准图案分析系统，耦接所述对准图案采集系统，用于将获得的所述阵列结构轮廓与预设标准图案进行比对，以判断所述样片是否对准，当判断所述样片处于未对准状态时，所述转台进行转动调节，直至所述样片处于对准状态。2.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的对准套刻装置，其特征在于：所述对准套刻装置还包括固定板和拍摄装置，所述对准图案采集系统集成在所述拍摄装置内，所述拍摄装置垂直连接所述固定板，所述位移装置垂直连接所述固定板，以使得所述拍摄装置垂直拍摄所述转台上的所述样片。3.根据权利要求2所述的基于微透镜阵列的对准套刻装置，其特征在于：所述拍摄装置内具有照明光源，所述照明光源对准所述转台，以突出显示位于所述转台上的所述样片的阵列结构轮廓。4.根据权利要求2所述的基于微透镜阵列的对准套刻装置，其特征在于：所述位移装置包括第一位移平台、第二位移平台和第三位移平台，所述第一位移平台连接所述固定板，所述第二位移平台连接所述第一位移平台，所述第三位移平台连接所述第二位移平台，其中，所述第一位移平台用于在水平面上沿第一方向进行移动，所述第二位移平台用于在水平面上沿第二方向进行移动，所述第三位移平台用于在垂直于水平面的第三方向上进行移动，所述第一方向垂直所述第二方向。5.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锐，刘祥福，高娜，严星，王振忠，洪明辉，
申请(专利权)人：嘉庚创新实验室，
类型：发明
国别省市：