【技术实现步骤摘要】
本申请涉及微纳光刻，特别涉及一种多光学头并行的快速光刻系统及方法。
技术介绍
1、光刻技术是指在短波长光照作用下，以光刻胶为介质，将微纳图形制备到基片上的技术。能够批量化制备微纳图形的快速光刻技术不仅在半导体、平板显示、光电器件等生产领域具有不可替代的作用，而且在封装、精密电路等领域也具有广泛应用，在光伏电池片生产等新领域也具有潜在应用价值，因此快速光刻技术已得到越来越广泛的关注。
2、光刻技术主要包括直写型、投影型、接近/接触型三种类型，其中投影光刻是产业中的主流技术方案。投影光刻的装置主要包括半导体投影光刻机和平板显示投影光刻机，半导体投影光刻机主要用于芯片生产，采用单镜头投影方案进行光刻，虽然分辨率和图形精度均较高，但是单次光刻的视场较小，例如26mm×33mm是一种最常规的半导体投影光刻视场。平板显示投影光刻机用于面板的生产，虽然分辨率仅需达到微米级，但是单次曝光视场大，传统平板显示光刻机采用大口径光学系统，该大口径光学系统国际上只有极少数单位能够加工。
3、为解决大幅面图形对应的大口径光学系统需求问题，尼康公司提出了多光学头正像视场拼接光刻系统，这种多光学头正像视场拼接光刻系统中，各个光学头的掩模投影光学模组为正向成像模组，正向成像模组将光学头的光刻照明模组透过掩模版的出射光线成像后投影至基片上，以在基片上形成正像(即正立的实像)，各个光学头在基片上形成的投影实像可以拼接形成大投影视场。在投影光刻时，掩模版与基片可以同向运动，各个光学头在基片上形成的投影实像可以扫描形成光刻图形，该光刻图形与掩模
4、另一类大幅面图形光刻需求，例如电路板曝光、面板级封装，多光学头的数字化光刻也是一种常用的解决方案，这类光刻技术将计算机数据直接转换成光场信号在基板上进行光刻，其优点是数字化具有光场调控的灵活性，图形的倍率调整、偏移等都可以利用数据来解决，缺点是存在数字化的数据分辨率、像素尺寸、图形寻址精度等问题，从而造成光刻品质与掩模投影光刻相比有一定的差距，另外，数字化的光刻设备依赖于大量电子部件，成本较高，在非个性化的重复光刻任务中，不能体现出其优越性。
5、针对上述问题，本专利技术提出了一种新的多光学头并行的掩模投影扫描光刻方法与系统。
技术实现思路
1、本申请提供了一种多光学头并行的快速光刻系统及方法，可用于解决现有的大幅面光刻所采用的光路复杂、技术实现难度大，应用成本高等问题。
2、第一方面，本申请实施例提供一种多光学头并行的快速光刻系统，包括掩模版、基片及多个光学头；
3、每个所述光学头包括光刻照明模组和掩模投影光学模组，所述光刻照明模组、所述掩模版、所述掩模投影光学模组及所述基片沿光路依次设置；
4、所述光刻照明模组用于将曝光光源发出的光线按照预设轮廓形状进行整形后，照射所述掩模版的图形面，并在所述图形面上形成所述预设轮廓形状的照明光斑，所述掩模投影光学模组用于将所述光刻照明模组透过所述图形面上对应的掩模条带图形的出射光线成像后投影至所述基片上，以在所述基片上形成投影光斑；
5、所述掩模投影光学模组为反向成像模组，所述投影光斑为所述掩模版的照明光斑的放大、倒立实像。
6、结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，还包括工件台和掩模台；
7、所述掩模版位于所述掩模台上，所述基片位于所述工件台上，所述掩模台可沿第一方向运动，所述工件台可沿所述掩模台运动方向的反方向运动；
8、所述掩模台用于在光刻时带动所述掩模版沿所述第一方向运动，所述工件台用于在光刻时带动所述基片沿所述掩模台运动方向的反方向运动，以使多个所述光学头所对应的投影光斑沿所述第一方向进行并行曝光和拼接，形成目标光刻图形，所述第一方向平行于所述掩模版和所述基片表面，多个所述光学头的排布方向垂直于所述第一方向。
9、结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述工件台与所述掩模台的运动速率比与所述掩模投影光学模组的放大率相匹配。
10、结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，任意相邻的两个所述光学头在所述第一方向上错开设置，相应地，任意相邻的两个所述光学头在所述基片上形成的投影光斑沿所述第一方向具有第一间隔，且所述任意相邻的两个所述光学头在所述基片上形成的投影光斑沿所述排布方向具有重叠宽度。
11、结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，每个所述投影光斑均为多边形结构，所述多边形结构包括中间区域和分布在所述中间区域两侧的两个边缘区域，所述中间区域呈矩形，所述中间区域具有垂直于所述排布方向的两个第一侧边，所述边缘区域呈三角形，所述边缘区域的第一底边与对应的所述第一侧边重合，且两个所述边缘区域的顶点到第一底边的高相等；
12、所述投影光斑沿所述排布方向具有第一宽度，所述第一宽度为两个所述边缘区域的顶点之间的距离，其中，所述重叠宽度为所述边缘区域的顶点到第一底边的高。
13、结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述掩模台还具有沿所述排布方向的自由度；
14、所述工件台还具有沿垂直于所述基片平面方向的自由度，以及沿平行于所述基片的平面旋转的自由度。
15、结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述掩模版包括至少一个掩模基板，多个所述掩模条带图形分布在各个所述掩模基板上。
16、结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述光刻照明模组包括：
17、提供所述曝光光源的光源模块；
18、对所述曝光光源发出的光线进行整形的光束整形系统；
19、设置于所述光束整形系统的光斑面的光阑，所述光阑具有多边形的通光窗口；所述多边形包括中间区域和分布在所述中间区域两侧的两个边缘区域，所述中间区域呈矩形，所述边缘区域呈三角形，所述边缘区域的第一底边与所述中间区域对应的侧边重合，且两个所述边缘区域的顶点到第一底边的高相等；
20、光阑投影光学模块；所述光阑投影光学模块可将通过所述光阑的光线投影成像至所述掩模版的图形面，以在所述图形面上形成多边形的照明光斑。
21、结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述掩模投影光学模组采用远心投影光学系统。
22、第二方面，本申请实施例提供一种多光学头并行的快速光刻方法，应用于多光学头并行的快速光刻系统，所述快速光刻系统包括掩模版、基片及多个光学头，每个所述光学头包括光刻照明模组和掩模投影光学模组，所述掩模投影光学模组为反向成像模组，所述光刻照明模组、所述掩模版、所述掩模投影光学模组及所述基片沿光路依次设本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多光学头并行的快速光刻系统，其特征在于，包括掩模版、基片及多个光学头；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括工件台和掩模台；
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述工件台与所述掩模台的运动速率比与所述掩模投影光学模组的放大率相匹配。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，任意相邻的两个所述光学头在所述第一方向上错开设置，相应地，任意相邻的两个所述光学头在所述基片上形成的投影光斑沿所述第一方向具有第一间隔，且所述任意相邻的两个所述光学头在所述基片上形成的投影光斑沿所述排布方向具有重叠宽度。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，每个所述投影光斑均为多边形结构，所述多边形结构包括中间区域和分布在所述中间区域两侧的两个边缘区域，所述中间区域呈矩形，所述中间区域具有垂直于所述排布方向的两个第一侧边，所述边缘区域呈三角形，所述边缘区域的第一底边与对应的所述第一侧边重合，且两个所述边缘区域的顶点到第一底边的高相等；
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述掩模台还具有沿所述排布方向的自由度；
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述掩模版包括至少一个掩模基板，多个所述掩模条带图形分布在各个所述掩模基板上。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光刻照明模组包括：
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述掩模投影光学模组采用远心投影光学系统。
10.一种多光学头并行的快速光刻方法，其特征在于，应用于多光学头并行的快速光刻系统，所述快速光刻系统包括掩模版、基片及多个光学头，每个所述光学头包括光刻照明模组和掩模投影光学模组，所述掩模投影光学模组为反向成像模组，所述光刻照明模组、所述掩模版、所述掩模投影光学模组及所述基片沿光路依次设置；
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述快速光刻系统还包括工件台和掩模台，所述掩模版位于所述掩模台上，所述基片位于所述工件台上；
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述预设轮廓形状为多边形，每个所述投影光斑均为多边形结构，所述多边形结构包括中间区域和分布在所述中间区域两侧的两个边缘区域，所述中间区域呈矩形，所述中间区域具有垂直于所述排布方向的两个第一侧边，所述边缘区域呈三角形，所述边缘区域的第一底边与对应的所述第一侧边重合，且两个所述边缘区域的顶点到第一底边的高相等；
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述掩模版上设置的各个所述掩模条带图形的尺寸和分布通过以下方式预先确定：
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，各个所述光刻照明模组中的光阑投影光学模块被配置为采用照明光阑尺寸修正方法对倍率误差进行补偿，以使各个所述光学头在所述图形面上形成的照明光斑的大小相同；
...【技术特征摘要】
1.一种多光学头并行的快速光刻系统，其特征在于，包括掩模版、基片及多个光学头；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括工件台和掩模台；
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述工件台与所述掩模台的运动速率比与所述掩模投影光学模组的放大率相匹配。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，任意相邻的两个所述光学头在所述第一方向上错开设置，相应地，任意相邻的两个所述光学头在所述基片上形成的投影光斑沿所述第一方向具有第一间隔，且所述任意相邻的两个所述光学头在所述基片上形成的投影光斑沿所述排布方向具有重叠宽度。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，每个所述投影光斑均为多边形结构，所述多边形结构包括中间区域和分布在所述中间区域两侧的两个边缘区域，所述中间区域呈矩形，所述中间区域具有垂直于所述排布方向的两个第一侧边，所述边缘区域呈三角形，所述边缘区域的第一底边与对应的所述第一侧边重合，且两个所述边缘区域的顶点到第一底边的高相等；
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述掩模台还具有沿所述排布方向的自由度；
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述掩模版包括至少一个掩模基板，多个所述掩模条带图形分布在各个所述掩模基板上。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光刻照明模组包括：
9.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：浦东林，朱鹏飞，徐顺达，陈林森，蒋林，张瑾，
申请(专利权)人：苏州苏大维格科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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