[发明专利]双波段照明系统及具有其的无掩模直写光刻设备

说明书

本发明公开了一种双波段照明系统及具有其的无掩模直写光刻设备，双波段照明系统包括：第一光源、第一光棒、第二光源、第二光棒、第一透镜组、第二透镜组、光阑、适用于耦合光线的耦合透镜、第三透镜组、数字微镜器件，耦合透镜耦合第一光源和第二光源发出的光线；第三透镜组设于耦合透镜的光线传输路径上,数字微镜器件设于第三透镜组的一侧；其中，第一透镜组与耦合透镜之间设有光阑。这样，通过设有第一光源和第二光源发出光线，并在耦合透镜上进行耦合后传递，使得进行耦合的两种光线的比例能够进行调整，降低双波段照明系统所匹配成像系统的设计难度，提升双波段照明系统的市场竞争力且双波段照明系统在进行生产时的工艺覆盖面更为广阔。

技术领域

本发明涉及光刻照明技术领域，尤其是涉及一种双波段照明系统及具有其的无掩模直写光刻设备。

背景技术

在现有技术中，照明系统是直写光刻设备中曝光引擎的重要组成部分。决定了波长、能量、均匀性、发散角等曝光引擎关键指标，直接影响曝光效果和光刻生产效率。

直写光刻设备内通常设有照明系统进行曝光设计生产以实现图形转移，目前多数设备中的曝光光源通常是使用波峰为360nm-410nm的LED光源或者波峰为370nm-375nm和400nm-405nm的LD光源。LED光源虽然波段较广，但是由于其发散角大使得成像系统中各类像差不能得到良好矫正，影响光刻效果，而且会减小成像系统焦深，影响光刻产品良率。而LD光源发散角相对较小，但是由于波段较为单一，使得工艺覆盖面相对不全。

在照明系统设计保证波段范围能够覆盖不同工艺需求的前提下，如何减小出射光束数值孔径、简化结构、降低成像系统匹配设计难度、满足工艺覆盖、提高光刻效果是目前直写光刻设备领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种无掩模直写光刻设备的双波段照明系统，所述双波段照明系统具有结构简单、匹配成像系统设计难度较低，工艺覆盖面较广的优点。

根据本发明实施例的无掩模直写光刻设备的双波段照明系统，包括：第一光源、第一光棒、第二光源、第二光棒、第一透镜组、第二透镜组、光阑、适用于耦合光线的耦合透镜、第三透镜组和数字微镜器件；所述第一光棒设于所述第一光源的光线传输路径上，所述第一光棒用于多次全反射形成均匀照明光束；所述第二光棒设于所述第二光源的光线传输路径上，所述第二光棒为锥形光棒，所述第二光棒朝向所述第二光源的端面面积小于所述第二光棒背离所述第二光源的端面面积，所述第二光棒用于减少第二光源光束数值孔径并形成均匀照明光束；所述第一透镜组设于所述第一光源的光线传输路径上，且设于所述第一光棒远离所述第一光源的一侧；所述第二透镜组设于所述第二光源的光线传输路径上，且设于所述第二光棒远离所述第二光源的一侧，所述第一透镜组的光轴与所述第二透镜组的光轴垂直；所述耦合透镜设于所述第一光源和所述第二光源的光轴交点上，所述耦合透镜耦合所述第一光源发出的光线和所述第二光源发出的光线至第三透镜组上；所述第三透镜组设于所述耦合透镜的光线传输路径上，且所述第三透镜组适用于传递由所述第一光源和所述第二光源经耦合透镜耦合过的光线；所述第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组适用于将光束整形得到较小发散角的出射光以汇聚到所述数字微镜器件上，所述数字微镜器件设于所述第三透镜组的一侧，且所述数字透镜器件设于所述第三透镜组背离所述耦合透镜的一侧；其中，所述第二透镜组与所述耦合透镜之间设有光阑，所述光阑适用于调整所述第二光源发出光线的数值孔径，从而调节所述第一光源与所述第二光源的输出光束的比例。

在一些实施例中，第一透镜组包括多个透镜镜片且至少包含第一透镜镜片和第二透镜镜片，所述第一透镜镜片和第二透镜镜片沿所述第一光源的光轴方向间隔设置。

在一些实施例中，所述第一透镜镜片为平凸透镜，所述第二透镜镜片为双凸透镜。