[发明专利]一种无掩膜光刻机光学系统及其工作方法

说明书

本发明提供一种无掩膜光刻机光学系统及其工作方法，所述无掩膜光刻机光学系统，包括多个自右向左并排设置的光学引擎，所述光学引擎从上往下发射宽度为d的激光束，除最右侧的光学引擎外，其余每个光学引擎的下方均设有反光组件，所述反光组件用于将其上方的光学引擎发射的激光束反射至最右侧的光学引擎发射的激光束的左侧，且拼合成宽度为D的激光束；所述反光组件包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜呈45°设置在光学引擎的正下方，所述第二反射镜位于第一反射镜的右侧呈45°设置且与第一反射镜相互平行，本发明能够减少光学引擎的无效扫描路径，扫描趟数(路径总长)有效减少，从而大大提高光刻机的产能。

技术领域

本发明涉及光刻机技术领域，尤其涉及一种无掩膜光刻机光学系统及其工作方法。

背景技术

无掩膜光刻机已应用于晶圆级封装、芯片封装等领域，传统的无掩膜光刻机采用如图1所示的技术方案，光学引擎从上往下发射激光，照射出所需的线条图案于水平平台上。图2为第一次曝光，而后晶圆相对光学引擎向右移动距离d与第一次的曝光图像拼接进行下一次曝光，而后晶圆相对光学引擎再向右移动曝光直至整个图案曝光完成。此种方案会受限于光学引擎长宽尺寸的影响，导致光学引擎与光学引擎之间的最小距离受限，因此在曝光时需要晶圆相对光学引擎左右移动进行多次曝光，传统的该种技术方案会导致右侧光学引擎存在较多的空走无效行程。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种无掩膜光刻机光学系统，其能够大大提高晶圆曝光的效率，减小最右侧光学引擎的无效行程。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种无掩膜光刻机光学系统，包括多个自右向左并排设置的光学引擎，所述光学引擎从上往下发射宽度为d的激光束，除最右侧的光学引擎外，其余每个光学引擎的下方均设有反光组件，所述反光组件用于将其上方的光学引擎发射的激光束反射至最右侧的光学引擎发射的激光束的左侧，且拼合成宽度为D的激光束。

进一步的，其中D＝n×d，n是光学引擎的个数。

进一步的，所述反光组件包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜呈45°设置在光学引擎的正下方，所述第一反射镜用于将其上方的光学引擎发射的激光束水平向右反射；所述第二反射镜位于第一反射镜的右侧呈45°设置且与第一反射镜相互平行，所述第二反射镜用于将第一反射镜水平向右反射的激光束竖直向下反射。

进一步的，最右侧的光学引擎的出光点与水平平台的距离为h0，其余光学引擎的出光点与水平平台的距离为h1，与该光学引擎对应的反光组件中第一反射镜和第二反射镜的水平距离为h2，其中h0＝h1+h2。

本发明还提供一种上述无掩膜光刻机光学系统的工作方法，包括以下步骤：

S1、将晶圆水平放置在水平平台上，并启动光学引擎；

S2、控制晶圆相对光学引擎向右运动，使得最右侧的光学引擎发射的激光束与晶圆的圆周右侧相切且最左侧的光学引擎发射的激光束与晶圆的圆周右后侧相交；

S3、控制晶圆相对光学引擎向前运动距离l1，对晶圆第一次曝光；

S4、控制晶圆相对光学引擎向右运动D的距离，且最左侧的光学引擎发射的激光束与晶圆的圆周右前侧相交；

S5、控制晶圆相对光学引擎向后运动距离l2，对晶圆第二次曝光；

S6、控制晶圆相对光学引擎向右运动D的距离，且最左侧的光学引擎发射的激光束与晶圆的圆周右后侧相交；

S7、控制晶圆相对光学引擎向前运动距离l3，对晶圆第三次曝光；

S8、重复步骤S4-S5，当控制晶圆相对光学引擎向右运动的总距离第一次大于晶圆的半径r时，控制任一光学引擎发射的激光束与晶圆的圆周前侧或后侧相切；然后控制晶圆相对光学引擎向后或向前运动距离2r；