[发明专利]基于微透镜阵列的对准套刻方法及装置

说明书

本发明涉及半导体微纳器件加工制造技术领域，本发明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。

技术领域

本发明涉及半导体微纳器件加工制造技术领域，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。

背景技术

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。

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。

整体来说，在实现本发明的过程中，发明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。

需要说明的是，公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

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。

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。

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。

在一些实施例中，对准套刻装置设置在气浮隔振台上。

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。