大面积无掩膜板快速曝光的装置及其方法
【专利摘要】本发明涉及大面积无掩膜板快速曝光的装置及方法，沿光路依次设置光源、准直镜、全反射镜和空间光调制器DMD，空间光调制器DMD的光路输出端布置有全反镜，全反镜的光路输出端衔接有双远心高速扫描系统，双远心高速扫描系统的光路输出端正对于载物平台；空间光调制器DMD、双远心高速扫描系统、载物平台与运动控制系统控制连接。采用数字式空间光调制器件DMD单元，能够灵活的得到需要曝光的图形；使用双远心扫描场镜，将DMD的图形通过场镜以快速扫描的形式曝光到感光基材上；同时平台配合扫描场镜进行联动，显著提高效率。本发明大面积无掩膜板快速曝光的装置，曝光灵活、效率高、耗材少。
【专利说明】大面积无掩膜板快速曝光的装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种大面积无掩膜板快速曝光的装置及其方法，属于半导体、精细微加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，进行曝光的方法有多种，其中大多数都是先制作掩膜板，然后通过掩膜板将图形转移到其他感光材料上。这种工艺存在掩膜板价格高、制作周期长等缺点，灵活性较差，需要昂贵的特种制造设备和耗材。大大阻碍了这项技术的应用发展。近年来，计算机技术尤其是图像输入、处理及输出技术的飞速发展为计算机合成立体图片提供了方便。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种大面积无掩膜板快速曝光的装置及其方法。
[0004]本发明的目的通过以下技术方案来实现:
[0005]大面积无掩膜板快速曝光的装置，特点是:包含沿光路依次设置的光源、准直镜、全反射镜和空间光调制器DMD，空间光调制器DMD的光路输出端布置有全反镜，全反镜的光路输出端衔接有双远心高速扫描系统，双远心高速扫描系统的光路输出端正对于载物平台；所述空间光调制器DMD、双远心高速扫描系统、载物平台与运动控制系统控制连接。
[0006]进一步地，上述的大面积无掩膜板快速曝光的装置，所述光源与准直镜之间光路设置有光闸。
[0007]更进一步地，上述的大面积无掩膜板快速曝光的装置，所述光源是光波长为266nm?450nm的单色LD光源。
[0008]更进一步地，上述的大面积无掩膜板快速曝光的装置，所述载物平台上设有基板，基板的材质为丙烯酸树脂MMA树脂材料或玻璃。
[0009]更进一步地，上述的大面积无掩膜板快速曝光的装置，所述空间光调制器DMD的光路输出端布置有吸收器。
[0010]本发明大面积无掩膜板快速曝光的方法，待加工工件固定于载物平台上，光源发出的单色光通过准直镜对光束进行同轴扩束，改善光束传播的发散角，使光路准直；扩束后的光束到达全反射镜，光路改变方向，光束射进空间光调制器DMD上；光束经空间光调制器DMD进行图形调制，调制出有图形的光束，继而输出光束射向全反镜，输出光束经全反镜进入双远心高速扫描系统,经由双远心高速扫描系统发出的光束射向位于载物平台上的待加工工件，由双远心高速扫描系统发出光聚焦在待加工工件的表面，对待加工工件的表面进行曝光处理。
[0011]再进一步地，上述的大面积无掩膜板快速曝光的方法，所述光源发出的单色光经光闸控制开关光，光闸控制光束后由准直镜对光束进行同轴扩束。
[0012]再进一步地，上述的大面积无掩膜板快速曝光的方法，所述空间光调制器DMD调制后无用的光被吸收器吸收。
[0013]再进一步地，上述的大面积无掩膜板快速曝光的方法，所述调制的光束进入双远心高速扫描系统，继而对加工工件表面扫描，扫描时，平台联动，运动控制系统进行计算后，指令发送给空间光调制器DMD，根据平台位置和扫描位置，对DMD调制图形进行实时更新，从而进行全幅面快速扫描曝光。
[0014]本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在:
[0015]本发明采用数字式空间光调制器件DMD单元，能够灵活的得到需要曝光的图形；使用双远心扫描场镜，将DMD的图形通过场镜以快速扫描的形式曝光到感光基材上；同时平台配合扫描场镜进行联动，显著提高效率。本发明大面积无掩膜板快速曝光的装置，曝光灵活、效率高、耗材少，采用短波长LD光源可以将光束聚焦到微米级别，满足市场高分辨率的需求；使用闻速扫描系统可以提闻整幅面曝光速率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明:
[0017]图1:本发明的光路结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，大面积无掩膜板快速曝光的装置，包含沿光路依次设置的光源1、光闸2、准直镜3、全反射镜4和空间光调制器DMD 5，光源I是光波长为266nm?450nm的单色LD光源，空间光调制器DMD 5的光路输出端布置有全反镜6和吸收器7，全反镜6的光路输出端衔接有双远心高速扫描系统8，双远心高速扫描系统8的光路输出端正对于载物平台11，载物平台11上设有基板，基板的材质为丙烯酸树脂MMA树脂材料或玻璃；空间光调制器DMD 5、双远心高速扫描系统8、载物平台11与运动控制系统9控制连接。
[0019]高速双远心扫描系统上安装有双远心扫描物镜，能保证在整个扫描范围内焦平面和曝光物件表面重合，成像畸变在0.1 %之内。
[0020]大面积无掩膜板快速曝光的方法，待加工工件10固定于载物平台11上，光源I发出的单色光经光闸2控制开关光，光闸2控制光束后由准直镜3对光束进行同轴扩束，改善光束传播的发散角，使光路准直；扩束后的光束到达全反射镜4，光路改变方向，光束射进空间光调制器DMD 5上；光束经空间光调制器DMD 5进行图形调制，调制出有图形的光束，继而输出光束射向全反镜6，空间光调制器DMD5调制后无用的光被吸收器7吸收，输出光束经全反镜6进入双远心高速扫描系统8,经由双远心高速扫描系统8发出的光束射向位于载物平台11上的待加工工件10，由双远心高速扫描系统8发出光聚焦在待加工工件10的表面，调制的光束进入双远心高速扫描系统8对加工工件表面扫描，扫描时，平台联动，运动控制系统9进行计算后，指令发往空间光调制器DMD5，根据平台位置和扫描位置，对DMD调制图形进行实时更新，从而进行全幅面快速扫描曝光。
[0021]综上所述，本发明采用数字式空间光调制器件DMD单元，能够灵活的得到需要曝光的图形；使用双远心扫描场镜，将DMD的图形通过场镜以快速扫描的形式曝光到感光基材上；同时平台配合扫描场镜进行联动，显著提高效率。本发明大面积无掩膜板快速曝光的装置，曝光灵活、效率高、耗材少，采用短波长LD光源可以将光束聚焦到微米级别，满足市场高分辨率的需求；使用高速扫描系统可以提高整幅面曝光速率。
[0022]需要理解到的是:以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.大面积无掩膜板快速曝光的装置，其特征在于:包含沿光路依次设置的光源(I)、准直镜(3)、全反射镜(4)和空间光调制器DMD (5)，空间光调制器DMD (5)的光路输出端布置有全反镜(6)，全反镜(6)的光路输出端衔接有双远心高速扫描系统(8)，双远心高速扫描系统(8)的光路输出端正对于载物平台(11);所述空间光调制器DMD (5)、双远心高速扫描系统(8)、载物平台(11)与运动控制系统(9)控制连接。
2.根据权利要求1所述的大面积无掩膜板快速曝光的装置，其特征在于:所述光源(I)与准直镜(3)之间光路设置有光闸(2)。
3.根据权利要求1所述的大面积无掩膜板快速曝光的装置，其特征在于:所述光源(I)是光波长为266nm?450nm的单色LD光源。
4.根据权利要求1所述的大面积无掩膜板快速曝光的装置，其特征在于:所述载物平台(11)上设有基板，基板的材质为丙烯酸树脂MMA树脂材料或玻璃。
5.根据权利要求1所述的大面积无掩膜板快速曝光的装置，其特征在于:所述空间光调制器DMD (5)的光路输出端布置有吸收器(7)。
6.利用权利要求1所述装置实现大面积无掩膜板快速曝光的方法，其特征在于:待加工工件(10)固定于载物平台(11)上，光源(I)发出的单色光通过准直镜(3)对光束进行同轴扩束，改善光束传播的发散角，使光路准直；扩束后的光束到达全反射镜(4)，光路改变方向，光束射进空间光调制器DMD(5)上；光束经空间光调制器DMD(5)进行图形调制，调制出有图形的光束，继而输出光束射向全反镜(6)，输出光束经全反镜(6)进入双远心高速扫描系统(8)，经由双远心高速扫描系统(8)发出的光束射向位于载物平台(11)上的待加工工件(10)，由双远心高速扫描系统(8)发出光聚焦在待加工工件(10)的表面，对待加工工件(10)的表面进行曝光处理。
7.根据权利要求6所述的大面积无掩膜板快速曝光的方法，其特征在于:所述光源(I)发出的单色光经光闸(2)控制开关光，光闸(2)控制光束后由准直镜(3)对光束进行同轴扩束。
8.根据权利要求6所述的大面积无掩膜板快速曝光的方法，其特征在于:所述空间光调制器DMD(5)调制后无用的光被吸收器(7)吸收。
9.根据权利要求6所述的大面积无掩膜板快速曝光的方法，其特征在于:所述调制的光束进入双远心高速扫描系统(8)，继而对加工工件表面扫描，扫描时，平台联动，运动控制系统(9)进行计算后，指令发往空间光调制器DMD (5)，根据平台位置和扫描位置，对DMD调制图形进行实时更新，从而进行全幅面快速扫描曝光。
【文档编号】G02B27/09GK104199259SQ201410487260
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】赵裕兴, 狄建科, 益凯劼, 赵黎龙 申请人:苏州德龙激光股份有限公司