曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法:專利背景,發明內容,專利目的,技

《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》是中山新諾科技有限公司於2012年5月21日申請的發明專利，該專利申請號為2012101594510，公布號為CN102944978A，公布日為2013年2月27日，發明人是梅文輝、杜衛沖、曲魯傑。

《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》公開了一種曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法。該曝光系統包括：第一光學引擎；第二光學引擎；光源系統，用於對該第一光學引擎和該第二光學引擎提供曝光光束；第一分束裝置，設定在該第一側，用於對經過該第一光學引擎的入射光束以及對經過該第二光學引擎的入射光束進行分光；第一視覺系統，設定在該第一側，該第一視覺系統接收經過該第一光學引擎並由該第一分束裝置反射的第一光束，以及接收經過該第二光學引擎並由該第一分束裝置反射的第二光束，以用於校準該第一光學引擎和該第二光學引擎的光軸。該發明實施例的曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法，能夠校準各光學引擎的光軸，從而能夠提高曝光質量。

2021年6月24日，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》摘要附圖）

基本介紹

中文名：曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法
申請人：中山新諾科技有限公司
發明人：梅文輝、杜衛沖、曲魯傑
申請號：2012101594510
申請日：2012年5月21日
公布號：CN102944978A
公布日：2013年2月27日
地址：廣東省中山市火炬開發區明珠路3號之一
代理機構：北京龍雙利達智慧財產權代理有限公司
代理人：毛威、肖鸝
Int. Cl.：G03F7/20; G03F9/00
類別：發明專利

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,專利榮譽,

專利背景

截至2012年5月，印刷電路板PCB曝光行業主要使用膠片掩膜技術，但這種技術具有明顯的缺點，例如膠片易變形、對準精度低，只能達到4密耳左右的線寬，並且膠片存儲和管理困難等。隨著PCB朝向高密度互連HDI和多層化等趨勢發展，PCB電路板需要更小的線寬和更高的對準精度。而傳統的膠片掩模（MASK）曝光光刻工藝已經沒法滿足需求不斷提高而出現的生產技術瓶頸。為了解決產量和生產率的問題，新興的無掩模光刻技術或直接成像設備（直寫數字成像系統）受到PCB行業越來越多的關注，並且預計會成為未來光刻技術的主流或成為未來主要的光刻設備。雖然傳統的用於PCB的光刻技術由於速度快且價格相對便宜，仍具有一定的優勢，但該傳統的光刻技術不能很好地解決PCB各層之間的變形以及縮放失真等問題。而HDI多層板和高密度電路板的發展，更好地突出了無掩模技術的優勢。對於具有失真校正的傳統光刻膠乾膜，採用無掩膜技術的曝光設備仍具有較高的曝光速度。因此，直寫數字光刻設備具有產量高（高通量）、成本低等特點，並且這樣的PCB無掩模曝光設備將會逐步被推廣使用。

傳統的雙面曝光系統需要採用掩模板，以將圖案成像到目標物的塗有光刻膠的側面，如美國專利申請US5337151、US5627378、US5923403、US5929973、US5933216和US6211942中所述。該目標物例如可以包括：用於製造積體電路的半導體襯底、用於蝕刻的引線框製造的金屬基板、用於印刷電路板製造的導電板等。圖案化的掩模或光掩模板例如可以包括多種線條、結構或圖像。在傳統光刻中，用於高解析度套用的具有複雜圖案的掩模板通常都非常昂貴，而且壽命很短。此外，掩膜板需要較長的採購和交貨時間。對需要較短開發周期的產品來說，較長的掩模板採購和交貨時間是不能容忍的。此外，當發現特定的掩模設計需要修改圖案時，無論多么小的變化都會由於掩模修改成本及其交貨時間變化而導致嚴重的後果。

市場上出現的一些用於單面曝光的無掩模曝光系統。而大多數PCB曝光都需要雙面曝光，因此單面無掩模曝光系統不僅需要對第一面和第二面採取至少兩次曝光，還需要對準過程以對準兩側的圖案。由於較差的對準條件，這個過程會大大降低系統的生產率和產量。而雙面無掩模曝光系統不需要進行兩側圖案對齊，並且能夠與傳統的雙面曝光設備和其他工藝兼容。尤其是對於柔性的曝光物體，例如滾動狀態下的引線框，由於需要在連續曝光下兩側對齊，因此對單面無掩模曝光設備來說設備數量和成本都會大大增加。

儘管由單面無掩膜曝光系統容易想到雙面無掩膜曝光系統，如美國專利申請US6396561、US2009/0279057中所述，但關鍵問題是在增加了另一側的無掩膜曝光機制後，如何獲得系統的穩定性和可靠性。由於在雙面無掩膜曝光系統中，至少有兩個無掩模光學引擎，以對基板的兩側曝光，而兩個無掩膜光學引擎之間的距離相對系統的對準精度來說又太遠。即使無掩膜光學系統在製造時已經對齊，但也很容易被振動、溫度和其他環境條件變化而影響。

因此，在實際的生產和套用中，無法對雙面無掩膜曝光系統中的各無掩膜光學引擎的光軸進行對準或檢驗，導致無掩膜光學引擎之間的對準精度無法保證，從而嚴重影響曝光系統的曝光質量。

發明內容

專利目的

《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》的目的是提供一種曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法，能夠校準雙面無掩膜曝光系統中的各無掩膜光學引擎的光軸。

技術方案

一方面，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》提供了一種雙面無掩膜的曝光系統，該曝光系統包括：第一光學引擎，設定在基板的第一側，用於生成第一曝光圖案並將該第一曝光圖案投影到該基板的第一面；第二光學引擎，設定在該基板的第二側，用於生成第二曝光圖案並將該第二曝光圖案投影到該基板的第二面；光源系統，用於對該第一光學引擎和該第二光學引擎提供曝光光束；第一分束裝置，設定在該第一側，用於對經過該第一光學引擎的入射光束以及對經過該第二光學引擎的入射光束進行分光；第一視覺系統，設定在該第一側，該第一視覺系統接收經過該第一光學引擎並由該第一分束裝置反射的第一光束，以及接收經過該第二光學引擎並由該第一分束裝置反射的第二光束，以用於校準該第一光學引擎和該第二光學引擎的光軸。

另一方面，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例提供了一種用於雙面無掩膜的曝光系統的校準系統，該曝光系統包括：第一光學引擎，設定在基板的第一側，用於生成第一曝光圖案並將該第一曝光圖案投影到該基板的第一面；第二光學引擎，設定在該基板的第二側，用於生成第二曝光圖案並將該第二曝光圖案投影到該基板的第二面；該校準系統包括：第一分束裝置，設定在該第一側，用於對經過該第一光學引擎的入射光以及對經過該第二光學引擎的入射光束進行分光；第一校準光源，設定在該第一側，為該校準系統提供第一校準光束，並且入射到該第一光學引擎的第一校準光束與該第一光學引擎的光軸平行或重合；第一視覺系統，設定在該第一側，該第一視覺系統接收經過該第一光學引擎並由該第一分束裝置反射的該第一校準光束，以及接收經過該第二光學引擎並由該第一分束裝置反射的該第二校準光束。

再一方面，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》提供了一種用於無掩膜曝光的光學引擎，該光學引擎包括根據該發明實施例的校準系統。

再一方面，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例提供了一種雙面無掩膜的曝光系統，該曝光系統包括根據該發明實施例的；或包括根據該發明實施例的用於無掩膜曝光的光學引擎。

再一方面，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例提供了一種雙面無掩膜的曝光方法，該曝光方法包括：生成步驟，使用至少一個根據該發明實施例的曝光系統，生成預定的曝光圖案；曝光步驟，使用至少一個根據該發明實施例的的曝光系統，將該預定的曝光圖案投影到感光性基板的兩面。

再一方面，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例提供了一種元件的製造方法，該製造方法包括：生成步驟，使用至少一個根據該發明實施例的曝光系統，生成預定的曝光圖案；曝光步驟，使用至少一個根據該發明實施例的曝光系統，將該預定的曝光圖案投影到感光性基板的兩面。顯影步驟，將該曝光步驟所曝光的該感光性基板顯影。

改善效果

《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》通過採用視覺系統來檢驗各無掩膜光學引擎的光軸對準情況，從而能夠校準各光學引擎的光軸，並保證校準精度，由此能夠在提高生產率和產量的基礎之上，顯著地提高曝光系統的曝光質量。

附圖說明

圖1是根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的雙面無掩膜的曝光系統的示意性框圖。

圖2是根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的雙面無掩膜的曝光系統的另一示意性框圖。

圖3是根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的具有校準光源的曝光系統的示意性框圖。

圖4是根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的具有校準光源的曝光系統的另一示意性框圖。

圖5是根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的具有兩套視覺系統的曝光系統的示意性框圖。

圖6A和6B是根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的數字微鏡器件DMD的鏡面狀態與光線方向的示意性框圖。

圖7是根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的基板兩側都具有校準光源的曝光系統的示意性框圖。

圖8是根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的採用軋輥固定基板的曝光系統的示意性框圖。

圖9是根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的採用真空吸盤固定基板的曝光系統的示意性框圖。

圖10A和10B分別是圖9所示的曝光系統的具體實施方案的示意性框圖。

圖11A和11B分別是根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的光源的具體實施方案的示意性框圖。

圖12是包括根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的曝光系統的生產設備的示意性透視圖。

圖13是圖12所示的生產設備的示意性前視圖。

圖14是圖13所示的生產設備的示意性部件分解圖。

圖15是根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的包括視覺系統的無掩膜光學引擎的示意性框圖。

圖16是圖15所示的無掩膜光學引擎的示意性部件分解圖。

圖17是根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的包括多個無掩膜光學引擎的曝光系統的示意性透視圖。

技術領域

《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》涉及無掩膜直寫數字光刻技術，尤其涉及雙面無掩膜的曝光系統、用於雙面無掩膜的曝光系統的校準系統、用於無掩膜曝光的光學引擎、雙面無掩膜的曝光方法以及元件的製造方法。

權利要求

1.一種雙面無掩膜的曝光系統，其特徵在於，包括：第一光學引擎，設定在基板的第一側，用於生成第一曝光圖案並將所述第一曝光圖案投影到所述基板的第一面；第二光學引擎，設定在所述基板的第二側，用於生成第二曝光圖案並將所述第二曝光圖案投影到所述基板的第二面；光源系統，用於對所述第一光學引擎和所述第二光學引擎提供曝光光束；第一分束裝置，設定在所述第一側，用於對經過所述第一光學引擎的入射光束以及對經過所述第二光學引擎的入射光束進行分光；第一視覺系統，設定在所述第一側，所述第一視覺系統接收經過所述第一光學引擎並由所述第一分束裝置反射的第一光束，以及接收經過所述第二光學引擎並由所述第一分束裝置反射的第二光束，以用於校準所述第一光學引擎和所述第二光學引擎的光軸。

2.根據權利要求1所述的曝光系統，其特徵在於，所述第一視覺系統根據接收的所述第一光束和所述第二光束的偏移量，或由所述第一光束形成的圖像與由所述第二光束形成的圖像的偏移量，確定所述第一光學引擎與所述第二光學引擎的光軸偏移量。

3.根據權利要求1所述的曝光系統，其特徵在於，所述曝光系統還包括：第一校準光源，用於向所述基板的第一面發射校準光束，所述第一校準光源發射的校準光束由所述第一分束裝置反射回所述第一視覺系統，並且具有所述基板上的光敏材料不敏感的光波長。

4.根據權利要求3所述的曝光系統，其特徵在於，所述第一校準光源設定在所述第一分束裝置和所述第一視覺系統之間；或所述第一校準光源設定在所述第一光學引擎的曝光光源與所述第一光學引擎之間。

5.根據權利要求3所述的曝光系統，其特徵在於，所述第一視覺系統還用於根據接收的所述第一校準光源發射的、並經過所述基板和所述第一分束裝置反射回的校準光束，確定所述基板上的圖形位置，以校準所述第一曝光圖案與所述基板的相對位置。

6.根據權利要求1所述的曝光系統，其特徵在於，所述光源系統包括：第一曝光光源，對所述第一光學引擎提供曝光光束；第二曝光光源，對所述第二光學引擎提供曝光光束。

7.根據權利要求1所述的曝光系統，其特徵在於，所述光源系統包括：第三曝光光源，所述第三曝光光源通過光纖或介質膜鏡片，分別對所述第一光學引擎和所述第二光學引擎提供曝光光束。

8.根據權利要求1所述的曝光系統，其特徵在於，所述第一光學引擎或所述第二光學引擎包括用於生成曝光圖案的空間光調製器，以及用於將曝光圖案投影到所述基板的投影系統。

9.根據權利要求8所述的曝光系統，其特徵在於，所述第一分束裝置設定在所述第一光學引擎和所述基板之間；或所述第一分束裝置設定在所述第一光學引擎的所述空間光調製器和所述投影系統之間。

10.根據權利要求8所述的曝光系統，其特徵在於，所述投影系統包括將來自所述空間光調製器的曝光圖案投影到所述基板上的成像透鏡。

11.根據權利要求8所述的曝光系統，其特徵在於，所述投影系統包括將來自所述空間光調製器的每個象素的光聚焦為點陣列並成像到所述基板上的點陣列成像系統。

12.根據權利要求8所述的曝光系統，其特徵在於，所述投影系統包括將來自所述空間光調製器的曝光圖案劃分成子圖像陣列並成像到所述基板上的子圖像陣列成像系統。

13.根據權利要求8所述的曝光系統，其特徵在於，所述第一光學引擎或所述第二光學引擎在所述空間光調製器關閉時，全反射來自所述第二光學引擎或所述第一光學引擎的光束。

14.根據權利要求1所述的曝光系統，其特徵在於，所述第一分束裝置對所述曝光光束全透射；或所述第一分束裝置對所述曝光光束的透射率大於反射率。

15.根據權利要求1至14中任一項所述的曝光系統，其特徵在於，所述曝光系統還包括：第二校準光源，用於向所述基板的第二面發射校準光束，所述第二校準光源發射的校準光束由所述第一分束裝置反射回所述第一視覺系統，並且具有所述基板上的光敏材料不敏感的光波長。

16.根據權利要求15所述的曝光系統，其特徵在於，所述曝光系統還包括：第二分束裝置，設定在所述第二側，用於對經過所述第二光學引擎的入射光束進行分光；第二視覺系統，設定在所述第二側，所述第二視覺系統接收經過所述第二光學引擎並由所述第二分束裝置反射的第三光束。

17.根據權利要求16所述的曝光系統，其特徵在於，所述第二校準光源設定在所述第二分束裝置和所述第二視覺系統之間；或所述第二校準光源設定在所述第二光學引擎的曝光光源與所述第二光學引擎之間。

18.根據權利要求1至14中任一項所述的曝光系統，其特徵在於，所述曝光系統還包括：移動平台系統，相對於所述第一光學引擎和所述第二光學引擎移動所述基板。

19.根據權利要求18所述的曝光系統，其特徵在於，所述曝光系統還包括：計算機控制系統，用於數據處理，以及用於同步所述第一光學引擎、所述第二光學引擎以及所述移動平台系統的移動。

20.一種用於雙面無掩膜的曝光系統的校準系統，其特徵在於，所述曝光系統包括：第一光學引擎，設定在基板的第一側，用於生成第一曝光圖案並將所述第一曝光圖案投影到所述基板的第一面；第二光學引擎，設定在所述基板的第二側，用於生成第二曝光圖案並將所述第二曝光圖案投影到所述基板的第二面；所述校準系統包括：第一分束裝置，設定在所述第一側，用於對經過所述第一光學引擎的入射光以及對經過所述第二光學引擎的入射光束進行分光；第一校準光源，設定在所述第一側，為所述校準系統提供第一校準光束，並且入射到所述第一光學引擎的第一校準光束與所述第一光學引擎的光軸平行或重合；第一視覺系統，設定在所述第一側，所述第一視覺系統接收經過所述第一光學引擎並由所述第一分束裝置反射的所述第一校準光束，以及接收經過所述第二光學引擎並由所述第一分束裝置反射的第二校準光束。

21.根據權利要求20所述的校準系統，其特徵在於，所述第一視覺系統根據接收的第一光軸校準光束和第二光軸校準光束的偏移量，確定所述第一光學引擎與所述第二光學引擎的光軸偏移量，其中，所述第一光軸校準光束為經過所述第一光學引擎，並分別由所述曝光系統的承載基板的移動平台系統以及所述第一分束裝置反射回所述第一視覺系統的所述第一校準光束；所述第二光軸校準光束為經過所述第二光學引擎，並由所述移動平台系統透射，再由所述第一分束裝置反射回所述第一視覺系統的所述第二校準光束。

22.根據權利要求20所述的校準系統，其特徵在於，所述第一視覺系統根據接收的第一基板校準光束，確定所述基板上的圖形位置，以用於校準所述第一曝光圖案與所述基板的相對位置，其中，所述第一基板校準光束為經過所述第一光學引擎，並分別由所述基板和所述第一分束裝置反射回所述第一視覺系統的所述第一校準光束。

23.根據權利要求20所述的校準系統，其特徵在於，所述校準系統還包括：第二校準光源，設定在所述第二側，為所述校準系統提供第二校準光束，並且入射到所述第二光學引擎的第二校準光束與所述第二光學引擎的光軸平行或重合。

24.根據權利要求23所述的校準系統，其特徵在於，所述第一校準光源發射的所述第一校準光束以及所述第二校準光源發射的所述第二校準光束，具有所述基板上的光敏材料不敏感的光波長；或所述第一校準光源和所述第二校準光源包括所述曝光系統的曝光光源，其中，所述第一分束裝置對所述曝光光源發射的曝光光束的透射率大於反射率。

25.根據權利要求20至24中任一項所述的校準系統，其特徵在於，所述第一分束裝置設定在所述第一光學引擎和所述基板之間；或所述第一分束裝置設定在所述第一光學引擎的空間光調製器和投影系統之間。

26.根據權利要求20至24中任一項所述的校準系統，其特徵在於，所述校準系統還包括：第二分束裝置，設定在所述第二側，用於對經過所述第二光學引擎的入射光束進行分光；第二視覺系統，設定在所述第二側，所述第二視覺系統接收經過所述第二光學引擎並由所述第二分束裝置反射的所述第二校準光束。

27.根據權利要求26所述的校準系統，其特徵在於，所述第二分束裝置設定在所述第二光學引擎和所述基板之間；或所述第二分束裝置設定在所述第二光學引擎的空間光調製器和投影系統之間。

28.一種雙面無掩膜的曝光系統，其特徵在於，包括：根據權利要求20至27中任一項所述的校準系統。

29.一種雙面無掩膜的曝光方法，其特徵在於，包括：生成步驟，使用至少一個根據權利要求1至19中任一項或權利要求28所述的曝光系統，生成預定的曝光圖案；曝光步驟，使用至少一個根據權利要求1至19中任一項或權利要求28所述的曝光系統，將所述預定的曝光圖案投影到感光性基板的兩面。

30.一種元件的製造方法，其特徵在於，包括：生成步驟，使用至少一個根據權利要求1至19中任一項或權利要求28所述的曝光系統，生成預定的曝光圖案；曝光步驟，使用至少一個根據權利要求1至19中任一項或權利要求28所述的曝光系統，將所述預定的曝光圖案投影到感光性基板的兩面；顯影步驟，將所述曝光步驟所曝光的所述感光性基板顯影。

實施方式

圖1示出了根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的雙面無掩膜的曝光系統1100的示意性框圖。如圖1所示，該雙面無掩膜的曝光系統1100，包括：第一光學引擎110、第二光學引擎120、第一分束裝置210、光源系統310和第一視覺系統410。

其中，第一光學引擎110設定在基板910的第一側，例如，如圖1所示的基板910的上面，用於生成第一曝光圖案並將該第一曝光圖案投影到該基板910的第一面911；第二光學引擎120設定在該基板911的第二側，例如，如圖1所示的基板910的下面，用於生成第二曝光圖案並將該第二曝光圖案投影到該基板910的第二面912；光源系統310和320用於對該第一光學引擎110和該第二光學引擎120提供曝光光束；第一分束裝置210設定在該第一側，用於對經過該第一光學引擎110的入射光束以及對經過該第二光學引擎120的入射光束進行分光；第一視覺系統410設定在該第一側，該第一視覺系統410接收經過該第一光學引擎110並由該第一分束裝置210反射的第一光束，以及接收經過該第二光學引擎120並由該第一分束裝置210反射的第二光束，以用於校準該第一光學引擎110和該第二光學引擎120的光軸。

由於第一視覺系統通過第一分束裝置與第一光學引擎和第二光學引擎共軸，使得第一視覺系統既能夠接收經過第一光學引擎的光束，又能夠接收經過第二光學引擎的光束，從而通過該第一視覺系統能夠檢測第一光學引擎和第二光學引擎的光軸對準誤差，由此能夠校準第一光學引擎和該第二光學引擎的光軸。

因此，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》雙面無掩膜的曝光系統，通過採用視覺系統來檢驗各無掩膜光學引擎的光軸對準情況，從而能夠校準各光學引擎的光軸，並保證校準精度，由此能夠在提高生產率和產量的基礎之上，顯著地提高曝光系統的曝光質量。

具體而言，在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》中如圖1所示，例如，對第一光學引擎110提供曝光光束的光源系統310包括曝光光源311，例如該曝光光源311提供UV光，以對塗有諸如光刻膠的光敏材料的基板910進行曝光。該光源系統310例如還可以包括光纖312以及光準直勻化裝置313，曝光光源311發射的曝光光束通過光纖312進入光準直勻化裝置313，以對曝光光束進行準直和/或均勻化處理。應理解，光源系統可以僅包括曝光光源，也可以包括輸出光束已經經過準直和/或均勻化處理的曝光光源，該發明並不限於此。類似地，對第二光學引擎120提供曝光光束的光源系統320可以包括：曝光光源321、光纖322以及光準直勻化裝置323。

例如，第一光學引擎110包括用於生成第一曝光圖案的空間光調製器111，用於改變光束傳輸方向的反射鏡112，以及用於將該第一曝光圖案投影到該基板910的第一面911的無掩膜投影系統113。類似地，第二光學引擎120包括：空間光調製器121、反射鏡122和無掩膜投影系統123。

空間光調製器111、121可以產生需要的像素圖形或像素掩膜圖形，該像素掩膜圖形可以在與平台運動同步的特定時間內持續存在。由空間光調製器111、121的像素掩膜圖形產生的光輸入到投影系統113、123。通過投影系統113的光會聚焦到基板910的第一面911上，同時通過投影系統123的光會穿過平台920並聚焦到基板910的第二面912上。由此，像素掩膜圖形就被投影到基板910的兩側。

例如，第一分束裝置210可以為半透半反的分束鏡，也可以為對曝光光束很少反射或幾乎全透射的分束鏡。該第一視覺系統410例如包括圖像透鏡411，以及諸如照相機、攝像機的成像裝置412，該第一視覺系統410由此可以捕獲經過第一光學引擎110和第二光學引擎120的光束，或捕獲經過第一光學引擎110和第二光學引擎120所形成的圖像。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，第一視覺系統根據接收的該第一光束和該第二光束的偏移量，或由該第一光束形成的圖像與由該第二光束形成的圖像的偏移量，確定該第一光學引擎與該第二光學引擎的光軸偏移量。即第一視覺系統可以根據接收的該第一光束和該第二光束重合，或接收的由該第一光束形成的圖像與由該第二光束形成的圖像重合，確定該第一光學引擎與該第二光學引擎的光軸對準。應理解，該對準既包括完全對準，又包括誤差範圍內的微小偏差或偏移，該發明並不限於此。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，可選地，該曝光系統還包括：移動平台系統，相對於該第一光學引擎和該第二光學引擎移動該基板。該移動平台系統可以包括XY移動平台以及Z軸控制台，該XY移動平台可以實現光學引擎在基板所在的平面，與基板產生相對移動，如圖1中的平台920所示；該Z軸控制台（圖1中未示出）可以控制光學引擎在與基板所在平面相垂直的方向移動，以改變與基板的相對距離或高度。該平台920的兩側面921和922在曝光區域可以是透明的，也可以是鏤空的，以使得曝光光束能夠到達基板910的第二面912。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，可選地，該曝光系統還包括：計算機控制系統（圖1中未示出），用於數據處理，以及用於同步該第一光學引擎、該第二光學引擎以及該移動平台系統的移動。

應理解，該基板910的兩面911和912包括對曝光光束敏感的蝕刻層或塗敷層。還應理解，該基板可以是用於製造PCB的PCB板和晶片，也可以用於引線框的片板，還可以是用於液晶顯示器製造、檔案印刷、照相複製等的各種其它平板，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》並不限於此。

下面將結合圖1所示的曝光系統1100，對曝光前即放置基板前的校準過程進行描述。

在曝光前的校準過程中，基板910沒有放置於平台920上，並且兩個無掩膜光學引擎110和120的光軸在設計和製造中可以已經預先對齊。首先，給第一光學引擎110和第二光學引擎120傳送對準圖形，即給每一個空間光調製器111、121傳送對準圖形，並且打開曝光光源311、321，並使得曝光光源311、321產生適當的光強；然後，調整每一個光學引擎110、120的Z軸位置，使得對準圖形聚焦到平台920的表面921。經過第一光學引擎110的部分光束將透過分束鏡210，並在表面921處產生少許的反射；反射光（即第一光束）會由分束鏡210反射到第一視覺系統410中，並由第一視覺系統410的相機412獲取該對準圖形，從而得到第一光學引擎110的光軸的位置。經過第二光學引擎120的光束（即第二光束）穿過平台920，並由該分束鏡210反射回第一視覺系統410。因此，第一視覺系統410的相機412中可以得到兩個對準圖形，由此可以確定第一光學引擎110與第二光學引擎120的光軸偏移量。這些位置數據將被存儲在計算機控制系統中，用於曝光過程中的數據校正。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，第一視覺系統410還可以用於獲取平台920上的參考標記（圖1中未示出）的位置信息，從而能夠根據該參考標記的位置信息，獲取第一光學引擎110與第二光學引擎120的光軸的絕對位置信息或坐標信息，以用於後續的數據校正。應理解，該曝光系統1100也可以僅獲取兩光學引擎的光軸的相對偏移量，以對兩光學引擎的光軸進行校準，該發明並不限於此。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，設定第一分束裝置210的一個主要目的是，使得第一視覺系統410與第一光學引擎110的光軸共軸，從而在第一光學引擎120與第一光學引擎110的光軸共軸時，該第一視覺系統410與第二光學引擎120的光軸共軸。而第一視覺系統410主要是通過接收空間光調製器111、121形成的圖形，確定第一光學引擎110和第二光學引擎120的光軸對準情況，因此，該第一分束裝置210隻要設定在經過第一光學引擎110的空間光調製器111之後的光路中即可。

因此，在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，可選地，如圖1所示，該第一分束裝置210設定在該第一光學引擎110和該基板910之間。可選地，如圖2所示，該第一分束裝置210設定在該第一光學引擎110內。具體地，該第一分束裝置210可以設定在第一光學引擎110的空間光調製器111和投影系統113之間。

在圖2所示的曝光系統1200中，第一視覺系統410近置於空間光調製器111。如果該第一視覺系統410的工作距離足夠長，則該第一視覺系統410可以僅包括成像裝置412，而不需要圖像透鏡411。在該曝光系統1200中，曝光前的校準過程與曝光系統1100相類似，區別僅在於第一光束和第二光束需要經過投影系統113後，由第一分束裝置210反射回第一視覺系統410。並且，在根據該發明實施例的各曝光系統中，相同的附圖示記表示相同的器件，並具有相同的作用，為了簡潔，在各附圖中不再一一贅述。

在圖1和圖2所示的雙面無掩膜曝光系統中，第一視覺系統可以校準各光學引擎的光軸，並保證校準精度，由此能夠在提高生產率和產量的基礎之上，顯著地提高曝光系統的曝光質量。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，如圖3所示，可選地，該曝光系統1300還包括第一校準光源510，該第一校準光源510用於向該基板910的第一面911發射校準光束，該第一校準光源510發射的校準光束由該第一分束裝置210反射回該第一視覺系統410，並且具有該基板910上的光敏材料不敏感的光波長。

在圖3所示的曝光系統1300中，該第一校準光源510例如包括：校準光源511、準直透鏡512和半透半反分束鏡513，該校準光源511發射的校準光束的光波長對基板910上的光敏材料不敏感，不會引起基板910的曝光，該校準光源511例如發射黃光或紅光；該準直透鏡512用於對校準光束進行準直；該半透半反分束鏡513用於將校準光束耦合進入第一光學引擎110的光路中。

應理解，第一校準光源也可以僅包括發射的光波長對基板上的光敏材料不敏感的光源；第一校準光源也可以採用其它方式將校準光束耦合進曝光系統的光路中，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例並不限於此。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，可選地，該第一視覺系統410還用於根據接收的該第一校準光源510發射的、並經過該基板910和該第一分束裝置210反射回的校準光束，確定該基板910上的圖形位置，以校準該第一曝光圖案與該基板910的相對位置。

由於第一校準光源發射的校準光束對基板上的光敏材料不敏感，因此，在曝光過程中該第一校準光源可以用於對齊該第一曝光圖案與基板上的圖形。下面將結合圖3所示的曝光系統1300具體說明。

在曝光過程中，首先曝光光源311、321關閉，而第一校準光源510打開；然後將基板910置於平台920上。如果基板910的表面沒有任何圖形，那么曝光系統就以電腦中存儲的正確數據進行曝光；如果基板910的表面有圖形，那么第一校準光源510發射的校準光束被基板910反射後，入射到第一視覺系統410，從而第一視覺系統410能夠獲取基板910上的圖形的位置，並校正曝光數據以對基板910進行曝光。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，該第一校準光源510可以設定在該第一分束裝置210和該第一視覺系統410之間，如圖3中的曝光系統1300所示。可選地，該第一校準光源510設定在該第一光學引擎110的曝光光源311與該第一光學引擎110之間，如圖4中的曝光系統1400所示，由此該第一校準光源510還可以用於曝光前的光軸校準。即在曝光前的校準過程中，用該第一校準光源510代替曝光光源311，為了簡潔，在此不再贅述。

應理解，該第一分束裝置210對第一校準光源510發射的校準光束能夠部分透射並部分反射。還應理解，在實際套用中，如果從平台表面反射的校準光束或第一光束較少時，第一視覺系統在一些情況下較難讀取這些反射光，為此，可以對平台的表面進行鍍膜以增加反射率，也可以在平台表面放置透明的高反射率薄片等，但《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例並不限於此。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，可選地，如圖5所示，該曝光系統1500還包括：第二校準光源520，用於向該基板910的第二面912發射校準光束，該第二校準光源520發射的校準光束由該第一分束裝置210反射回該第一視覺系統410，並且具有該基板910上的光敏材料不敏感的光波長。可選地，該第二校準光源520設定在該第二光學引擎120的曝光光源321與該第二光學引擎120之間。

由於曝光系統1500具有第一校準光源510和第二校準光源520，因此在曝光前的校準過程中，可以用該第一校準光源510和第二校準光源520分別代替曝光光源311和321。因而，在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，第一分束裝置210對光源系統提供的曝光光束可以全透射；或第一分束裝置210對該曝光光束的透射率大於反射率。該發明實施例並不限於此，例如，第一分束裝置210對該曝光光束的透射率也可以小於反射率。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，可選地，如圖5所示，該曝光系統1500還包括：第二分束裝置220和第二視覺系統420，該第二分束裝置220設定在該第二側，用於對經過該第二光學引擎120的入射光束進行分光；該第二視覺系統420設定在該第二側，該第二視覺系統420接收經過該第二光學引擎120並由該第二分束裝置220反射的第三光束。可選地，該第二校準光源520設定在該第二分束裝置220和該第二視覺系統120之間。

應理解，在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，曝光系統可以包括多個光學引擎、多個校準光源、多個視覺系統或多個分束裝置。該發明實施例僅以曝光系統包括兩個光學引擎、兩個校準光源、兩個視覺系統或兩個分束裝置為例進行說明，但該發明實施例並不限於此。

還應理解，在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，術語“第一”、“第二”僅為了區分不同的器件，而不應對器件的數量構成任何限定，例如，第一光學引擎可以包括一個或多個光學引擎；並且“第一”和“第二”可以互換，該發明實施例並不限於此。

在圖5所示的曝光系統1500中，第一分束裝置210和第二分束裝置220可以對光源系統310、320提供的曝光光束幾乎全部透射，以增大曝光光強，並且第一分束裝置210和第二分束裝置220可以對第一校準光源510和第二校準光源520提供的校準光束部分反射部分透射，例如對校準光束半透半反。在此情況下，曝光前的校準過程可以如下：在平台920上放置帶有標記的透明玻璃作為基板910，該標記可以呈現在第一視覺系統410和第二視覺系統420的視野中，無掩膜的第一光學引擎110和第二光學引擎120在設計和製造已經預先對準。首先，向每一個空間光調製器111、121傳送對準圖形，並打開曝光光源311、321，使得曝光光源311、321具有適當的光強。然後，調整每一個光學引擎的Z軸位置，使得對準圖形聚焦在透明的基板910上。因此，經過第一光學引擎110的光將透過第一分束裝置210，並由第二分束裝置220反射回第二視覺系統420，該第二視覺系統420可以讀取圖形，並且基板910上的標記也可以由該第二視覺系統420讀取；經過另一個無掩膜的第二光學引擎120的光透過第二分束裝置220、平台920和基板910，並由第一分束裝置210反射回第一視覺系統410，並由第一視覺系統410讀取基板910上的標記。因而，第一視覺系統410和第二視覺系統420可以分別獲取第一光學引擎110的光軸和第二光學引擎120的光軸相對於同一標記的位置。這意味著計算機控制系統可以得到兩光學引擎的光軸位置，這些位置數據將被保存在計算機控制系統中，並用於曝光過程中的數據校正。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，可選地，光源系統包括：第一曝光光源，對該第一光學引擎提供曝光光束；以及第二曝光光源，對該第二光學引擎提供曝光光束。例如，如圖5所示，光源系統可以包括分別為第一光學引擎110和第二光學引擎120提供曝光光束的第一曝光光源310和第二曝光光源320。可選地，該光源系統也可以包括第三曝光光源，該第三曝光光源通過光纖或介質膜鏡片，分別對該第一光學引擎和該第二光學引擎提供曝光光束。即各光學引擎可以分別具有獨立的曝光光源，或各光學引擎也可以共用曝光光源。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，光源系統還可以為同時提供兩類波長的光束的光源，一類波長的光束用於曝光，例如UV光束；另一類波長的光束用於校準，例如黃光或紅光，該類光束的波長對基板上的光敏材料不敏感。該發明實施例並不限於此。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，該第一光學引擎110或該第二光學引擎120包括用於生成曝光圖案的空間光調製器111、121，以及用於將曝光圖案投影到該基板的投影系統113、123。該空間光調製器SLM111、121例如是數字微鏡器件DMD、液晶顯示器件LCD、矽基液晶器件LCOS等。

可選地，該投影系統113、123包括將來自該空間光調製器111、121的曝光圖案投影到基板910上的成像透鏡；即投影系統113、123採用直接成像法。

可選地，該投影系統113、123包括將來自該空間光調製器111、121的每個象素的光聚焦為點陣列並成像到該基板910上的點陣列成像系統；即投影系統113、123採用點陣列法。

可選地，該投影系統113、123包括將來自該空間光調製器111、121的曝光圖案劃分成子圖像陣列並成像到該基板910上的子圖像陣列成像系統；即投影系統113、123採用子圖像陣列法。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，該第一光學引擎110或該第二光學引擎120在該空間光調製器111、121關閉時，全反射來自該第二光學引擎120或該第一光學引擎110的光束。下面將結合圖6A和6B進行詳細說明。

圖6A和6B示出了根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的數字微鏡器件DMD的鏡面狀態與光線方向的示意性框圖。在圖6A中，601a、601b和601c是平行入射光束，鏡面603a和鏡面603c是DMD的電源開關關閉和打開時的狀態。鏡面603b是DMD斷電時的狀態。鏡面603a為關閉狀態是因為光束601a被鏡面603a反射，同時鏡面603c反射光束601c到DMD的法線方向602c。根據入射光束的方向，實際上各鏡面的反射光束具有如圖6B所示的不同方向。在圖6B中，平行入射光束604a、604b、604c的方向為法線方向。鏡面607a、607c偏離法線方向反射光束，如光束605a、606c所示。鏡面607b將光束604b全反射回來。這意味著如果DMD斷電的話，DMD鏡片會將正入射的光反射回來。

對於圖3所示的曝光系統1300，如果空間濾波器111、121為DMD，那么曝光前的校準過程可以為：首先基板910不放置於平台920上，兩個無掩膜光學引擎的光軸在設計和製造時已經預先對準。給空間光調製器121傳送對準圖形，並且打開曝光光源321，並使得曝光光源321產生適當的光強；調整第二光學引擎120的Z軸位置，使來自空間光調製器121的對準圖形聚焦在第一視覺系統410的相機412上，因此相機412可以讀取空間光調製器121的位置。然後關閉空間調製器121和曝光光源321，並打開曝光光源311和具有對準圖形的空間光調製器111。經過第一光學引擎110的光束將透過第一分束裝置210、投影系統123，並將對準圖形成像在空間光調製器121上。因為空間光調製器121處於關閉狀態，光束會從空間光調製器121反射回並進入投影系統123，並由第一分束裝置210反射回相機412，因此相機412可以讀取對準圖形，並獲得光軸的位置。因此，第一視覺系統410可以獲取兩光學引擎的光軸位置。相似的過程可以被套用於其它附圖所示的曝光系統中，為了簡潔，在此不再贅述。如果空間光調製器111、121不是DMD、LCOS，那么空間光調製器不需要關閉電源來反射回光。在空間光調製器111、121為LCOS的情況下，如果像素是關閉狀態，同時空間調製器是上電的，來自投影系統的光會被反射回投影系統。因此，這種無掩膜光學引擎在關閉時等價於平台上的反射鏡。即第一光學引擎110或第二光學引擎120在空間光調製器111、121關閉時，全反射來自第二光學引擎120或第一光學引擎110的光束。

圖7示出了根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的基板兩側都具有校準光源的曝光系統的示意性框圖。如圖7所示，該曝光系統1700包括：第一光學引擎110、第二光學引擎120、光源系統310、320、第一校準光源510、第二校準光源520、第一分束裝置210和第一視覺系統410。

其中，每個光學引擎110、120包括具有光纖312、322的曝光光源311、321，以及給空間光調製器111、121提供均勻光束的光準直勻化裝置313、323；第一校準光源510、第二校準光源520發射的校準光束所具有的波長與曝光光束具有的波長不同，並且校準光束具有的波長對基板910上的光敏物質不敏感；第一校準光源510、第二校準光源520發射的校準光束分別通過具有特殊鍍膜的分束鏡或合成器513、523，耦合進第一光學引擎110和第二光學引擎120。從313、323輸出的光束分別被反射鏡112、122反射進入類似DMD的空間光調製器111、121，投影系統113、123分別把空間光調製器111、121生成的曝光圖案成像在基板910上。基板910的兩面可能設定有光刻膠層或塗層。用於固定基板910的平台920位於基板910下方的區域是透明的，並且平台920可以通過計算機控制系統在XY方向移動。空間光調製器111、121產生需要的像素圖形（像素掩膜圖形），像素掩膜圖形在空間光調製器111、121上可以在與平台同步的特定時間內持續存在。由空間光調製器111、121的像素掩膜圖形產生的光隨之入射到投影系統113、123。來自投影系統113的光束把空間光調製器111的像聚焦到基板910的第一面911，來自投影系統123的光束透過平台920，並將空間光調製器123的像聚集到基板910的另一面912。以這種方式，像素掩模圖形投影到基板910的兩側。空間光調製器111、121和投影系統113、123的光軸可以互相對準。在基板910的第一側設定有第一分束裝置210和第一視覺系統410。第一分束裝置210對於曝光光束可以幾乎完全透明，並對校準光束半透半反。基板910可以是傳統印刷電路板製造中的PCB板、晶片，但是應理解，很多不同的基板都能從這一發明中受益，包括非平面基板。

在曝光前的校準過程中，首先基板910沒有置於平台920上，曝光光源311、321關閉。兩個無掩膜光學引擎110、120的光軸在設計和製造時已經預先對準。對準圖形在空間光調製器121上，打開第二校準光源520並選擇適當的光強。調整第二光學引擎120的Z軸位置，使得空間光調製器121上的對齊圖形由第一分束裝置210反射，進入相機鏡頭411並聚焦到相機412上。然後，關閉空間調製器121和第二校準光源520，打開第一校準光源510和具有對準圖形的空間光調製器111。經過空間光調製器111的光將透過投影系統113、第一分束裝置210、平台920、投影系統123，並將對準圖形成像在空間光調製器121上。因為空間光調製器121處於斷電狀態，光束會從空間光調製器121返回，經過投影系統123、平台920，並被第一分束裝置210反射回相機412。由於空間光調製器111、121，投影系統113、123以及第一視覺系統410為共軛光學系統，空間光調製器111的圖像位置對系統光軸和相機412的偏差不敏感，因而第二光學引擎120在處於關閉狀態時可以等效於平台910上的反射鏡。由此第一視覺系統410內可以獲取兩個對準圖形，從而可以確定光軸的偏差或確定光軸的位置。

在曝光過程中，首先曝光光源311、321處於關閉狀態，第一校準光源511打開；然後把基板910置於平台上。如果基板910的表面上沒有圖形，則曝光系統依據存儲在計算機控制系統中的校準數據，直接進行曝光處理；如果基板910的表面上有圖形和對準標記，則第一視覺系統410獲取相應的位置信息，並保存在計算機控制系統中，從而調整曝光參數並進行曝光處理。如果空間光調製器111上有圖形，相機412可以同時讀取這個圖形和對準標記，以獲得空間光調製器和對準標記之間更精確的距離。在此實施例中，由於從空間光調製器121反射的光束非常強，第一視覺系統410易於讀取該光束。如果無掩膜光學引擎沒有安裝在分開的Y軸引動平台，那么可以對每個掃描起點或步進位置進行校準過程，然後校正曝光數據以獲得良好的對齊曝光。

圖8示出了根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的採用軋輥固定基板的曝光系統1800的示意性框圖。圖8中所示的曝光系統1800與圖7中的曝光系統1700類似，區別僅在於曝光系統1800中採用的基板801為柔性滾壓類型。成對的軋輥803控制基板801的速度和力量；軋輥802則用於不斷地接收和提供基板801。基板801可以不斷地沿X方向移動。該曝光系統的無掩膜光學引擎可能具有用於調整聚焦的Z平台和更大基板的Y平台。

圖9示出了根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的採用真空吸盤固定基板的曝光系統1900的示意性框圖。該曝光系統1900與圖7中的曝光系統1700類似，區別在於曝光系統1900中採用了真空吸盤來固定基板910，因為對於投影系統113、123的聚集深度而言，基板910未必足夠平。該真空吸盤包括頂板901、底板903、真空軟管904和軟密封材料902，其中頂板901和底板903在基板的曝光區域是透明的，並且表面可塗上增透層。

圖10A和10B分別是圖9所示的曝光系統的具體實施方案的示意性框圖。如圖10A所示，根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的雙面無掩模的曝光系統1900a可以垂直設定；如圖10B所示，曝光系統1900b還可以傾斜設定，該發明並不以此為限。

圖11A和11B示出了兩種類型的光源合成器，其中一種是介質膜類型的，另一種是光電耦合類型的。在圖11A中，校準光源511通過準直透鏡512準直後，由分束鏡或光束合成器513反射，從而與曝光光源311發射的曝光光束耦合。在圖11B中，曝光光源311和校準光源511分別耦合到光纖312、514，然後將光纖312、514捆綁到光準直均勻裝置前的光纖中。圖11A所示的光源合成器適可能適合於LED光源；而圖11B所示的光源合成器可能適用於雷射光源。

圖12示出了包括根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的曝光系統的生產設備的示意性透視圖。如圖12所示，該曝光系統包括兩組無掩膜光學引擎1205、1207，光學引擎的移動平台1206、1204、1202，掃描平台1203和基座1201。

圖13示出了圖12所示的生產設備的示意性前視圖。無掩膜光學引擎1205、1207具有各自的XZ平台1204、1206、1302、1202。Y平台1304支撐基板，並與無掩膜光學引擎的移動平台1206、1202同步掃描曝光。掃描平台1203安裝在非常沉重的石頭基座1304上。該石頭基座1304在平台1203的表面板下面有一個孔。平台1303同樣在平台1203的表面板下面具有空區。平台1203的表面板對曝光光束是透明的。

圖14示出了圖13所示的生產設備的示意性部件分解圖。無掩膜光學引擎1205安裝在Y平台1203的表面板上方的X1平台1204和Z1平台1206上。無掩膜光學引擎1207安裝在X2平台1302和Z2平台1202上。

圖15和圖16示出了圖13所示的無掩模光學引擎1205。該無掩模光學引擎1205包括光纖輸入連線埠1603、空間光調製器（DMD）1601、安裝DMD1601的基底1505、鏡片1503、熱沉1504、1602、投影系統1506、調節機構1604、分束鏡1501、視覺系統1502和基板1507，鏡片1503將來自光纖輸入連線埠1603的光束反射到空間光調製器1601。投影系統1506可以是整體的成像透鏡，用於將空間光調製器的圖像縮放在基板上，該投影系統1506也可以是點陣列光學系統或子圖像陣列光學系統。

圖17示出了根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的包括多個無掩膜光學引擎的曝光系統的示意性透視圖。在圖17所示的曝光系統中，基板1703的每一側都設定有兩個光學引擎1701、1702；1704、1705。

因此，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》的雙面無掩膜的曝光系統，通過採用視覺系統來檢驗各無掩膜光學引擎的光軸對準情況，從而能夠校準各光學引擎的光軸，並保證校準精度，由此能夠在提高生產率和產量的基礎之上，顯著地提高曝光系統的曝光質量。

《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例還提供了一種用於雙面無掩膜的曝光系統的校準系統，該曝光系統包括：第一光學引擎，設定在基板的第一側，用於生成第一曝光圖案並將該第一曝光圖案投影到該基板的第一面；第二光學引擎，設定在該基板的第二側，用於生成第二曝光圖案並將該第二曝光圖案投影到該基板的第二面；該校準系統包括：第一分束裝置、第一校準光源和第一視覺系統。

其中，該第一分束裝置設定在該第一側，用於對經過該第一光學引擎的入射光以及對經過該第二光學引擎的入射光束進行分光；該第一校準光源設定在該第一側，為該校準系統提供第一校準光束，並且入射到該第一光學引擎的第一校準光束與該第一光學引擎的光軸平行或重合；該第一視覺系統設定在該第一側，該第一視覺系統接收經過該第一光學引擎並由該第一分束裝置反射的該第一校準光束，以及接收經過該第二光學引擎並由該第一分束裝置反射的該第二校準光束。

例如，如圖3或圖7所示，該曝光系統包括第一光學引擎110和第二光學引擎120；用於該曝光系統的校準系統包括：第一分束裝置210、第一校準光源510和第一視覺系統410。

因此，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》用於雙面無掩膜的曝光系統的校準系統，通過採用視覺系統來檢驗各無掩膜光學引擎的光軸對準情況，從而能夠校準各光學引擎的光軸，並保證校準精度，由此能夠在提高生產率和產量的基礎之上，顯著地提高曝光系統的曝光質量。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，該第一視覺系統根據接收的第一光軸校準光束和第二光軸校準光束的偏移量，確定該第一光學引擎與該第二光學引擎的光軸偏移量，其中，該第一光軸校準光束為經過該第一光學引擎，並分別由該曝光系統的承載基板的移動平台系統以及該第一分束裝置反射回該第一視覺系統的該第一校準光束；該第二光軸校準光束為經過該第二光學引擎，並由該移動平台系統透射，再由該第一分束裝置反射回該第一視覺系統的該第二校準光束。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，該第一視覺系統根據接收的第一基板校準光束，確定該基板上的圖形位置，以用於校準該第一曝光圖案與該基板的相對位置，其中，該第一基板校準光束為經過該第一光學引擎，並分別由該基板和該第一分束裝置反射回該第一視覺系統的該第一校準光束。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，可選地，該校準系統還包括：第二校準光源，設定在該第二側，為該校準系統提供第二校準光束，並且入射到該第二光學引擎的第二校準光束與該第二光學引擎的光軸平行或重合。例如，如圖7所示，用於該曝光系統的校準系統可以包括：第一分束裝置210、第一校準光源510、第二校準光源520和第一視覺系統410。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，可選地，該第一校準光源發射的該第一校準光束以及該第二校準光源發射的該第二校準光束，具有該基板上的光敏材料不敏感的光波長；或該第一校準光源和該第二校準光源包括該曝光系統的曝光光源，其中，該第一分束裝置對該曝光光源發射的曝光光束的透射率大於反射率。即該校準光源可以僅提供例如黃光或紅光的光束，該類光束的波長對基板上的光敏材料不敏感；或該校準光源可以為同時提供兩類波長的光束的光源，一類波長的光束用於曝光，例如UV光束；另一類波長的光束用於校準，例如黃光或紅光，該類光束的波長對基板上的光敏材料不敏感。該發明實施例並不限於此。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，該第一分束裝置可以設定在該第一光學引擎和該基板之間，例如，如圖1、3、4、5、7所示；或該第一分束裝置設定在該第一光學引擎內，例如，如圖2所示，該第一分束裝置210可以設定在第一光學引擎110的空間光調製器111和投影系統113之間。

在《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例中，可選地，該校準系統還包括：第二分束裝置，設定在該第二側，用於對經過該第二光學引擎的入射光束進行分光；第二視覺系統，設定在該第二側，該第二視覺系統接收經過該第二光學引擎並由該第二分束裝置反射的該第二校準光束。可選地，該第二分束裝置設定在該第二光學引擎和該基板之間；或該第二分束裝置設定在該第二光學引擎內，即設定在第二光學引擎的空間光調製器和投影系統之間。

應理解，根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的校準系統所包括的各種模組或器件，與根據該發明實施例的曝光系統中的相應模組或器件相同，並具有相同的功能與作用，為了簡潔，在此不再贅述。

《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例還提供了一種用於無掩膜曝光的光學引擎，該光學要求包括根據該發明實施例的校準系統。具體而言，該光學引擎具有的校準系統包括：第一分束裝置，設定在該第一側，用於對經過該第一光學引擎的入射光以及對經過該第二光學引擎的入射光束進行分光；第一校準光源，設定在該第一側，為該校準系統提供第一校準光束，並且入射到該第一光學引擎的第一校準光束與該第一光學引擎的光軸平行或重合；第一視覺系統，設定在該第一側，該第一視覺系統接收經過該第一光學引擎並由該第一分束裝置反射的該第一校準光束，以及接收經過該第二光學引擎並由該第一分束裝置反射的該第二校準光束。

根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的用於無掩膜曝光的光學引擎所包括的校準系統可對應於該發明實施例中的用於雙面無掩膜的曝光系統的校準系統，為了簡潔，在此不再贅述。

因此，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》用於無掩膜曝光的光學引擎，通過採用視覺系統來檢驗各無掩膜光學引擎的光軸對準情況，從而能夠校準各光學引擎的光軸，並保證校準精度，由此能夠在提高生產率和產量的基礎之上，顯著地提高曝光系統的曝光質量。

再一方面，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》還提供了一種包括根據該發明實施例的校準系統的雙面無掩膜曝光系統；再一方面，該發明還提供了一種包括根據該發明實施例的光學引擎的雙面無掩膜曝光系統。為了簡潔，在此不再贅述。

再一方面，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》還提供了一種雙面無掩膜的曝光方法，該方法包括：生成步驟，使用至少一個根據該發明實施例的曝光系統，生成預定的曝光圖案；曝光步驟，使用至少一個根據該發明實施例的的曝光系統，將該預定的曝光圖案投影到感光性基板的兩面。

應理解，根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的曝光方法所採用的曝光系統與上述實施例中的曝光系統相應，為了簡潔，在此不再贅述。

因此，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》的曝光方法，通過採用視覺系統來檢驗各無掩膜光學引擎的光軸對準情況，從而能夠校準各光學引擎的光軸，並保證校準精度，由此能夠在提高生產率和產量的基礎之上，顯著地提高曝光系統的曝光質量。

再一方面，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》還提供了一種元件的製造方法，該製造方法包括：生成步驟，使用至少一個根據該發明實施例的曝光系統，生成預定的曝光圖案；曝光步驟，使用至少一個根據權利要求實施例的曝光系統，將該預定的曝光圖案投影到感光性基板的兩面；顯影步驟，將該曝光步驟所曝光的該感光性基板顯影。

應理解，根據《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》實施例的製造方法所採用的曝光系統與上述實施例中的曝光系統相應，為了簡潔，在此不再贅述。

因此，《曝光系統、校準系統、光學引擎、曝光方法和製造方法》的製造方法，通過採用視覺系統來檢驗各無掩膜光學引擎的光軸對準情況，從而能夠校準各光學引擎的光軸，並保證校準精度，由此能夠在提高生產率和產量的基礎之上，顯著地提高曝光系統的曝光質量。

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