CN114488714B - 一种光纤阵列光刻机 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提出一种光纤阵列光刻机，其包括控制装置、激光光源、光纤传输装置、光聚焦阵列以及电驱动工件台，还包括第一级分光阵列、电光调制阵列以及第二级分光阵列，所述控制装置与所述电光调制阵列以及所述电驱动工件台连接，所述控制装置用于基于设计版图控制所述电光调制阵列对于所述激光光源发射的激光进行调制以及控制所述电驱动工作台进行运动。本公开实施例避免采用复数个光学透镜或透镜组，从而实现更为简单的光路，制造和维护成本都大大降低；采用多根光纤构成光纤束，实行多光束并行曝光，能够提高光刻效率；采用电光调制阵列实现对光刻的激光光能的开关并结合电驱动工作台的移动，实现光刻的高速图案化功能。

Description

一种光纤阵列光刻机

技术领域

本公开涉及一种芯片或者集成电路的制造领域，尤其涉及一种光纤阵列光刻机。

背景技术

光刻机是利用紫光或紫外光的光子照射涂覆在晶圆或试样表面的光刻胶(感光胶)使光刻胶分子大小产生变化得到其在特定溶剂中的溶解度产生一定的对比度。利用该溶剂对晶圆/试样表面上涂覆的经过选择性曝光的光刻胶进行显影形成图案。光刻机是芯片生产线的核心装备，曝光光刻胶后能得到的最小线宽是光刻机的最重要指标和代表芯片产线的先进程度。一条最先进的芯片产线，通常根据晶体管集成度高低和芯片布线要求，在其晶体管制造工艺(前道)和晶体管间互联工艺(后道)分别配置1台或多台各种不同加工精度的光刻机。

光刻机按光刻胶上形成图案的方式分为两大类。第一类是把强度分布均匀的光斑，通过具有透明和不透明区域图案的光刻掩模板后在光刻胶上形成与掩模板图案高度保真的像。这类光刻机广泛用于半导体的生产线上。第二类光刻机是利用一束聚焦后的光在感光胶上扫描需要曝光的区域，或利用空间光调制器对均匀的光斑分区域调制光强形成空间上明暗对比的图案后在感光胶上实现曝光，这类光刻机因不需要光刻掩模版被称为无掩模光刻机，前者也叫激光直写，后者也被称为LDI。上述两类光刻机的设计都采用自由空间光学结构，即从光源发出的光到达光刻胶表面的过程中，光线都裸露在空气或真空中。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提出了一种光纤阵列光刻机，以解决现有技术中的问题。

一方面，本公开提供一种光纤阵列光刻机，其包括控制装置、激光光源、光纤传输装置、光聚焦阵列以及电驱动工件台，还包括第一级分光阵列、电光调制阵列以及第二级分光阵列，所述控制装置与所述电光调制阵列以及所述电驱动工件台连接，所述控制装置用于基于芯片设计版图或其他设计图形控制所述电光调制阵列对所述激光光源发射的激光进行调制以及控制所述电驱动工作台进行运动。

在一些实施例中，所述控制装置用于将所述设计版图按照加工工艺分解成多层图案，并基于每层图案生成光刻数据，基于所述光刻数据生成针对所述电光调制器的电光调制信号以及针对所述电驱动工件台的控制信号。

在一些实施例中，所述激光光源采用固体激光器、半导体激光器、气体激光器中的任意一种或者采用多个相同或者不同的连续激光器组成的阵列激光器。

在一些实施例中，所述第一级分光阵列设置在所述激光光源和所述电光调制阵列之间，其包括第一分光器和n个第一级光通道，所述第一级分光阵列用于将所述激光光源发射的激光通过所述第一分光器均匀地分配到n个所述第一级光通道中，n个所述第一级光通道以光纤耦合器方式输出光刻光。

在一些实施例中，所述电光调制阵列包括形成阵列的n个调制通道4，所述调制阵列与所述第一级光通道对应，在每个所述调制通道中设置对应的调制器，每个所述调制器调制对应的所述第一级光通道3输出的光刻光。

在一些实施例中，所述第二级分光阵列设置在所述电光调制阵列和所述光纤传输装置之间，其包括第二分光器和c个第二级光通道，所述第二级分光阵列将所述电光调制阵列的n个所述调制通道中每个所述调制通道输出的光刻光脉冲均匀地分配到c个所述第二级光通道中，c个所述第二级光通道以光纤耦合器方式输出光刻光脉冲。

在一些实施例中，所述第一分光器和/或所述第二分光器是分离光学元件或者集成光波导管。

在一些实施例中，所述光纤传输装置是光刻用光纤束，所述光刻用光纤束包括c个子光纤束，每个所述子光纤束包括n根光纤，每根所述光纤包括用于传输光束的光纤芯，在所述光纤芯的外侧包围设置光纤包层，在所述光纤芯的入射端处设置螺旋相位结构，在所述光纤芯的出射端的外侧设置透镜结构。

在一些实施例中，所述光聚焦阵列是能够与所述光纤传输装置相耦合光纤透镜。

在一些实施例中，所述电驱动工件台包括多个驱动装置以实现光刻材料上的曝光位置在XYZ三个轴向的定位和控制，其中，X轴和Y轴位于所述光聚焦阵列实现光信号聚焦的焦平面上或与所述焦平面平行的平面上，Z轴在沿与该焦平面垂直的方向。

本公开实施例通过采用光纤将激光光源和光聚焦阵列实现连接，避免自由空间发射激光的光刻机在设计和生产上采用复数个光学透镜或透镜组的困难，从而实现更为简单的光路，制造和维护成本都大大降低；采用多根光纤构成光纤束，实行多光束并行曝光，提高光刻效率；采用电光调制阵列实现对光刻的激光光能的开关并结合电驱动工作台的移动，实现光刻的图案化功能。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例的光纤阵列光刻机的系统示意图；

图2为本公开实施例的光纤阵列光刻机中第一级分光阵列的结构示意图；

图3为本公开实施例的光纤阵列光刻机中电光调制阵列的结构示意图；

图4为本公开实施例的光纤阵列光刻机中第二级分光阵列的结构示意图；

图5为本公开实施例的光纤阵列光刻机中光刻用光纤束的结构示意图；

图6为本公开实施例的光纤阵列光刻机中光线聚焦阵列的结构示意图；

图7为本公开实施例的光纤阵列光刻机中控制装置的模块示意图。

具体实施方式

为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。

本公开实施例涉及一种光纤阵列光刻机，其用于基于预先设置的用于光刻的设计版图在晶圆的光刻材料上通过曝光的方式实现光刻操作。如图1所示，图1示出了所述光纤阵列光刻机的结构示意图，所述光纤阵列光刻机包括控制装置1、激光光源2、第一级分光阵列3、电光调制阵列4、第二级分光阵列5、光纤传输装置6、光纤聚焦阵列7以及电驱动工件台8；这里的所述光刻材料例如是晶圆或者其他材料，所述晶圆设置在所述电驱动工件台8上，通过采用旋涂、喷胶或其它工艺在所述晶圆上涂覆光刻胶。

所述激光光源2用于向位于所述电驱动工作台8上的所述光刻材料发射激光以基于预先设计的设计版图实现曝光；其中，所述控制装置1与所述电光调制阵列4以及所述电驱动工件台8连接，其分别用于基于所述设计版图控制所述电光调制阵列4对于所述激光光源2发射的激光进行调制，从而得到匹配的曝光光脉冲以及控制所述电驱动工件台8实现运动/移动，这样，经过调制的激光脉冲能够针对设置在所述电驱动工件台8上的所述光刻材料实现曝光以完成光刻操作。

具体地，如上所述，所述控制装置1分别用于基于所述设计版图控制所述电光调制阵列4对于所述激光光源2发射的激光进行调制以及控制所述电驱动工件台8进行运动；其中，所述控制装置1可以采用人机界面的方式进行控制。首先，例如通过图形软件设计出符合目标功能的集成电路/芯片的设计版图，或者基于第三方设计软件输入符合要求的集成电路的设计版图，并把所述设计版图按照加工工艺分解成多层的曝光图案，基于每层的曝光图案并根据光刻胶的类型(例如正胶或负胶、光刻胶的曝光感度)将曝光参数转换为光刻数据，这里的所述光刻数据是指针对所述光刻材料与实现曝光相关的数据，最后基于所述光刻数据生成针对所述电光调制阵列4的电光调制信号11以及针对所述电驱动工件台8的工件台控制信号12。

进一步地，所述控制装置1基于所述电光调制信号11对所述激光光源2发射的激光进行调制，从而得到与所述光刻操作所需要的宽度匹配的激光脉冲；所述控制装置1通过所述工件台控制信号12控制所述电驱动工件台8进行运动以移动到每次的曝光位置从而实现曝光操作。这样，所述控制装置1能够通过所述电光调制信号11和所述工件台控制信号12同步控制所述电光调制阵列4和所述电驱动工件台8，从而实现在设置在所述电驱动工作台8上的所述光刻材料上的光刻胶上执行曝光操作，最终实现精密的光刻功能。

其中，如图7所示，所述控制装置1基于例如通过所述设计版图获取所述光刻材料需要的与曝光相关的数据，并通过将与曝光相关的数据通过DAC模块或者ADC模块分解为驱动装置控制数据和对应的电光调制数据，其中，所述驱动装置控制数据至少包括为满足光刻工艺需要的晶圆等光刻材料上所有曝光位置和不需要曝光位置的位置信息、每个曝光位置和不需要曝光位置的位置对应的所述电驱动工件台8上所述晶圆的位置的定位信息和驱动装置的移动控制数据；所述电光调制数据至少包括对应于每个曝光位置和不需要曝光位置的电压信号信息和脉冲宽度信息。其中，所述电光调制信号11以及所述工件台控制信号12分别基于驱动装置控制数据和对应的电光调制数据形成。

下面分别详细介绍所述光纤阵列光刻机1中的各部件。

这里的用于发射激光的所述激光光源2包括电源以及激光器，这里的所述激光光源可以采用多种激光器，例如固体激光器、半导体激光器或气体激光器，也可以是多个相同或者不同的激光器组成的阵列激光器，这里的所述激光光源2发射的激光的波长可以在193nm到405nm的范围内，发射激光的功率可以在1mW到1kW的范围内，所述激光光源2的激光发射的方式可以是以向自由空间发射的方式或者以耦合光纤输出的方式，这里优选地采用能够以光纤输出方式发射激光的激光器，以便于与后面的所述光纤传输装置6耦合进行光的传输。

进一步地，如果所述激光光源2采用向自由空间发射的方式的激光器，所述激光光源2还可以包括光纤聚焦阵列，经过所述光纤聚焦阵列聚焦后的光斑能方便地耦合到后面的所述分光阵列3和5以及光纤传输装置6的光纤束中。

如图2所示，所述第一级分光阵列3设置在所述激光光源2和所述电光调制阵列4之间，其包括第一分光器31和n个第一级光通道32，其中，所述第一级分光阵列3用于将所述激光光源2发射的激光通过所述第一分光器31均匀地分配到n个所述第一级光通道32中，这n个所述第一级光通道32以光纤耦合器方式输出光刻光，从而使得之后光刻光的强度能够分别均匀地分布在所述光纤传输装置6的n根光纤中。这里的所述第一分光器31可以采用分光镜、反射镜等分离光学元件，也可以采用集成光波导管来实现。

进一步地，这里的所述电光调制阵列4包括高频电信号发生器，所述高频电信号发生器通过接收所述控制装置1发送的所述电光调制信号11，其产生的电脉冲根据需要可以经过放大后或不放大，但是最后能通过电光调制方式调整光波导的两臂的光相位，以形成具有目标宽度的激光脉冲，从而直接输入到后面的第二级分光阵列5中。

如图3所示，所述电光调制阵列4包括形成阵列的n个调制通道41，所述调制通道41与所述第一级光通道32对应耦合，在每个所述调制通道41中设置对应的调制器42，每个所述调制器42对应并控制和调制对应的所述第一级光通道32输出的激光。在每个所述调制通道41中，对应的所述调制器42基于所述电光调制信号11把激光调制成对应的曝光脉冲宽度。其中，所述调制通道41可以是光纤，这里的每个所述调制通道41和对应的所述调制器42可以是相互分离设置，所述调制通道41还可以是光波导管，这样也可以将调制器和光波导管集成设置。

如图4所示，所述第二级分光阵列5设置在所述电光调制阵列4和所述光纤传输装置6之间，其包括第二分光器51和c个第二级光通道52，其中，这里的所述第二级分光阵列5将所述电光调制阵列4的n个所述调制通道41中每个所述调制通道41输出的光刻光脉冲均匀地分配到c个所述第二级光通道52中，这c个所述第二级光通道52以光纤耦合器方式输出光刻光脉冲，这样，所述第二级分光阵列5共输出n*c束光，每束光有对应的曝光光脉冲,从而使得之后光刻光的强度能够分别均匀地分布在n*c根光纤中。这里的所述第二分光器52可以采用分光光镜、反射镜等分离光学元件，也可以采用集成光波导管来实现。

这里的所述光纤传输装置6是指用于传输经过调制的光信号的光纤，用于接收经过所述电光调制阵列4调制后并通过所述第二级分光阵列5输出的光强度脉冲的，这里的所述光纤可以采用单膜或多模光纤，其材质可以采用有机光纤或石英光纤制成，这里优选采用单模石英光纤。所述光纤传输装置6输出的光脉冲信号以用于实现曝光。

在一个实施方式中，如图5所述，所述光纤传输装置6接收光束11，其至少接收高斯型的光束11并在焦平面25上实现聚焦，所述光纤传输装置6可以是光刻用光纤束，所述光刻用光纤束包括与所述晶圆上待生产芯片数量c相同的c个子光纤束，每个所述子光纤束包括n根光纤，每根所述光刻光纤包括用于传输光束的光纤芯22，在所述光纤芯22的外侧包围设置光纤包层21，在所述光纤芯22的入射端处设置螺旋相位结构23，所述螺旋相位结构23用于使得例如来自外部的退激发高斯光束转换形成甜甜圈状的结构光光束，在所述光纤芯22的出射端的外侧设置透镜结构24。这里的所述聚光透镜24可以是光纤透镜，每根光纤对曝光光脉冲聚焦后的焦距相同。

在本实施例中，考虑到所述光刻用光纤束包括c个子光纤束，每个所述子光纤束包括n根光纤，为此，所述光刻用光纤束包括n*c根光纤，具体地，所述子光纤束里的每根所述光纤在空间上均匀布满芯片的几何空间，所述光刻用光纤束按并行曝光要求，把n*c根所述光纤分成c个子光纤束，在不同的所述子光纤束中把n根光纤按相同的编号均匀地分布与芯片的曝光区域相似的空间上。这样，所述光刻用光纤束至少有n*c根光纤，其中n*c根光纤分别和所述第二级分光阵列5输出的n*c个所述第二级光通道52耦合。通过第一级分光阵列3、所述第二级分光阵列5以及所述光纤传输6相互配合，通过光纤阵列方式实现多束并行光刻，提高光刻机的生产率。

如图6所示，这里的所述光纤聚焦阵列7可以是光纤透镜，其能够与所述光纤传输装置6相耦合，所述光纤聚焦阵列7把n*c根所述光纤在空间上排成与产线上待加工晶圆上c个芯片对应的子光纤束结构，每个所述子光纤束以相同的顺序在对应芯片空间上均匀排布n根光纤，如图6所示，每个所述子光纤束中的n根所述光纤对曝光光脉冲形成一个子焦平面，c个所述子光纤束的子焦平面构成曝光焦平面。

这里的所述电驱动工件台8包括多个驱动装置以实现所述光刻材料上的曝光位置在XYZ三个轴向的精密定位和控制，这里的所述驱动装置例如可以是电机单元，其中，X轴和Y轴是位于所述光纤聚焦阵列7实现光脉冲聚焦的焦平面上或与所述焦平面平行的平面上，Z轴在沿与该焦平面垂直的方向。

进一步地，所述电驱动工件台8在Z轴方向上的定位和控制精度为100nm-10um量级。为此，对于Z轴方向上的运动控制可以优选采用步进电机，也可以采用压电电机实现，这里的所述电机单元控制所述电驱动工件台8运动的最大位移量在5mm到50mm之间；

所述电驱动工件台8的在X轴和Y轴方向上的运动分别由两组独立的电机单元控制，每组所述电机单元至少包括步进电机和压电电机，每组所述电机单元的定位精度例如可以由激光干涉器实现，例如利用激光干涉器发射的定位信号和压电电机的驱动信号组成闭环控制信号以控制定位精度，这样，使得位于焦平面内的X轴和Y轴两个轴向的定位和控制精度控制在2nm到1um之间，所述电机单元控制所述电驱动工件台8的运动最大位移量为50mm到320mm。当然，所述电驱动工件台8也可以具有焦平面内的转动和XY面法线偏离聚焦光线的倾斜定位和控制能力。

本公开实施例能够实现例如在晶圆或其他材料等光刻材料的表面形成大面积并且高精度的微纳结构，从而满足例如集成电路和其它微纳系统的研究、研发和生产需要。

本公开实施例涉及的所述光纤阵列光刻机采用紫外激光光源作为光刻光，通过分光阵列将光刻光传送至所述电光调制阵列中实现对光刻光进行光强度的高速调制，调制的频率可以达到100GHz，并进一步通过分光阵列将曝光光脉冲输送至光纤传输装置中，这样通过多根光纤阵列实现并行加工，利用同步化的电驱动工件台和电光调制在涂覆光刻胶的半导体晶圆或其他研发试样上实现高速的大面积的微米纳米级图案，满足芯片生产的需要。具体地，本公开实施例涉及的所述光纤光刻机通过以下的方案实现光刻功能。

(1)在例如半导体晶圆或其它需要光刻的材料的表面涂覆上具有理想厚度的光刻胶，并经过烘烤等方式将光刻胶固化后将所述光刻材料设置在所述电驱动工件台8上，所述电驱动工件台8通过控制Z轴方向运动的驱动装置实现Z轴方向上的移动和定位，其中，将光刻胶定位在所述光纤聚焦阵列7所形成的焦平面内；通过所述电光调制阵列4调用标定用电光调制脉冲宽度完成每根光纤对应曝光点位的光刻；经显影定影后对每根光纤点位曝光结构与标定图形的偏差，通过控制装置1计算和保存对每根光纤对应的光刻脉冲宽度进行修正的数据库。

(2)在所述控制装置1内置的设计软件上设计用于芯片或微纳系统的设计版图，或者将通过第三方软件设计得到的设计版图经过转化后导入到所述控制装置1中；其中，所述控制装置1将用于芯片或者微纳系统的设计版图按照加工工艺分解成多层图案，并基于每层图案生成光刻数据。

其中，所述控制装置1基于所述设计版图获取光刻操作需要的与实现曝光相关的光刻数据，并将所述光刻数据分解成驱动装置控制数据和对应的电光调制数据，其中，所述驱动装置控制数据至少包括为满足工艺光刻需要的晶圆等光刻材料上所有曝光位置和不需要曝光位置的位置信息、每个位置对应的所述电驱动工件台8上光刻材料的位置的定位和驱动装置的移动控制数据；所述电光调制数据至少包括对应于每个曝光位置和不需要曝光位置的电压信号数据和脉冲宽度数据。

(3)当例如涂覆有光刻材料的晶圆等通过所述电驱动工件台8移动到所述光纤聚焦阵列7的焦平面的位置后，所述控制装置1基于所述工件台控制信号12控制所述电驱动工件台8在X轴和Y轴方向上移动，并把所述光刻材料移动到初始曝光点位置后，根据电光调制数据中每个曝光位置对应的调制电压和脉冲宽度信号，从而基于电光调制信号11调制得到匹配的曝光光脉冲，最终完成在当前曝光位置的光刻操作；

所述控制装置1继续控制所述电驱动工件台8在焦平面内移动，把涂覆有光刻胶的半导体晶圆等移动到本次光刻数据中的下一个曝光位置，并执行电光调制数据中对应的电光调制动作。

当基于所述控制装置1发出的针对所述电光调制阵列4的所述电光调制信号11以及针对所述电驱动控制台8的所述工件台控制信号12依次完成驱动装置控制数据和电光调制数据中对应的每个芯片的每根光纤的曝光位置的曝光操作后，则完成当次晶圆的光刻。

(4)完成当次光刻后，晶圆等所述光刻材料通过所述电驱动工件台8退出光纤光刻机后，进入显影、定影后其他的刻蚀或镀膜或离子注入、退火或其他相关工艺后，这样将完成本次光刻操作的所有工艺步骤。

(5)根据芯片或者微纳系统的设计版图或工艺线的实际情况，重复上述(1)-(3)的步骤，即可完成芯片或者微纳系统的光刻工艺。

本公开实施例采用193nm到405nm范围的激光光源作为光刻光，利用电光调制阵列对光刻光进行光强度的开关控制，调制的频率可以达到100GHz；进一步地由多根光纤构成阵列并行加工，进一步提高曝光产率；利用同步化的电驱动工件台和电光调制在涂覆光刻胶的半导体晶圆或其他研发试样上形成大面积的微米纳米级图案的高速加工。尤其，在本实施例中采用光纤阵列实现多束并行光刻，提高光刻机的生产率。本公开实施例可以从芯片设计的版图直接实现光刻，不需要光刻掩模板，实现芯片的数字化生产。本公开实施例适用于集成电路或其它类似集成微纳系统研究、研发和生产。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

以上对本公开多个实施例进行了详细说明，但本公开不限于这些具体的实施例，本领域技术人员在本公开构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本公开所要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种光纤阵列光刻机，其包括控制装置、激光光源、光纤传输装置、光聚焦阵列以及电驱动工件台，其特征在于，还包括第一级分光阵列、电光调制阵列以及第二级分光阵列，所述控制装置与所述电光调制阵列以及所述电驱动工件台连接，所述控制装置用于基于设计版图控制所述电光调制阵列对于所述激光光源发射的激光进行强度调制以及控制所述电驱动工件台进行运动；所述第一级分光阵列设置在所述激光光源和所述电光调制阵列之间，所述第二级分光阵列设置在所述电光调制阵列和所述光纤传输装置之间；

所述第一级分光阵列包括n个第一级光通道，所述电光调制阵列包括形成阵列的n个调制通道，所述调制通道与所述第一级光通道对应耦合，在每个所述调制通道中设置对应的调制器，每个所述调制器控制和调制对应的所述第一级光通道输出的光刻光，以形成具有目标宽度的光刻光脉冲；

所述激光光源和光聚焦阵列通过光纤实现连接；

所述控制装置用于将所述设计版图按照加工工艺分解成多层图案，并基于每层图案生成光刻数据，基于所述光刻数据生成针对所述电光调制器的电光调制信号以及针对所述电驱动工件台的工件台控制信号；

所述光纤传输装置是光刻用光纤束，所述光刻用光纤束包括c个子光纤束，每个所述子光纤束包括n根光纤，每根所述光纤包括用于传输光束的光纤芯，在所述光纤芯的外侧包围设置光纤包层，在所述光纤芯的入射端处设置螺旋相位结构，在所述光纤芯的出射端的外侧设置透镜结构；

所述螺旋相位结构用于将来自外部的退激发高斯光束转换形成甜甜圈状的结构光光束。

2.根据权利要求1所述的光纤阵列光刻机，其特征在于，所述激光光源采用固体激光器、半导体激光器、气体激光器中的任意一种或者采用多个相同或者不同的连续激光器组成的激光器阵列。

3.根据权利要求1所述的光纤阵列光刻机，其特征在于，所述第一级分光阵列还包括第一分光器，所述第一级分光阵列用于将所述激光光源发射的激光通过所述第一分光器均匀地分配到n个所述第一级光通道中，n个所述第一级光通道以光纤耦合器方式输出光刻光。

4.根据权利要求3所述的光纤阵列光刻机，其特征在于，所述第二级分光阵列包括第二分光器和c个第二级光通道，所述第二级分光阵列将所述电光调制阵列的n个所述调制通道中每个所述调制通道输出的光刻光脉冲均匀地分配到c个所述第二级光通道中，c个所述第二级光通道以光纤耦合器方式输出光刻光脉冲。

5.根据权利要求4所述的光纤阵列光刻机，其特征在于，所述第一分光器和/或所述第二分光器是分离光学元件或者集成光波导管。

6.根据权利要求1所述的光纤阵列光刻机，其特征在于，所述光聚焦阵列是能够与所述光纤传输装置相耦合的光纤透镜。

7.根据权利要求1所述的光纤阵列光刻机，其特征在于，所述电驱动工件台包括多个驱动装置以实现光刻材料上的曝光位置在XYZ三个轴向的定位和控制，其中，X轴和Y轴位于所述光聚焦阵列实现光信号聚焦的焦平面或与所述焦平面平行的平面上，Z轴在沿与该焦平面垂直的方向。