制作周期性图案的步进排列式干涉微影方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种制作周期性图案的步进排列式干涉微影方法及其装置，其是通过控制至少两道特定形状的同调光束，使其投射至一待曝光基材上以形成特定区域大小的干涉条纹。然后，再通过由多数次步进移动的方式控制待曝光基材或者是该两道特定形状的同调光束的位置，以于该待曝光基材上形成具有大面积的预定图案。通过本发明专利技术的方式可以缩短光学传播路径与曝光时间，进而减少微影制程缺陷的产生以及增加制程良率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种干涉微影的方法与装置，尤其是指一种利用控制至少 两道特定形状的同调光束，使其投射至一待曝光基材上以形成特定区域大 小的干涉条纹，再通过多数次步进移动的方式控制待曝光基材或者是该两 道特定形状的同调光束的位置以于待曝光基材上形成大面积的预定图案 的一种制作周期性图案的步进排列式干涉微影的方法与装置。
技术介绍
光学干涉微影(Interference Lithography)原理为利用两束或多道光 束线等不同组合形式，交会在基板，可在基板阻剂层上曝光产生周期性的 干涉条纹图案，如此可制得次微米级的周期性-线、孔、柱或其它结构图 案。此方法不需要光罩、昂贵的光学成像系统，而使用短波长光源和对应 适当阻剂，即可得到线宽小、焦深长、特定周期性图案的作法。光学干涉 微影的应用也朝多元性发展，例如在光电与半导体产业中可应用于布拉 格光栅(Bmgg Grating)的制作等。而在材料方面则可应用于薄膜上的热 处理使晶粒再成长以及磁性材料上网格点的磁化，以完成DFB与DBR半导 体激光与光子晶体结构的制作等。有着上述如此多方面的应用，激光光干 涉微影技术期望在未来在不同
有更广泛的应用。近来，随着显示器面板，软性电子(Flexible Electronics)以及太阳能电池等产业在大尺寸需求渐增的情况下，各式各样的光电元件必须涵盖 更大的面积是制程发展必然的趋势。在这些元件中，周期性次微米结构占 了不少的比例。例如一维的光栅结构可应用于显示科技上制作成偏振光元 件；而二维的周期性结构，适于抗反射的应用，以提高显示器背光板的透 光效率或太阳能电池的集光效率。故大面积且快速制作大量周期性结构对 于现代民生科技的发展扮演着非常重要的角色。目前全球学术界、产业界 皆致力于大面积的周期性结构制作研究开发。传统光学干涉微影制程虽可制得次微米周期性图案，'但受限于光路架 构故仅局限于小面积制作。现有技术以光学干涉微影方式制作大面积微结构如德国的Fraunhofer Institute研究机构于Andreas Gombert， et al.， "Large-area origination and replication of microstructures with optical functions," SPIE Vol. 5454， pp. 129， 2004以及Andreas Gombert, et al. ， "Some application cases and related manufacturing techniques for optically functional microstructures on large areas," Opt. Eng. 43(11) 2525 - 2533， 2004，中所揭露的干涉微影技 术，如图1所示，其是以一次曝光的方式来制作周期性图案。该干涉微影 技术是利用激光光源10产生一光束100，该光束100经过分光镜11以及 多数个反射镜12分成两道同调光束101及102。该两道同调光束在分别经 过透镜单元13以投射至具有光阻的一基材14上，使该基材14上形成一 干涉图案。然而图1的方法在制作上须有相当大的空间，才能使经过空间滤波器 所形成的点光源球面波传播至足够的距离(其论文使用21公尺长的的光 路)，扩束成近似平面波。此外，由于距离远所以单位面积的功率极弱， 需要相当长的曝光时间(约数小时)才能累积足够的曝光剂量使光阻感光 成型。因此在曝光期间整体的环境必须严格控制，避免任何扰动，以保持曝光系统的稳定度(诸如所有光学元件温度梯度、空气气流控制、温湿度、 机械振动等)。另外，如美国专利第U.S.Pat.No. 6，882，477号所揭露的扫描式光学 干涉方式，是先由小面积的干涉曝光，再利用扫描的方式以类似机械式的 画线机刻画出大面积周期性结构。由于要将小面积的千涉条纹扫描成大面 积周期性结构，此方法需要极高精密度长行程连续的定位控制，加工时间 也相当冗长。此外，由于光强度是高斯分布(Gaussian Beam)，在接合处 需要重复迭合对准上次的大部分扫描区域(大约有60%重复)，才能使整体 每一条纹的强度近乎相同。另查美国专利第20070023692号公开案所揭示的光学干涉微影方法， 其是在一透明基底(如玻璃Glass、石英Quartz)上利用预曝光方法先行制 作出一临时光阻层对位窗，再由透明基底下的对位机构多次曝光重迭成大 面积干涉条纹。此法使用圆形高斯光束，故须多重迭合曝光，因交集区域 的面积大小、次数不一，故要完全均匀达到曝光剂量(Dosage)的分布并不 容易且预曝光的光阻材料选择性少。该方法由于是利用透明基底，相较于 半导体产业常使用的硅基底，其应用方面将受局限。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种制作周期性图案的步进排列式干涉微影方法 及其装置，其是利用控制至少两道特定形状的同调光束，使其投射至一待 曝光基材以形成特定区域大小的干涉条纹，并通过由调整同调光束的入射 角度来改变干涉条纹的周期大小。本专利技术提供一种制作周期性图案的步进排列式干涉微影方法及其装 置，其是通过由步进移动的方式控制待曝光基材或者是同调光束的位置以 于待曝光基材上形成大面积的预定图案，以缩短制程时间以及降低环境，例如因光学元件温度梯度、空气气流控制、温湿度、机械振动等曝光不 稳定现象，对制程稳定度的影响。本专利技术提供一种制作周期性图案的步进排列式干涉微影方法及其装 置，其是结合光束整形器，将高斯光束的强度不均匀性，转换成空间强度 均匀分布的光束，以于基材上形成一小面积干涉图案，再以一个小面积干 涉图案区域为步进单位，透过多数次的步进移动进行曝光，并且经由准确 的移动距离控制，使得小面积的干涉图案两两接合的区域互相衔接以形成 大面积的曝光图案。本专利技术提供一种制作周期性图案的步进排列式干涉微影方法及其装 置，其是可利用至少四道同调光束进行多光束二维周期图案制作及滚筒元 件的周期性图案曝光制作，以增加制程多样性。在一实施例中，本专利技术提供一种制作周期性图案的步进排列式干涉微影方法，包括有下列步骤(a)提供至少两道特定形状的同调光束以及一 待曝光基材；(b)使该至少两道特定形状同调光束，同时照射至该待曝光 基材表面，以于该待曝光基材表面形成一特定干涉图案区块；(c)以步进 方式调整下一次曝光位置；以及(d)重复该步骤(b)至(c)多数次，使该待 曝光基材表面上形成有一预定图案。在另一实施例中，本专利技术提供一种制作周期性图案的步进排列式干涉 微影装置，包括 一整形发光单元，其是可产生至少两道特定形状的同调 光束； 一承载单元，其是可提供承载一待曝光基材，以接收该至少两道特 定形状的同调光束以产生一特定干涉图案区块；以及一驱动单元，其是与 该承载单元相偶接，该驱动单元可提供一驱动力使该承载单元产生步进移 动。附图说明图1为现有技术的干涉微影装置示意图2为本专利技术的制作周期性图案的步进排列式干涉微影方法实施例流程示意图3 (A)以及图3 (B)为本专利技术的特定形状实施例示意图； 图4 (A)以及图4 (B)为本专利技术的待曝光基材示意图； 图5 (A)为本专利技术的制作周期性图案的步进排列式干涉微影本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作周期性图案的步进排列式干涉微影方法，其特征在于包括下列步骤：　（ａ）提供至少两道特定形状的同调光束以及一待曝光基材；　（ｂ）使该至少两道特定形状的同调光束，同时照射至该待曝光基材表面，于该待曝光基材表面形成一特定干涉图案区块；　（ｃ）以步进方式调整下一次曝光位置；以及　（ｄ）重复该步骤（ｂ）至（ｃ）多数次，使该待曝光基材表面上形成有一预定图案。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王伦，陈永彬，饶智升，张所鋐，张哲豪，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]