形成光学图像的方法、用于执行所述方法的设备以及使用所述方法制作装置的处理制造方法及图纸

技术编号:2746647 阅读:138 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
通过大量子照射在抗蚀剂层(5)中形成光学图像,在每个子照射中使用光阀阵列(21-25)和相应的光会聚元件阵列(40)在抗蚀剂层中形成斑点图案。在子照射之间,抗蚀剂层(5)相对于阵列(21-25,40)移动。测量所述抗蚀剂层(5)中的光学图像的比例,并且将该比例与需要写入的图像比例进行比较。如果它们之间存在差异,则物理改变光学会聚元件(43)之间的间隔以调节衬底比例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在辐射敏感层上形成光学图像的方法,所述方法包括下面的步骤提供辐射源;提供辐射敏感层;在所述辐射源和所述辐射敏感层之间定位多个单独控制的光阀;在所述多个光阀和所述辐射敏感层之间定位多个辐射会聚元件,使得每个会聚元件对应于一个不同的光阀,并且将来自对应光阀的辐射会聚到辐射敏感层中的斑点区域上;一方面,通过扫描所述层在辐射敏感层区域中同时写入图像部分,另一方面,相关的光阀/会聚元件对彼此相对并且根据将被所述光阀写入的图像部分在开和关状态之间切换每个光阀。本专利技术还涉及用于执行所述方法的设备以及使用所述方法制作装置的方法。优选的将多个光阀或者是光闸布置成阵列。光阀或者光闸阵列被理解成是可控元件阵列,所述可控元件阵列可以在两个状态之间切换。在这些状态中的一个状态中,入射到这种元件上的辐射被阻挡,在另一种状态下,入射的辐射沿着一个路径传输或者反射,所述路径在形成部分阵列的设备中规定了。这样的阵列可以是透射型或者反射型的液晶显示器(LCD)或者是数字反射镜装置(DMD)。辐射敏感层例如是使用在光刻中的抗蚀剂层或者是使用在印刷设备中的静电带电层。其中,该方法和设备可以使用在诸如液晶显示器(LCD)面板、定制的IC(集成电路)以及PCB(印刷电路板)的装置的制作中。当前,在这些装置的制作中使用接近式曝光(proximity printing)。接近式曝光是在装置衬底上的辐射敏感层中形成图像的快速而且廉价的方法,所述图像包括与将被构造在衬底的层中的装置特征相对应的特征。使用大的光学掩模,大的光学掩模布置在距离衬底的短距离处,被称为是接近间隙,并且所述衬底被例如紫外(UV)辐射通过所述光学掩模照射。该方法的重要特征在于大的象场(image field),使得可以在一个成像步骤中成像大的装置图案。用于接近式曝光的常规光学掩模的图案是衬底上所需要图像的真实的、一对一的拷贝,即,该图像的每个像元(像素)与掩模图案中的对应像素一致。接近式曝光具有有限的分辨率,即,再现掩模图案的点、线等(通常是掩模图案的特征)作为衬底上的敏感层中的单独实体的能力。这是由于衍射效应造成的,当所述特征的尺寸相对于用于成像的辐射波长减小时发生所述衍射效应。例如,对于接近UV范围的波长和100微米的接近间隙宽度,这就意味着相互间距10微米的图案特征可以成像为单独的元件。为了增加光刻中的分辨率,使用真实的投影设备,即具有真实投影系统例如透镜投影系统或者反射镜投影系统的设备。这种设备的实例是晶片步进机或者是晶片步进扫描器(step-and-scanner)。在晶片步进机中,整个掩模图案,例如IC图案在一个进程中通过投影透镜系统成像在衬底的第一IC区域上。然后,掩模和衬底彼此相对移动(步进),直到第二IC区域放置在投影透镜的下方。然后,在第二IC区域上成像掩模图案。重复这些步骤,直到衬底的所有IC区域被提供有掩模图案的图像。这是一个耗费时间的过程,这是因为移动、对准和照射的子步骤。在步进扫描器中,一次仅仅照射掩模图案的一小部分。在照射期间,掩模和衬底相对于照射束同时移动,直到照射全部掩模图案并且在衬底的IC区域上已经形成该图案的完整的图像。然后所述掩模和衬底彼此相对移动直到下一个IC区域被定位在投影透镜的下方,并且所述掩模图案被再次扫描照射,使得在下一个IC区域上形成掩模图案的完整的图像。重复这些步骤,直到衬底的所有IC区域被提供有掩模图案的完整的图像。步进扫描处理甚至于比步进处理更加费时。如果是1∶1的步进机,即使用具有放大率为1的步进机来印刷LCD图案,可以得到3微米的分辨率,然而对于成像来讲需要更多的时间。然而如果图案大并且需要划分成为子图案的话,所述子图案被分别成像,则可能发生压合(stitching)问题,这就意味着附近的子场并没有精确地配合在一起。掩模的制作是费时并且是很繁琐的,这样使得掩模比较昂贵。如果需要大量重新设计掩模或者在需要制作客户专用装置的情况下,即相对较小数量的相同装置,则使用掩模的光刻制作方法是一种昂贵的方法。在D.Gil等人在J.Vac.Sci.Technology B18(6),Nov/Dec 2000,第2881-2885页上的文献“Lithographic patterning and confocalimaging with zone plates”中描述了代替掩模使用DMD阵列和波带片(zone plate)阵列的组合光刻方法。如果照射波带片阵列,也被称为是菲涅耳透镜,所述波带片阵列在该文献所描述的实验中产生辐射斑点阵列衬底上的3×3 X射线斑点阵列。所述斑点尺寸近似等于最小特征尺寸,即外部的波带片。通过DMD装置的微机械装置来分别打开和关闭对每个波带片的辐射,通过光栅扫描衬底,经由波带片单元可以写入任意的图案。采用这样的方式,由于使用斑点阵列的并行写入,使得无掩模光刻具有高产出的优点。通常,在柔性的光刻系统中(即具有可变图像图案的光刻),图像放大率应当是一致的,即使得图像图案的特征尺寸(图像比例)等于在衬底处的对应特征(衬底比例)。然而,在某些情况下,由于温度变化或者本领域技术人员已知的其它原因,使得衬底的尺寸可能略微改变,这样改变了衬底比例,使得衬底比例与图像比例不再相同。为了实现对衬底比例的改变进行补偿,已经提出了通过调节图像比例和基于软件的系统来实现所述补偿。这样的其中一种系统是可编程的系统,在这样的系统中每个斑点是可以独立调节的。然而这样的解决方案的明显缺点在于,当已经测量衬底比例并且已经确定将使用的比例因数时(即补偿衬底比例和图像比例之间的差所需要的调节),仍需要确定上亿个新斑点位置。这是非常费时的。我们现在设计了改进的装置,所述改进的装置提供了精确的和高效辐射的光刻成像方法,所述方法可以使用不同类型的辐射源。根据本专利技术,提供一种在辐射敏感层中形成光学图像的方法,所述方法包括下面的步骤提供辐射源;提供辐射敏感层;在所述辐射源和所述辐射敏感层之间定位多个单独控制的光阀;在所述光阀和所述辐射敏感层之间定位包括多个辐射会聚元件的光学元件,使得每个会聚元件对应于一个不同的光阀,并且将来自对应光阀的辐射会聚到辐射敏感层中的斑点区域上;一方面,通过扫描所述层在辐射敏感层区域中同时写入图像部分,另一方面,相关的光阀/会聚元件对彼此相对并且根据将被所述光阀写入的图像部分在开和关状态之间切换每个光阀;所述方法的特征在于下面的步骤,测量所述写入的图像部分,并且将其比例与通过光阀需要写入的图像部分的对应图像比例进行比较,来确定在它们之间是否存在差异;如果存在差异,调节所述图像比例,以便与所述测量的比例一致;其中所述调节步骤包括物理改变彼此相对的一个或者多个相邻辐射会聚元件之间的距离。最终,在操作周期内以较少的时间或者不需要花费时间就可以调节图像比例。在一个实施例中,物理改变一个或者多个彼此相对相邻辐射会聚元件之间距离的步骤包括,对所述光学元件施加一种压缩或者可膨胀的力,以便分别将所述多个辐射会聚元件彼此相向推拉或者将它们分开。在一个可替换的实施例中,物理改变一个或者多个彼此相对的相邻辐射会聚元件之间距离的步骤包括,选择性地增加或者降低光学元件的温度,以便分别扩张光学元件并且增加所述辐射会聚元件之间的距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在辐射敏感层中形成光学图像的方法,所述方法包括下面的步骤:提供辐射源(17);提供辐射敏感层(5);在所述辐射源(17)和所述辐射敏感层(5)之间定位多个单独控制的光阀(21-25);在所述光阀(21-2 5)和所述辐射敏感层(5)之间定位包括多个辐射会聚元件(43)的光学元件(40),使得每个会聚元件(43)对应于一个不同的光阀(21-25),并且将来自对应光阀的辐射会聚到辐射敏感层(5)中的斑点区域上;一方面,通过扫描所述层(5) 在辐射敏感层区域中同时写入图像部分,另一方面,相关的光阀/会聚元件对彼此相对并且根据将被所述光阀(21-25)写入的图像部分在开和关状态之间切换每个光阀(21-25);所述方法的特征在于下面的步骤,测量所述写入的图像部分,并且将其比 例与通过光阀(21-25)需要写入的图像部分的对应图像比例进行比较,来确定在它们之间是否存在差异;如果存在差异,调节所述图像比例,以便与所述测量的比例一致;其中所述调节步骤包括物理改变彼此相对的一个或者多个相邻辐射会聚元件( 43)之间的距离。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:JHA范德里德特R蒂默曼斯
申请(专利权)人:皇家飞利浦电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:NL[荷兰]

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