用于把掩模投影到衬底上的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于把掩模（１）投影到衬底（２）上的方法，其中借助于一个照明单元（８）和一个光学单元（９）把所述掩模（１）投影到所述衬底（２）上。此外本发明专利技术还涉及一种用于执行所述方法的装置。应如下构造所述方法和装置，即用高的工作可靠性把所述掩模（１）及其小结构精确地投影到所述衬底（２）上，其中应校正所述衬底（２）的变形。本发明专利技术建议：相对于所述掩模（１）和所述衬底（２）移动所述照明单元（８）和所述光学单元（９），测定所述衬底（２）的变形，以及根据所测定的变形借助于所述光学单元（９）使所述掩模（１）的图像变形并且匹配所述衬底（２）的变形。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种按照权利要求1的前序部分中给出的特征把掩模投影到衬底上的方法。此外，本专利技术还涉及一种用于执行该方法的装置。在DE 3910048C2中公开了这种方法以及用于执行该方法的装置。在此涉及光刻技术中的校准系统，利用该系统可以使掩模、大面积的衬底和包含照明元件和光学元件的传输系统相对地相互对准，其中小区域内的掩模的结构可以传输到衬底上。在把掩模的结构传输或投影到衬底上时，在该衬底上作上标记，并且在扫描该掩模的结构时连续地针对各个区域将掩模对准衬底。使掩模和衬底相互对准需要一定的设备费用，并且特别是由于校正系统的时延和惯性，所以在传输速度和可达到的处理能力方面具有极限。在下文中，被例如用于生产印刷电路板或平面屏幕并且被构造为薄膜、乳化模、铬模等的模板被称为掩模。这种掩模不包含可被投影到衬底上或可被复制的结构、例如线路或一般的几何结构。这种结构的典型大小取决于各个应用并且目前在印刷电路板技术中例如为10至50μm。在生产平面屏幕时，可以期待1至2μm以上的结构大小。在结构定位时的容差或其位置精确度明显小于结构大小本身。平板形生产元件或生产有用物被称为衬底。因此例如印刷电路板的生产需要把不同结构多次复制到初级产品、中间产品和最终产品上，该最终产品构成用于电子元件和所需的电气连接的基板。目前，印刷电路板的大小的数量级直至600×800mm2，并且基于所述的初级、中间和最终产品，将涉及多次利用。在生产平面屏幕时，同样出现非常相似的方法步骤，其中对于结构大小和容差极限，很明显应考虑更小的尺寸。在下面表格式的归纳中给出了典型应用以及下文中也称为有用物或有用元件的衬底1.印刷电路板铜面的结构，柔性印刷电路板的结构，阻焊膜以及阳极层的交联。2.屏幕工艺用于构造金属层或非导电层的涂层图像，颜色滤波器的交联，柔性基体材料上的结构制造，例如薄膜屏幕。3.微结构技术复制工作的完成，大平面工件、例如光电元件的直接曝光。通过平面衬底很薄，并且具有几个μm(微米)至几个mm(毫米)的厚度，并且涂有可被构造的光敏层。有用元件经历不同的生产步骤，其中能够出现很高的温度差异和其他的机械要求。这种要求可能导致持续的几何变化。因此，印刷电路板例如由多层基体薄膜组成，并且该方法通常被称为压制。这样组成的或压制的中间产品具有尺寸偏差，在接下来的生产步骤中必须考虑该尺寸偏差，由此例如精细的线路可以与同样小的通孔敷镀叠加。相应地，在制造屏幕时可以接通单个图像元件。在生产过程中出现的有用元件的变形原则上限制了在最小意义上可制造的结构。因此，借助于不同层或有用元件的结构可以实现所期望的功能，但必须保证最小的重叠。为此必要的是，在最小结构大小为Z时并且在考虑加工容差dZ的情况下所属的反面结构大小为Z+2×dZ。从而保证在位置误差为dZ时结构相互重叠。如果与此相反，结构或掩模和有用元件之间的偏差太大，那么相互所属的结构不再重叠。此外，应注意在进行光学投影时基本上存在的问题，即位置精确度和图像清晰度。这意味着，必须把模板或掩模尽可能位置精确地投影到结构或有用物上，并且图像的聚焦面必须位于衬底的光敏层上。由此出发，本专利技术所基于的任务是，如下构造一种方法和装置，即在考虑如上所述的相互关系的情况下，用高的工作可靠性把模板或掩模及其小结构精确地投影到衬底或有用元件上。应该能够毫无问题地完成优选地为大的衬底和/或有用元件上的小结构的复制。应尽可能用高的位置精确度在衬底上投影和/或产生小的掩模结构。此外，应可以经济地采用该方法和该装置，并且可以实现高处理能力。在方法方面，按照权利要求1中给出的特征来解决该任务。在装置方面，按照权利要求9中给出的特征来解决该任务。所建议的方法和所建议的用于执行该方法的装置能够用高的工作可靠性和较低的费用实现精确地复制尤其是大衬底上的小结构或在变形的衬底上产生具有高的位置精确度的小结构。按照本专利技术，表示以标定尺寸存在的原型的掩模在投影时借助于光学单元或在复制过程中被校正和/或变形，从而衬底或有用元件上掩模的图像与其各自的变形一致。因此在变形的衬底上产生甚至具有高的位置精确度的最小结构，其中下面将这个过程称为掩模图像的变形。按照本专利技术，掩模的图像可能在每个方向上分别变形，因此可以被校正，尤其可以被这样放缩，使得衬底的变形被补偿。按照本专利技术，掩模图像的高度和宽度或其在衬底的X平面和Y平面中的尺寸与其可能的变形一致。此外，可以用优选的方式进行较高级的补偿，其中图像宽度是该图像高度的函数或反之。这样，根据已确定的衬底的变形把尤其是矩形模本或掩模转换为平行四边形或更一般地转换为梯形。按照本专利技术，针对每个有用元件和/或针对每个有用元件或衬底的每个子域分别确定所建议的变形和/或转换。尤其按照衬底的变形求出的校正/或转换参数用于在投影时或者在复制过程中校正掩模图像。按照本专利技术，通过单个图像的叠加和/或连续的接合使掩模图像变形和/或进行校准，其中单个图像分别小于总图像。在本专利技术的范围内，尤其通过平移和/或旋转和/或剪切和/或依赖于方向的放缩来实现变形。该方法和/或该装置不受特定的结构大小的限制，也无需注意由方法决定的容差极限。而且在衬底的大小或尺寸方面也不存在极限。不仅掩模而且衬底都优选地具有机械装置或标记，从而可以把掩模或模本的图像尽可能位置精确地投影到衬底或有用物上并且实现精确的校准。在最简单的情况下，可以为此设置参考孔，借助于参考孔并分别借助于销钉固定掩模以及有用元件的位置。在有用元件非常薄并且同时出现大的变形时，这是不合适的，因为衬底会卷曲。在有用元件很薄时，因此安插标记、例如Fiduchals或校准标记或定线标记，其通过所分配的镜组和照相机系统进行分析。通过测量这种标记确定关于关于掩模的位置和/或有用元件的位置的信息。相应的测量值用于计算变形、例如有用元件的偏移或旋转。在本专利技术方法和所建议的用于执行该方法的装置中，使用简单的光学元件，并且按照本专利技术使掩模图像变形，并且在考虑检测到的有用元件的变形情况下把该掩模图像投影到所要求的有用元件的正确位置上。此外，按照本专利技术，为了获得最佳图像、尤其是有用元件上具有正确的结构大小、边缘质量和边缘斜率的图像，把该图像的聚焦平面投影到衬底的光敏表面上。为此设有聚焦装置，借助于该装置可改变掩模和有用元件之间的光路径的长度，而不影响投影比例。有利地，聚焦装置是光学单元的组成部分。在本专利技术的一个优选扩展方案中，随时和/或每次借助于光学单元只把一小部分掩模投影到有用元件上。通过掩模相对于光学单元和衬底相对于光学单元之间的相对移动来完成有用元件上的总图像，该光学单元也被称为投影镜组。特别有意义的是，在曝光期间掩模相对于衬底的位置不改变。有利地，光学单元、优选地也即照明单元和掩模以及衬底之间的机械移动尽可能慢地执行，其中不用尽利用机械系统原则上可行的很高的速度和加速度，以便尽可能低地保持对光学元件或掩模和衬底的作用力。该机械系统优选地包括一个保持架，借助于该保持架使掩模和衬底以所要求的方式相互固定并且固定地被安装。一方面力求小的像区，因而可以执行按照本专利技术的变形、尤其是放缩。借助于光学单元在掩模和有用元件上方较快地移动变形所需的像区。为此，有利地规定光扫描垂直于机械系统或保持架的移动方向。掩模上被照本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于把掩模（１）投影到衬底（２）上的方法，其中借助于一个照明单元（８）和一个光学单元（９）把所述掩模（１）投影到所述衬底（２）上，其特征在于，相对于所述掩模（１）和所述衬底（２）移动所述照明单元（８）和所述光学单元（９），　 　测定所述衬底（２）的变形，以及根据所测定的变形借助于所述光学单元（９）使所述掩模（１）的图像变形并且匹配所述衬底（２）的变形。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R卡普兰，J索尔纳，
申请(专利权)人：海德堡显微技术仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]