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曝光光敏涂层之方法及装置与流程

2023-02-06 23:19:30 来源:中国专利 TAG:

1.本发明系关于一种用于曝光一光敏涂层之方法及装置。


背景技术:

2.光微影系半导体工业中用于构造一材料之最重要方法中之一种方法。在先前技术中,主要在遮罩的帮助下执行光微影。
3.然而,遮罩产生对于基于遮罩之光微影亦系主要问题。必须藉由极昂贵且耗时之产生程序来产生一遮罩。因此,求助于电子束微影。此外,为了复杂功能性组件之产生,必须产生复数个遮罩。用于产生仅一个微晶片之所有遮罩的成本在百万欧元范围中,此并不罕见。
4.因此,在先前技术中,在过去几年已开发出一替代方法,其中不在整个区之上曝光一基板,而是仅在经数位控制之扫描的帮助下在例如一可切换镜场之区段中曝光一基板。可个别地(特定而言极频繁地)程式化镜场之镜(一所谓数位微镜装置dmd),且因此可准许待曝光之一区段之点状的(punctual)、任意可接近的结构化曝光。在同一时间,在基板与dmd所属之光学系统之间执行一相对移动,此准许整个基板表面之一曝光。自wo 2018113917a1、2018113918a1、2019242840a1知晓先前技术。
5.经由一dmd之使用,可曝光具有一图案(一所谓布局)之一光微影层。在用一经良好定义之波长的光子轰击层所位于之每一点处,发生光微影层之一间接或直接化学反应。另外的程序步骤(特定而言显影步骤)导致所谓布局之一固化。
6.在本发明中,总是提及将一dmd作为一说明性实例。然而,替代dmd,亦可使用一般(特定而言透射)结构化元件。透射光学元件主要对步进器至关重要。透射光学元件与一dmd之不同之处在于,空间解析之结构化并非由镜产生,而是由特定而言可切换光圈产生。将不会在本出版物中更详细地论述此一元件之精确实施例。
7.而是,将一dmd阐述为用于可程式化、空间解析曝光之一说明性光学元件。
8.在前述方法的帮助下,现今已有可能产生最多样之2d结构(亦即一平面内部或在高度上变化之一单个层中之结构)(例如)作为具有不同形貌(2.5d)之一结构上之最上部层。
9.主要地,不能使用先前技术之装置及方法在一单次曝光程序中产生在束方向上具有复杂几何形状改变之2.5d结构或3d结构中之结构(特定而言有顶凹形模腔)。
10.极有可能藉由已知方法之重复使用来产生2.5d结构及3d结构。因此,有可能在一基板上施加一第一层,以在定位影像之后将基板曝光且接着显影,其中基板取决于漆之曝光及极性化而进行化学固化或溶解,并且基板再次涂布有又一层且再次将基板曝光并显影。对于对应数目之所期望层及因此经堆迭布局,可如所期望地经常重复该等步骤。
11.显而易见地,为了每一层之显影,必须执行所有前述程序步骤,此导致一极大开支且因此导致高成本。此外,每一可能的错误类型之错误概率随每一额外程序步骤而增加。特定而言,曝光期间正确的横向位置系一对错误敏感之步骤,此可导致一品质累积损失。
12.因此,本发明之问题系,消除或显著减少先前技术之弊端。特定而言,本发明之目标系,以一更快速且更容易之方式执行曝光并且减少所有种类之错误。


技术实现要素:

13.该问题藉助经协调技术方案之标的物得到解决。在附属技术方案中给出了本发明之有利发展。在说明书、申请专利范围及/或图式中给出之至少两个特征之所有组合亦归属于本发明之范畴内。在所陈述值范围中,位于所陈述限制内之值亦应被视为作为限制值而揭示且可以任何组合被主张。
14.本发明系关于一种用于曝光一光敏涂层之方法,该光敏涂层至少包括一第一光敏区及一第二光敏区,其中该第一区对一第一波长之光子起反应,且特定而言与该第一区重迭之该第二区对一第二波长之光子起反应,其中该第一波长不同于该第二波长,其中该方法包括特定而言按以下顺序之以下步骤:
‑ꢀ
将该涂层曝光于该第一波长之该等光子,
‑ꢀ
将该涂层曝光于该第二波长之该等光子。
15.在以下文字中,该等光敏区仅仅被称为区。
16.本发明进一步系关于一种用于曝光一光敏涂层之装置,该光敏涂层至少包括一第一光敏区及一第二光敏区,其中该第一光敏区对一第一波长之光子起反应,且该第二光敏区对一第二波长之光子起反应,其中该第一波长不同于该第二波长,该装置包括一辐射装置,该辐射装置用于将该涂层曝光于该第一波长之该等光子并用于将该涂层曝光于该第二波长之该等光子。
17.本发明进一步系关于一种使用根据本发明之方法及/或根据本发明之装置产生之物件。
18.本发明之本质尤其在于以下事实:该等光子在该个别光敏区上之个别聚焦并非必要的,此乃因两个区通常已沈积在投射之定义深度内位于彼此极靠近处之薄层中。有利地,该各别波长之该等光子可辐射穿过该光敏涂层,但仅在材料在其中对该对应波长之该等光子起反应的该区中产生一光化学反应。
19.较佳地作出如下规定:藉助于一可动态控制之单元,特定而言藉助于一数位微镜装置来曝光该涂层,或者该装置包括用于该涂层之该曝光的一可动态控制之单元,特定而言一数位微镜单元。
20.此外,较佳地作出如下规定:藉助于至少一个遮罩来曝光该涂层,或者该装置包括用于该涂层之该曝光的至少一个遮罩。
21.此外,较佳地作出如下规定:该将该涂层曝光于该第一波长之该等光子仅在该第一区中产生一光化学反应,且该将该涂层曝光于该第二波长之该等光子仅在该第二区中产生一光化学反应。
22.此外,较佳地作出如下规定:特定而言藉助于束捆,曝光该涂层或者可以一空间解析及/或点状方式曝光该涂层。
23.此外,较佳地作出如下规定:藉由一可个别地控制之光子源来曝光该涂层,其中调整或可调整该等光子之该波长及/或剂量。
24.此外,较佳地作出如下规定:藉由将一滤光器定位在一宽频光子源前方来曝光该
涂层,其中调整或可调整该等光子之该波长及/或该剂量。此外,较佳地作出如下规定:该涂层之不同深度区域一个接一个地起反应。
25.此外,较佳地作出如下规定:该涂层对同一波长之光子具有随该涂层之一厚度而变化的敏感性。
26.此外,较佳地作出如下规定:该涂层系一单个层。不同区系不同层位置,其等对不同强度之不同波长或等同波长具有不同强度之光敏性。亦可设想,该等不同层位置不以一波长敏感方式起反应,但对辐射之强度(亦即强度)敏感。
27.然而,仍更佳地作出如下规定:该第一区构成为一第一层,且在该第一层上该第二区构成为一第二层。当然可施加任何数目之另外的层,该等另外的层形成任意数目之另外的区,较佳地,此可在一共同曝光及显影步骤中进行共同处理。
28.此外,较佳地作出如下规定:移动该涂层或者可相对于该辐射装置移动该涂层。特定而言,提供用于相对于该辐射装置移动该涂层之一行动支撑件。该涂层可位于一基板上,其中该基板又位于一基板固持器上。较佳地,该基板固持器构成为可行动的,用于具有该涂层之该基板相对于该辐射装置之该移动。
29.特定而言,本发明阐述一种用于该涂层或一层系统之(尤其无遮罩的) 2.5d曝光或3d曝光的方法或装置,该涂层或该层系统在不同深度处包括位于彼此之上的至少两个光敏层。此2.5d曝光或3d曝光在后续文字中亦被称为一空间曝光,以便将其与2d曝光(亦即一平面中之一曝光)区分开。特定而言,一空间曝光被理解为意指在一单次曝光程序中直接产生2.5d结构或3d结构的一曝光。一曝光程序被理解为意指将该基板装载至该装置上与自该装置移除该基板之间的该数目之所有程序步骤。
30.与先前技术相比,根据本发明之装置及根据本发明之方法具有若干优点。
31.相对于先前技术之一个优点在于以下可能性:由于缺乏众多调整及中间处理步骤,因此以一极高速度且在同一时间以高精度执行空间曝光。特定而言,可省掉藉助对于每一曝光步骤必须进行对准的具有个别遮罩之一多次曝光以及一多次曝光及多次显影。作为根据本发明之此优点之一结果,特定而言达成输送量之一增加。
32.又一优点在于以下事实:布局之准确度在个别层中会显著增加,此乃因不存在当执行复数个个别曝光时由于遮罩对准而产生之对准误差。
33.又一优点在于以下事实:经由漆之定义深度及化学行为而增加结构化深度。结构化深度被理解为意指归因于光子轰击而在其中发生化学反应的该涂层之该区域。
34.在先前技术中,用于曝光之光学元件必须设计成使得用于曝光之光子聚焦在一焦平面上,或者使得在阴影投射原理中在遮罩之近场中进行光敏区之定位。
35.根据本发明,有利地,光在个别光敏区上之聚焦并非必要的,或者在投射之定义深度之内容脉络内同时进行光在个别光敏区上之聚焦,或者可藉由波长相依焦平面之一间隔来进行光在个别光敏区上之聚焦,所述间隔在装置中系固定的。有利地,每一波长之该等光子可辐射穿过该光敏涂层,但仅在材料在其中对该相应波长之该等光子起反应的区中产生一光化学反应。
36.又一优点在于:由于可在一单个工作步骤中移除支撑材料,因此产生了垂悬结构。支撑材料被理解为意指位于一垂悬结构(特定而言待形成之一盖)与基板之间的材料。
37.又一优点在于以下事实:亦即在涂层之厚度之方向上产生一高度准确之垂直结构
化可能性。尽管先前技术中之方法及装置必须调整并控制光子在一焦平面中之聚焦,但根据本发明,辐射可尤其藉助于束捆以一空间解析的点状方式对涂层进行一直接穿透。不必尤其注意定义深度或焦平面。
38.此外,在本发明的帮助下,有利地,可比例如灰阶微影更精确地控制空间结构之高度,在灰阶微影中,经由辐射剂量根据深度来控制曝光。此准许产生经更真实塑形之更高的独立有顶结构,特定而言产生位于下面的具有大模腔之膜。
39.又一优点在于所增加横向解析度,此乃因不再执行先前的程序步骤。由于现仅存在一个连续曝光程序,因此曝光可不再被以前建造的结构之散射及/或反射中心负面地影响到。
40.又一优点在于以下可能性:藉由可个别地控制之光子源及/或对一宽频光子源前方之一滤光器的调整,可极容易地以一目标方式调整波长及/或剂量。因此,可藉由根据本发明之装置极容易地实施根据本发明之方法。
41.又一优点在于以下事实:每一区中之不同结构在每一情形中皆可由一个波长之光子写入,但亦可藉由多次曝光以一选择性方式进行不同构造。
42.根据本发明的具有dmd之装置之又一优点主要在于以下事实:在曝光结束时,每一个别层之烘烤及显影步骤被一单个烘烤及显影步骤替换。在具有n》1之n个区之一涂层中,因此节省了n-1个烘烤及显影步骤,此导致程序之输送量之一巨大增加。
43.光敏涂层根据本发明之实施例尤其基于以下事实:在一多色光子源的帮助下,同时曝光并且最重要的系不累积地曝光待曝光的位于彼此之上的布局。
44.特定而言,可以此一方式曝光位于彼此之上的n个布局:藉由dmd之第i j
×
n列之镜曝光涂层之第i区中之第i层,其中在0≤j≤m的情形中,m=n/n且n系dmd镜列之数目。
45.特定而言,亦可能曝光位于彼此之上的布局,此乃因在布局之间按时间进行了一彻底切换。因此,dmd每单位时间将至少两个布局(更精确而言,布局之部分区段)投射至涂层上。
46.为了能够执行此一曝光,特别提供了一光敏涂层,其中在不作用于毗邻深度区域的情况下,具有不同波长之光子曝光不同深度区域。
47.在根据本发明之一第一实施例中,该涂层由一单个层组成。此层尤其在深度上包括改变的物理及/或化学性质,特定而言对一特定波长之光子之一不同敏感性。在一第一实施例中,可藉由一步阶函数来数学地阐述依据深度而在不同物理及/或化学性质之间进行的转移。
48.另一选择系,化学及/或物理性质依据深度而连续改变。在此情形中,可藉由一不断可微分函数来阐述化学及/或物理性质。出于一简化目的,依据深度而发生之化学及/或物理性质的所有此等变化皆被称为梯度。
49.特定而言,亦可系以下情形:涂层之化学及物理性质系均匀的,并且藉由波长相依及厚度相依之吸收来判定空间改变的光敏性。一特定波长之光子之一光子流动的强度随穿透深度而连续减小。作为强度减小之一结果,光敏性亦因此而改变。因此,藉由一饱和机制(漂白)来达成深度选择性。一方面辐射导致曝光,另一方面曝光区因此变得透明。因此,出现了一锋面,其结果系辐射「侵蚀」,使得可产生一个2.5维地形。
50.在根据本发明之一第二实施例中,曝光由复数个(亦即至少两个)层组成。此实施例系尤其有利的,此乃因藉助于涂布程序,特定而言藉助于离心涂布程序,尤其直截了当地产生复数个层,该等层中之每一个别层相对于一特定波长之光子具有一经良好定义之物理及/或化学性质。特定而言,藉助材料选择,能够求助于来自不同制造商之不同材料,该等材料精确地具有为了能够执行根据本发明之方法所需的化学及/或物理性质。
51.在根据本发明之一第三实施例中,曝光可系前两个实施例之一组合。因此,根据第一实施例,可设想,涂层由复数个层组成,并且层本身中之至少一者具有一梯度。
52.在根据本发明之一第二特定实施例中,不同层之溶剂及/或光引发剂不会跨越层边界而起反应。可藉由以下事实将此一不利反应减小至一最小值:在涂层之施加之后尽可能快速地进行根据本发明之曝光。
53.在根据本发明之一特定形式中,在光敏位置之间引入一停止层,此中断了层之间的所谓「经化学增强」光反应之传播。此亦可用以达成具有一单个波长之一步进式辐射剂量相依曝光。
54.在根据本发明之一特定实施例中,以不同强度产生层中光敏性之一交叉敏感性。交叉敏感性被理解为意指涂层法向于照射方向之光敏性。交叉敏感性越高,曝光及/或显影涂层之一点便愈不明显。举例而言,可设想,一平行入射光子束在横向(亦即水平)方向上比一第二层更强烈地曝光一第一层。
55.光敏涂层可由任何种类之光敏材料制造,但较佳地使用漆,特定而言光漆。
56.在一极尤佳实施例中,使用以下材料中之至少一种材料。
57.●
tok pmer p-la900pm

tok cr4000

az nlof2000系列

allresist atlas 46

allresist atlas 46r

jsr ix335h

jsr wpr5100

jsr thb装置较佳地,根据本发明之装置系已由一多色光子源扩展的具有至少一个微镜装置(dmd)之一无遮罩曝光单元。
58.在根据本发明之一极特定实施例中,根据本发明之装置包括复数个dmd,因此该装置可同时曝光一涂层之复数个位置。特定而言,对于每一波长,可使用一单个dmd,或者可将dmd分成以不同波长曝光之区。然后,对应地,本发明内容可个别地应用于每一dmd。
59.根据本发明之一替代装置系一基于遮罩之曝光单元,已用对应多色光子源对该替代装置进行扩展。因此,根据本发明之方法之应用亦可能用于基于遮罩之曝光单元。
60.根据本发明之所有装置尤其包括至少一个多色光子源。光子源系通常由极多光学元件组成的一光学系统之一部分。在以下文字中更详细地阐述光学系统。
61.光子源在后续文字中,一光子源被理解为意指能够发射具有至少一个特定波长之光子的
一组件或一组件群组。在特定实施例中,一单个光子源可系多色的。
62.在根据本发明之一第一实施例中,光子源系发射具有一多色光谱之光子的一装置,特定而言汞灯。汞灯在uv区域中具有一多色光谱。举例而言,可在光子源中提供仅允许一所需波长之光子通过的滤光器。藉由切换滤光器,可在不同波长之间进行一切换。
63.在根据本发明之一第二实施例中,光子源系若干个别单色光子源。
64.在根据本发明之第二实施例之一特定实施例中,个别单色光子源中之每一者系一发光二极体(led)或一发光二极体场(例如:led阵列)。由于每一led或每一led阵列总是仅能发射单色辐射,因此必须使用具有不同波长之复数个对应组件。作为能够尤其电子地切换不同led或led阵列之可能性的一结果,有利地,可省掉特定而言机械滤光器之使用。
65.然而,为了完整起见,亦能够独立地电子切换单个单色光子源以及藉由其他机制来切换波长可变之源的可能性亦被称为「滤光器」。因此,当在文字中提及滤波此一单个单色光子源时,此被理解为意指此一个单色光子源且仅此一个单色光子源发射光子,而所有其他单色光子源不发射任何光子。
66.在一说明性结构中,前述单色光子源被实施为具有一不同光谱分布之多色光子源,并且被称为单色的,或者仅仅出于简化目的而被称为一不同波长。
67.光学系统根据本发明之装置的光学系统系若干光学元件及/或机械元件及/或电元件。光学系统包括至少一个光子源。
68.另外的元件可系

dmd



透镜

棱镜

光圈

遮罩较佳地,至少一个光学元件亦位于dmd与涂层之间的次级路径中,亦即位于光学路径中。
69.仍更佳地,光学元件系成像光学元件。
70.在根据本发明之一极佳实施例中,光学元件系能够经由一数学变换(特定而言仿射变换)将dmd之作用结构成像至涂层中之一影像上的元件。特定而言,剪切及缩放变换系较佳的。已在申请案wo2018113918a1中提及此一光学系统。
71.相对移动较佳地,将根据本发明之装置设计成使得其上配置有涂布有光敏涂层之一基板的一基板固持器能够主动地移动,而光学系统系静止的。另一选择系,可能设计该装置,使得光学系统移动而基板固持器系静止的,或者光学系统及/或基板固持器可移动,或者为了横向移动而进行一偏转配置。在小曝光区或大曝光元件的情形中,亦可省掉横向移动。
72.因此,较佳地,能够达成基板固持器与光学系统之间的一相对移动。
73.作为将基板固定在基板固持器上之一结果,能够达成基板与光学系统之间的一精确相对移动。
74.方法特定而言,根据本发明之方法准许藉助于在一单个曝光步骤中构造mems及微流体区中之侧壁及顶部来形成模腔。
75.特定而言,根据本发明之方法准许诸如高级封装中所使用的再分布层与贯穿接触之同时曝光。
76.有利地,根据本发明之方法可用于
‑ꢀ
无遮罩曝光单元,特定而言无遮罩雷射曝光单元,
‑ꢀ
其他无遮罩系统,尤其包含雷射扫描器,
‑ꢀ
基于遮罩之曝光单元,特定而言遮罩对准器,特定而言具有可互换或可替换遮罩之步进器及扫描器。
77.在一特定实施例中,根据本发明之方法亦可用于基于遮罩之曝光单元。
78.较佳地,根据本发明之方法用于无遮罩曝光单元,特定而言用于无遮罩雷射曝光单元。下文更详细地阐述根据一第一实施例的根据本发明之较佳方法。
79.在根据本发明的方法之一第一程序步骤中,一基板涂布有至少一第一光敏层。出于此目的,较佳地将基板装载至专门为了进行涂布而提供之一涂布装置中,且在彼处进行涂布。
80.较佳地,在离心涂布的帮助下进行涂布。若光敏涂层系第一实施例之一涂层,亦即具有一单个层之一涂层,则可跳过对另外的层进行涂布之以下第二程序步骤。
81.用于此之一先决条件系,单个涂层具有至少两个区,使得可充分解析待曝光之不同布局。
82.在根据本发明的第一方法之一第二程序步骤中,该基板涂布有至少一第二光敏层。较佳地,在同一涂布装置中进行第二光敏层之涂布。因此,较佳地,涂布装置设有至少两个完整涂布构件,特定而言管或喷嘴,以便防止不同敏感性之漆发生混合。根据本发明,该方法不限于此第二光敏层。若根据本发明之装置包括能光学地发射具有彼此可分离之n个波长之光子的一光子源,则根据本发明在彼此之上产生能够彼此独立曝光之n个光敏层亦可系明智的。在下文中主要基于两个层而阐述根据本发明之方法。类似地应用至n个层之扩展。
83.在根据本发明之一特定实施例中,第二程序步骤并非必要的,只要第一沈积层之波长敏感性依据厚度方向上之位置而发生改变便可。
84.在根据本发明的第一方法之一第三程序步骤中,将经涂布基板装载至根据本发明之一装置中,且在基板与光学系统之间进行至一第一位置之一相对移动。
85.在根据本发明的第一方法之一第四程序步骤中,在第一位置中将dmd之镜切换至一第一组态中。尤其为了使程序加速,在根据第三程序步骤的相对移动期间,已进行dmd之镜至第一组态之切换。
86.在根据本发明的第一方法之一第五程序步骤中,在第一位置中藉由具有一第一波长之光子的光子源照射位于第一组态中之dmd之镜。将待用dmd制造之第一布局投射至第一光敏区中。有利地,无需进行一焦点之一调整。
87.有利地,具有第一波长之光子辐射穿过存在的所有区。然而,根据本发明,由于涂层之区中之仅某些区(特定而言仅一个区)对第一波长之光子系光敏的,因此涂层之区中之
仅某些区(特定而言仅一个区)发生光化学改变。
88.在根据本发明的第一方法之一第六程序步骤中,在第一位置中将dmd之镜切换至一第二组态中。
89.在根据本发明的第一方法之一第七程序步骤中,在第一位置中藉由具有一第二波长之光子的光子源照射位于第二组态上之dmd之镜。将待由dmd产生之第二布局投射至一第二区中。
90.有利地,没有必要进行焦点至第二区中之一调整。具有第二波长之光子辐射穿过存在的所有区。然而,由于仅某些区(特定而言仅一个区)对第二波长之光子系光敏的,因此仅某些区(特定而言仅一个区)发生光化学改变。
91.若存在不止两个光敏区,则必须相应地重复程序步骤六至七,以用于dmd之镜之其他组态及不同波长。
92.在根据本发明的第一方法之一第八程序步骤中,在基板与光学系统之间进行至一第二位置之相对移动。
93.重复程序步骤四至八,直至已曝光待处理之整个区的此时间为止。
94.在根据本发明的第一方法之一第九程序步骤中,进行基板之卸载及基板上涂层之显影。有利地,仅执行一次显影。
95.未必皆必须按此顺序进行上述程序步骤。有利地,同时执行前述程序步骤中之某些程序步骤。特定而言,相对移动、曝光及dmd之切换同时进行或至少进行得如此之快,以致于不再需要或不可能将程序步骤视为彼此分离的。
96.特定而言,此同时性导致一对应高输送量并导致一高位准之效率。程序步骤中之某些程序步骤之间的转移至少系无缝的。
97.除了将根据本发明之方法用于具有一dmd之一无遮罩曝光单元的可能性之外,根据一第二实施例之方法亦可用于遮罩曝光单元。
98.根据本发明的第二方法之前三个程序步骤等同于根据本发明的第一方法之前三个程序步骤。
99.在根据本发明之第二方法之一第四程序步骤中,相对于一遮罩曝光单元中之一第一遮罩,将基板对准。较佳地,将基板带入至一端位置中且进行固定。接着,第一遮罩相对于基板移动。较佳地,基于第一遮罩与基板之间的对准标记来进行对准。
100.在根据本发明的第二方法之一第五程序步骤中,藉助第一波长之光子,经由第一遮罩,进行涂层之全部区曝光。
101.在根据本发明的第二方法之一第六程序步骤中,第一遮罩被一第二遮罩替换。
102.在根据本发明的第二方法之一第七程序步骤中,相对于遮罩曝光单元中之第二遮罩,将基板对准。较佳地,基板保持在其固定端位置中。接着,较佳地,第二遮罩相对于基板移动。较佳地,基于第二遮罩与基板之间的对准标记来进行对准。
103.在根据本发明的第二方法之一第八程序步骤中,藉助第二波长之光子,经由第二遮罩,进行涂层之全部区曝光。
104.针对其他遮罩及波长,可重复程序步骤六至八,只要将涂层设计用于其他曝光便可。
105.在根据本发明的第二方法之一第九程序步骤中,进行基板之卸载。
106.在根据本发明的第二方法之一第十程序步骤中,进行基板上涂层之显影。有利地,必须仅执行一次显影。
附图说明
107.本发明之进一步优点、特征及细节自对实施例之较佳实例的下文阐述且在各图式的帮助下得出。在各图中:图1a展示根据本发明的一第一方法之一第一程序步骤,图1b展示根据本发明的第一方法之一第二程序步骤,图1c展示根据本发明的第一方法之一第三程序步骤,图1d展示根据本发明的第一方法之一第四及第五程序步骤,图1e展示根据本发明的第一方法之一第六及第七程序步骤,图1f展示根据本发明的第一方法之一第八程序步骤,图2a展示根据本发明的一第二方法之一第三及第四程序步骤,图2b展示根据本发明的第二方法之一第五程序步骤,图2c展示根据本发明的第二方法之一第六、第七及第八程序步骤,在各图中,等同组件及具有相同功能之组件用相同元件符号表示。
具体实施方式
108.各图未按真实比例绘制。特定而言,与基板1相比,光敏层3a、3b及光学系统4及其所有元件未表示为按真实比例绘制。
109.藉由实例方式以最简单且最高效方式来图解说明本发明原理,此乃因每一区表示为一单个沈积层。在下文图1a至图1f中,因此基于一涂层3阐述根据本发明之方法,涂层3由表示对不同波长之光子以不同强度起反应之区的两个光敏层3a及3b组成。熟习此项技术者认识到,更一般而言,亦可将两个层3a及3b视为区,举例而言,该等区系接着将等同于涂层之一单个层之部分。在此情形中,图1a至图1b中两个层之应用将必须被认为被一单个层之应用替换。
110.图1a展示根据本发明的一第一方法之一第一程序步骤,其中藉助于一涂布系统2之一第一单个涂布元件2a,较佳地一管或一喷嘴,一基板1涂布有一第一光敏层3a。因此,光敏层3a在此处对应于涂层之一第一区。较佳地,藉助于一离心涂布单元来进行涂布。接着,藉由基板1围绕其中心之一轴线之一旋转,光敏层3a分布在基板1之基板表面之上,如图1中所表示。可使用任何其他种类之涂布程序,以便将光敏层3a施加在基板1上。光敏层3a对具有一第一波长之一第一类型之光子敏感。
111.图1b展示根据本发明的第一方法之一第二程序步骤,其中藉助于一涂布系统2之一第二单个涂布元件2b,较佳地一管或一喷嘴,一基板1涂布有一第二光敏层3b。因此,光敏层3b在此处对应于涂层之一第二区。较佳地,藉助于一离心涂布单元来进行涂布。接着,藉由基板1围绕其中心之一轴线之一旋转,光敏层3b分布在第一光敏层3a之表面之上,如图1b中所表示。可使用任何种类之涂布程序,以便将光敏层3b施加在光敏层3a之表面上。光敏层3b对具有一第二波长之一第二类型之光子敏感。两个光敏层3a及3b形成一涂层3。可设想,将另外的光敏层添加至涂层3。然而,为了使各图尽可能简单,仅基于具有两个光敏层3a、3b
之一层系统3阐述根据本发明之方法。
112.由于光敏层3a、3b具有其他物理及/或化学性质,尤其对于光敏层3a、3b对入射光子波长之敏感性而言,因此藉由彼此分离之两个单个涂布元件2a、2b对由光敏层3a、3b组成之材料进行沈积系尤其有利的。亦可设想,涂布系统2仅包括一单个涂布元件。
113.图1c展示根据本发明的第一方法之一第三程序步骤,其中将基板1定位在一光学系统4之下的一第一位置处。在另外的图中表示基板1与光学系统4之间的相对移动,使得基板1相对于被视为静止之光学系统4移动。特定而言,光学系统4包括由至少两个单个光子源5a、5b组成之一光子源5。单个光子源5a、5b系具有不同波长之光子的原点之图形表示。单个光子源5a、5b没有必要必须系两个不同组件或组件群组。举例而言,可设想,光子源5系一汞辐射源。由于汞可发射具有不同波长之光子,因此一汞辐射源亦将由复数个(特定而言至少两个)单个光子源5a、5b组成。根据本发明之光子源5或者光学系统6包括滤光器6a、6b,在滤光器6a、6b的帮助下可决定哪个单个光子源5a、5b之哪个光子用于曝光。没有必要将滤光器解释为独立组件或组件群组。当使用由led或led阵列构成之单个光子源5a、5b时,不需要机械滤光器、电滤光器或光学滤光器,此乃因led之接通或关断可直接控制一对应单个光子源5a、5b之光子流动。在此连接中,将对一单个光子源5a、5b之光子进行滤波理解为意指光子源5a、5b之关断。当下伏光子源5包括至少一个单个光子源5a、5b时,较佳地,滤光器6a、6b构成为独立组件或组件群组且对其进行电子切换及/或光学切换及/或机械切换,单个光子源5a、5b不能进行切换或不能进行足够快速切换,或者单个光子源5a、5b自身系多色的。因此,由一汞辐射源组成之光子源5必须包括滤光器6a、6b,以便能够将多色汞光谱之两条发射线准确地彼此分离。
114.在接下来的两个图中,在布局10a、10b的帮助下以一更说明性方式阐述曝光之原理。正性漆及/或负性漆可用于各别光敏层5a、5b。基于负性漆阐述实例,亦即,被光子击中之光敏层3a、3b之材料在此等点处进行交链且在对应烘烤及/或显影步骤之后保持于原地。此等点表示为黑色区。
115.图1d展示根据本发明的第一方法之一第四及第五程序步骤,其中将dmd 7之镜切换至一第一组态中。此外,打开滤光器6a并关闭滤光器6b。第一单个光子源5a之一第一波长之光子仅能投射至dmd 7上。接着,dmd 7藉助于其个别镜执行光子流动之一空间解析滤波且将所期望布局区段10a作为次级束8a投射至涂层3中。因此,归因于第一类型之光子之波长,光子与分子之一化学或物理反应排他地发生在第一光敏层3a中,亦即发生在深度区域9a内部。与先前技术相比,使用根据本发明之方法,没有必要执行将光子流动聚焦至第一光敏层3a之第一深度区域9a上。第一波长之光子穿透第二光敏层3b,而不会在彼处产生一化学及/或物理反应,此导致第二深度区域9b之一曝光。
116.经放大表示展示藉由dmd 7投射至光敏层3a中之一布局区段10a。dmd 7之个别镜已以dmd之周边镜(亦即横向镜)已将光子曝光至光敏层3a中之此一方式进行切换。因此,稍后将形成一模腔11之壁的一边缘形状之区已曝光。
117.图1e展示根据本发明的第一方法之一第六及第七程序步骤,其中将dmd 7之镜切换至一第二组态中。此外,打开滤光器6b并关闭滤光器6a。可仅将第二单个光子源5b之一第二波长之光子投射至dmd 7上。接着,dmd 7藉助于其个别镜执行光子流动之一空间解析滤波且将所期望布局区段10b作为次级束8b投射至涂层3中,一般而言,所期望布局区段10b与
图4之布局区段不同。因此,归因于第一类型之光子之波长,光子与分子之一化学或物理反应排他地发生在第二光敏层3b中,亦即仅发生在深度区域9b内部。
118.与先前技术相比,使用根据本发明之方法,没有必要执行将光子流动聚焦至第二光敏层3b之第二深度区域9b上。一般而言,第二波长之光子亦到达第一光敏层3a,而不会在彼处产生一化学及/或物理反应,此导致第二深度区域9b之一曝光。
119.经放大表示展示藉由dmd 7投射至光敏层3b中之一布局区段10b。dmd 7之个别镜已以几乎所有镜已将具有一第二波长之光子投射至光敏层3b中之此一方式进行切换。可藉助其在左上区及右下区中执行曝光之仅某些镜已以光子没有投射至光敏层3b中之此一方式进行切换。因此能够形成根据本发明之区,在后续烘烤及/或显影步骤之后,该等区将在一盖12中形成入口,以便将外部世界与模腔11进行连接(见先前之图)。
120.图1f展示根据本发明的第一方法之一第八程序步骤,其中在基板1与光学系统4之间进行至一第二位置之一相对移动。对于任意数目之位置,可重复图1d至图1f之程序步骤。
121.在此等程序步骤之后,进行另外的程序步骤,特定而言涂布系统3之显影。有利地,仅需要一单次显影步骤。
122.自图可产生以下印象:根据本发明之方法系一分步重复程序,在该分步重复程序的帮助下,在基板1上之层系统3中之一或多个点处产生由模腔11、一盖12及入口13组成之至少一个三维结构。尽管根据本发明之方法极有可能适合于相对于基板1将光学系统4定位在一第一位置处以在彼处产生一个此三维结构,以便此后执行至复数个另外的位置之复数个另外的相对移动以产生另外的三维结构,但藉助此可带来更多。
123.尤其当待产生之三维结构大于dmd 7自身之曝光栅格时,在光学系统4与基板1之间的相对移动期间,必须藉由在相对移动期间对dmd之镜进行连续程式化来曝光三维结构。尤其就此一连续相对移动及dmd 7之镜之一连续切换程序之观点而言,应考量使用一光子源5及层系统3。
124.下文阐述基于一遮罩技术的根据本发明之一替代方法。
125.图1a至图1b亦可用于根据本发明之第二方法且将不再进行表示。
126.图2a展示根据本发明的一第二方法之一第三及第四程序步骤,其中将具有一涂层3之一基板1装载至一遮罩曝光单元中。遮罩曝光单元同样包括设计用于一表面曝光之一光学系统4’。特定而言,可提供光学元件,诸如一镜,较佳地一冷镜14,该等光学元件在基板1之方向上反射光子。装置包括具有至少两个单个光子源5a、5b之一光子源5以及滤光器6a、6b。类似地应用来自先前文字区段的涉及单个光子源5a、5b及滤光器6a、6b之资讯。
127.图2b展示根据本发明的第二方法之一第五程序步骤,其中将具有第一光圈16a之一第一遮罩15a嵌入于光学系统4’与基板1之间。特定而言,较佳地藉助于对准标记(未展示)相对于基板1将第一遮罩15a对准。打开或移除滤光器6a (未展示),否则关闭第二滤光器6b。因此,具有一第一波长之光子自第一单个光子源5a射出且经由第一遮罩15a之光圈16a投射至涂层3上。由于仅层系统3之第一光敏层3a对第一单个光子源5a之第一波长之光子敏感,因此尽管光子亦穿透第二光敏层3b,但化学及/或物理反应亦仅发生在第一经曝光深度区域9a中。
128.图2c展示根据本发明的一第二方法之一第六、第七及第八程序步骤,其中第一遮罩15a (未展示)首先被调换为一第二遮罩15b。第二遮罩15b包括第二光圈16b。特定而言,
较佳地藉助于对准标记(未展示)相对于基板1将第二遮罩15b对准。
129.根据本发明,滤光器6a (未展示)保持打开或移除,否则第二滤光器6b保持关闭。具有一第二波长之光子自第二单个光子源5b射出且经由第二遮罩15b之光圈16b投射至涂层3上。由于仅层系统3之第二光敏层3b对第二单个光子源5b之第二波长之光子敏感,因此尽管光子亦到达第一光敏层3a,但化学及/或物理反应亦仅发生在第二经曝光深度区域9b中。
130.在此等程序步骤之后,进行另外的程序步骤,特定而言涂布系统3之显影。有利地,仅需要一单次显影步骤。
131.附图标记列表:1: 基板2: 涂布系统2a、2b: 单个涂布元件3: 涂层3a、3b: 区/光敏层4、4': 光学系统5: 辐射装置/光子源5a、5b: 单个光子源6a、6b: 滤光器7: 数位微镜装置/数位微镜单元(dmd)8a、8b: 次级束9a、9b: 经曝光深度区域10a、10b: 布局区段11: 模腔12: 盖13: 入口14: 镜15a、15b: 遮罩16a、16b: 光圈。
再多了解一些

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