[發明專利]應用具有預定反射率變化的微鏡陣列構成的投射系統的無縫隙曝光

有效

• 申請號: 200680052352.5
• 申請日: 2006-10-24
• 公開（公告）號: CN101553750A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 石井房雄
• 申請（專利權）人: 石井房雄
• 主分類號: G02B26/00
• 分類號: G02B26/00;G03B27/32;G03B27/52;G03B27/58;G03B27/62;G03B27/72;B41J2/47;B41J15/14;B41J27/00;G03C5/00;G02B5/08;G02B26/08;G03B27/42
• 代理公司: 北京天平專利商標代理有限公司
• 代理人: 孫 剛

技術領域

本發明所述的是應用光投射在一曝光表面上進行光學掃描的系統和方法。較為 特別的是，本發明所涉及的乃是對于半導體或其他電子制造方面應用的平面印刷設 備中在一表面上進行無縫隙光投射掃描的投射與掃描系統。

背景技術

盡管常規的光學平面印刷技術由于通過一些特性圖樣的平行生成過程而達到 高的生產量而具有很大優點，現在很廣泛地應用于微電子元件的大批量生產中，然 而這種平面印刷技術仍有一些局限性和缺點。為了克服這些局限性和缺點，已經開 發和披露了各種各樣的無掩模平版印刷技術。特別是，正如下面將要討論的那樣， 各種各樣專利發明一直在進行嘗試，努力改善無掩摸平版印刷技術的效率和性能。

但是，這些技術仍存在著困難，就是常規系統被局限于要么是水平的要么是豎 直的掃描曝光的重疊，而不是在保持無縫隙曝光圖樣的同時實現二維曝光的重疊。 由于這種單個方向重疊的限制，必須保持具有嚴格公差限制的精確的運動方向控 制。此外，由于技術的進步，對較高清晰度的控制提出了更大的要求，以達到較高 水平的曝光均勻性。采用空間光調制(SLM)的常規技術難以滿足這些要求，尤其 是那些用大量微鏡實現的SLM更是如此，這是因為對于從每個微鏡上反射的光的控 制程度是有限的。再者，平版印刷操作的生產能力也受到一定的限制，其原因在于 調整平版印刷曝光要求較高的數據傳輸速度，而常規的技術不具有滿足這些要求的 足夠的數據傳輸速度。最后還有一點很重要，由常規技術提供的曝光的對比度水平 仍然受到限制，這將進一步限制了用以生產具有超大單元密度并具備可控臨界線度 而又保持嚴格偏差容許量的集成電路的半導體制造加工方法的質量和性能。

在平版印刷技術中還有種種因素能使加工制造的速度和效率大為降低。特別 是，單個曝光的速度通常是由照明的強度與光刻膠的光敏性決定的。通過提高照明 強度與光刻膠的光敏性能以改進曝光速度進行了一些嘗試。然而，對于一些電路， 特別是那些有許多特性層的電路，需要許多單個曝光。那些在曝光之間切換掩模的 操作，通常要增加很大的生產能力附加成本。此外，掩模必須放在精確的位置以滿 足排列要求。通過這些操作則進一步降低了生產能力。由于制造微電子元件的設備 常須具備生成大量圖樣的各種掩模的庫存量就更加提高了生產的成本。該庫存量則 進一步增加制造這些集成電路的管理費，由于定購這些掩模需要過程和時間則進而 增加了成本和耗時。

除以上因素之外，對開發無掩模平版印刷技術的要求進一步增強了，這是因為 隨著尺寸的增大和微電子結構部件之間間距的減小，掩模的成本會極大地增加。同 時，集成功能的增多和電子器件的微型化，將進一步推動這種生產面積較大而結構 圖案間距小的掩模的傾向，從而使得微電子器件制造所需的掩模十分昂貴。由于這 些原因，提供能夠克服這些局限性和困難的無掩摸平版印刷技術工藝將舉有很高的 價值。

在無掩摸平版印刷技術領域新近披露了幾個專利，其中有美國專利6238852， 披露的是利用把光投射于兩個方向，以使兩個襯底能同時曝光。該平版印刷加工過 程是用一個無掩模平版印刷系統完成的，這種系統能提供大面積無縫隙圖案的形 成，在此圖案的形成中采用了諸如可變形的微鏡裝置(DMD)的反射空間光調制器， 它直接被一控制系統編址，通過第一個投射子系統在第一塊光刻膠覆蓋的襯底面板 上提供第一個圖樣，而與之同時，通過第二個投射子系統在第二塊光敏襯底面板上， 提供一個復制的圖樣，不過它是第一塊襯底面板上樣的負版，這樣，采用由該DMD 像素微鏡的“關閉”反射正常被棄去的無圖樣“關閉”像素輻射，使第二塊形成圖 樣。既然該“關閉”像素反射建立一個與“開啟”像素圖樣互補的圖樣，采用覆蓋 于第二塊襯底面板上的光刻膠，就能如通常所期望的那樣提供復制的圖樣。由于“開 啟“與”關閉“反射二者共同應用于每個像素位置，所以該相同的選擇其結果則是 生產能力提高了一倍。