[發明專利]用具有稀疏圖案的掩模進行激光燒蝕加工

有效

• 申請號: 200980146301.2
• 申請日: 2009-10-13
• 公開（公告）號: CN102217036A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 托馬斯·R·科里甘
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧紅霞;何勝勇

背景技術

準分子激光已用于通過成像系統將圖案燒蝕到聚合物片中。最通常的是，這些系統已用于修改產品，主要是為噴墨噴嘴或印刷電路板切孔。這種修改是通過用成像系統覆蓋一系列類似形狀而進行的。可以將恒定形狀的掩模和聚合物基底保持在一個地方，同時將來自激光的多次脈沖集中在基底的頂部表面上。脈沖的次數與孔的深度直接相關。激光束的注量(或能量密度)與切割速度、或每次脈沖所切割的深度微米數(每次脈沖通常切割0.1至1微米)直接相關。

此外，可以通過用不同分立形狀的陣列進行燒蝕而形成3D結構。例如，如果在基底表面中燒蝕大孔，然后燒蝕越來越小的孔，那么可以形成透鏡狀形狀。用單個掩模中的一系列不同形狀的開口進行燒蝕是本領域已知的。通過將模型(如球形透鏡)切割成一系列深度均勻分布的橫截面而形成掩模的概念也是已知的。

然而，用這些激光燒蝕系統形成的重復結構來制備顯示器薄膜時，往往會產生莫爾條紋(moiré)。莫爾條紋是兩個重復圖案結合時產生的可視缺陷。最新的顯示器采用恒定間距、重復的像素陣列。添加到該顯示器中的任何材料都會產生莫爾條紋圖案缺陷。

發明內容

可以在激光燒蝕工藝中使用符合本發明的稀疏圖案化掩模來形成基底圖像。掩模具有一個或多個透光的孔以及孔周圍的不透光區域。孔單獨地形成完整圖案的一部分，不透光區域在掩模上位于第一孔之間的與所述基底上的非成像區域對應的區域內，該區域隨后通過相同或不同掩模上的第二孔進行成像，從而形成完整圖案。

掩模為離散的孔區域，其可以通過激光照明系統一次成像。如果玻璃板遠大于照明系統的視野，則可以在單片玻璃板上放置不止一個掩模。從一個掩模變為另一個掩模可以包括通過移動玻璃板而使另一個區域進入激光照明的視野內。

根據本發明，在基底上進行激光成像的一種方法使用具有稀疏圖案的掩模。該方法包括通過具有透光孔和所述孔周圍的不透光區域的第一掩模在基底上成像，隨后通過各自具有透光的孔和所述孔周圍的不透光區域的一個或多個第二掩模在基底上成像。第一掩模中的孔形成特征的完整圖案的第一部分，而一個或多個第二掩模中的孔形成特征的完整圖案的第二部分。當第一掩模和一個或多個第二掩模單獨成像時，第一掩模和一個或多個第二掩模一起形成特征的完整圖案。

根據本發明，在基底上成像的另一種方法也使用具有稀疏圖案的掩模。該方法包括在基底上成像時，使得基底上的一個區域由掩模中的透光的第一孔進行成像，隨后通過掩模中的一個或多個第二孔在基底的該區域中進行成像。不透光區域圍繞第一孔和一個或多個第二孔。掩模中第一孔的圖像和第二孔的一個或多個圖像結合形成特征的完整圖案。特征可以僅由第一孔形成、僅由第二孔形成、或由第一和第二孔的組合形成。

根據本發明，微復制型的制品具有兩個或更多個重復的離散特征陣列。每個特征陣列形成作為完整圖案一部分的組分圖案。特征陣列交錯形成完整的特征圖案，其重復距離大于任何組分圖案的重復距離。

附圖說明

附圖包含在本說明書中并構成本說明書的一部分，并且它們結合具體實施方式闡明本發明的優點和原理。附圖中，

圖1為用于在平面基底上進行激光燒蝕的系統的示意圖；

圖2為用于在圓柱形基底上進行激光燒蝕的系統的示意圖；

圖3a至3c示出了在圓柱形工具上形成三種交錯的稀疏圖案的示意圖；

圖4為第一種重復圖案的示意圖；

圖5為第二種重復圖案的示意圖；

圖6為具有六邊形結構的完整圖案的一部分的示意圖；

圖7為具有環狀結構的完整圖案的一部分的示意圖；

圖8為示出可形成圖6中的圖案的稀疏掩模的示意圖；

圖9為示出可形成圖7中的圖案的稀疏掩模的示意圖；

圖10為示出三分之一稀疏六邊形堆積圖案的一部分的示意圖；

圖11為示出與圖10的圖案交錯的第二個三分之一稀疏六邊形堆積圖案的一部分的示意圖；

圖12為示出與圖11的兩個圖案交錯的第三個三分之一稀疏六邊形堆積圖案的一部分的示意圖；

圖13為示出可形成圖10的稀疏圖案的稀疏掩模的示意圖；

而圖14和14a為示出圓柱形基底的示意圖，該基底表面的一部分上已進行了稀疏圖案的螺紋切削。還示出了圖案的詳細視圖。

具體實施方式