发明名称 连续直接写入光学微影平版印刷技术
摘要 一种光学微影平版印刷技术系统,其系包括一光源、一空间式调光器、一成像光学装置、和一可相对于其空间式调光器连续移动一感光性基体之器具。其空间式调光器,系包括至少一可个别交换之元件的阵列。其空间式调光器系受到连续之照射,以及此空间式调光器之影像,系使连续投射至其基体上面;结果,其影像系持续地移动横越其基体之表面。正当该影像移动横越其表面之际,其空间式调光器之元件将会被交换,以致上述基体之表面上的一个图素,将会串列地接收其空间式调光器之多重元件所出的能量之剂量,因而会在其基体表面上形成一潜像。其成像光学装置在配置上,可将其空间式调光器之一模糊影像,投射至其基体上面,而促成其子图素解析度特征侧缘安置。
申请公布号 TWI266961 申请公布日期 2006.11.21
申请号 TW092123166 申请日期 2003.08.22
申请人 威廉D. 米斯伯格 发明人 威廉D. 米斯伯格
分类号 G03F7/20(2006.01);G03B27/42(2006.01) 主分类号 G03F7/20(2006.01)
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种微影平版印刷方法,其所包括之步骤有: 照射一空间式调光器,此空间式调光器,系包括至 少一可个别交换之元件的区域阵列; 将此空间式调光器之影像,投射至其基体之一光敏 性表面上; 使此影像移动横越其基体之表面; 正当该影像在移动时,交换其空间式调光器之元件 ,藉以使其光敏性表面上之一图素,可串列地接收 来自其空间式调光器之多重元件的能量剂量,因而 可在其表面上形成一潜像;以及 使此影像模糊化,其中之模糊化,可促成其子图素 解析度特征侧缘安置。 2.如申请专利范围第1项之微影平版印刷方法,其中 之模糊化,系包括使其影像散焦化。 3.如申请专利范围第1项之微影平版印刷方法,其中 之模糊化,系藉由一位于该等空间式调光器与基体 间之漫射器来加以具现。 4.如申请专利范围第1项之微影平版印刷方法,其中 之模糊化,系包括调整一位于该等空间式调光器与 基体间之投射光学装置的数値孔径。 5.如申请专利范围第1项之微影平版印刷方法,其中 之模糊化,系藉由一位于该等空间式调光器与基体 间之显微透镜阵列来加以具现。 6.如申请专利范围第1项之微影平版印刷方法,其中 之照射步骤,系包括连续照射其空间式调光器。 7.如申请专利范围第1项之微影平版印刷方法,其中 之照射步骤,系以一由一弧光灯所组成之灯具系统 来加以具现。 8.如申请专利范围第1项之微影平版印刷方法,其中 之照射步骤,系由一雷射来加以具现。 9.如申请专利范围第8项之微影平版印刷方法,其中 之雷射系一接续式雷射。 10.如申请专利范围第8项之微影平版印刷方法,其 中之雷射系一准接续式雷射。 11.如申请专利范围第1项之微影平版印刷方法,其 中在形成其潜像期间,其投射步骤系包括连续地使 其空间式调光器之影像投射至其基体的光敏性表 面上。 12.如申请专利范围第1项之微影平版印刷方法,其 中投射步骤,系由一远心式投射透镜系统来加以具 现。 13.如申请专利范围第1项之微影平版印刷方法,其 中之空间式调光器,系由至少一数位显微面镜装置 所构成。 14.如申请专利范围第1项之微影平版印刷方法,其 中之移动步骤系由一台架来加以具现。 15.如申请专利范围第14项之微影平版印刷方法,其 中之空间式调光器,系使承载在其台架上面。 16.如申请专利范围第15项之微影平版印刷方法,其 中之投射光学装置,系使承载在其台架上面。 17.如申请专利范围第14项之微影平版印刷方法,其 中之基体系使承载在其台架上面。 18.如申请专利范围第1项之微影平版印刷方法,其 中之基体系一挠曲性薄膜基体。 19.如申请专利范围第18项之微影平版印刷方法,其 中之移动步骤,系由一可转动式且相间排列而呈轴 向平行之薄膜滚筒来加以具现,其挠曲性薄膜基体 ,系使卷绕及拉紧于该等滚筒之间。 20.如申请专利范围第18项之微影平版印刷方法,其 中之移动步骤,进一步系由一台架来加以具现,其 空间式调光器,系使承载在此台架上面。 21.如申请专利范围第20项之微影平版印刷方法,其 中之投射光学装置,系使承载在其台架上面。 22.如申请专利范围第20项之微影平版印刷方法,其 中之台架和基体,系在彼此正交之方向中移动。 23.一可样式化一基体之微影平版印刷工具,其系包 括: 一空间式调光器,此空间式调光器,系由至少一可 个别交换之元件的区域阵列所构成; 一光源,其在配置上可照射其空间式调光器; 一成像光学装置,其在配置上可将其空间式调光器 之模糊影像,投射至其基体上面;和 一影像移动机构,其可使上述之影像移动横越其基 体的表面。 24.如申请专利范围第23项之微影平版印刷工具,其 中之空间式调光器,系由至少一数位显微面镜装置 所构成。 25.如申请专利范围第23项之微影平版印刷工具,其 中之光源系一连续性光源。 26.如申请专利范围第23项之微影平版印刷工具,其 中之光源系一弧光灯。 27.如申请专利范围第23项之微影平版印刷工具,其 中之光源系一雷射。 28.如申请专利范围第27项之微影平版印刷工具,其 中之雷射系一连续性雷射。 29.如申请专利范围第27项之微影平版印刷工具,其 中之雷射系一准连续性雷射。 30.如申请专利范围第23项之微影平版印刷工具,其 中之成像光学装置,系一远心式投射透镜系统。 31.如申请专利范围第23项之微影平版印刷工具,其 中之成像光学装置,在配置上可形成其空间式调光 器之散焦影像。 32.如申请专利范围第23项之微影平版印刷工具,其 中之成像光学装置,系由一漫射器所构成,其在配 置上可使其空间式调光器之影像模糊化。 33.如申请专利范围第23项之微影平版印刷工具,其 中之成像光学装置,系具有一在调整上可使其空间 式调光器之影像模糊化的数値孔径。 34.如申请专利范围第23项之微影平版印刷工具,其 中之成像光学装置,系由一在配置上可使其空间式 调光器之影像模糊化的显微透镜阵列所构成。 35.如申请专利范围第23项之微影平版印刷工具,其 中之成像光学装置,系由一单一投射透镜系统所构 成。 36.如申请专利范围第23项之微影平版印刷工具,其 中之成像光学装置,系由每一区域阵列有关之投射 透镜系统所构成。 37.如申请专利范围第23项之微影平版印刷工具,其 中之影像移动机构,系由一其上承载有上述基体之 台架所构成。 38.如申请专利范围第23项之微影平版印刷工具,其 中之影像移动机构,系由一其上承载有其空间式调 光器之台架所构成。 39.如申请专利范围第38项之微影平版印刷工具,其 中之成像光学装置,系使承载在其台架上面。 40.如申请专利范围第23项之微影平版印刷工具,其 中之影像移动机构,系由一可转动式且相间排列而 呈轴向平行之薄膜滚筒所构成,其基体系使卷绕及 拉紧于此等滚筒之间。 41.如申请专利范围第23项之微影平版印刷工具,其 中系进一步包括一控制电脑,其在配置上可在上述 影像正移动横越其基体表面之际,控制其空间式调 光器之元件的交换。 42.如申请专利范围第23项之微影平版印刷工具,其 中系进一步包括一基体高度测量系统。 43.一可样式化一基体之微影平版印刷工具,其系包 括: 一空间式调光器,此空间式调光器,系由多数可个 别交换之元件的区域阵列所构成; 一光源,其在配置上可照射其空间式调光器; 多数之投射透镜系统,彼等在配置上可将其空间式 调光器之模糊影像,投射至其基体上面;和 其中之区域阵列的数目,系大于其投射透镜系统之 数目。 44.如申请专利范围第43项之微影平版印刷工具,其 中之投射透镜系统的数目,系其区域阵列之数目的 一个约数。 45.一种微影平版印刷方法,其所包括之步骤有: 将一基体布置在一空间式调光器下方; 照射此空间式调光器,此空间式调光器系被布置在 一台架上面,此台架在控制上,可在曝光期间,沿其 基体之一样式化的方向移动,其空间式调光器,系 包括至少一可个别交换之元件的区域阵列,此等区 域阵列,系具有一沿上述样式化之方向测得的间距 p; 使其空间式调光器,以速率v沿一样式化之方向,移 动横越其基体; 在其空间式调光器正在移动之际,将此空间式调光 器之影像,投射至其基体上面;以及 正当该影像在移动时,使其空间式调光器交换于一 时间间隔 T=p/v 所分隔之时间下,以使其基体之光敏性表面上的一 个图素,可串列地接收来自其空间式调光器之多重 元件的能量剂量。 46.如申请专利范围第45项之微影平版印刷方法,其 中被连续照射之空间式调光器的影像系使模糊化 。 47.一种有关挠曲性薄膜基体之微影平版印刷方法, 其包括之步骤有: 使其挠曲性薄膜基体,以速率v沿一样式化之方向 移动; 连续照射一空间式调光器,其空间式调光器,系包 括至少一可个别交换之元件的区域阵列,此等区域 阵列,系具有一沿上述样式化之方向测得的间距p; 当其空间式调光器正在移动之际,使上述被连续照 射之空间式调光器的影像,在放大率M之下,照射至 其基体上面;以及 正当其基体被照射之际,使其空间式调光器交换于 一时间间隔 T=pM/v 所分隔之时间下,以使其基体之光敏性表面上的一 个图素,可串列地接收来自其空间式调光器之多重 元件的能量剂量; 其中之基体的移动,系由一可转动式且相间排列而 呈轴向平行之薄膜滚筒来加以具现,此基体系使卷 绕及拉紧于该等滚筒之间。 48.如申请专利范围第47项之微影平版印刷方法,其 中在放大率M之下连续被照射的空间式调光器之影 像,系使模糊化。 49.一种微影平版印刷方法,其所包括之步骤有: (a)将一基体布置在一空间式调光器下方; (b)照射此空间式调光器,此空间式调光器,系包括 至少一可个别交换之元件的区域阵列; (c)在放大率M之下,使其空间式调光器之模糊影像, 投射至其基体之光敏性表面上; (d)使上述之影像以速率v沿一样式化之方向移动横 越其光敏性表面; (e)当上述影像正在移动之际,在 T=pM/v 之时间间隔后,使其空间式调光器交换,其中之p为 该等元件沿上述样式化之方向测得的间距;以及 (f)重复步骤(e),以使其基体上面之一图素,可串列 地接收来自其空间式调光器之多重元件的能量剂 量,直至一希望之潜像,形成在上述之光敏性表面 上为止。 50.一种微影平版印刷方法,其所包括之步骤有: 使用一光源照射一空间式调光器,此空间式调光器 ,系包括至少一可个别交换之元件的区域阵列; 使其空间式调光器之一影像,投射至一基体之光敏 性表面上; 使上述之影像移动横越其基体之表面; 当上述影像正在移动之际,使其空间式调光器之元 件,在一时间间隔所分隔之时间下被交换; 控制光波沿一光波路径之通行,此光波路径系自其 光源至其空间式调光器,以及系终止于上述之基体 处;以及 使上述之影像模糊化,其中之模糊化,将可促成其 子图素解析度形貌侧缘安置。 51.如申请专利范围第50项之微影平版印刷方法,其 中之光波通行,系受到一光交换机构之控制,此机 构系在与其空间式调光器之元件相同的频率下且 与其异相下运作。 52.如申请专利范围第51项之微影平版印刷方法,其 中之空间式调光器的所有元件,系每隔一段时间间 隔而处于一启断状态中,以及其交换机构系每隔一 段时间间隔而处于一启断状态中。 53.如申请专利范围第50项之微影平版印刷方法,其 中之光波通行,系就一为上述交换时间间隔之一分 量的时间间隔而被容许,上述之影像系在此时间间 隔期间,在其基体表面上,移动一单一图素之长度 。 54.如申请专利范围第53项之微影平版印刷方法,其 中之时间间隔,系其交换时间间隔之一约数。 55.一种微影平版印刷方法,其所包括之步骤有: 使用一光源照射一空间式调光器,此空间式调光器 ,系包括至少一可个别交换之元件的区域阵列; 使其空间式调光器之一影像,投射至一基体之光敏 性表面上; 使上述之影像移动横越其基体之表面; 当上述影像正在移动之际,使其空间式调光器之元 件,在一时间间隔所分隔之时间下被交换;以及 控制光波沿一光波路径之通行,此光波路径系自其 光源至其空间式调光器,以及系终止于上述之基体 处; 其中之光波通行,系受到一光交换机构之控制,此 机构系在与其空间式调光器之元件相同的频率下 且与其异相下运作。 56.如申请专利范围第55项之微影平版印刷方法,其 中之空间式调光器的所有元件,系每隔一段时间间 隔而处于一启断状态中,以及其交换机构系每隔一 段时间间隔而处于一启断状态中。 57.一种微影平版印刷方法,其所包括之步骤有: 使用一光源照射一空间式调光器,此空间式调光器 ,系包括至少一可个别交换之元件的区域阵列; 使其空间式调光器之一影像,投射至一基体之光敏 性表面上; 使上述之影像移动横越其基体之表面; 当上述影像正在移动之际,使其空间式调光器之元 件,在一时间间隔所分隔之时间下被交换;以及 控制光波沿一光波路径之通行,此光波路径系自其 光源至其空间式调光器,以及系终止于上述之基体 处; 其中之光波通行,系就一为上述交换时间间隔之一 分量的时间间隔而被容许,上述之影像系在此时间 间隔期间,在其基体表面上,移动一单一图素之长 度。 58.如申请专利范围第57项之微影平版印刷方法,其 中之时间间隔,系其交换时间间隔之一约数。 59.一种微影平版印刷方法,其所包括之步骤有: 使用一光源照射一空间式调光器,此空间式调光器 ,系包括至少两可个别交换之元件的区域阵列; 使其空间式调光器之影像,投射至一基体之光敏性 表面上; 使上述之影像移动横越其基体之表面;以及 当上述影像正在移动之际,使该等区域阵列之元件 交换,藉以使其基体之光敏性表面上的一个图素, 可串列地接收来自其空间式调光器之多重元件的 能量剂量,因而可在其表面上形成一潜像; 其中之区域阵列,至少有两个投射之影像,在其基 体上面相重叠。 60.如申请专利范围第59项之微影平版印刷方法,其 中在其基体上面具有相重叠之投射影像的区域阵 列,系在相同之频率下且彼此异相下交换。 61.如申请专利范围第59项之微影平版印刷方法,其 中系进一步包括模糊化该等影像,其中之模糊化, 将可促成其子图素解析度形貌侧缘安置。 62.如申请专利范围第59项之微影平版印刷方法,其 中相重叠之投射影像系呈套准状。 63.一种可样式化一基体之微影平版印刷工具,其系 包括: 一空间式调光器,此空间式调光器,系由至少一可 个别交换之元件的区域阵列所构成; 一光源,其在配置上可照射其空间式调光器; 一成像光学装置,其在配置上可将其空间式调光器 之模糊影像,投射至其基体上面; 一位于一光波路径上面之光交换机构,此光波路径 系自其光源至其空间式调光器,以及终止于上述之 基体处,此光交换机构在配置上,可控制光波沿上 述光波路径之通行;和 一影像移动机构,其可使上述之影像移动横越其基 体之表面。 64.如申请专利范围第63项之微影平版印刷工具,其 中之光交换机构,系一第二空间式调光器。 65.如申请专利范围第63项之微影平版印刷工具,其 中之光交换机构系一快门。 66.如申请专利范围第63项之微影平版印刷工具,其 中之光交换机构,系与其光源相整合。 67.一种可样式化一基体之微影平版印刷工具,其系 包括: 一第一空间式调光器,此第一空间式调光器,系由 至少一可个别交换之元件的区域阵列所构成; 一光源,其在配置上可照射其第一空间式调光器; 一位于一光波路径上面之第二空间式调光器,此光 波路径系自其光源至其第一空间式调光器,以及系 终止于上述之基体处,此第二空间式调光器在配置 上,可控制光波沿上述光波路径之通行;和 一影像移动机构,其可使上述之影像移动横越其基 体之表面。 68.一种可样式化一基体之微影平版印刷工具,其系 包括: 一空间式调光器,此空间式调光器,系包括至少两 可个别交换之元件的区域阵列; 一光源,其在配置上可照射此等区域阵列; 一成像光学装置,其在配置上可将该等区域阵列之 影像投射至其基体上面,该等区域阵列中,至少有 两影像系成套准而相重叠;和 一影像移动机构,其可使上述之影像移动横越其基 体之表面。 69.一种微影平版印刷方法,其所包括之步骤有: (a)将一基体布置在一空间式调光器下方; (b)照射此空间式调光器,此空间式调光器,系包括 至少一可个别交换之元件的区域阵列; (c)在放大率M之下,使其空间式调光器之影像,投射 至其基体之光敏性表面上; (d)使其空间式调光器之元件,在一时间间隔T分隔 之时间下,使其空间式调光器交换; (e)当该等元件在交换时,使上述之影像在一样式化 之方向上,移动横越其光敏性表面,而使在速率 v=npM/T 下,其中之p为该等元件沿上述样式化之方向测得 的间距,以及n为一整数;以及 (f)控制光波沿一光波路径之通行,此光波路径系自 其光源至其空间式调光器,以及系终止于上述之基 体处,其中之光波的通行,系受到一光交换机构的 控制,此机构系在与其空间式调光器之元件相同的 频率下运作,以及在相位上系与其空间式调光器之 元件偏离一时间偏移T(1-1/n)。 70.如申请专利范围第69项之微影平版印刷方法,其 中之基体上面的图素,可串列地接收来自其空间式 调光器之多重元件的能量剂量,直至一希望之潜像 ,形成在上述之光敏性表面上为止。 71.如申请专利范围第69项之微影平版印刷方法,其 中系进一步包括模糊化其空间式调光器之影像。 72.如申请专利范围第69项之微影平版印刷方法,其 中之空间式调光器的所有元件,系每隔一段时间间 隔而处于一启断状态中,以及其交换机构系每隔一 段时间间隔而处于一启断状态中。 73.一种微影平版印刷方法,其所包括之步骤有: (a)将一基体布置在一空间式调光器下方; (b)照射此空间式调光器,此空间式调光器,系包括 至少一可个别交换之元件的区域阵列; (c)在放大率M之下,使其空间式调光器之影像,投射 至其基体之光敏性表面上; (d)使其空间式调光器之元件,在一时间间隔T分隔 之时间下,使其空间式调光器交换; (e)当该等元件在交换时,使上述之影像在一样式化 之方向上,移动横越其光敏性表面,而使在速率 v=npM/T 下,其中之p为该等元件沿上述样式化之方向测得 的间距,以及n为一整数;以及 (f)控制光波沿一光波路径之通行,此光波路径系自 其光源至其空间式调光器,以及系终止于上述之基 体处,其中之光波的通行,系受到一光交换机构的 控制,此机构在运作上可容许光波通行长达一段时 间间隔T/n。 74.如申请专利范围第69项之微影平版印刷方法,其 中系进一步包括重复步骤(f),其中之基体上面的图 素,可串列地接收来自其空间式调光器之多重元件 的能量剂量,直至一希望之潜像,形成在上述之光 敏性表面上为止。 75.如申请专利范围第73项之微影平版印刷方法,其 中系进一步包括模糊化其空间式调光器之影像。 76.如申请专利范围第73项之微影平版印刷方法,其 中之光交换机构,在运作上可每隔一时间间隔T有 一段时间跨距T/n而容许光波通行。 77.如申请专利范围第73项之微影平版印刷方法,其 中之n系一整数。 78.一种微影平版印刷方法,其所包括之步骤有: 使用一光源照射一空间式调光器,此空间式调光器 ,系包括至少一可个别交换之元件的区域阵列; 使其空间式调光器之影像,投射至一基体之光敏性 表面上; 使上述之影像移动横越其基体之表面;以及 当上述影像正在移动之际,使其空间式调光器之元 件交换; 其中之影像的移动方向,并不与其空间式调光器之 投射影像的图素之行相平行。 79.如申请专利范围第78项之微影平版印刷方法,其 中之空间式调光器的元件,系在一时间间隔所分隔 之时间下被交换,其中之基体上面的图素,可串列 地接收来自其空间式调光器之多重元件的能量剂 量,直至一希望之潜像,形成在上述之光敏性表面 上为止。 图式简单说明: 第1图系一依据本发明具有一可移动式基体之光学 微影平版印刷工具的示意图; 第2图系一依据本发明具有一可移动之空间式调光 器的光学微影平版印刷工具之示意图; 第3图系一依据本发明具有一挠曲性薄膜基体之光 学微影平版印刷工具的示意图; 第4图系第1图之光学微影平版印刷工具之第一实 施例的明细示意图,其可显示一远心式投射光学装 置; 第5图系第1图之光学微影平版印刷工具的第二实 施例的明细示意图,其可显示一具有多重区域阵列 和对应多重组之投射光学装置的空间式调光器; 第6图系第1图之光学微影平版印刷工具的第三实 施例的明细示意图,其可显示一具有多重区域阵列 和一单组投射光学装置之空间式调光器; 第7图系一依据本发明之显微面镜阵列的示意剖视 图,其可显示一些在`启通'和`启断'位置中之阵列 元件; 第8图系一基体之平面图,其可显示一依据本发明 可为一空间式调光器之投射影像所遵循的蜿蜒状 路径,以便能曝光其整个基体表面; 第9图系一基体之平面图,其可显示一依据本发明 可为每一多数共同使用之区域阵列所出的投射影 像所遵循之蜿蜒状路径,以便能曝光其整个基体表 面; 第10图系上述依据本发明形成一潜像之程序的示 意图; 第11图系第10图之基体阵列的示意图; 第12图系一可显示第10图之基体上面沿线段AB开始 于T3处而成等间隔的时间间隔T/10之瞬时光强度分 布的曲线图; 第13图系一可显示第10图之基体上面沿线段AB结束 于T4处而成等间隔的时间间隔T/10之瞬时光强度分 布的曲线图; 第14图系一可显示第10图之基体上面沿线段AB由于 时间T3与T4间的曝光量所致之积分剂量分布的曲线 图; 第15图系一可显示第10图之基体上面沿线段AB由于 时间T1与T7间的曝光量所致之总剂量分布的曲线图 ; 第16图系一依据本发明形成一包括一侧缘移位一 面镜之投射宽度的一半之第一范例的潜像之程序 的示意图; 第17图系一依据本发明形成一包括一侧缘移位一 面镜之投射宽度的一半之第二范例的潜像之程序 的示意图; 第18图系一依据本发明形成一包括一侧缘移位一 面镜之投射宽度的四分之一的范例之潜像的程序 之示意图; 第19图系一依据本发明形成一包括一侧缘移位一 面镜之投射宽度的四分之三的范例之潜像的程序 之示意图; 第20图系一依据本发明形成一包括在另一方向中 侧缘移位一面镜之投射宽度的四分之一的范例之 潜像的程序之示意图; 第21图系一可显示第10、16、17、18、和19图之基体 上面沿线段AB的积分剂量分布之曲线图; 第22图系一依据本发明形成一潜像的程序之另一 示意图; 第23图系第22图之基体阵列的示意图; 第24图系一可显示第22图之基体上面沿线段CD、EF 、GH、和IJ的积分剂量分布之曲线图; 第25图系一依据本发明形成一包括一侧缘移位之 另一范例的潜像之程序的示意图; 第26图系第25图之基体阵列的示意图; 第27图系一可显示第25图之基体上面沿线段KL、MN 、OP、QR、和ST的积分剂量分布之曲线图; 第28图系一依据本发明之光学微影平版印刷系统 的示意图; 第29图系一依据本发明之实施例的多重区域阵列 之组态的平面图; 第30图系第4图之光学微影平版印刷工具的另一实 施例之示意图,其可显示其光源与基体间之光波路 径上面的光交换机构121; 第31图系一依据本发明具有两串列配置在其光路 径上面之空间式调光器的光学微影平版印刷系统 之时序图; 第32图系一依据本发明使用一具有两串列配置在 其光路径上面之空间式调光器的光学微影平版印 刷系统形成一潜像之程序的示意图; 第33图系一依据本发明具有一串列配置在其光路 径上面之空间式调光器和光交换机构的光学微影 平版印刷系统之示意图; 第34图系一依据本发明具有一在配置上使两区域 阵列之投射影像重叠至其基体表面上的光学装置 之光学微影平版印刷系统的示意图;而 第35图则系第34图之光学微影平版印刷系统的时序 图。
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