專利名稱：使用光閥陣列和光會聚陣列形成光學(xué)圖像的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在輻射敏感層上形成光學(xué)圖像的方法，所述方法包括下面的步驟提供輻射源；提供輻射敏感層；在所述輻射源和所述輻射敏感層之間定位多個(gè)單獨(dú)控制的光閥；在所述多個(gè)光閥和所述輻射敏感層之間定位多個(gè)輻射會聚元件，使得每個(gè)會聚元件對應(yīng)于一個(gè)不同的光閥，并且將來自對應(yīng)光閥的輻射會聚到輻射敏感層中的斑點(diǎn)區(qū)域上；和一方面，通過掃描所述層在輻射敏感層區(qū)域中同時(shí)寫入圖像部分，另一方面，相關(guān)的光閥/會聚元件對彼此相對并且根據(jù)將被所述光閥寫入的圖像部分在開和關(guān)狀態(tài)之間切換每個(gè)光閥。
本發(fā)明還涉及用于執(zhí)行所述方法的設(shè)備、在所述方法中使用的光閥陣列和光會聚元件陣列，以及使用所述方法制作裝置的方法。
多個(gè)光閥或者光閘被理解成是多個(gè)可控元件，所述多個(gè)可控元件可以在兩個(gè)狀態(tài)之間切換。在這些狀態(tài)中的一個(gè)狀態(tài)中，入射到這種元件上的輻射被阻擋，在另一種狀態(tài)下，入射的輻射沿著一個(gè)路徑傳輸或者反射，所述路徑在元件作為設(shè)備一部分的設(shè)備中被規(guī)定了。
多個(gè)光閥可以通過透射型或者反射型的液晶顯示器(LCD)或者是數(shù)字反射鏡裝置(DMD)提供。輻射敏感層例如是使用在光刻中的抗蝕劑層或者是使用在印刷設(shè)備中的靜電帶電層。
其中，該方法和設(shè)備可以使用在諸如液晶顯示器(LCD)面板、定制的IC(集成電路)以及PCB(印刷電路板)的裝置的制作中。當(dāng)前，在這些裝置的制作中使用接近式曝光(proximity printing)。接近式曝光是在裝置襯底上的輻射敏感層中形成圖像的快速而且廉價(jià)的方法，所述圖像包括與將被構(gòu)造在襯底的層中的裝置特征相對應(yīng)的特征。使用大的光學(xué)掩模，大的光學(xué)掩模布置在距離襯底的短距離處，被稱為是接近間隙，并且所述襯底被例如紫外(UV)輻射通過所述光學(xué)掩模照射。該方法的重要特征在于大的像場(image field)，使得可以在一個(gè)成像步驟中成像大的裝置圖案。用于接近式曝光的常規(guī)光學(xué)掩模的圖案是襯底上所需要圖像的真實(shí)的、一對一的拷貝，即，該圖像的每個(gè)像元(像素)與掩模圖案中的對應(yīng)像素一致。
接近式曝光具有有限的分辨率，即，再現(xiàn)掩模圖案的特征(諸如點(diǎn)、線等)作為襯底上的敏感層中的單獨(dú)實(shí)體的能力。這是由于衍射效應(yīng)造成的，當(dāng)所述特征的尺寸相對于用于成像的輻射波長減小時(shí)發(fā)生所述衍射效應(yīng)。例如，對于接近UV范圍的波長和100微米的接近間隙寬度，分辨率為10微米，這就意味著相互間距10微米的圖案特征可以成像為單獨(dú)的元件。
為了增加光刻中的分辨率，使用真實(shí)的投影設(shè)備，即具有真實(shí)投影系統(tǒng)例如透鏡投影系統(tǒng)或者反射鏡投影系統(tǒng)的設(shè)備。這種設(shè)備的實(shí)例是晶片步進(jìn)機(jī)或者是晶片步進(jìn)掃描器(step-and-scanner)。在晶片步進(jìn)機(jī)中，整個(gè)掩模圖案，例如IC圖案在一個(gè)進(jìn)程中通過投影透鏡系統(tǒng)成像在襯底的第一IC區(qū)域上。然后，掩模和襯底彼此相對移動(dòng)(步進(jìn))，直到第二IC區(qū)域放置在投影透鏡的下方。然后，在第二IC區(qū)域上成像掩模圖案。重復(fù)這些步驟，直到襯底的所有IC區(qū)域被提供有掩模圖案的圖像。這是一個(gè)耗費(fèi)時(shí)間的過程，這是由于移動(dòng)、對準(zhǔn)和照射的子步驟造成的。在步進(jìn)掃描器中，一次僅僅照射掩模圖案的一小部分。在照射期間，掩模和襯底相對于照射束同步移動(dòng)，直到照射全部掩模圖案并且在襯底的IC區(qū)域上已經(jīng)形成該圖案的完整的圖像。然后所述掩模和襯底彼此相對移動(dòng)直到下一個(gè)IC區(qū)域被定位在投影透鏡的下方，并且所述掩模圖案被再次掃描照射，使得在下一個(gè)IC區(qū)域上形成掩模圖案的完整的圖像。重復(fù)這些步驟，直到襯底的所有IC區(qū)域被提供了掩模圖案的完整的圖像。步進(jìn)和掃描處理甚至于比步進(jìn)處理更加費(fèi)時(shí)。
如果是1∶1的步進(jìn)機(jī)，即，使用具有放大率為1的步進(jìn)機(jī)來印刷LCD圖案，可以得到3微米的分辨率，然而對于成像來講需要太多的時(shí)間。而且，如果圖案大并且需要?jiǎng)澐殖蔀樽訄D案的話，所述子圖案被分別成像，則可能發(fā)生壓合(stitching)問題，這就意味著附近的子場并沒有精確地配合在一起。
掩模的制作是費(fèi)時(shí)并且是很繁瑣的過程，這樣就使得掩模比較昂貴。如果需要大量重新設(shè)計(jì)掩?；蛘咴谛枰谱骺蛻魧Ｓ醚b置的情況下，即數(shù)量相對較少的相同裝置時(shí)，則使用掩模的光刻制作方法是一種昂貴的方法。
在D.Gil等人在J.Vac.Sci.Technology B18(6)，Nov/Dec 2000，第2881-2885頁上的文獻(xiàn)“Lithographic Patterning and ConfocalImaging with Zone Plates”中描述了一種使用DMD陣列和波帶片(zone plate)陣列的組合代替掩模的光刻方法。如果照射波帶片陣列，也被稱為是菲涅耳透鏡，在該文獻(xiàn)所描述的實(shí)驗(yàn)中，所述波帶片陣列在襯底上產(chǎn)生輻射斑點(diǎn)陣列3x3X射線斑點(diǎn)陣列。所述斑點(diǎn)尺寸近似等于最小特征尺寸，即波帶片的外部區(qū)域?qū)挾?。通過DMD裝置的微機(jī)械裝置來分別打開和關(guān)閉對每個(gè)波帶片的輻射，通過光柵掃描襯底，經(jīng)由波帶片單元可以寫入任意的圖案。采用這樣的方式，由于使用斑點(diǎn)陣列的并行寫入，使得無掩模光刻具有高產(chǎn)出的優(yōu)點(diǎn)。
我們現(xiàn)在設(shè)計(jì)了改進(jìn)的裝置，所述改進(jìn)的裝置提供了精確和高效輻射的光刻成像方法和設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種在輻射敏感層中形成光學(xué)圖像的方法，所述方法包括下面的步驟提供輻射源；提供輻射敏感層；在所述輻射源和所述輻射敏感層之間定位多個(gè)單獨(dú)控制的光閥；在所述多個(gè)光閥和所述輻射敏感層之間定位多個(gè)輻射會聚元件，使得每個(gè)會聚元件對應(yīng)于一個(gè)不同的光閥，并且將來自對應(yīng)光閥的輻射會聚到輻射敏感層中的斑點(diǎn)區(qū)域上；和一方面，通過掃描所述層在輻射敏感層區(qū)域中同時(shí)寫入圖像部分，另一方面，相關(guān)的光閥/會聚元件對彼此相對并且根據(jù)將被所述光閥寫入的圖像部分在開和關(guān)狀態(tài)之間切換每個(gè)光閥；所述方法的特征在于所述輻射會聚元件以長度基本等于或者大于輻射敏感層的寬度或者長度的單行按并排關(guān)系布置。
多個(gè)輻射會聚元件被有利地以單個(gè)、單一光學(xué)元件的形式使用，所述單個(gè)、單一光學(xué)元件與多個(gè)光閥分開。
同樣根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種用于執(zhí)行該方法的設(shè)備，所述設(shè)備包括輻射源；輻射敏感層；多個(gè)單獨(dú)控制的光閥，所述光閥定位在所述輻射源和輻射敏感層之間；多個(gè)輻射會聚元件，所述多個(gè)輻射會聚元件定位在所述多個(gè)光閥和所述輻射敏感層之間，使得每個(gè)會聚元件對應(yīng)于一個(gè)不同的光閥，并且將來自對應(yīng)光閥的輻射會聚到輻射敏感層中的斑點(diǎn)區(qū)域上；和一方面通過掃描所述層在輻射敏感層區(qū)域中同時(shí)寫入圖像部分，另一方面相關(guān)的光閥/會聚元件對彼此相對并且根據(jù)將被所述光閥寫入的圖像部分在開和關(guān)狀態(tài)之間切換每個(gè)光閥的裝置；所述設(shè)備的特征在于所述輻射會聚元件以長度基本等于或者大于輻射敏感層的寬度或者長度的單行按并排關(guān)系布置。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種包括多個(gè)輻射會聚元件的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件用在如上所述的輻射敏感層中形成光學(xué)圖像的方法，所述輻射會聚元件以基本等于或者大于輻射敏感層的寬度或者長度的單行按并排關(guān)系布置。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種圖像形成元件，所述圖像形成元件包括多個(gè)單獨(dú)控制的光閥，用于在上述定義的輻射敏感層中形成光學(xué)圖像的方法，所述光閥以長度基本等于或者大于輻射敏感層的寬度或者長度的單行按并排關(guān)系布置。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種在襯底的至少一個(gè)處理層中制作裝置的方法，所述方法包括下面的步驟在提供在處理層上的抗蝕劑層中形成圖像，所述圖像包括對應(yīng)于將在所述處理層中配置的裝置特征的特征；以及從所述處理層的區(qū)域中移除材料或者添加材料，所述處理層中的區(qū)域是由所述抗蝕劑層中形成的圖像來限定的，所述方法的特征在于，所述圖像是通過如上所述的方法形成的。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，在基本垂直于會聚元件行的方向上彼此相對地掃描所述輻射敏感層和所述光閥/會聚元件。
會聚元件可以包括折射或者衍射透鏡以在輻射敏感層中建立斑點(diǎn)的行或者陣列。有利地，在連續(xù)的子照射期間，所述輻射敏感層和所述陣列彼此相互移動(dòng)一個(gè)距離，該距離最多等于在輻射敏感層中形成的斑點(diǎn)的尺寸。
圖像特征的邊界處的斑點(diǎn)強(qiáng)度可適用于邊界特征和相鄰特征之間的距離。
可以定位光閥的行直接與會聚元件的行相對，或者光閥的行可以成像在會聚元件的行上。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，優(yōu)選提供會聚元件的行用作單一光學(xué)元件，所述單一光學(xué)元件可以包括具有將所有會聚元件提供在其中的單一結(jié)構(gòu)，或者它可以包括一個(gè)支撐裝置，該支撐裝置上可以安裝每個(gè)單獨(dú)會聚元件，以形成單一元件以供使用。
所述方法可以形成用于在襯底中制作裝置的光刻過程的一部分，在這種情況下，所述輻射敏感層優(yōu)選為提供在襯底上的抗蝕劑層，并且優(yōu)選所述圖像圖案對應(yīng)于將要制作的裝置的特征圖案。在這種情況下，優(yōu)選將圖像分成子圖像，每個(gè)子圖像屬于將被制作的裝置的不同層次，并且在不同子圖像形成期間，優(yōu)選將抗蝕劑層表面以距離輻射會聚元件行不同的距離設(shè)置?？商娲?，所述方法可以形成用于印刷紙張的過程的一部分，在這種情況下，優(yōu)選輻射敏感層為靜電帶電材料層。
通過后面描述的實(shí)施例借助于非限制性的實(shí)例，本發(fā)明的這些和其它方面將變得更加明顯。
將參考附圖借助于實(shí)例來描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中

圖1是常規(guī)的接近式曝光設(shè)備的示意圖；圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的無掩模光刻系統(tǒng)的截面示意圖；圖3是圖2的無掩模光刻系統(tǒng)的平面示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的無掩模光刻系統(tǒng)的截面示意圖5是圖4的無掩模光刻系統(tǒng)的平面示意圖；圖6示出了可以使用本發(fā)明的印刷(printing)設(shè)備的實(shí)施例的示意圖。
圖1示意性地示出了用于制作例如LCD裝置的常規(guī)接近式曝光設(shè)備。該設(shè)備包括用于承載襯底3的襯底支架1，在所述襯底3上將制作裝置。所述襯底被涂覆有輻射敏感層或者抗蝕劑層5，在所述層5中將形成具有與所述裝置特征相對應(yīng)的特征的圖像。圖像信息包含在布置于掩模支架7中的掩模8中。所述掩模包括透明襯底9，所述透明襯底9的下表面被提供有非透明的條形和區(qū)域的透明圖案10，它們表示圖像信息。具有100微米量級的間隙寬度w的小空氣間隙11將圖案10與抗蝕劑層5分開。所述設(shè)備還包括輻射源12。該輻射源可以包括燈13，例如水銀燈和反射器15。該反射器反射燈輻射，所述燈輻射是朝著掩模向后以及橫向方向發(fā)射的。所述反射器可以是拋物線反射器，并且燈可以定位在所述反射器的焦點(diǎn)位置，使得來自輻射源的輻射束17是基本準(zhǔn)直束。其它或者附加的光學(xué)元件，例如一個(gè)或者多個(gè)透鏡可以放置在輻射源中以確保束17是基本準(zhǔn)直的。所述束相當(dāng)寬，并且照射可能具有尺寸從7.5×7.5cm2到40×40cm2的全部掩模圖案10。例如，照射步驟具有10秒量級的持續(xù)時(shí)間。在掩模圖案已經(jīng)成像在抗蝕劑層中之后，采用已知的方式來處理所述抗蝕劑層，即所述抗蝕劑層被顯影和刻蝕，使得光學(xué)圖像被轉(zhuǎn)移到正在處理的襯底層的表面結(jié)構(gòu)中。
圖1的設(shè)備具有相當(dāng)簡單的結(jié)構(gòu)并且非常適合于在一個(gè)進(jìn)程中將大的區(qū)域掩模圖案成像在抗蝕劑層中。然而，光掩模是一個(gè)昂貴的部件，并且僅僅在大量制作相同裝置的情況下通過這種掩模制作的裝置價(jià)格才會保持在合理的水平。掩模制作是特殊的技術(shù)，這種技術(shù)掌握在相對較少的掩模制造廠家手中。裝置制造商用于顯影和制作新裝置所必須的時(shí)間或者用于修改現(xiàn)有裝置所必須的時(shí)間嚴(yán)重依賴于掩模制造商所設(shè)置的傳遞次數(shù)。特別是在裝置的顯影階段，當(dāng)常常需要重新設(shè)計(jì)掩模時(shí)，所述掩模就是能力有限的元件。對于小量的、客戶專用裝置的情況同樣如此。
例如通過電子束記錄器或者激光束記錄器在抗蝕劑層中直接寫入圖案可以提供所需要的靈活性，但這并不是真正可替換的方案，這是因?yàn)樵撎幚硇枰ㄙM(fèi)太多的時(shí)間。
參考附圖的圖1，公知的無掩模光刻系統(tǒng)包括用于承載襯底3的襯底支架(未示出)，在所述襯底3上將制作裝置。所述襯底3被涂覆有輻射敏感層或者抗蝕劑層(未示出)，在所述層5中將形成具有與所述裝置特征相對應(yīng)的特征的圖像。
再參考附圖的圖2，提供了光引擎(light engine)5，每個(gè)光引擎5包括微光閘(或者光閥)7(包括例如DMD、LCD、GLV等)，投影透鏡9和單獨(dú)的透鏡11。在附圖的圖2中示出了光引擎5陣列的最終結(jié)構(gòu)。在使用中，光引擎5陣列被移動(dòng)至襯底3的第一部分，光閥7和各個(gè)單獨(dú)的透鏡11在襯底3中產(chǎn)生斑點(diǎn)陣列13。通過根據(jù)預(yù)定圖案選擇性地在打開和關(guān)閉之間切換光閥7以選擇性地允許或阻止輻射源15至襯底3的通路，將第一圖像部分寫入襯底3。所述陣列移動(dòng)到襯底3的另一部分，并且將下一個(gè)圖像部分寫入到襯底3。繼續(xù)所述處理，所述陣列在相對于所述襯底的長度方向和寬度方向運(yùn)動(dòng)，直到將全部的圖像圖案寫入到襯底3中。
然而，光引擎5(包括最終的透鏡陣列11)必須彼此相互對準(zhǔn)非常精確，否則會產(chǎn)生壓合問題，這就意味著附近的子場并沒有精確地配合在一起?？傊?，在光刻裝置中，高重疊精確率通常需要與大的像場結(jié)合在一起。由于無掩模裝置的光學(xué)布置常常導(dǎo)致相對小的像場，因此多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)結(jié)合在一起以獲得大的像場，如上面參考圖1和圖2所述。通過使用多個(gè)光引擎，很難達(dá)到引擎之間的對準(zhǔn)要求。透鏡陣列和光引擎必須彼此相對非常精確地安裝以確保像場之間沒有間隙，這就導(dǎo)致了制造和組裝過程的難度。此外，上述系統(tǒng)對于溫度波動(dòng)較為敏感，導(dǎo)致了重疊性能進(jìn)一步降低。再者，使用上述設(shè)備形成光學(xué)圖像的過程可能是相當(dāng)耗時(shí)的，尤其是對于需要覆蓋大面積區(qū)域時(shí)。
為了克服這些問題，參考附圖的圖3和圖4，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的無掩模光刻系統(tǒng)包括定義了具有長度為1寬度等于襯底3的寬度的透鏡陣列17的單個(gè)單一元件，而非上述現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中的單個(gè)透鏡11陣列。光引擎5的結(jié)構(gòu)基本與圖1所示的結(jié)構(gòu)相同，其中每個(gè)光引擎都包括微光閘(或光閥)5和投影透鏡9。光閥5(也被稱作是像素或像元)由計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)(未示出)控制，在所述計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)中以軟件方式引入將被配制在襯底層中的圖案。這樣，在寫入處理的任意時(shí)刻并且對于每個(gè)光閥，所述計(jì)算機(jī)確定是否關(guān)閉光閥，即阻擋部分輻射束17入射到該光閥上，或者確定是否打開該光閥，即將該部分輻射束傳輸?shù)娇刮g劑層。
然而，在這種情況下，由于成像元件17布置在光閥的行和抗蝕劑層之間，因此對于整個(gè)光引擎陣列分別提供透鏡陣列。該元件包括透明襯底和輻射會聚元件的陣列，與現(xiàn)有技術(shù)各個(gè)光引擎集成提供的單獨(dú)透鏡相反，并且陣列17覆蓋了襯底3的整個(gè)寬度。很清楚的是，輻射會聚元件的數(shù)量對應(yīng)于光閥的數(shù)量，陣列17與光閥的行對準(zhǔn)，使得每個(gè)會聚元件屬于一個(gè)不同的光閥。
可以看出的是，由于僅僅需要以一個(gè)方向19(即基本垂直于光閥的行/會聚元件對)進(jìn)行掃描或者步進(jìn)，因此用于跨過襯底3移動(dòng)系統(tǒng)的掃描裝置可以相對于現(xiàn)有技術(shù)大大簡化。這種布置還降低了覆蓋整個(gè)襯底3的時(shí)間。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，由于光引擎的未對準(zhǔn)不會引起顯著的斑點(diǎn)位移，因此光引擎可以定位的相對不準(zhǔn)確。透鏡陣列的位置與斑點(diǎn)的位置直接相關(guān)(不像其它光學(xué)部件)。因此，通過使用本發(fā)明，降低了制作難度，并且相對于現(xiàn)有技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)對準(zhǔn)和溫度的溫度性。系統(tǒng)中僅僅存在一個(gè)精確部件(透鏡陣列)，并且必須設(shè)計(jì)該精確部件以滿足需要?？梢栽谕哥R陣列17上提供對準(zhǔn)標(biāo)記以輔助透鏡陣列相對于襯底對準(zhǔn)。
此外，由于使用了單一透鏡，因此可以拉伸該透鏡以增加重疊精度，同樣可以僅對透鏡陣列應(yīng)用振動(dòng)隔離技術(shù)，而不是對于整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)使用振動(dòng)隔離技術(shù)(這將是更加困難)。
為了確保單獨(dú)光引擎的子場之間的正確壓合(例如，每個(gè)引擎同其相鄰引擎具有一些重疊)，可通過軟件移動(dòng)邊緣像素，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講是顯而易見的。如果需要，該方法可以與斜透鏡陣列(傾斜的光引擎)方法結(jié)合。非常清楚的是，盡管所示出的本發(fā)明的實(shí)施例示出了提供作為單個(gè)單一體的透鏡陣列，但是在使用中它可以包括兩個(gè)或多個(gè)安裝在一起形成單一元件的透鏡陣列模塊。
間隙寬度44是用于成像處理的基本參數(shù)(圖3)。間隙寬度是用于計(jì)算折射透鏡所需功率的其中一個(gè)輸入?yún)?shù)，并且是由所需的圖像分辨率確定的。如果對于給定的間隙寬度和分辨率來計(jì)算和制作折射透鏡陣列，則僅僅對于給定的間隙寬度可以獲得該分辨率。如果，在實(shí)際的情況中，間隙寬度偏離了所述給定的間隙寬度，則不能實(shí)現(xiàn)所需的分辨率。
本發(fā)明適用于制作由子裝置構(gòu)成的裝置，所述子裝置被定位在不同的層次上。這樣的裝置可以是純粹的電子裝置或者是包括兩個(gè)或者多個(gè)來自不同電學(xué)、機(jī)械或者光學(xué)系統(tǒng)的不同類型特征的裝置。這種系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例是微光電機(jī)械系統(tǒng)，被稱作是MOEMS。更具體的實(shí)例是包括二極管激光器或者檢測器以及光波導(dǎo)和可能的透鏡裝置的裝置，該透鏡裝置用于將來自激光器的光耦合到光波導(dǎo)或者將來自光波導(dǎo)的光耦合到檢測器。所述透鏡裝置可以是平面衍射裝置。為了制作多層裝置，使用一種襯底，所述襯底具有沉積在不同層次上的抗蝕劑層。
從原理上講，通過具有微透鏡陣列的設(shè)備可以制作多層次的裝置，所述微透鏡陣列包括折射透鏡的集合，所述折射透鏡的集合互不相同，原因在于每個(gè)集合的折射透鏡的焦平面與其它集合的折射透鏡的焦平面不同。這樣的設(shè)備允許在襯底的不同平面上同時(shí)進(jìn)行印刷。
一種更實(shí)際的，并且因此是制作多層裝置的優(yōu)選方法是采用軟件的方式將全部的圖像圖案劃分成大量的子圖像，所述子圖像中的每個(gè)子圖像屬于將被制作裝置的不同層次。在第一子成像過程中，制作第一子圖像，其中在第一層次中定位抗蝕劑層。根據(jù)掃描或者步進(jìn)方法并且通過下面所描述的裝置來執(zhí)行第一子成像過程。然后，在第二層次中定位抗蝕劑層，并且在第二子成像過程中制作屬于第二層次的子圖像。在Z方向和子成像處理中重復(fù)抗蝕劑層的移動(dòng)，直到多層裝置的所有子圖像被轉(zhuǎn)移到抗蝕劑層。
可以使用魯棒性的設(shè)備來執(zhí)行本發(fā)明的方法，所述設(shè)備與步進(jìn)機(jī)以及步進(jìn)掃描光刻投影設(shè)備相比相當(dāng)簡單。
實(shí)際上，本發(fā)明的方法在用于制作裝置(所述裝置在襯底的至少一個(gè)處理層中具有裝置特征)的工藝中是作為一個(gè)步驟來應(yīng)用的。在所述處理層頂部上已經(jīng)將圖像印刷在抗蝕劑層中之后，移除材料，或者將所述材料添加到處理層區(qū)域，所述區(qū)域是被印刷的圖像限定的。對于所有的處理層，重復(fù)成像和移除或者添加材料的這些處理步驟，直到完成所有的裝置。在子裝置將被形成在不同層次并且使用多層次襯底的情況下，可以使用成像元件和抗蝕劑層之間的不同距離來成像與子裝置相關(guān)的子圖像圖案。
本發(fā)明可以用于印刷圖案，并且因此用于制作例如LCD的顯示裝置、等離子體顯示板以及高分子有機(jī)電發(fā)光二極管顯示器(polyleddisplay)、印刷電路板(PCB)以及微多功能系統(tǒng)(MOEMS)。
本發(fā)明不僅僅可以用在光刻接近式曝光設(shè)備而且還可以用在其它類型的圖像形成設(shè)備中，例如印刷設(shè)備或者是復(fù)印設(shè)備。
圖6示出了打印機(jī)的實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明所述打印機(jī)包括光閥陣列和相應(yīng)的折射透鏡陣列。所述打印機(jī)包括輻射敏感材料層330，所述材料層用作圖像載體。所述層330是通過兩個(gè)鼓輪332和333傳遞的，所述兩個(gè)鼓輪沿著箭頭334所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。在到達(dá)曝光單元350之前，通過充電器336對輻射敏感材料進(jìn)行均勻的充電。曝光臺350在材料330中形成靜電潛像。所述潛像在顯影劑338中被轉(zhuǎn)換成墨粉圖像(toner image)，其中所提供的墨粉顆粒選擇性地附著到材料330上。在傳遞單元340中，材料330中的墨粉圖像被轉(zhuǎn)移到傳遞板342，所述傳遞板是通過鼓輪344傳遞的。
應(yīng)當(dāng)注意的是，上面提到的實(shí)施例說明了而不是限制了本發(fā)明，在沒有背離本發(fā)明權(quán)利要求書限定的本發(fā)明范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)許多可替換的實(shí)施例。在權(quán)利要求書中，放置在括號中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)認(rèn)為是對權(quán)利要求的限制。術(shù)語“包括”和“包含”等并不排除在任意權(quán)利要求和說明書中所列出的元件或者步驟之外的元件、步驟的存在。元件的單數(shù)形式并不排除這樣多個(gè)元件的存在，反之亦然。本發(fā)明可以通過包括多個(gè)不同元件的硬件和適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來實(shí)施。在列出多種裝置的裝置權(quán)利要求中，這些裝置中的多個(gè)裝置可以通過一個(gè)并且具有相同項(xiàng)的硬件來實(shí)施。在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載的某些措施的簡單事實(shí)并不意味著這些措施的組合就不具有優(yōu)越性。
權(quán)利要求
1.一種在輻射敏感層中形成光學(xué)圖像的方法，所述方法包括下面的步驟提供輻射源(15)；提供輻射敏感層(3)；在所述輻射源(15)和所述輻射敏感層(3)之間定位多個(gè)單獨(dú)控制的光閥(7)；在所述多個(gè)光閥(7)和所述輻射敏感層(3)之間定位多個(gè)輻射會聚元件(17)，使得每個(gè)會聚元件對應(yīng)于一個(gè)不同的光閥(7)，并且將來自對應(yīng)光閥(7)的輻射會聚到輻射敏感層(3)中的斑點(diǎn)區(qū)域上；和一方面，通過掃描所述層(3)在輻射敏感層區(qū)域中同時(shí)寫入圖像部分，另一方面，相關(guān)的光閥(7)會聚元件對彼此相對并且根據(jù)將被所述光閥寫入的圖像部分在開和關(guān)狀態(tài)之間切換每個(gè)光閥(7)；所述方法的特征在于所述輻射會聚元件以長度基本等于或者大于輻射敏感層(3)的寬度或者長度的單行按并排關(guān)系布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中以基本垂直于所述會聚元件的行(17)的方向掃描所述輻射敏感層(3)和所述光閥(7)會聚元件(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述會聚元件包括折射或者衍射透鏡，以在輻射敏感層(3)中產(chǎn)生斑點(diǎn)(13)的陣列或者行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的方法，其中在連續(xù)的子照射期間，所述的輻射敏感層(3)和所述光閥/輻射會聚元件行(7，17)彼此相互移動(dòng)一個(gè)距離，該距離最多等于在輻射敏感層(3)中形成的斑點(diǎn)(13)的尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其中圖像特征的邊界處的斑點(diǎn)強(qiáng)度適用于邊界特征和相鄰特征之間的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的方法，其中定位光閥(7)的行以直接與會聚元件的行(17)相對。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的方法，其中光閥(7)的行可以成像在會聚元件的行(17)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的方法，其中提供會聚元件的行(17)以用作單一光學(xué)元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述單一光學(xué)元件(17)包括具有將所有會聚元件提供在其中的單一結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述單一光學(xué)元件(17)包括一個(gè)支撐裝置，其上可以安裝每個(gè)單獨(dú)會聚元件以供使用。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的方法，形成了用于在襯底(3)中制作裝置的光刻過程的一部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述輻射敏層是提供在襯底(3)上的抗蝕劑層，并且所述圖像圖案對應(yīng)于將要制作的裝置的特征圖案。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中圖像被分成子圖像，每個(gè)子圖像屬于將被制作的裝置的不同層次。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在不同的子圖像形成期間，將抗蝕劑層表面以距離輻射會聚元件的行(17)不同的距離設(shè)置。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的方法，形成了用于印刷紙張的過程的一部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述輻射敏感層(3)為靜電帶電材料層。
17.一種用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述方法的設(shè)備，所述設(shè)備包括輻射源(15)；輻射敏感層(3)；多個(gè)單獨(dú)控制的光閥(7)，所述光閥定位在所述輻射源(15)和輻射敏感層(3)之間；多個(gè)輻射會聚元件(17)，所述多個(gè)輻射會聚元件定位在所述多個(gè)光閥(7)和所述輻射敏感層(3)之間，使得每個(gè)會聚元件對應(yīng)于一個(gè)不同的光閥(7)，并且將來自對應(yīng)光閥的輻射會聚到輻射敏感層(3)中的斑點(diǎn)區(qū)域上；和一方面通過掃描所述層(3)在輻射敏感層區(qū)域中同時(shí)寫入圖像部分，另一方面相關(guān)的光閥(7)會聚元件對彼此相對并且根據(jù)將被所述光閥寫入的圖像部分在開和關(guān)狀態(tài)之間切換每個(gè)光閥的裝置；所述設(shè)備的特征在于所述輻射會聚元件(17)以長度基本等于或者大于輻射敏感層(3)的寬度或者長度的單行按并排關(guān)系布置。
18.一種包括多個(gè)輻射會聚元件的光學(xué)元件(17)，所述的光學(xué)元件用于根據(jù)權(quán)利要求1至16任一項(xiàng)所述的在輻射敏感層中形成光學(xué)圖像的方法，所述輻射會聚元件以基本等于或者大于輻射敏感層(3)的寬度或者長度的單行(17)按并排關(guān)系布置。
19.一種包括多個(gè)單獨(dú)控制的光閥(7)的圖像形成元件，用于根據(jù)權(quán)利要求1至16任一項(xiàng)所述的在輻射敏感層(3)中形成光學(xué)圖像的方法，所述光閥(7)以長度基本等于或者大于輻射敏感層(3)的寬度或者長度的單行按并排關(guān)系布置。
20.一種在襯底的至少一個(gè)處理層(3)中制作裝置的方法，所述方法包括下面的步驟在提供在處理層(3)上的抗蝕劑層中形成圖像，所述圖像包括對應(yīng)于將在所述處理層(3)中配置的裝置特征；以及從所述處理層(3)的區(qū)域中移除材料或者添加材料，所述處理層中的區(qū)域是由所述抗蝕劑層中形成的圖像來限定的，所述方法的特征在于，所述圖像是通過根據(jù)權(quán)利要求1至16任一項(xiàng)所述的方法形成的。
全文摘要
一種無掩模光刻方法及裝置，藉此在輻射源和輻射敏感層(3)之間提供光閥(7)和輻射會聚元件(17)的對應(yīng)設(shè)置。每個(gè)會聚元件對應(yīng)于一個(gè)不同的光閥(7)，并將來自對應(yīng)光閥(7)的輻射會聚到輻射敏感層(3)中的斑點(diǎn)區(qū)域上。每個(gè)光閥(7)可以根據(jù)將被所述光閥(7)在輻射敏感層(3)中寫入的圖像在開和關(guān)狀態(tài)之間切換。光會聚元件(17)被提供在單個(gè)單一光學(xué)元件中，并且布置在基本等于或者大于輻射敏感層(3)的寬度或者長度的單行中。
文檔編號G03F7/20GK1842748SQ200480024422
公開日2006年10月4日 申請日期2004年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月27日
發(fā)明者J·H·A·范德里德特, R·蒂默曼斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司