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高通量無光罩微影術

2011/02/09 | 未分類 |

Original publish date:Apr 11, 2004

編輯 Tzu-Ming Lu 報導

美國Anvik Corporation的研究員,發展了一套高通量無光罩微影術,不再需要昂貴的光罩系統,同時可以一次進行大面積的曝光,可望達到和傳統使用光罩的微影術相近的生產效能。

將一個大的圖樣縮小轉移到另一個基板上,稱作“微影術”(lithography)。傳統上,要製造微電子或光電元件,所需要的圖樣是利用光罩系統轉移到基板上。(看過皮影戲嗎?就是這樣的原理。)然而在諸如平面顯示器等大尺寸應用上,光罩及相關設備的成本非常高,發展生產效能和傳統方法相近的無光罩微影術便成了其中一種解決方案。

Anvik Corporation的研究員Klosner和Jain即在最近一期的Applied Physics letters上發表了他們所發展出的高通量無光罩微影術。他們使用波長為436nm的雷射光作為光源,通過光學系統之後將光束截面調整為一個正六邊形,接著經過一個PBS(polarizing beam splitter)之後,打在SLM(spatial light modulator)上。SLM一共有256×256像素,每個像素可由電路控制為開或關。若是“開”,則該像素所反射的光的極化方向會旋轉90度;若是“關”則反射光極化方向不變。反射光回到PBS之後,極化方向不變的光會直接穿透,極化方向改變的光則會被反射到透鏡組,接著投影在基板上。藉由電腦控制每個像素的開或關,同時對基板不同位置掃描,就可以將想要的圖樣轉移到基板之上。一個25x25mm的區域約需100次掃描。

將光束截面調整為正六邊形,是Jain在之前所研究出的方法,能夠使每次掃描相鄰區域的接合處之不均勻度降到最低。若依傳統方法,只要控制上有點誤差,在相鄰區域的接合處不是沒曝光到就是曝光過度;使用正六邊形截面的光束,在每次掃描時有部分重疊,即使控制有誤差,接合處的曝光量仍不會和中心區域相差太遠。利用這個方法,可以使整個基板上的任何地方的曝光量都很均勻。

Jain等人正在發展下一代的無光罩微影術,估計其生產效能可達到每平方英吋只需45秒,解析度可達1μm,加上其較低的成本,已具有和傳統光罩技術競爭的能力。

原始論文:

“Massively parallel, large-area maskless lithography”, Marc Klosner and Kanti Jain. Applied Physics Letters 2004, 84, 2880-2882

. 參考論文:

“Large-Area High-Resolution Lithography and Photoablation Systems for Microelectronics and Optoelectronics Fabrication”, Kanti Jain, Marc Zemel, and Marc Klosner. Proc. IEEE 2002, 90, 1681-1688.

參考來源:

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