光罩及光罩的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種光罩及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的光學(xué)微影技術(shù)中,光罩對光阻層的紫外光(UV)曝光技術(shù)主要可以分為接觸式光學(xué)微影技術(shù)以及倍縮微影技術(shù)兩種。
[0003]接觸式光學(xué)微影技術(shù)所使用的光罩,其表面特征圖案尺寸與實際復(fù)制于基板上的圖案為1:1的比例,以直接貼近于光阻層表面的方式進(jìn)行曝光;而倍縮微影技術(shù)所使用的光罩,其表面特征圖案尺寸則為實際復(fù)制于基板上圖案的數(shù)倍,經(jīng)由光學(xué)系統(tǒng)投射的方式對光阻進(jìn)行曝光。
[0004]其中,在接觸式光學(xué)微影技術(shù)中,光罩表面的遮光圖案會與基板上的光阻層接觸摩擦,容易使得遮光圖案耗損使得光罩使用壽命縮短。另外,當(dāng)涂布有光阻層的基板表面不是非常平整時,光罩與光阻層會產(chǎn)生不確定的空隙與距離,而造成光線的散射與繞射,進(jìn)而造成曝光的尺寸誤差,并且造成光阻層淺層部分的側(cè)向曝光范圍擴(kuò)大,因而無法制作出高深寬比的光阻結(jié)構(gòu)。
[0005]因此,如何提供一種低成本、工藝速度較快、操作溫度較低、容易制作、增加光罩與光阻層的密合度的光罩及其制作方法,已成為課題之一。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]有鑒于上述課題,本發(fā)明的目的為提供一種低成本、工藝速度較快、操作溫度較低、容易制作、增加光罩與光阻層的密合度的光罩及其制作方法。
[0007]為達(dá)上述目的,依據(jù)本發(fā)明的一種光罩的制造方法,其步驟包括:提供可撓性基板。于可撓性基板形成多個微結(jié)構(gòu)。于可撓性基板上涂布遮光材料,使可撓性基板上形成遮光層。固化遮光層,且遮光層為單一層體。
[0008]在一實施例中,可撓性基板的材質(zhì)為聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol,PVA)、紫外光硬化樹脂、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或其組合。
[0009]在一實施例中,遮光層的材質(zhì)為碳黑光阻、紅光阻或綠光阻。
[0010]在一實施例中,遮光層與微結(jié)構(gòu)直接形成圖案化遮光層。
[0011]在一實施例中,固化遮光層后移除部分遮光層,以形成圖案化遮光層。
[0012]在一實施例中,固化遮光層后移除部分遮光層的步驟還包括:提供熱塑性高分子板材貼附于遮光層上。使熱塑性高分子板材與遮光層接合。移除熱塑性高分子板材,使部分遮光層隨同熱塑性高分子板材移除。
[0013]在一實施例中,熱塑性高分子板材為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、硬式聚氯乙烯(Rigid PVC)、聚乙烯醇(PVA)、聚酰胺(PA)、或聚乳酸(PLA)所構(gòu)成。
[0014]在一實施例中,遮光材料藉由旋轉(zhuǎn)涂布、霧化噴涂、刮刀涂布、或是浸潤涂布形成于基板。
[0015]本發(fā)明還可提供一種光罩,其包括可撓性基板以及遮光層??蓳闲曰宓谋砻婢哂卸鄠€微結(jié)構(gòu)。遮光層充填于所述微結(jié)構(gòu)且為單一層體,遮光層與微結(jié)構(gòu)形成圖案化遮光層。
[0016]在一實施例中,圖案化遮光層的材質(zhì)為碳黑光阻、紅光阻或綠光阻。
[0017]在一實施例中,遮光層同時設(shè)置于所述微結(jié)構(gòu)之間的基板表面。
[0018]綜上所述,本發(fā)明通過于可撓性基板上形成多個微結(jié)構(gòu),并以涂布的方式將遮光材料形成于基板,此種制作方式相較習(xí)知的采用金屬層體為遮光材料的方式更為成本更低、工藝速度較快、操作溫度較低、容易制作以外,因遮光材料為溶液,亦可使得遮光層的層體均勻性較佳。此外,藉由選用可撓性基板還可使得光罩與半導(dǎo)體基板的密合度較高,曝光顯影的精度較佳。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明較佳實施例的光罩制作流程圖。
[0020]圖2A?2F為本發(fā)明較佳實施例的光罩制作示意圖。
[0021]圖2G為應(yīng)用本發(fā)明的光罩形成的半導(dǎo)體晶圓結(jié)構(gòu)。
[0022]圖3為圖1的光罩制作的步驟S5的詳細(xì)流程圖。
[0023]圖4A?4C為本發(fā)明較佳實施例的光罩又一制作示意圖。
[0024]圖5A?5B為本發(fā)明較佳實施例的光罩制作過程中旋轉(zhuǎn)涂布旋轉(zhuǎn)碳黑光阻劑于具有圓洞結(jié)構(gòu)的光罩的觀測圖及局部放大圖。
[0025]圖6A?6B為圖5A?5B移除部分碳黑光阻劑后的光罩觀測圖及局部放大圖。
【具體實施方式】
[0026]以下將參照相關(guān)附圖,說明依本發(fā)明較佳實施例的一種光罩及其制作方法,其中相同的組件、步驟將以相同的參照符號加以說明。以下實施例及附圖中,與本發(fā)明非直接相關(guān)的組件、步驟均已省略而未繪示;且附圖中各組件間的尺寸關(guān)系僅為求容易了解,非用以限制實際比例。
[0027]需先說明的是,本發(fā)明的光罩以及其制作方法可應(yīng)用于半導(dǎo)體以及光電顯示器的黃光微影工藝,或者應(yīng)用于發(fā)光二極管制作圖案化藍(lán)寶石基板時黃光微影工藝但不以上述應(yīng)用為限制。此外,本發(fā)明的光罩可為接觸式立體光罩。
[0028]請一并參考圖1至圖2F,其中圖1為本發(fā)明較佳實施例的光罩制作流程圖。圖2A?2F為本發(fā)明較佳實施例的光罩制作示意圖。
[0029]本實施例的光罩,其包括可撓性基板11以及遮光層12??蓳闲曰?1的表面具有多個微結(jié)構(gòu)11a。本實施例以微結(jié)構(gòu)11a呈現(xiàn)凹陷構(gòu)形為例,但不以此為限。遮光層12充填于所述微結(jié)構(gòu)11a且為單一層體,遮光層12與微結(jié)構(gòu)11a形成一圖案化遮光層。但于其它實施方面中,亦可有遮光層同時設(shè)置于微結(jié)構(gòu)11a之間的可撓性基板11表面。亦即,可依據(jù)不同的設(shè)計,使得遮光層僅設(shè)置于微結(jié)構(gòu)11a,或者遮光層可設(shè)置于微結(jié)構(gòu)11a以及部分或全部可撓性基板11的表面。
[0030]本實施例所稱的「遮光層」是為制造過程中遮光材料固化后的層體,而「圖案化遮光層」則是光罩完成后實際設(shè)置于基板的遮光層。須注意的是,若遮光層涂布時已形成圖案化的外觀,則所述實施例的遮光層等同于圖案化遮光層。而若所述實施例的遮光層涂布后尚須其它步驟方能形成光罩完成后的遮光層外觀,則所述實施例中遮光層僅為制作過程的中間產(chǎn)物,且遮光層與圖案化遮光層不同。
[0031]以下將詳述,本實施例的光罩的制作過程。
[0032]本實施例的光罩制作步驟至少包括:提供可撓性基板11 (步驟S1)。
[0033]本實施例的可撓性基板11的材質(zhì)為聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol, PVA)、紫外光硬化樹脂、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、前述材質(zhì)的組合、或其它具透光性的軟性高分子材料。其中聚二甲基硅氧烷(PDMS)可依據(jù)不同的需求選用h-PDMS、s-PDMS、UV-PDMS 其中之一。
[0034]本實施例中采用可撓性基板的好處在于,即便晶圓尺寸增大而同時使得晶圓表面的不平整度一并隨之放大,相較于傳統(tǒng)的剛性基板所制成的光罩,由可撓性基板所制成的光罩因可撓曲而能與晶圓表面有較佳的貼合度,故能夠降低在曝光顯影工藝中因晶圓表面不平整所產(chǎn)生的誤差而使制得的晶圓電路亦有較佳的線寬精度。
[0035]接著,于可撓性基板11上形成多個微結(jié)構(gòu)11a (步驟S2)??蓳闲曰?1上的微結(jié)構(gòu)11a可通過基板11以澆鑄的的方式從主模具10復(fù)制而成,或者以機械加工或化學(xué)蝕刻方式于基材形成板件后于其表面加工制作。而本實施例以可撓性基板11以澆鑄方式從主模具10復(fù)制為例。
[0036]請一并參考圖2A?2C,首先,本實施例采用硅晶圓作為主模具10的材質(zhì),并通過化學(xué)干式蝕刻方式于硅晶圓表面制作多個凸出柱狀的微結(jié)構(gòu),形成主模具10。接著,再將基材(例如PDMS)以澆鑄方式,填充于主模具表面(圖2B),并加熱使基材固化形成可撓性基板11。最后,再將完全固化的可撓性基板11自主模具10剝離,形成如圖2C所示表面具凹陷洞狀結(jié)構(gòu)的PDMS透光基板。本實施例的其一實驗例可采用40°C?100°C加熱使基材固化形成可撓性基板11。
[0037]于可撓性基板11上涂布遮光材料,使可撓性基板11上形成遮光層12 (步驟S3)。然而,本實施例采用旋轉(zhuǎn)涂布(Spin Coating)的方式,但亦可有實施方面的遮光材料是通過霧化噴涂搭配氣刀刮除的方式設(shè)置于可撓性基板11?;蛘呖赏ㄟ^刮刀涂布、或是浸潤涂布的方式亦可達(dá)成相似的涂布效果。
[0038]遮光材料是一溶液,例如可為碳黑光阻劑、紅光阻劑或綠光阻劑或任何可遮蔽特定波長的可旋轉(zhuǎn)涂布遮光材料的溶液。此外,亦可