JP2009151257A - Inclined exposure lithography system - Google Patents

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JP2009151257A JP2008007601A JP2008007601A JP2009151257A JP 2009151257 A JP2009151257 A JP 2009151257A JP 2008007601 A JP2008007601 A JP 2008007601A JP 2008007601 A JP2008007601 A JP 2008007601A JP 2009151257 A JP2009151257 A JP 2009151257A
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Ying-Jui Huang
英叡 黄
Cheng-Hsuan Lin
正軒 林
Fukuyu Cho
復瑜 張
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inclined exposure lithography system capable of obtaining a required solid inclination pattern for a photoresist layer. <P>SOLUTION: This inclined exposure lithography system includes mainly a base material, a photoresist layer, a photomask, and a polarization part. The photoresist layer is placed on the base material, the photomask is placed on the photoresist layer, and an interval is provided to a space to the photoresist layer. The polarization part is placed on the photomask, and refractively emits a ray emitted from a light source, and generates the deviation of a specific angle. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は傾斜露光リソグラフシステムに関する。特に偏光部品を利用し入射光の方向を改変し、回折を対応させ傾斜露光製造工程を行う傾斜露光リソグラフシステムに係る。   The present invention relates to a tilt exposure lithographic system. In particular, the present invention relates to a tilt exposure lithographic system that uses a polarizing component to change the direction of incident light and to perform a tilt exposure manufacturing process that corresponds to diffraction.

リソグラフ技術はマイクロマシン製造工程と半導体製造工程で非常に重要な役割を担っている。公知のリソグラフ製造工程では、その光ビームはフォトマスクと感光性高分子材において同時に垂直で、フォトマスクパターンとサイズに応じて平面(2D)の或いは2.5次元(2.5D)の構造パターンを製作し、ナノレベルの構造サイズと精度の製造能力を備える。   The lithographic technology plays a very important role in the micromachine manufacturing process and the semiconductor manufacturing process. In the known lithographic manufacturing process, the light beam is simultaneously vertical in the photomask and the photosensitive polymer material, and is a planar (2D) or 2.5 dimensional (2.5D) structure pattern depending on the photomask pattern and size. With nano-scale structure size and precision manufacturing capability.

しかし3D構造を実現するためには、この技術は特殊なフォトマスク(グレースケールフォトマスクなど)を対応させ、光ビーム強度を分配し、露光リソグラフし、感光性高分子材を立体化する必要がある。或いは実施後処理(熱流法など)し、2.5D感光性高分子材を表面張力により熱溶解させ半円球状とし、或いは特殊ラチス面を利用し非等向性エッチング法により製作する必要がある。これら技術中では、前両者はその斜面ラフ度と斜面角度の制御が難しく、コストが高く、非等向性エッチング法では1、2個の特殊な傾斜角度を得られるだけである。   However, in order to realize a 3D structure, this technology needs to support special photomasks (grayscale photomasks, etc.), distribute the light beam intensity, perform exposure lithography, and three-dimensionalize the photosensitive polymer material. is there. Alternatively, it is necessary to carry out a post-treatment (such as a heat flow method) and heat-dissolve the 2.5D photosensitive polymer material by surface tension to form a semi-spherical shape, or to manufacture by a non-isotropic etching method using a special lattice surface. . In these techniques, it is difficult to control the slope roughness and the slope angle of the former both, the cost is high, and only one or two special tilt angles can be obtained by the non-isotropic etching method.

伝統的な超精密加工は、特定のダイヤモンドカッター角度を用い、加工される基材をカッティングするもので、ナノレベルの加工精度を達成し、しかも構造成型角度を制御することもできる。しかし、上から下への(top−down)カッティング加工に属するため、基材表面と構造頂点の絶対高度に対する制御が難しい。同時に、さらに大面積加工に必要な基材処理(無電気メッキ金属化表面処理など)、加工時間、加工くず、コストなどの問題がある。   Traditional ultra-precision machining uses a specific diamond cutter angle to cut the substrate being processed, achieving nano-level machining accuracy and controlling the structure forming angle. However, since it belongs to a top-down cutting process, it is difficult to control the absolute height of the substrate surface and the structure vertex. At the same time, there are problems such as base material processing (such as electroless plating metallized surface treatment), processing time, processing waste, and cost required for larger area processing.

特許文献1は、2.5Dを備えるマイクロ構造及びその製造方法を示す。図1に示すように、先ず表面111を備える光透過基板11を提供する。しかも該表面111は光不透過区112及びレンズ113を備える。該レンズ113は光線を通過させた後、焦点を結ぶ効果を生じる。続いて、該表面111上にフォトレジスト層12を形成する。光源13が該光透過基板11を通過し、該フォトレジスト層12に照射する時、光線は該レンズ113を通過後に焦点を結ぶ。よって、該フォトレジスト層12の一部を除去することで、傾斜角θを備える斜面122を製作することができる。この種方式の斜面角度はレンズのフォーカス能力(曲率半径など)により決められるが、光エネルギーの分布が均一でなく、それに加え回折のために、辺角などの屈折位置は円弧状を形成する。   Patent Document 1 shows a microstructure having 2.5D and a manufacturing method thereof. As shown in FIG. 1, first, a light transmission substrate 11 having a surface 111 is provided. In addition, the surface 111 includes a light-impermeable area 112 and a lens 113. The lens 113 produces an effect of focusing after passing the light beam. Subsequently, a photoresist layer 12 is formed on the surface 111. When the light source 13 passes through the light transmitting substrate 11 and irradiates the photoresist layer 12, the light beam is focused after passing through the lens 113. Therefore, by removing a part of the photoresist layer 12, the inclined surface 122 having the inclination angle θ can be manufactured. The slope angle of this type is determined by the focusing ability (curvature radius, etc.) of the lens, but the distribution of light energy is not uniform, and in addition, the refraction position such as the side angle forms an arc shape due to diffraction.

特許文献2は浸潤式傾斜露光モジュールを掲示する。図2Aに示すように、フォトレジスト層22とフォトマスク23を設置する基材21を液体媒介24中に浸し、続いて光線20を照射する。光線20が液体媒介24よりフォトマスク23を通過し、フォトレジスト層22に照射する時、光線20は該フォトレジスト層22に対して傾斜リソグラフを行う(図2B参照)。光の強度は照度と時間の乗に等しいため、光照度と距離の二乗は反比例する。よってこの種の傾斜露光は露光エネルギー全体を均一化することができず、リソグラフ面積は大きくなると、光強度の均一化もより困難となる。しかも機械の傾斜角度の制限を受け、大面積の製造には不利である。この他、後続の製造工程における、基板上の液体媒介の除去も難題である。   Patent Document 2 posts an infiltration type tilt exposure module. As shown in FIG. 2A, the base material 21 on which the photoresist layer 22 and the photomask 23 are to be placed is immersed in a liquid medium 24 and subsequently irradiated with light rays 20. When the light beam 20 passes through the photomask 23 from the liquid medium 24 and irradiates the photoresist layer 22, the light beam 20 performs an inclined lithograph on the photoresist layer 22 (see FIG. 2B). Since the intensity of light is equal to the power of illuminance and time, the square of light illuminance and distance are inversely proportional. Therefore, this type of inclined exposure cannot make the entire exposure energy uniform, and if the lithographic area increases, it becomes more difficult to make the light intensity uniform. Moreover, it is disadvantageous for manufacturing a large area due to the limitation of the tilt angle of the machine. In addition, the liquid-mediated removal on the substrate in the subsequent manufacturing process is also a challenge.

一般の無間隙露光では、もし光源が垂直露光であれば、形成される構造形状は垂直の柱状だけで、その両側の角度は90°に近く(図3参照)、もしフォトマスクとフォトレジスト間に間隙が存在するなら、光学回折の問題を引き起こし、線幅が大きくなってしまい、構造斜面もますます平坦ではなくなってしまう(図4参照)。或いは円弧状解析度が劣るなどの問題をも引き起こす(図5、図6参照)。よって、技術実施上はフォトマスクとフォトレジストの間隙の存在はできるだけ回避しなければならない。   In general non-gap exposure, if the light source is vertical exposure, the structure formed is only a vertical column and the angle on both sides is close to 90 ° (see FIG. 3). If there is a gap, the optical diffraction problem will be caused, the line width will increase, and the structural slope will become increasingly flat (see FIG. 4). Or it also causes problems such as poor arc-shaped analysis (see FIGS. 5 and 6). Therefore, in the technical implementation, the existence of a gap between the photomask and the photoresist must be avoided as much as possible.

単純にプリズムを使用し、光線を偏折露光させる方式は、材料屈折率の制限を受ける。一般材料の屈折率は1.5±0.2であるため、最大偏折角度はわずかに30度前後でしかない。大角度の改変を達成することは非常に困難で、最大露光角度が小さすぎ、実際の応用では価値を低下させてしまう(図7参照)。傾斜基板を加える方式により、エッチング時の角度変化を拡大する方式もあるが、これは相対的に光エネルギー分布を不均一とし、しかも製作される構造は傾斜柱状構造のみである。   A method in which a prism is simply used and a light beam is deflected and exposed is limited by a material refractive index. Since the refractive index of general materials is 1.5 ± 0.2, the maximum deflection angle is only around 30 degrees. Achieving large angle modifications is very difficult and the maximum exposure angle is too small, reducing its value in practical applications (see FIG. 7). There is also a method of expanding the angle change during etching by adding an inclined substrate, but this makes the light energy distribution relatively non-uniform, and the manufactured structure is only an inclined columnar structure.

また単純に回折を利用する時、フォトマスクとフォトレジストに間隙があるものは、一般的には望めない。微小な間隙の数十ミクロンが線幅の増加を招き斜面となるからである。しかし、角度が小さい(8°)ため、一般には電鋳脱型角とするしかなく、もし間隙をさらに拡大すれば、角度を拡大することはできるが、回折がひどくなり、構造が円弧状になってしまうため、非平面にしか応用することはできない。   In addition, when diffraction is simply used, it is generally not possible to have a gap between the photomask and the photoresist. This is because a small gap of several tens of microns causes an increase in line width and becomes a slope. However, since the angle is small (8 °), it is generally only an electroforming mold removal angle. If the gap is further enlarged, the angle can be enlarged, but the diffraction becomes severe and the structure becomes an arc shape. Therefore, it can be applied only to non-planar surfaces.

よって、本発明者は角度の制御が容易で、転折が明確で、しかも既存の機械設備により製造することができる傾斜露光リソグラフシステムを開発した。   Therefore, the present inventor has developed a tilt exposure lithographic system that is easy to control the angle, has a clear folding, and can be manufactured by existing mechanical equipment.

台湾特許第1278903号明細書Taiwan Patent No. 1278903 Specification 米国特許第US7012762号明細書US Pat. No. US7012,762

本発明が解決しようとする課題は、フォトレジスト層と光源間に偏光部品を設立し、光入射方向を改変し、間隙回折に対応し、傾斜露光リソグラフの目的を達成する傾斜露光リソグラフシステムを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a tilt exposure lithography system that establishes a polarizing component between a photoresist layer and a light source, modifies the light incident direction, supports gap diffraction, and achieves the purpose of tilt exposure lithography It is to be.

上記課題を解決するため、本発明は下記の傾斜露光リソグラフシステムを提供する。
基材、フォトレジスト層、フォトマスク、偏光部品を含み、
該フォトレジスト層は該基材の上に設置し、
該フォトマスクは該フォトレジスト層の上に設置し、かつ該フォトレジスト層との間には間隙を備え、
該偏光部品は該フォトマスクの上に設置し、光源が発する光線を折射し、特定角度の偏移を生じる。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following tilt exposure lithographic system.
Including substrate, photoresist layer, photomask, polarizing components,
The photoresist layer is placed on the substrate;
The photomask is disposed on the photoresist layer, and has a gap between the photoresist layer;
The polarizing component is placed on the photomask, reflects the light emitted from the light source, and generates a specific angle shift.

請求項1の発明は、基材、フォトレジスト層、フォトマスク、偏光部品を含み、
該フォトレジスト層は該基材の上に設置し、
該フォトマスクは該フォトレジスト層の上に設置し、かつ該フォトレジスト層との間には間隙を備え、
該偏光部品は該フォトマスクの上に設置し、光源が発する光線を折射し、特定角度の偏移を生じることを特徴とする傾斜露光リソグラフシステムとしている。
請求項2の発明は、前記偏光部品はプリズムであることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステムとしている。
請求項3の発明は、前記プリズムは多辺形プリズムであることを特徴とする請求項2記載の傾斜露光リソグラフシステムとしている。
請求項4の発明は、前記プリズム上には光透過媒介を塗布することを特徴とする請求項2記載の傾斜露光リソグラフシステムとしている。
請求項5の発明は、前記間隙は5μm以上で、しかも150μm以下であることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステムとしている。
請求項6の発明は、前記光源は導光光学モジュールを含むことを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステムとしている。
請求項7の発明は、前記偏光部品は三角プリズムであることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステムとしている。
請求項8の発明は、前記偏光部品はラスターマイクロ構造であることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステムとしている。
請求項9の発明は、前記各ラスターマイクロ構造の狭い隙間を通過する光線の光通過差は該光線波長の整数倍であることを特徴とする請求項8記載の傾斜露光リソグラフシステムとしている。
請求項10の発明は、前記基材はシリコンウエハー、ガラス、或いはアクリルであることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステムとしている。
請求項11の発明は、前記光源は紫外線であることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステムとしている。
請求項12の発明は、前記フォトレジスト層はポジティブフォトレジスト或いはネガティブフォトレジストであることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステムとしている。
請求項13の発明は、前記偏光部品の材料はガラス、石英、プラスチック、高分子ポリマーにより組成するグループ中から選択することを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステムとしている。
請求項14の発明は、前記特定角度は0度以上で、しかも180度以下であることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステムとしている。
請求項15の発明は、前記基材、該フォトレジスト層、該フォトマスク、該偏光部品はさらに液体中に浸し、しかも該偏光部品の屈折率と該液体の屈折率は異なることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステムとしている。
The invention of claim 1 includes a substrate, a photoresist layer, a photomask, a polarizing component,
The photoresist layer is placed on the substrate;
The photomask is disposed on the photoresist layer, and has a gap between the photoresist layer;
The polarizing component is installed on the photomask, and the tilted exposure lithographic system is characterized in that a light beam emitted from a light source is reflected to cause a specific angle shift.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the tilted exposure lithographic system according to the first aspect, wherein the polarizing component is a prism.
According to a third aspect of the invention, there is provided the tilted exposure lithographic system according to the second aspect, wherein the prism is a polygonal prism.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the tilted exposure lithographic system according to the second aspect, wherein a light transmission medium is applied on the prism.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the tilted exposure lithographic system according to the first aspect, wherein the gap is not less than 5 μm and not more than 150 μm.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the tilted exposure lithographic system according to the first aspect, wherein the light source includes a light guiding optical module.
The invention according to claim 7 provides the tilted exposure lithographic system according to claim 1, wherein the polarizing component is a triangular prism.
The invention according to claim 8 provides the tilted exposure lithographic system according to claim 1, wherein the polarizing component has a raster microstructure.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the tilted exposure lithographic system according to the eighth aspect, wherein a light passage difference of light passing through a narrow gap between the raster microstructures is an integral multiple of the light wavelength.
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the tilted exposure lithographic system according to the first aspect, wherein the substrate is a silicon wafer, glass, or acrylic.
An eleventh aspect of the present invention is the tilted exposure lithographic system according to the first aspect, wherein the light source is ultraviolet light.
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the inclined exposure lithographic system according to the first aspect, wherein the photoresist layer is a positive photoresist or a negative photoresist.
The invention of claim 13 is the tilt exposure lithographic system according to claim 1, wherein the material of the polarizing component is selected from the group consisting of glass, quartz, plastic, and polymer.
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the tilted exposure lithographic system according to the first aspect, wherein the specific angle is not less than 0 degrees and not more than 180 degrees.
The invention of claim 15 is characterized in that the substrate, the photoresist layer, the photomask, and the polarizing component are further immersed in a liquid, and the refractive index of the polarizing component is different from the refractive index of the liquid. An inclined exposure lithographic system according to claim 1.

上記のように、本発明は偏光部品を設置し、入射光の入射角度と最終出射角度に0度以上180度以下の改変を生じさせ、フォトレジスト層に対して傾斜露光リソグラフを行い、必要な立体傾斜パターンを得ることができる。   As described above, in the present invention, the polarizing component is installed, the incident angle of the incident light and the final emission angle are changed from 0 degree to 180 degrees, and the photoresist layer is subjected to the tilt exposure lithograph, which is necessary. A three-dimensional inclination pattern can be obtained.

図8は本発明傾斜露光リソグラフシステムの概略図である。該傾斜露光リソグラフシステム3は基材31、フォトレジスト層32、フォトマスク33、偏光部品34、光源35を含む。該フォトレジスト層32は該基材31上に塗布し、該基材31はシリコンウエハ、ガラス、或いはアクリルなどである。該フォトレジスト層32の塗布完成後、ソフトベイクを行い硬化させる。この後に、予めパターンが設計されたフォトマスク33を該フォトレジスト層32の上に設置する。光源35(紫外線など)を利用し、該フォトレジスト層32に対して露光を行い、必要な立体パターンを得る。また必要に応じてポジティブフォトレジスト或いはネガティブフォトレジストを使用し、フォトレジスト層32とすることができる。   FIG. 8 is a schematic view of the tilted exposure lithographic system of the present invention. The inclined exposure lithographic system 3 includes a substrate 31, a photoresist layer 32, a photomask 33, a polarizing component 34, and a light source 35. The photoresist layer 32 is applied on the substrate 31, and the substrate 31 is a silicon wafer, glass, acrylic, or the like. After the application of the photoresist layer 32 is completed, it is hardened by soft baking. Thereafter, a photomask 33 having a pattern designed in advance is placed on the photoresist layer 32. Using a light source 35 (ultraviolet light or the like), the photoresist layer 32 is exposed to obtain a necessary three-dimensional pattern. If necessary, a positive photoresist or a negative photoresist can be used to form the photoresist layer 32.

本発明の公知技術に勝る点は、該フォトマスク33と光源35の間に偏光部品34を設置し、光源35が発射する光線の方向を改変することである。同時に、該フォトマスク33と該フォトレジスト層32の間には間隙Gを保持する。図8中では、該偏光部品34はプリズムである。スネルの法則に基づけば、光線の入射角θ1と偏光部品34の傾斜角αを調整し、さらに該偏光部品34と該フォトレジスト層32の材質を選択(すなわち、偏光部品34とフォトレジスト層32の折斜率を制御)し、同時に間隙Gの大きさを利用し回折効果を制御するだけで、光線の最終露光出射角θ5を制御することができる。 The advantage over the known technique of the present invention is that a polarizing component 34 is installed between the photomask 33 and the light source 35 to change the direction of the light beam emitted by the light source 35. At the same time, a gap G is maintained between the photomask 33 and the photoresist layer 32. In FIG. 8, the polarizing component 34 is a prism. Based on Snell's law, the incident angle θ 1 of the light beam and the inclination angle α of the polarizing component 34 are adjusted, and the materials of the polarizing component 34 and the photoresist layer 32 are selected (ie, the polarizing component 34 and the photoresist layer). The final exposure exit angle θ 5 of the light beam can be controlled simply by controlling the diffraction rate of 32 and controlling the diffraction effect using the size of the gap G at the same time.

もし該フォトレジスト層32がポジティブフォトレジストであれば、露光後に該フォトマスク33により未遮蔽の部分は除去される。こうして、必要なパターンを得る。
もし該フォトレジスト層32がネガティブフォトレジストであれば、露光後に該フォトマスク33により未遮蔽の部分は強化され、リソグラフ液に溶け難い構造が形成される。この後に、さらにリソグラフ液により未露光のフォトレジスト層32を除去し、必要なパターンを得る。
If the photoresist layer 32 is a positive photoresist, the unmasked portion is removed by the photomask 33 after exposure. Thus, a necessary pattern is obtained.
If the photoresist layer 32 is a negative photoresist, the unmasked portion is strengthened by the photomask 33 after exposure, and a structure that is difficult to dissolve in lithographic liquid is formed. Thereafter, the unexposed photoresist layer 32 is further removed with a lithographic solution to obtain a necessary pattern.

よって、図9に示すように、露光リソグラフを経ると、該基材31上には必要な傾斜露光成型フォトレジスト層32が残る。この後、さらにリソグラフ製造工程中のハードベイク、リソグラフ検査、エッチング、フォトレジスト除去、最終検査などのステップを継続する。こうして得られた立体構造はスパッタリングシード層、電気メッキ、脱型スタンパー成型を経る。次に、スタンパーをローラー上に包覆し、さらに熱圧延の方式で光学基材上に圧延する。但し、上記製造工程は本領域における常識であるため、ここでは詳述しない。   Therefore, as shown in FIG. 9, the necessary tilted exposure molded photoresist layer 32 remains on the substrate 31 after exposure lithography. Thereafter, steps such as hard baking, lithographic inspection, etching, photoresist removal, and final inspection in the lithographic manufacturing process are continued. The three-dimensional structure thus obtained undergoes a sputtering seed layer, electroplating, and demolding stamper molding. Next, the stamper is covered on a roller and further rolled onto an optical substrate by a hot rolling method. However, since the above manufacturing process is common sense in this area, it will not be described in detail here.

本発明中では、プリズム以外に、該偏光部品34は三角プリズム(図10参照)或いはラスターマイクロ構造(図11参照)とすることができ、またプリズムは多辺形プリズム(図12参照)を使用することができる。上記偏光部品は、光線の進行方向を改変することができ、傾斜露光リソグラフ工程に利用可能であれば、使用者のニーズに応じて選択することができる。   In the present invention, in addition to the prism, the polarizing component 34 can be a triangular prism (see FIG. 10) or a raster microstructure (see FIG. 11), and a prism is a polygonal prism (see FIG. 12). can do. The polarizing component can be selected according to the needs of the user as long as the traveling direction of the light beam can be modified and can be used in the tilt exposure lithographic process.

また、該偏光部品上に一層或いは数層の屈折率が異なる光透過媒介を塗布することができ、これにより、入射光の角度の改変を達成することができる。或いは該基材31、該フォトレジスト層32、該フォトマスク33、該偏光部品34を液体36中に浸し、しかも該液体36の屈折率と該偏光部品34の屈折率は異なるため、入射光の方向をさらに矯正することができる(図13参照)。   In addition, light transmission media having different refractive indexes of one layer or several layers can be applied on the polarizing component, whereby the angle of incident light can be changed. Alternatively, the substrate 31, the photoresist layer 32, the photomask 33, and the polarizing component 34 are immersed in the liquid 36, and the refractive index of the liquid 36 and the refractive index of the polarizing component 34 are different from each other. The direction can be further corrected (see FIG. 13).

本発明傾斜露光リソグラフシステムのラスター概略図である図14に示すように、説明の便のため、ラスターSを3個の狭い隙間として図示する。単色平面光LがラスターSに入射する時、該ラスターSの回折角Φによりちょうど回折され、その後に第一隙間、第二隙間、第三隙間より発射される二次レベル子波L’の光通過差AA’=λ、BB’=2λ、CC’=3λである。内、λは単色光波長である。こうしてラスターSは単色光を転向させることができ、プリズムと同等の機能を備える。   As shown in FIG. 14, which is a schematic raster diagram of the tilt exposure lithography system of the present invention, for convenience of explanation, the raster S is illustrated as three narrow gaps. When the monochromatic plane light L is incident on the raster S, it is diffracted just by the diffraction angle Φ of the raster S, and then the secondary level light wave L ′ emitted from the first gap, the second gap, and the third gap. The passage differences AA ′ = λ, BB ′ = 2λ, and CC ′ = 3λ. Of these, λ is the monochromatic light wavelength. Thus, the raster S can turn monochromatic light and has a function equivalent to that of a prism.

本発明傾斜露光リソグラフシステムを導光光学モジュールに対応させる概略図である図15に示すように、導光光学モジュール70は光源として用いられ、それは発光部701、反射鏡702、703、及び傾斜露光リソグラフシステム71を含む。該発光部71は平行光を発生し、該反射鏡702は45度の鏡面で、平行光を転折させ、該反射鏡703は非45度の鏡面で、平行光を偏折させる。偏折後の平行光は、さらに傾斜露光リソグラフシステム71に入射し、露光リソグラフを行う。   As shown in FIG. 15, which is a schematic diagram in which the tilt exposure lithographic system of the present invention is associated with a light guide optical module, the light guide optical module 70 is used as a light source, which includes a light emitting unit 701, reflecting mirrors 702 and 703, and tilt exposure. A lithographic system 71 is included. The light emitting unit 71 generates parallel light, the reflecting mirror 702 has a mirror surface of 45 degrees and folds the parallel light, and the reflecting mirror 703 has a mirror surface of non-45 degrees and deflects the parallel light. The parallel light after the deflection is further incident on an inclined exposure lithographic system 71 to perform exposure lithographic.

よって、本発明はプリズムを利用し露光する他に、回折を加え露光することができる。フォトマスクとフォトレジスト層の間には約5〜150ミクロン(μ)の間隙を保留し、元々露光されるフォトレジストは柱状から台形に変わり、さらにプリズムを外部に加えることで、光線は傾斜露光する。こうして斜面角度を拡大することができるだけでなく、マイクロ台形構造を製作することもでき、導光板などの光学フィルターへの応用に非常に適している。   Therefore, in the present invention, in addition to exposure using a prism, exposure can be performed by adding diffraction. A gap of about 5 to 150 microns (μ) is retained between the photomask and the photoresist layer. The originally exposed photoresist changes from a columnar shape to a trapezoidal shape, and a prism is added to the outside, so that the light beam is obliquely exposed. To do. In this way, not only can the slope angle be expanded, but also a micro trapezoidal structure can be manufactured, which is very suitable for application to optical filters such as a light guide plate.

図16〜図19は本発明傾斜露光リソグラフシステムの成型パターン概略図である。図16は、本発明傾斜露光リソグラフシステムを応用し、露光+回折を行い、大角度パターンを製作可能であることを説明する。図17では、2回の露光+回折を利用し、三角形パターン(V−Cut)を製作する。図18では、露光+回折を利用し台形パターンを製作し、この二種の方式の結合を利用し、導光板で最も必要な台形構造を製作可能で、しかも斜面の平坦面角度は60度以上に達する。図18の立体図である図19Aに示すように、製作されたパターンの斜面の平坦度は非常に良好である。図19Aの上面図である図19B、図19Bの拡大図である図19Cに示すように、製作されたパターンの斜面表面は平滑かつ坦で、転折位置は非常にはっきりしており円弧化の問題は存在しない。   16 to 19 are schematic diagrams of molding patterns of the tilt exposure lithography system of the present invention. FIG. 16 illustrates that a tilted exposure lithographic system of the present invention can be applied to perform exposure + diffraction to produce a large angle pattern. In FIG. 17, a triangular pattern (V-Cut) is manufactured by using two times of exposure + diffraction. In FIG. 18, a trapezoid pattern is produced using exposure + diffraction, and the most necessary trapezoidal structure can be produced by using the coupling of these two methods, and the flat surface angle of the slope is 60 degrees or more. To reach. As shown in FIG. 19A, which is a three-dimensional view of FIG. 18, the flatness of the slope of the manufactured pattern is very good. As shown in FIG. 19B, which is a top view of FIG. 19A, and FIG. 19C, which is an enlarged view of FIG. 19B, the slope surface of the manufactured pattern is smooth and carrier, the folding position is very clear, and the arcuate shape is There is no problem.

上記のように、本発明中の偏光部品の設置目的は、入射光の入射角度と最終出射角度に0度以上180度以下の改変を生じさせ、フォトレジスト層に対して傾斜露光リソグラフを行い、必要な立体傾斜パターンを得ることである。   As described above, the purpose of installing the polarizing component in the present invention is to cause the incident angle and the final emission angle of the incident light to be modified from 0 degrees to 180 degrees, and perform an oblique exposure lithograph on the photoresist layer, It is to obtain a necessary three-dimensional inclination pattern.

よって、公知技術に比較し、本発明の傾斜露光リソグラフシステムは以下の長所を備える。
(1)大面積の基材を製作可能であるため、生産性が高い。
(2)傾斜パターンの角度は偏光部品の設置角度と屈折率により決定し、既存の生産機械を使用し、簡単かつ露光の多様化を増加することができる
(3)リソグラフ技術は垂直構造に限定されることがなくなり、異なる露光角度に対応し立体の三角形、台形、平行四辺形などの構造を製作することができ、元々の2D構造を3D構造とすることができる。
(4)2種の露光方式を結合(プリズム+回折)し一つにするため、適当な間隔距離のプリズム材料を選択するだけで、プリズム露光の斜面が平坦で円弧状とならない長所を擁する他、回折露光の大面積材料を製作可能という長所をも兼ね備え、基材を傾斜させる必要がない。この他、連続した台形(一辺が垂直で一辺が傾斜)を製作することもでき、この種の形状は導光板の製作への応用に非常に適している。
Therefore, the tilted exposure lithographic system of the present invention has the following advantages as compared with known techniques.
(1) Since a large area base material can be manufactured, productivity is high.
(2) The angle of the tilt pattern is determined by the installation angle and refractive index of the polarizing component, and it can be used easily and diversify exposure by using existing production machines. (3) Lithographic technology is limited to vertical structures Thus, a structure such as a three-dimensional triangle, trapezoid, or parallelogram corresponding to different exposure angles can be manufactured, and the original 2D structure can be changed to a 3D structure.
(4) In order to combine the two types of exposure methods (prism + diffraction) into one, the prism exposure slope is flat and does not have an arc shape by simply selecting a prism material with an appropriate distance. Also, it has the advantage that a large area material for diffractive exposure can be manufactured, and there is no need to tilt the substrate. In addition, a continuous trapezoid (one side is vertical and one side is inclined) can be manufactured, and this type of shape is very suitable for application to manufacture of a light guide plate.

公知の傾斜露光リソグラフ成型方法のステップ概略図である。It is step schematic of the well-known inclination exposure lithographic shaping | molding method. 別種の公知の傾斜露光リソグラフ成型方法の概略図及び該傾斜露光リソグラフ成型方法により製造される傾斜構造の側面図である。It is the schematic of another kind of well-known inclination exposure lithographic shaping | molding method, and the side view of the inclination structure manufactured by this inclination exposure lithographic shaping | molding method. 公知の傾斜露光リソグラフ成型方法の成型パターン概略図である。It is a shaping | molding pattern schematic of the well-known inclination exposure lithographic shaping | molding method. 公知の傾斜露光リソグラフ成型方法の成型パターン概略図である。It is a shaping | molding pattern schematic of the well-known inclination exposure lithographic shaping | molding method. 公知の傾斜露光リソグラフ成型方法の成型パターン概略図である。It is a shaping | molding pattern schematic of the well-known inclination exposure lithographic shaping | molding method. 公知の傾斜露光リソグラフ成型方法の成型パターン概略図である。It is a shaping | molding pattern schematic of the well-known inclination exposure lithographic shaping | molding method. 公知の傾斜露光リソグラフ成型方法の成型パターン概略図である。It is a shaping | molding pattern schematic of the well-known inclination exposure lithographic shaping | molding method. 本発明傾斜露光リソグラフシステムの概略図である。1 is a schematic diagram of a tilted exposure lithographic system of the present invention. 本発明傾斜露光リソグラフシステムにより製造される傾斜構造の側面図である。It is a side view of the inclination structure manufactured by this invention inclination exposure lithography system. 本発明傾斜露光リソグラフシステムの変化実施例概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a modified example of the tilted exposure lithography system of the present invention. 本発明傾斜露光リソグラフシステムの別種の変化実施例概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of another variation of the tilted exposure lithographic system of the present invention. 本発明傾斜露光リソグラフシステムのさらに別種の変化実施例概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram of still another variation of the tilted exposure lithographic system of the present invention. 本発明傾斜露光リソグラフシステムのまたさらに別種の変化実施例概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of still another variation of the tilted exposure lithographic system of the present invention. 本発明傾斜露光リソグラフシステムのラスター概略図である。1 is a raster schematic diagram of a tilt exposure lithographic system of the present invention. FIG. 本発明傾斜露光リソグラフシステムを導光光学モジュールに対応させる概略図である。It is the schematic which makes this invention inclination exposure lithography system correspond to a light guide optical module. 本発明傾斜露光リソグラフシステムの成型パターン概略図である。It is the shaping | molding pattern schematic diagram of this invention inclination exposure lithography system. 本発明傾斜露光リソグラフシステムの成型パターン概略図である。It is the shaping | molding pattern schematic diagram of this invention inclination exposure lithography system. 本発明傾斜露光リソグラフシステムの成型パターン概略図である。It is the shaping | molding pattern schematic diagram of this invention inclination exposure lithography system. 本発明傾斜露光リソグラフシステムの成型パターン概略図である。It is the shaping | molding pattern schematic diagram of this invention inclination exposure lithography system.

符号の説明Explanation of symbols

11 光透過基板
111 表面
112 光不透過区
113 レンズ
12 フォトレジスト層
122 斜面
13 光源
20 光線
21 基材
22 フォトレジスト層
23 フォトマスク
24 液体媒介
3 傾斜露光リソグラフシステム
31 基材
32 フォトレジスト層
33 フォトマスク
34 偏光部品
35 光源
36 液体
70 導光光学モジュール
71 傾斜露光リソグラフシステム
701 発光部
702 反射鏡
703 反射鏡
G 間隙
L 単色光
L’ 単色光
S ラスター
θ 傾斜角
θ1 入射角
θ2 出射角
θ3 入射角
θ4 出射角
θ5 出射角
α 傾斜角
Φ 回折角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Light transmissive substrate 111 Surface 112 Light impervious zone 113 Lens 12 Photoresist layer 122 Slope 13 Light source 20 Light beam 21 Base material 22 Photoresist layer 23 Photomask 24 Liquid medium 3 Inclination exposure lithographic system 31 Base material 32 Photoresist layer 33 Photo Mask 34 Polarizing component 35 Light source 36 Liquid 70 Light guide optical module 71 Inclined exposure lithographic system 701 Light emitting unit 702 Reflecting mirror 703 Reflecting mirror G Gap L Monochromatic light L ′ Monochromatic light S Raster θ Tilt angle θ 1 Incident angle θ 2 Emission angle θ 3 Incident angle θ 4 Output angle θ 5 Output angle α Tilt angle Φ Diffraction angle

Claims (15)

基材、フォトレジスト層、フォトマスク、偏光部品を含み、
該フォトレジスト層は該基材の上に設置し、
該フォトマスクは該フォトレジスト層の上に設置し、かつ該フォトレジスト層との間には間隙を備え、
該偏光部品は該フォトマスクの上に設置し、光源が発する光線を折射し、特定角度の偏移を生じることを特徴とする傾斜露光リソグラフシステム。
Including substrate, photoresist layer, photomask, polarizing components,
The photoresist layer is placed on the substrate;
The photomask is disposed on the photoresist layer, and has a gap between the photoresist layer;
An inclined exposure lithographic system, wherein the polarizing component is placed on the photomask and reflects a light beam emitted from a light source to cause a shift of a specific angle.
前記偏光部品はプリズムであることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステム。   2. The tilt exposure lithographic system according to claim 1, wherein the polarizing component is a prism. 前記プリズムは多辺形プリズムであることを特徴とする請求項2記載の傾斜露光リソグラフシステム。   3. The tilt exposure lithographic system according to claim 2, wherein the prism is a polygonal prism. 前記プリズム上には光透過媒介を塗布することを特徴とする請求項2記載の傾斜露光リソグラフシステム。   3. The tilt exposure lithographic system according to claim 2, wherein a light transmission medium is applied on the prism. 前記間隙は5μm以上で、しかも150μm以下であることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステム。   2. The tilt exposure lithographic system according to claim 1, wherein the gap is not less than 5 [mu] m and not more than 150 [mu] m. 前記光源は導光光学モジュールを含むことを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステム。   2. The tilt exposure lithographic system according to claim 1, wherein the light source includes a light guide optical module. 前記偏光部品は三角プリズムであることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステム。   2. The tilted exposure lithographic system according to claim 1, wherein the polarizing component is a triangular prism. 前記偏光部品はラスターマイクロ構造であることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステム。   2. The tilted exposure lithographic system according to claim 1, wherein the polarizing component has a raster microstructure. 前記各ラスターマイクロ構造の狭い隙間を通過する光線の光通過差は該光線波長の整数倍であることを特徴とする請求項8記載の傾斜露光リソグラフシステム。   9. The tilt exposure lithographic system according to claim 8, wherein a light passage difference of light passing through a narrow gap between each raster microstructure is an integral multiple of the light wavelength. 前記基材はシリコンウエハー、ガラス、或いはアクリルであることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステム。   2. The tilt exposure lithography system according to claim 1, wherein the substrate is a silicon wafer, glass, or acrylic. 前記光源は紫外線であることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステム。   2. The tilt exposure lithography system according to claim 1, wherein the light source is ultraviolet light. 前記フォトレジスト層はポジティブフォトレジスト或いはネガティブフォトレジストであることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステム。   2. The tilt exposure lithography system according to claim 1, wherein the photoresist layer is a positive photoresist or a negative photoresist. 前記偏光部品の材料はガラス、石英、プラスチック、高分子ポリマーにより組成するグループ中から選択することを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステム。   2. The tilt exposure lithographic system according to claim 1, wherein the material of the polarizing component is selected from the group consisting of glass, quartz, plastic, and polymer. 前記特定角度は0度以上で、しかも180度以下であることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステム。   2. The tilt exposure lithographic system according to claim 1, wherein the specific angle is not less than 0 degrees and not more than 180 degrees. 前記基材、該フォトレジスト層、該フォトマスク、該偏光部品はさらに液体中に浸し、しかも該偏光部品の屈折率と該液体の屈折率は異なることを特徴とする請求項1記載の傾斜露光リソグラフシステム。   2. The tilt exposure according to claim 1, wherein the substrate, the photoresist layer, the photomask, and the polarizing component are further immersed in a liquid, and the refractive index of the polarizing component is different from the refractive index of the liquid. Lithographic system.
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