TW201520696A - 曝露裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種光罩，一種曝露裝置及一種方法。一種具有亞微米大小之細圖案可在圓柱形模具上容易地形成，及具有圖案於其中形成之圓柱形模具可容易地應用於自動化製程，諸如輥-對-輥製程。此外，可藉由使用由可撓性材料形成之光罩大規模形成具有各種大小的細圖案，且可在圓柱形模具的曲面上分割或獨立地形成具有不同形狀的圖案，使得製程的自由度得以改良。

Description

曝露裝置
本發明關於一種曝露裝置、一種使用彼之曝露方法、及一種使用該曝露裝置製造模具之方法。
當製造半導體或功能裝置時，光蝕刻製程係用於一種形成圖案之方法中。
光蝕刻製程為藉由將光罩之形狀轉移在基板上來製造具有微米或奈米大小的細形狀之製程。例如，將具有預定形狀或圖案形成於其中之光罩配置在其上塗佈光阻劑之基板上，並將光照射在光罩上。在此情況下，根據光罩中所形成之形狀或圖案將照射光選擇性地傳輸或阻斷，使得塗佈在基板上之光阻劑被選擇性地固化，進行刻蝕製程之後將光阻劑移除且然後，可在基板上形成預定形狀或圖案。
〔發明概述〕
本發明係關於一種曝露裝置，其中具有亞微米大小之 細圖案可在光照射於其上的物件之模具上容易地形成，和一種使用該等曝露裝置之曝露方法。
在下文中，將參照附圖更詳細地說明根據本發明之曝露裝置。在本發明之說明中，省略相關技術所熟知的通用功能或構造之詳細說明。此外，附圖是用於理解本發明之示意圖，且為了清楚地描述本發明，省略該說明不相關的部分，並且本發明之範圍並不被該等圖示限制。
本發明係關於一種曝露裝置。本發明之一具體實例提供一種在光照射於其上的物件之表面上形成細圖案之曝露裝置，和一種使用該等曝露裝置之曝露方法。
根據本發明一典型具體實例之曝露裝置可包括：光源10；光罩30，其係配置在從該光源10發射的光之行進路徑上；及支架40，其係配置在通過該光罩30之光在其上行進的路徑上，如圖1中所示。光罩30可具有一或多個在光源10之對面上形成之凸塊311，且光罩30的折射率可在1.2至2.5、1.3至2.4、或1.4至2.3之範圍。詳細地說，光罩30可具有包括凸塊311和凹槽310之不平面31。此外，可形成支架40以固定光照射於其上的物件(參見下列說明之標號20)，以使光照射於其上的物件之表面為曲面。曝露裝置藉由使用具有不平面31在其中形成的光罩30可在光照射於其上的物件上形成具有亞微米大小之細圖案。藉由將該曝露裝置容易地應用於自動化製程，在光照射於其上的物件上形成具有數百奈米至數百微米之大小的各種圖案，使得可達到製程的便利性。
此外，可形成光源10和凸塊311以符合下列方程式1。
[方程式1]△Φ=2π×(n2-n1)×d/λ，其中△Φ為從光源10發射且通過光罩30之凸塊311的光和通過其中沒有凸塊形成的光罩30之凹槽310的光之間的相位差，及n2為光罩30之凸塊311的折射率，及n1為充填在其中沒有凸塊形成的光罩30之凹槽310的介質之折射率，及d為凸塊311各者的高度，及λ為從光源10發射的光之波長。上述方程式1中之λ為照射在光罩30上之光的波長，如上所述，且可為範圍在一般高壓汞弧燈之G-線(436nm)、H-線(405nm)、和I-線(365nm)的波長或使用KrF(248nm)、ArF(193nm)和F2(157nm)的準分子雷射之光的波長以便達到較高的解析度。控制各凸塊311的厚度以使根據光源10之凸塊311各者的高度d對應於π的整數倍和因此可調整相位差。理論上，若相位差△Φ只符合方程式1，則凸塊311各者的高度可為任何值；然而，考慮實際製程，各凸塊311的高度可為0.2至10μm。
在一典型具體實例中，圖2為在不平面31中進行的光干涉之發展的示意圖。如圖2中所示，由於在不平面31的突出部(即，凸塊311)和圖案之凹部(即，圖案之凹槽310)之間的界面，充填在凸塊311中之介質的折射率和充填在凹槽310中之介質的折射率之間的差，入射光 的相位差發生。在此情況下，根據本發明之曝露裝置的光罩30可符合上述方程式1之條件。介質可為空氣。在此情況下，光的折射率可為1。
當△Φ為方程式1中之π的整數倍時，部分地發生破壞性的干涉。在此情況下，在圖案的凹槽310和凸塊311之間的邊界之部分區域形成光的強度接近零之零點。因此，於零點處顯示該光不到達光阻劑21之處的效果(此將描述於後文)。因此，細圖案可在形成零點的區域中形成。
圖4為光干涉發展的詳圖，該光干涉發展在其中形成零點的區域中進行，及圖5為光阻劑21之視圖，其藉由光干涉的發展產生且然後在其中形成細圖案。
在本發明中，選擇光阻劑21以吸收紫外線區之光，例如，具有I-線350至380nm之波長的光，和當該照射光為汞燈之光時，由於光阻劑21的吸收波長和照射光的波長之二個因子，零點係在光罩30之凸塊311和光阻劑21彼此接觸之處形成。因此，製程條件的寬度選擇變寬，致使可改良製程的自由度。
此外，當使用一般空白光罩形成具有小於1μm之大小(即，亞微米大小)的圖案時，考慮當進行曝露製程時從光源的波長和在光罩和基板之間的距離可獲得之圖案的最小CD和解析度，需要使用高價極紫外線光源。然而，在根據本發明之曝露裝置中，使用低價紫外線燈作為光源可容易地形成具有亞微米大小之圖案。
在一典型具體實例中，根據本發明之曝露裝置可進一步包括光照射於其上的物件20，其配置在支架40上而光照射於其上的物件20之表面為曲面。光照射於其上的物件20或支架40光罩放置在光之行進路徑上，且詳細地說，可放置在通過光罩30的光之行進路徑上。此外，光照射於其上的物件20或支架40可具有輥形。詳細地說，在一典型具體實例中，光照射於其上的物件20可為圓柱形模具。在此情況下，如圖1中所示，曝露裝置之支架40可為繞著中心軸旋轉圓柱形模具20之旋轉裝置。此外，該曝露裝置可進一步包括轉移光罩30之轉移單元50。考慮曝光裝置的設計之方便和曝光效果，圓柱形模具20可於固定狀態以0.01至500mm/s的恆速旋轉。因為光罩30係藉由轉移單元50轉移而同時模具20的轉速和平衡得以維持，所以曝露製程可在圓柱形模具20的所有區域進行。
在一典型具體實例中，光照射於其上的物件20具有圓柱形，和光阻劑21可在光照射於其上的物件20之表面上形成。當用光阻劑21塗佈之圓柱形模具在光罩30之上部旋轉時，如圖1中所示，藉由轉移單元50以水平方向轉移光罩30，和從配置在光罩30下之光源10發射的光通過光罩30之後照射在光阻劑21上。例如，光阻劑21可為正光阻劑或負光阻劑。因為正光阻劑只在其中形成零點(其稍後將描述)的部分顯影，及負光阻劑只在其中形成零點的部分不顯影，根據本發明，可根據使用者所要之 形狀選擇和使用適當光阻劑。
在本說明書中，術語「光照射於其上的物件」為其上形成細圖案之物件，且其形狀或材料不特別限定。例如，該光照射於其上的物件可為具有平面或曲面之模具。詳細地說，該光照射於其上的物件可為圓柱形模具，例如。然而，該光照射於其上的物件之形狀不限於此。在一典型具體實例中，該光照射於其上的物件可為具有塗佈光阻劑的表面之模具，以使可在光照射於其上的物件之表面上形成細圖案。因此，在下列說明中，術語「光照射於其上的物件」可為模具及具有其上形成光阻劑的表面之模具二者。
在本發明之一特定具體實例中，該光罩30可包括一或多個凸塊311，例如。各凸塊311可具有條紋形狀、曲線形狀、多邊形形狀或其中該條紋形狀、曲線形狀或多邊形形狀彼此交叉之形狀。然而，各凸塊311之形狀不限於此。在本發明中，該條紋形狀可為其中上述細圖案之突出部(即，凸塊311)係以規則間隔彼此平行排列之形狀。在一典型具體實例中，該多邊形狀可為其中一或多個矩形圖案排列成格子狀以便彼此相鄰之形狀，如圖9中的圖案所示。此外，可形成條紋形狀、曲線形狀或多邊形形狀，而這些形狀彼此交叉。例如，各凸塊311可形成呈其中條紋形狀或曲線形狀連接於多邊形狀之形狀。交叉形狀不特別限定於此，且可根據本發明適用之技術領域適當地製造各凸塊311。
形成光罩30之方法不特別限定。例如，該光罩30可 包括紫外線可傳輸通過之可撓性材料。例如，可使用矽基樹脂作為可撓性材料。詳細地說，可使用聚二甲基矽氧烷(PDMS)樹脂作為可撓性材料。
當光罩30包括矽基樹脂時，光罩30在300nm之波長範圍內具有極佳透光率且因此可有效使用於光蝕刻製程。此外，罩30具有與基材之極佳黏著且當光罩30和光阻劑彼此接觸時顯示極佳接觸，並可顯示更極佳之由零點形成所引起的光干涉作用。
為了獲得圖案的解析度和使用現有空白光罩之光蝕刻製程中的可靠性，形成在光阻劑層21和光罩30之間的空氣層至最小厚度，以便獲得圖案之最小臨界尺寸(CD)((λg)1/2)，以使兩個界面之間的接觸可被最大化。即，在一般接觸曝露方法中，圖案之最小CD係正比於光罩30和光阻劑層21之間的距離g1/2。為此，用適當壓力改良兩個界面之間的接觸之製程是必要的。然而，因為所有光罩30和光阻劑層21引入其中之基板由硬質材料形成，所以由於外部異物或光罩30和光阻劑層21的表面粗糙度，二界面之間的完全接觸並不容易。因此，已提出一種光蝕刻製程技術，其中使用一種透明(具有紫外線之70至80%的高透光率，該紫外線具有等於或大於300nm之波長)和具有彈性諸如聚(二甲基矽氧烷)(PDMS)的模具作為光罩。因為彈性聚合物具有低彈性模數(或楊氏模數(Young’s modulus))，所以由矽基彈性聚合物(諸如PDMS)形成之光罩可很容易地獲得與光阻劑層21之 緊密接觸。
在一典型具體實例中，當光罩30和光照射於其上的物件20彼此接觸時，光罩30之凸塊311可接觸塗佈在模具20上之光阻劑。當光罩30的不平面31之凸塊311接觸光阻劑21以使可在模具20之表面上形成具有亞微米大小之細圖案時，本發明之光罩30引起上述干涉發展。
此外，如圖1中所示，曝露裝置可進一步包括狹縫60，其在光源10和光罩30之間形成且具有在其中形成的開口，從光源10發射的光通過該開口而可傳輸和可照射在光罩上30。此外，如圖3中所示，曝露裝置可進一步包括狹縫60，其圍繞支架40且具有開口，從光源10發射的光過通光罩30之後可通過該開口而照射在光照射於其上的物件20上。通過狹縫60，從光源發10射的光可照射在光照射於其上且其以支架40固定的物件20上，且詳細地說，可照射在光照射於其上且其上形成光阻劑21的物件20之光阻劑21上。光罩30可在光源10和支架40之間於光在其上行進的路徑上形成，如圖3中所示，和可形成以圍繞支架40或光照射於其上的物件20，此稍後將描述。在後一種情況下，狹縫60可形成為圍繞支架40或光照射於其上的物件20，或光罩30可形成以圍繞狹縫60，其圍繞支架40或光照射於其上的物件20。如上所述，曝露裝置進一步包括狹縫60以使從光源10發射的光可更有效地轉移到光照射於其上的物件20上，即，在光罩30和光阻劑21之間的接觸面A上且因此製程效率可進 一步改良。即，透過狹縫60，塗佈在圓柱形基材的光阻劑21之待曝露區可擴大，且根據入射在光阻劑21上之光的入射角可防止不要的干涉圖案被形成且可實現具有高可靠性之細圖案。
此外，在一典型具體實例中，該曝露裝置可包括配置在光源10和狹縫60之間的準直透鏡或聚光器70。此外，曝露裝置可包括配置在基於該光源10之狹縫60的相對側之反射器80。
圖6為根據本發明之另一具體實例的曝露裝置之視圖。
如圖6中所示，在本發明之另一具體實例中，光罩30可配置成圍繞具有輥形之支架40或光照射於其上的物件20或可安裝成使用紫外線和狹縫60於圓周方向曝露，而支架40包括光罩30或光照射於其上的物件20。即，支架40或光照射於其上的物件20安裝成可轉動地，和光照射於其上的物件20可以支架40固定，及光罩30可為安裝成圍繞支架40或光照射於其上的物件20。
當進行曝露製程而光罩30圍繞光照射於其上的物件20時，如上所述，曝露製程可只使用支架40而沒有使用另外轉移單元50進行，致使可進行有效率的製程。
在此情況下，光照射於其上的物件20之直徑沒有特別限制，但可考慮光罩30的長度調整，且較佳地，以盡量減少接合。“接合”為當光罩30在圓周方向上圍繞模具20時連接光罩30彼此相遇的兩端之部份。
在本發明之一具體實例中，如圖7中所示，二或多個曝露裝置之光源10可沿著圍繞支架40或光照射於其上的物件20的光罩30之外側配置。如果從光源10發射的光可照射在支架40或光照射於其上的物件20之所有圓周區域，則光源10之數目可以不特別限定且可考慮製程的成本和效率自由調整。
在本發明中，該光源10不特別限定但可為例如紫外線輻射燈。
本發明亦有關使用上述上述曝露裝置之曝露方法。根據本發明一典型具體實例的曝露方法包括使用曝露裝置曝露光照射於其上的物件20之表面。即，根據本發明典型具體實例之曝露方法包括將光照射於其上的物件20配置在支架40上及藉由使用光罩30和照射來自光源10之光來曝露該光照射於其上的物件20。
在根據本發明之曝露方法中，該曝露製程可藉由使用轉移單元50來移動光照射於其上的物件20，或光罩30進行。
此外，光照射於其上的物件20可為用光阻劑21塗佈之圓柱形模具，且曝露製程可以其中光罩30圍繞該圓柱形模具之狀態進行。在此情況下，如上所述，二或多個光源10可沿著圍繞支架40或光照射於其上的物件20的光罩30之外側配置。即，光可藉由使用多個光源10照射在圍繞圓柱形模具之光罩30上。
在一具體實例中，曝露製程中所照射的光之波長可為 在高壓汞弧燈之G-線(436nm)、H-線(405nm)、I-線(365nm)的區域中之波長(包括距離中心波長±30nm之波長範圍)。此外，曝露製程中所照射的光之波長可為使用KrF(248nm)、ArF(193nm)和F2(157nm)之準分子雷射的波長區域以致於獲得高解析度。當使用高壓汞弧燈的I-線(365nm)之光時，具有3至25mW/cm2之光強度的量(例如，5至20mW/cm2或10至15mW/cm2之光強度的量)之光可照射0.01至5分鐘，例如，照射0.02至1分鐘或照射0.05至0.5分鐘。
在一具體實例中，光照射於其上的物件20可為用光阻劑21塗佈之圓柱形模具20。光阻劑21不特別限定。然而，光阻劑21可為可吸收紫外線區中的光(例如，具有I-線(365nm)或350至380nm之波長的光)之光阻劑21。光阻劑21可塗佈在圓柱形模具20上至0.1至10μm的厚度，例如，0.2至1μm或0.3至0.8μm。當光阻劑21塗佈在圓柱形模具20上至超過上述厚度範圍的過大厚度時，光照射時間相對增加，所以不能容易進行經濟的製程。
在一具體實例中，曝露方法可藉由在曝露製程中將圓柱形模具20繞著模具20的中心軸旋轉來進行。
當其上塗佈光阻劑21之圓柱形模具20於光罩30之上部旋轉時，光罩30以水平方向轉移，及從配置在光罩30下之光源10發射的光通過光罩30且然後照射在光阻劑21上。
考慮曝光裝置的設計之方便和曝光效果，圓柱形模具20以固定狀態旋轉，且其中包括透明基材的光罩30可以0.01至500m/s的恆速旋轉，以及光罩30轉移時，圓柱形模具20的轉速和平衡得以維持。因此，該曝露製程也可在圓柱形模具20的所有區域進行。
在曝露製程之另一具體實例中，在該曝露方法中可進一步包括以其中光罩30圍繞該圓柱形模具20之狀態進行曝露製程。當曝露製程以其中光罩30圍繞該圓柱形模具20之狀態進行時，如上所述，該製程可只藉由旋轉圓柱形模具20而沒有轉移光罩30進行，致使可進行經濟的製程。
在此情況下，該曝露製程可藉由使用多個光源將光照射在圍繞圓柱形模具20之光罩30上進行。在此情況下，可在不進行另外的旋轉下實現同樣的曝露效果。
在一典型具體實例中，根據本發明之曝露方法可進一步包括在將光阻劑21塗佈在圓柱形模具20上之前製備和洗滌圓柱形模具20並在將光阻劑21塗佈在圓柱形模具20上之後乾燥光阻劑21。例如，乾式製程可利用在95℃下經5分鐘之條件進行。
此外，在一具體實例中，根據本發明之曝露方法可包括在進行曝露製程之後另外進行刻蝕製程。例如，刻蝕製程可藉由乾式或濕式刻蝕進行。
本發明亦關於一種製造模具之方法。根據本發明一典型具體實例的製造模具之方法可包括藉由使用上述曝露裝 置將光照射於其上的物件之表面進行曝露，而在光照射於其上的物件之表面上形成細圖案。即，製造模具之方法可使用根據本發明之曝露裝置或曝露方法進行。此外，如上所述，光照射於其上的物件可具有圓柱形，和光阻劑可在光照射於其上的物件之表面上形成。在一具體實例中，使用上述曝露裝置可形成具有亞微米大小之圖案。詳細地說，圖案可配置一或多條線，且該一或多條線之寬度可在0.1至10μm之範圍。此外，一或多條線之高度或深度可在0.05至5μm之範圍。同時，當使用正光阻劑形成一或多條線時。一或多條線可只在其中形成零點的部分顯影。 因此，一或多條線可以凸狀凸塊之形式形成。此外，當使用負光阻劑形成一或多條線時，一或多條線可只在其中形成零點的部分不顯影。因此，一或多條線可以凹形凹槽之形式形成。因此，當使用正光阻劑形成一或多條線時，凸狀凸塊線之寬度可符合上述值，及當使用負光阻劑形成一或多條線時，凹形凹槽線之寬度可符合上述值。
〔效果〕
如上所述，在根據本發明之曝露裝置中，一種具有亞微米大小之細圖案可在圓柱形模具上有效地形成。此外，可藉由使用由可撓性材料形成之光罩大規模形成具有各種大小的細圖案，且可在圓柱形模具的曲面上分割或獨立地形成具有不同形狀的圖案，使得製程的自由度得以改良。
10‧‧‧光源
20‧‧‧光照射於其上的物件
21‧‧‧光阻劑
30‧‧‧光罩
31‧‧‧不平面
310‧‧‧凹槽
311‧‧‧凸塊
40‧‧‧支架
50‧‧‧轉移單元
60‧‧‧狹縫
70‧‧‧聚光器
80‧‧‧反射器
A‧‧‧接觸面
圖1和3為根據本發明之一具體實例的曝露裝置之示意圖；圖2為根據在具有不平面之光罩中進行的光干涉發展之干涉光蝕刻製程的示意圖；圖4為光在其中形成零點之區域中進行的干涉發展之視圖，更詳細地；圖5為藉由光干涉之發展產生且然後其中形成細圖案的光阻劑層之視圖；圖6為根據本發明之另一具體實例的曝露裝置之示意圖；圖7為根據本發明之又另一具體實例的曝露裝置之示意圖；圖8為根據本發明一典型具體實例的光罩之表面的掃描電子顯微鏡(SEM)照片；圖9為以光罩進行曝露的光阻劑之表面的SEM照片；圖10為進行刻蝕製程之後從其移除光阻劑的模具之表面的SEM照片；圖11為根據本發明之一具體實例的模具之表面的SEM照片；圖12為根據本發明之一具體實例的具有圖案形成於其中之圓柱形模具的SEM照片；及圖13為根據本發明之另一具體實例的具有圖案形成 於其中之圓柱形模具的SEM照片。
上述內容將透過下列實例和比較例更詳細地說明。然而，本發明之範圍不限定於以下所提出的具體實例。
實例1 <製造光罩>
使用旋轉塗佈以1500rpm的速度將G-線專用AZ1518(AZ Electronic Materials)光阻劑塗佈在玻璃基板(110mm×110mm)上之後，將光阻劑在95℃下乾燥3分鐘，從而製造薄膜以使該最終光阻劑的厚度為約3.5μm，並使用一般光蝕刻製程製造圖案。使用Karl Suss MA6光罩對準器設備將光阻劑於20m/Wcm2曝露3.5秒之後，將光阻劑於顯影溶液(CPD18)中顯影約5分鐘，使用蒸餾水洗滌和乾燥，從而製造光罩。
將含有PDMS基本樹脂之固化劑和鉑(Pt)觸媒以9：1之質量比混合之後，攪動聚二甲基矽氧烷(PDMS)樹脂(即，PDMS(Sylgard 18，Dow Corning Corp.)光罩模具形成之光罩，以使樹脂和固化劑均勻混合約30分鐘。接著，將光罩模具倒入使用氟基矽烷材料脫模處理的具有微結構之光阻劑(PR)圖案的上部(脫模處理不是必須的，但為較佳，以便重複使用PR圖案作為模具)。接著，將光罩模具原樣留置約2小時，以使從光罩模具排出 氣泡及PDMS樹脂混合物完全填充微結構且然後在對流烘箱中於60至70℃下完全固化約3至4小時。接著，從PR圖案剝離和形成複製PDMS圖案結構，其中光罩模具在室溫下冷卻，然後固化。圖8為本具體實中所使用之具有矩形排列結構的PDMS模具光罩的形狀之掃描電子顯微鏡(SEM)照片，其中各100μm×100μm之正方形以10μm×10μm的間隔排列。
<平板型模具之光蝕刻製程>
製備一種溶液，其中丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)蒸餾於75%的體積比，和使用旋轉塗佈以1500至2000rpm將G-線專用AZ 1518(AZ Electronic Materials)光阻劑塗佈在石英基板上經30秒至400nm的厚度。使用Karl Suss MA6光罩對準器設備將與由PDMS樹脂形成之光罩接觸的光阻劑於15至20mW/cm2進行曝露1.5至5秒且然後在顯影溶液(CPD18)中顯影約10秒並洗滌和乾燥，從而形成具有亞微米厚度之細圖案，如圖9中所示。檢查根據製程條件之圖案的臨界尺寸(CD)的改變，發現：圖案的CD與曝露時間成反比，如圖10中所示。
<平板型模具之刻蝕製程>
在石英基板上形成亞微米圖案，其中使用真空濺射產生鋁(Al)薄層至500至800nm的厚度作為導電性薄層，藉由使用相同製程作為光蝕刻製程，和藉由乾式刻蝕 (工作壓力5毫托，ICP/RI功率300/30W，氣體流率：BCl3 35、Cl2 15sccm)使用ICP-RIE(感應耦合電漿離子刻蝕(ICP-RIE)和使用磷(P)基鋁刻蝕溶液刻蝕Al層進行模製，如圖11中所示。
使用使用氟基氣體之乾式刻蝕(工作壓力2托，ICP/RI功率1000/50W，氣體流率：C4F8=30sccm，刻蝕率)或使用14%蒸餾氫氟酸之濕式刻蝕製造其中壓印亞微米形狀在石英基材上之平板型模具，如圖11中所示。
實例2
製備圖1中所示之曝露裝置。將丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)蒸餾於50%的體積比，並洗滌具有10mm之直徑的圓柱形石英模具，及藉由將G-線專用AZ 1518(AZ Electronic Materials)光阻劑塗佈在圓柱形模具上至350至400nm的厚度製備光照射於其上的物件。將凸塊放置在光罩之不平面上以接觸光阻劑，其中使用PDMS樹脂形成多個具有不平面之矩形圖案，該不平面包括各具有100μm的寬度之凸塊，各具有10μm的寬度與3.5μm的高度之凹槽。接著，以水平方向轉移光罩，和旋轉光照射於其上的物件，並用20mW/cm2之輻射量以0.1mm/s之轉移速率照射配置在光罩下之高壓汞弧燈(365nm之波長)的光約5.2分鐘，從而進行曝露製程。除了曝露製程之外，以與實例1相同之方式進行顯影、洗滌和刻蝕製程，且所製造之模具的光學電子影像係顯示於如圖12中。
實例3
除了使用圖6中所示的曝露裝置之外，以與實例2相同之方式進行曝露製程。
實例4
除了使用圖7中所示的曝露裝置之外，以與實例2相同之方式進行曝露製程。
實例5
除了形成具有六角形排列結構之光罩的圖案(其中形成多個各具有一側200μm的長度之正六角形作為凸塊和以10μm的間隔形成凹槽)之外，以與實例2相同之方式進行曝露製程。
圖13為根據本發明實例5之具有其中形成圖案的圓柱形模具之SEM照片。
10‧‧‧光源
20‧‧‧光照射於其上的物件
21‧‧‧光阻劑
30‧‧‧光罩
31‧‧‧不平面
310‧‧‧凹槽
311‧‧‧凸塊
40‧‧‧支架
50‧‧‧轉移單元
60‧‧‧狹縫
70‧‧‧聚光器
80‧‧‧反射器
A‧‧‧接觸面

Claims (21)

  1. 一種曝露裝置，其包含：光源；光罩，其係放置在從該光源發射的光之行進路徑上、具有一或多個在光源之對面上形成之凸塊及具有範圍在1.2至2.5之折射率；及支架，其係放置於通過該光罩之光在其上前進的路徑上且光照射於其上的物件固定在其上以使光照射於其上的物件之表面為曲面。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝露裝置，其中形成光源和一或多個凸塊以符合下列方程式1：[方程式1]△Φ=2π×(n2-n1)×d/λ，其中△Φ為從光源發射且通過光罩之一或多個凸塊的光和通過其中沒有凸塊形成的光罩之凹槽的光之間的相位差，及n2為光罩之一或多個凸塊的折射率，及n1為充填在其中沒有凸塊形成的光罩之凹槽的介質之折射率，及d為一或多個凸塊各者的高度，及λ為從光源發射的光之波長。
  3. 如申請專利範圍第1項之曝露裝置，其進一步包含光照射於其上的物件，其係配置在支架上而光照射於其上的物件為曲面。
  4. 如申請專利範圍第1項之曝露裝置，其中該支架 具有輥形。
  5. 如申請專利範圍第3項之曝露裝置，其中該光照射於其上的物件為圓柱形模具。
  6. 如申請專利範圍第1項之曝露裝置，其中光罩之一或多個凸塊具有條紋形狀、曲線形狀、多邊形形狀或其中該條紋形狀、曲線形狀或多邊形形狀彼此交叉之形狀。
  7. 如申請專利範圍第1項之曝露裝置，其中該光罩具有可撓性。
  8. 如申請專利範圍第1項之曝露裝置，其進一步包含在光源和光罩之間形成且具有在其中形成的開口之狹縫，從光源發射的光通過該開口而傳輸和照射在光罩上。
  9. 如申請專利範圍第1項之曝露裝置，其進一步包含圍繞支架而形成且具有在其中形成的開口之狹縫，從光源發射的光經由光罩通過該開口而照射在待以光照射之物件上。
  10. 如申請專利範圍第8項之曝露裝置，其進一步包含將從光源發射的光集中以使光能夠被發射到該開口中之聚光器。
  11. 如申請專利範圍第4項之曝露裝置，其中配置該光罩以圍繞具有輥形之支架。
  12. 如申請專利範圍第11項之曝露裝置，其中該支架係安裝成可轉動地。
  13. 如申請專利範圍第11項之曝露裝置，其中兩個或多個光源係沿著圍繞支架的光罩之外側配置。
  14. 一種曝露方法，其包含使用如申請專利範圍第1項之曝露裝置曝露光照射於其上的物件之表面。
  15. 如申請專利範圍第14項之曝露方法，其中該光照射於其上的物件為用光阻劑塗佈之圓柱形模具，且曝露製程係以其中光罩圍繞該圓柱形模具之狀態進行。
  16. 如申請專利範圍第15項之曝露方法，其中使用多個光源將光照射在圍繞該圓柱形模具之光罩上。
  17. 如申請專利範圍第14項之曝露方法，其進一步包含在進行曝露製程之後另外進行刻蝕製程。
  18. 一種製造模具之方法，其包含藉由使用如申請專利範圍第1項之曝露裝置曝露光照射於其上的物件之表面，在光照射於其上的物件之表面上形成圖案。
  19. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該光照射於其上的物件具有圓柱形，及在光照射於其上的物件之表面上形成光阻劑。
  20. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該圖案係配置一或多條線，且該一或多條線之寬度係於0.1至10μm之範圍。
  21. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該圖案係配置一或多條線，且該一或多條線之高度或深度係於0.05至5μm之範圍。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105319840A (zh) * 2015-11-23 2016-02-10 南通天鸿镭射科技有限公司 利用复制技术制作紫外光固化无缝成型辊轮的装置及方法
EP3410215B1 (en) 2016-01-27 2020-06-17 LG Chem, Ltd. Film mask, method for manufacturing same, and method for forming pattern using film mask and pattern formed thereby
WO2017131498A1 (ko) 2016-01-27 2017-08-03 주식회사 엘지화학 필름 마스크, 이의 제조방법, 이를 이용한 패턴 형성 방법 및 이를 이용하여 형성된 패턴
KR102089835B1 (ko) 2016-01-27 2020-03-16 주식회사 엘지화학 필름 마스크, 이의 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성 방법
CN107272344B (zh) * 2016-04-08 2019-01-04 华邦电子股份有限公司 曝光方法、曝光设备及三维结构
TWI672212B (zh) * 2016-08-25 2019-09-21 國立成功大學 奈米壓印組合體及其壓印方法
KR101878574B1 (ko) * 2016-12-28 2018-07-13 부산대학교 산학협력단 곡면체의 간섭패턴 제작장치 및 그 방법
CN106773527A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 东旭科技集团有限公司 掩膜板、曝光机和玻璃基板的曝光方法
CN111458986A (zh) * 2020-04-22 2020-07-28 安徽大学 一种倒置接触式光学曝光光刻设备及曝光方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02110841A (ja) * 1988-10-19 1990-04-24 Canon Inc 情報記録媒体用基板の成形用ロール状スタンパーの製造方法及びそれを用いた情報記録媒体用基板の製造方法
KR0157279B1 (ko) * 1994-03-15 1999-05-01 모리시타 요이찌 노광방법
JP3735441B2 (ja) * 1996-03-18 2006-01-18 松下電器産業株式会社 露光装置
JP2002072497A (ja) * 2000-08-29 2002-03-12 Toppan Printing Co Ltd 露光方法
JP4824273B2 (ja) * 2003-11-07 2011-11-30 大日本印刷株式会社 回折格子作製用位相マスク
US20050170287A1 (en) * 2004-01-30 2005-08-04 Kanga Rustom S. Photosensitive printing sleeves and method of forming the same
JP4846558B2 (ja) * 2006-12-22 2011-12-28 藤森工業株式会社 周波数選択透過型の電磁波シールド材およびその製造方法
KR100817101B1 (ko) * 2007-04-04 2008-03-26 한국과학기술원 폴리머 또는 레지스트 패턴과 이를 이용한 몰드, 금속 박막패턴, 금속 패턴 및 이들의 형성 방법
US7968959B2 (en) * 2008-10-17 2011-06-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Methods and systems of thick semiconductor drift detector fabrication
JP2010060681A (ja) * 2008-09-02 2010-03-18 Hitachi Maxell Ltd リソグラフィ用のマスクの製造方法、表面加工方法、光学素子成形用の金型の製造方法および光学素子の製造方法
KR20100028330A (ko) * 2008-09-04 2010-03-12 한국기계연구원 미세 패턴을 갖는 실린더의 제조 방법
JP2010182824A (ja) * 2009-02-04 2010-08-19 Toshiba Corp 磁気ランダムアクセスメモリの製造方法及び混載メモリの製造方法
US8895235B2 (en) * 2010-03-02 2014-11-25 National University Corporation Hokkaido University Process for production of photoresist pattern
CN102566260A (zh) * 2011-12-30 2012-07-11 西安交通大学 超长光栅尺辊压模具表面图形化的快速加工方法

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