TWI582834B - 具有奈米級準確度之使用者定義輪廓之薄膜的可程式沉積 - Google Patents

具有奈米級準確度之使用者定義輪廓之薄膜的可程式沉積 Download PDF

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Description

具有奈米級準確度之使用者定義輪廓之薄膜的可程式沉積 【相關申請案之交互參照】
本申請案係關於以下共同擁有的共同待決美國專利申請案：2013年8月19日申請的臨時申請案序列號第61/867,393號「奈米級薄膜的可程式沉積(Programmable Deposition of Nanoscale Films)」，且根據專利法主張其在先申請日之權益。
政府利益
按照美國國家科技基金會(National Science Foundation)批准號ECCS-1120823之條款，美國政府享有本發明之某些權利。
本發明一般而言係關於薄膜沉積，且更具體而言係關於具有奈米級準確度之使用者定義輪廓之薄膜的可程式沉積。
大多數微米製造及奈米製造的裝置的製造需要許多薄膜之沉積，該等元件包括半導體、光子及光電裝 置、MEMS/NEMS、電子顯示器(諸如LCD)等。目前行業中存在若干沉積選擇。諸如旋塗之製程通常進行液相中的沉積，該液體通常用作固化液體以獲得所要的薄膜的後續反應之前驅物。在氣相中，最常用的技術為化學氣相沉積(CVD)。在典型CVD製程中，基板暴露於氣相前驅物，該等前驅物反應或分解以在基板表面上形成所要的薄膜。存在若干類型的CVD製程。取決於所使用的壓力，該等CVD製程可被分類為常壓CVD(APCVD)、低壓CVD(LPCVD)或超高真空CVD(UHVCVD)。低壓傾向於減少不需要的反應且改良薄膜厚度均勻性。基於電漿的方法(諸如電漿增強CVD(PECVD))用來增強化學反應。遠端PECVD在半導體行業中亦使用於薄膜的沉積中，以降低沉積溫度且保護基板免於高溫效應。稱為原子層沉積(ALD)的技術亦通常用來產生一或多種不同材料之保形單層。物理氣相沉積(PVD)方法亦為重要的薄膜沉積技術。顧名思義，該等PVD方法不依賴化學反應，而是在真空環境下將冷凝形態的蒸發材料沉積至基板上。蒸發沉積及濺鍍為PVD之兩個常見實例。前者將要沉積的材料加熱至高蒸氣壓力，而後者利用電漿放電來以要沉積的材料之原子轟擊基板表面。
以上論述的所有製程皆以每單位面積沉積大體上相同的材料量的方式沉積薄膜。對於此等製程而言，調適材料以有意形成不均勻薄膜的能力通常為不可能的。此外，製程(諸如旋塗)涉及大量的材料損耗，同時真空製程可能由於需要抽空執行處理所在的腔室而為昂貴的。
因此，當前不存在用於在無大量材料損耗的情況下以廉價方式有意形成不均勻薄膜的手段。
在本發明之一實施例中，一種用於沉積薄膜的製程包含藉由一陣列噴墨噴嘴將前驅物液體有機材料液滴分配於基板上的複數個位置處。製程進一步包含使頂置板下落，藉此允許液滴形成捕獲在基板與頂置板之間的連續薄膜。製程另外包含允許頂置板、連續薄膜及基板之非平衡暫態在一段時間之後發生。此外，製程包含固化連續薄膜以將連續薄膜凝固成固體。另外，製程包含將頂置板與固體分離，藉此在基板上留下聚合物薄膜。
在本發明之另一實施例中，一種用於有意沉積不均勻薄膜的製程包含獲得所要的不均勻薄膜厚度輪廓。製程進一步包含解答逆最佳化程式以獲得所分配液滴之體積及位置，以便最小化所要的不均勻薄膜厚度輪廓與最終薄膜厚度輪廓之間的誤差範數，使得最終薄膜厚度輪廓之體積分佈為所分配液滴之體積及位置的函數。製程另外包含藉由一陣列噴墨噴嘴將前驅物液體有機材料液滴分配於基板上的複數個位置處。此外，製程進一步包含使頂置板下落以形成捕獲在基板與頂置板之間的連續薄膜。另外，製程包含允許頂置板、連續薄膜及基板之非平衡暫態在由逆最佳化方案得出的一段時間之後發生。另外，製程包含固化連續薄膜以將連續薄膜凝固成聚合物。製程進一 步包含將頂置板與聚合物分離，藉此在基板上留下聚合物薄膜。
前述內容已相當大概地概述了本發明之一或多個實施例之特徵及技術優點，以便可更好地理解本發明之以下詳細描述。下文將描述可形成本發明之申請專利範圍之主題的本發明之額外特徵及優點。
100‧‧‧方法
101‧‧‧步驟
102‧‧‧步驟
103‧‧‧步驟
104‧‧‧步驟
105‧‧‧步驟
106‧‧‧步驟
201‧‧‧液滴
202‧‧‧基板
203‧‧‧多重噴射機
204‧‧‧頂置板/頂置板層
205‧‧‧流體前沿
206‧‧‧連續薄膜
207‧‧‧UV曝光
208‧‧‧聚合物薄膜
901‧‧‧滾筒/塑膠滾筒
902‧‧‧箭頭
903‧‧‧塑膠滾筒
904‧‧‧箭頭
905‧‧‧真空或多孔卡盤
1100‧‧‧逆最佳化框架
1101‧‧‧噴墨參數
1102‧‧‧展佈時間
1103‧‧‧其他製程參數
1104‧‧‧構形
1105‧‧‧規定薄膜厚度輪廓
1106‧‧‧初始條件
1107‧‧‧最佳化解答器
1108‧‧‧線性化模型
1109‧‧‧最終輪廓
1400‧‧‧方法
1401‧‧‧步驟
1402‧‧‧步驟
1403‧‧‧步驟
1404‧‧‧步驟
1405‧‧‧步驟
1406‧‧‧步驟
1407‧‧‧步驟
1501‧‧‧晶圓
1502‧‧‧前驅物液體有機材料
1503‧‧‧多重噴射機
1504‧‧‧頂置板
1506‧‧‧連續薄膜
1507‧‧‧UV曝光
1508‧‧‧聚合物薄膜
當結合以下圖式來考慮以下詳細描述時，可獲得對本發明之更好的理解，在圖式中：圖1為根據本發明之一實施例的用於使用PAINT的規定薄膜厚度變化之方法的流程圖；圖2A至圖2F描繪根據本發明之一實施例的在圖1中所述之製造步驟期間於基板上沉積薄膜的橫截面圖；圖3為描繪根據本發明之一實施例的使用PAINT沉積均勻薄膜的實驗結果的圖表，其中已在大範圍厚度內獲得具有小於2%之不均勻性的薄膜；圖4A為例示根據本發明之一實施例的用於代表性正弦輪廓的實驗獲得資料與模型預測及所要的輪廓之比較的圖表；圖4B為根據本發明之一實施例的將正弦厚度變化展示為陰影變化的晶圓的圖片；圖5例示根據本發明之一實施例的系統的幾何形狀； 圖6例示根據本發明之一實施例的在連續流體達到平衡狀態之前該連續流體的重新分佈；圖7為描繪根據本發明之實施例的在拋光的3”矽晶圓上跨越不同行掃描量測的不同空間頻率之振幅分佈的圖表；圖8例示根據本發明之一實施例的展示不同厚度之佈置的頂置板設計；圖9A例示根據本發明之一實施例的頂置板之可重新裝載滾筒-滾筒組態；圖9B例示根據本發明之一實施例的基板亦處於可重新裝載滾筒-滾筒組態中的可重新裝載頂置板；圖10為描繪根據本發明之一實施例的不均勻性之時間演化之比較的圖表，該比較指示不具有構形的線性化模型對於短展佈時間之可行性；圖11例示根據本發明之一實施例的逆最佳化框架；圖12A為根據本發明之一實施例的線性分級薄膜厚度的曲線圖；圖12B為根據本發明之一實施例的液滴圖案的示意圖；圖13A為根據本發明之一實施例的10km曲率半徑的橢圓輪廓的曲線圖；圖13B為根據本發明之一實施例的液滴圖案的示意圖； 圖14為根據本發明之一實施例的用於使用PAINT拋光晶圓構形之方法的流程圖；圖15A至圖15F描述根據本發明之一實施例的使用圖14中所述步驟拋光晶圓構形的橫截面圖；以及圖16為展示出了根據本發明之一實施例的使用PAINT的構形在3個矽晶圓上之單步遷移的曲線圖。
本發明呈現用於具有奈米級準確度之使用者定義輪廓之薄膜的可程式沉積之通用基於噴墨的製程。此方法在此被稱為薄膜之可程式噴墨(Programmable Inkjetting of Thin-films)或PAINT。由於PAINT獲得可程式薄膜厚度輪廓之能力；並且因為PAINT可以高製程速度且在幾乎零材料損耗的情況下執行此類製程，所以PAINT提供獨特的賦能能力。賦能效能及低成本之此組合具有擁有如本文所論述之顯著應用的潛力。PAINT亦可以幾乎零材料損耗沉積均勻厚度之薄膜，藉此用於在成本敏感的應用中沉積均勻薄膜。PAINT對於基板類型、厚度或材料之選擇實質上為不可知的，並且能夠在大面積上沉積薄膜。藉由設計，PAINT亦可大體上去耦系統寄生現象(諸如，表面構形、噴墨液滴體積變化等)之影響，且防止該等系統寄生現象破壞最終薄膜厚度。PAINT之最引人注目的使用將產生自由表面，該自由表面之輪廓由使用者定義，且可在軟體上經適應性地修改，而在工具或硬體上無任何改變。
PAINT使用一或多個陣列之噴墨噴嘴(亦被稱為多重噴射機)以在基板上分配前驅物液體有機材料之微滴。材料可為包括一或多種單體、寡聚物、短鏈聚合物、溶劑、酸、鹼、鹽等之組合物。可預處理基板表面以增強此材料之展佈。因為多重噴射機中多個噴嘴之存在，可使用驅動多重噴射機或基板之一掃描級使所要的基板區域在幾秒內覆蓋需要的液滴，同時保留對每一分配液滴之體積及位置的控制。對於每一所要的薄膜厚度輪廓而言，可自逆最佳化程序獲得包裹線性化薄膜潤滑模型的最佳液滴體積及位置。液滴分配之後，使最佳可撓的頂置板下落，使得由前沿側進行液滴上的第一接觸。藉助於後側壓力或重力，可使可撓的頂置板彎成弓形。此舉引發液體前沿，該液體前沿快速向外展佈，從而與液滴融合且藉此產生連續薄膜。隨後允許此基板-流體-頂置板「夾心結構」演化由逆最佳化程序得出的所要的持續時間，在此之後由光子能或熱能固化有機材料以使該有機材料交聯成聚合物。隨後將頂置板與夾心結構分離，從而在基板上留下薄聚合物薄膜。結合圖1及圖2例示此類製程。
圖1為根據本發明之一實施例的使用PAINT的規定薄膜厚度變化之方法100的流程圖。將結合圖2A至圖2F論述圖1，圖2A至圖2F描繪根據本發明的實施例的在圖1中所述之製造步驟期間於基板上沉積薄膜的橫截面圖。
如本文所論述，「頂置板」需要具備「最佳可撓性」，其中頂置板之硬度是：(1)足夠高以允許液體有機材料液滴之推進以便橫向融合，而非將單獨液滴捕集為島狀物，並且頂置板包裹該等島狀物；並且(2)足夠低使得由於頂置板之變形而儲存在頂置板中之應變能在單體的固化或交聯之前不顯著影響薄膜流體動態行為。頂置板之硬度亦應足夠低以顯著地緩和基板構形特徵之存在且對於基板構形特徵為不可知的。
參照圖1，結合圖2A至圖2F，在步驟101中，藉由多重噴射機203將材料之液滴201分配在基板202上的所要位置處，如圖2A中所示。多重噴射機203由單個噴射機表示為延伸至圖2A之平面中的多重噴射機陣列。液滴之所要位置得自逆最佳化框架。在一實施例中，使用壓電噴射機或電流體動力噴射機分配的液滴201之最小體積低於5皮升。在另一實施例中，使用壓電噴射機或電流體動力噴射機分配的液滴201之最小體積低於1皮升。在一實施例中，基板202主要由楊氏(Young’s)模數大於1Gpa的材料組成。在一實施例中，基板202為由以下材料中之一或多種組成的剛性晶圓：矽、二氧化矽及氮化鎵。
在步驟102中，使最佳可撓的頂置板204下落於所分配液滴201上，如圖2B中所示。
在步驟103中，隨後回應於使頂置板204下落於所分配液滴201上而引發流體前沿205，如圖2C中所 示。可選擇頂置板204之形狀及頂置板降落之速度以允許液滴201橫向融合，以便最小化氣泡之任何捕集來形成連續薄膜。在此製程中，可將可溶於有機液體中的氣體(諸如CO2)或容易擴散至大多數基板202及/或頂置板204中之He的局部氣氛用於基板-頂置板夾心結構區中，以進一步有助於避免氣泡之捕集。頂置板204之材料可包括多個選擇，其中包括但不限於玻璃(例如石英、熔融二氧化矽等)、塑膠(例如PMMA、聚碳酸酯、PET、PEN等)或陶瓷(例如Zerodur®)，該等陶瓷包括具有聚合物薄膜的陶瓷。塑膠及陶瓷材料具有固有多孔性，該固有多孔性進一步有助於氣體之傳輸且避免氣泡之捕集。通常將頂置板204拋光成局部光滑的，亦即，具備低表面粗糙度(粗糙度係定義為在微米級空間波長範圍內的振幅變化)。頂置板204之表面可塗佈有低表面能塗層(諸如FOTS或Teflon)，同時基板202之表面可塗佈有黏合促進劑(諸如BARC、ValMat或TranSpin)塗覆。頂置板及/或基板塗層之使用將增強在此製程結束時將固化材料留在基板202上的能力。噴墨的材料可包括UV可固化材料，諸如由Molecular Imprints公司提供的MonoMat®及SilMat®材料或Micro-resist technologies提供的mr-UVcur**。
在步驟104中，允許頂置板-流體-基板夾心結構在一段時間之後演化至非平衡暫態，以使液滴201形成連續薄膜206，並且頂置板層204在連續薄膜206之頂部上，如圖2D中所示。
在步驟105中，自UV曝光207固化頂置板-流體-基板夾心結構，以便將連續薄膜206交聯成聚合物，如圖2E中所示。
在步驟106中，將頂置板204與聚合物分離，從而在基板202上留下聚合物薄膜208，如圖2F中所示。假設基板202具有正被製造的功能部分，而頂置板204實質上為用於達成PAINT製程的媒介物。在一實施例中，聚合物薄膜208可為蝕刻薄膜以允許薄膜厚度輪廓轉移至下層功能薄膜或基板202，如以下進一步所論述。
在一些實行方案中，方法100可包括為清楚起見未示出的其他步驟及/或額外步驟。此外，在一些實行方案中，方法100可以不同於所呈現的順序執行。另外，在一些實行方案中，可以大體上同時的方式執行或可省略方法100中的某些步驟。
已藉由沉積高度均勻的薄膜(圖3)及具有與模型極佳關聯的非單調正弦型輪廓的不同薄膜(圖4A至圖4B)證實PAINT製程。圖3為描繪根據本發明之一實施例的使用PAINT進行的均勻薄膜之沉積的實驗結果的圖表，其中已越過大範圍厚度獲得具有小於2%不均勻性的薄膜。圖4A為例示根據本發明之一實施例的實驗獲得的資料與模型預測及代表性正弦輪廓之所要輪廓的比較的圖表。圖4B為根據本發明之一實施例的將正弦厚度變化展示為陰影變化的晶圓圖片。已使用不同波長藉由PAINT獲得若干此類輪廓。
另外，亦已獲得線性漸變薄膜以及標稱半徑為~10km曲率半徑的凸/凹輪廓-全部具有與模型的極佳關聯。本文稍後論述線性漸變薄膜及高曲率半徑薄膜。此外，自由表面亦可用於針對任意表面構形進行修正，此舉對於基板拋光而言為極其有價值的，如本文稍後所論述。因此，潛在應用領域跨越半導體裝置、光子學、生物醫學以及奈米流體應用。
可使用假設流動主要與表面平行且垂直壓力梯度為零的潤滑近似法來解決結構域中的流體流動，該等結構域具有相較於高度(薄膜)的大得多的橫向長度尺度。忽略重力且使用此近似法，流體體積及動能守恆連同薄片彎曲引出用於夾在兩個片之間的薄流體薄膜的以下統禦方程式： 其中μ、h(x,y,t)、D、、w s (x,y)及w c (x,y)分別為流體黏度、薄膜厚度、頂置板之彎曲剛度、空間梯度向量、基板及頂置板之非時變標稱構形。
彎曲剛度可表達為，其中E、b及v分別為頂置板之楊氏模數、厚度及帕松比(Poisson’s ratio)。如以下進一步論述，在一實施例中，頂置板204具有彎曲剛度，其中最佳範圍定義為高於產生液滴201之融合所需要的最小值同時低於確保連續薄膜206在頂置板204下落之後的一段設計時間之前不平衡所需要的最大值。
在圖5中例示根據本發明之一實施例的系統之幾何形狀。已發現，薄膜夾心結構之特性演化時間尺度τpaint與沉積區域及黏度直接成正比，且與彎曲剛度及平均薄膜厚度成反比。因此，在增加頂置板之厚度(b)、平均薄膜厚度(h 0 )或頂置板之楊氏模數(E)之後，τpaint減少，導致流體更快的重新分佈。由於此重新分佈，最終薄膜厚度輪廓演化至其平衡狀態，該平衡狀態亦含有分別來自基板202及頂置板204之下層構形及上覆構形之特徵。此快速重新分佈通常為不合需要的，如接下來所論述。此狀況在圖6中針對標稱平坦的基板展示出，其中圖6例示根據本發明之一實施例的在流體206達到平衡狀態之前該流體的重新分佈(參見圖2D、圖2E及圖5)。然而，目的在於最小化此重新分佈，使得可自初始材料分佈獲得最終薄膜厚度，以便可藉由噴墨流體液滴之預定義位置及體積來達成PAINT之「可程式」本性。換言之，此動態模型揭示出以下事實：在夾心結構的演化中捕獲預平衡暫態為必要的，因為平衡狀態僅允許通常為不合需要的且由基板構形破壞的(圖6中未示出)一個可能的解。此狀況使薄膜的可程式沉積目的失敗。「實質上與噴墨流體液滴相關的捕獲預平衡暫態」及拒絕基板與頂置板構形之效應的此概念形成PAINT製程之發明性概念之一，從而將此概念與先前製程區分開。亦即，連續薄膜206之預平衡暫態產生薄膜厚度輪廓，該薄膜厚度輪廓之體積分佈為分配在基板202上的液滴201之體積分佈的函數。
參照圖6，圖6例示初始材料分佈經由暫態到達其最終平衡狀態之演化。平衡狀態僅具有一個解，在此情況下為均勻薄膜206，因為此處已忽略頂置板204及基板202之構形。通常，平衡與最初噴墨的流體液滴體積/位置不相關。因此，PAINT需要「實質上與噴墨流體液滴相關的非平衡暫態之捕獲」。
增加特性時間尺度對於延遲平衡及減少如表面構形的寄生現象之影響為必要的。同時，需要完成流體液滴之融合的最小時間，以最小化在液滴融合製程期間產生的任何寄生氣泡，且用於使流體薄膜在液滴之間的間隙區處不具有因缺乏用於完成融合的時間而產生的不合需要的薄膜厚度變化。導致「強健」液滴融合製程的此最小時間在本文中將被稱為(τ強健)。
可以以下可能的方式增加特性時間尺度：(i)增加流體黏度，(ii)降低平均薄膜厚度，(iii)增加沉積區域之特性橫向長度尺度，(iv)降低頂置板材料之楊氏模數，及(v)降低頂置板之厚度。考慮到必須最佳化流體性質以用於展佈、融合以及結合薄膜演化的固化，且此等約束可超越黏度要求，選擇(i)並非始終可行的。以上選擇(ii)及選擇(iii)中的平均薄膜厚度及特性長度尺度可通常由沉積要求統禦，且因可能不被選擇來經控制作為製程參數。亦可最佳化選擇(iv)中的頂置板材料以用於固化、液滴展佈及分離。因此，可修改的較佳參數為以頂置板厚度之形式的頂置板之幾何形狀或選擇(v)。
自延遲平衡之觀點來看，需要使頂置板204盡可能地薄。然而，使頂置板204任意地薄並非可行的，如以上在最佳可撓性之上下文中所論述。此外，對於自動化、裝載等而言，薄頂置板204可能難以搬運。最佳頂置板設計可基於以下因素：(i)固化類型(光子/熱/其他)，(ii)所要的製程時間尺度，(iii)現有頂置板之可用性，(iv)流體封閉需求及(v)遭遇的典型構形之尺度。
例如，對於典型拋光的Si晶圓而言，構形之尺度例示於圖7中。圖7為描繪根據本發明之一實施例的在拋光的3”矽晶圓上跨越不同行掃描量測的不同空間頻率之振幅分佈的圖表。對於UV固化製程而言，熔融二氧化矽晶圓可用作頂置板204。因為此等晶圓由於其易碎性而無法任意地減薄，所以該等晶圓可經設計成具有較高厚度之外環及較低厚度之內圈，在該外環處可搬運該等晶圓，在該內圈處該等晶圓與流體相互作用。最佳厚度值之決定來自奈米構形振幅及所要的時間尺度以及方程式2中對應的製程參數之值。對於~100s之時間尺度、~100nm之平均薄膜厚度、來自Molecular Imprints的Monomat®抗蝕劑及由於在2mm波長下~10nm之構形的最小化破壞，頂置板204之最佳厚度在0.01mm至1mm之範圍內。變得低於0.01mm可防止彼此間隔開5mm以上的液滴融合，且因此造成缺陷，諸如空氣氣泡及空隙。然而，若無需將相鄰液滴置放成間隔開如此遠，則此舉有助於甚至進 一步降低厚度。另一方面，變得高於1mm引起快速平衡及寄生構形在沉積薄膜上之表現。
現參照圖8，圖8例示展示根據本發明之一實施例的不同厚度佈置的頂置板204設計。在厚度為0.525mm且雕刻出厚度為0.25mm的內圈的標準晶圓上實現可撓的頂置板204。可藉由在較薄側上使用檯面釘住流體前沿且將流體封閉至預定義區中來進行對設計之進一步增強。額外頂置板幾何形狀包括塑膠材料之使用，該塑膠材料具有相較於熔融二氧化矽頂置板的低得多的楊氏模數，且因此允許較高厚度。另外，此等材料之多孔本性導致其自身的快速氣體溶解及所捕集氣泡之最小化。此類塑膠頂置板204可作為獨立片使用，類似於該等塑膠頂置板之熔融二氧化矽對應物，或可使用於張力控制的滾筒-滾筒組態中。面內頂置板力及力矩可與現有彎曲剛度組合來形成頂置板之有效彎曲剛度。合意的頂置板方法涉及使用極其可撓的、以有效彎曲剛度保持在張力中的頂置板204，該有效彎曲剛度僅僅足夠高以確保液滴之強健融合，且一旦液滴已融合即降低張力以最小化有效彎曲剛度來增強捕獲預平衡暫態之能力。滾筒至滾筒可撓的頂置板204具有允許快速重新裝載以防止來自顆粒污染之重複缺陷的額外益處。因為頂置板實施例是在塑膠滾筒上，所以該頂置板實施例相對廉價，從而導致製程成本之顯著降低，如圖9A中所示。
圖9A例示根據本發明之一實施例的頂置板204之可重新裝載的滾筒-滾筒組態。在此實施例中，頂置板204為保持在張力(參見箭頭902)下的塑膠滾筒901。僅滾筒901之一部分用作頂置板204。在重複PAINT製程之後，使用的部分可被顆粒物質以及製程缺陷污染。一旦識別污染，即可旋轉滾筒901以引入較清潔的頂置板區域。在如此使用整個滾筒之後，可丟棄該滾筒且裝載新滾筒以用於快速製程周轉。
然而，面內張力之增添改變頂置板-流體-基板夾心結構之演化動力學。為成與熔融二氧化矽頂置板204相同的效能量測，所需要的面內張力為近似0.1kN/m至100kN/m。通常，在100μm或更低的塑膠頂置板厚度的情況下，張力值之此範圍下的面內應力可潛在地超過材料拉應力界限，藉此導致臨界拉伸失敗或甚至屈曲失敗之可能性。因此，當薄頂置板204為合意的，以使頂置板204更可撓且具有高製程時間尺度時，頂置板不應薄得以至該頂置板在張力上失敗。
連同頂置板204為聚合物腹板滾筒，基板202在R2R組態中亦可體現為另一塑膠滾筒。當基板202與頂置板204相比更具剛性時，PAINT給出最佳結果。為保持基板202比頂置板204變形得少，基板202與頂置板204之有效彎曲剛度的比率應保持小於5。對於對寄生構形之表現的更嚴格容許而言，此比率界限需要相應地較高。對於片類基板而言，藉由抵靠真空將基板固持在卡盤上來實 現剛性基板202。在R2R設置中可藉由將高度可撓的基板(諸如PET、PC、PEN等)部分或完全固持在具有高度拋光表面的多孔或真空卡盤上且在基板202向前滾動時允許滑動來將相同方法利用於該等高度可撓的基板。甚至在頂置板204作為滾筒的情況下亦可獲得此舉，只要頂置板204與基板202相比更加可撓即可，如圖9B中所示。
圖9B例示根據本發明之一實施例的基板202亦處於R2R組態中的可重新裝載頂置板204。如圖9B中所示，基板202為保持在張力(參見箭頭904)下的塑膠滾筒903。可在PAINT製程期間抵靠真空或多孔卡盤905固持高度可撓的基板202來增加該高度可撓的基板之有效彎曲硬度。
方程式1中得出的薄膜潤滑模型由於包括外來構形輸入而為高度非線性且複雜的，因此需要昂貴的數值模擬。然而，可通過使用進行線性分析來分析性地獲得模型之一階特性，其中<<1且無構形。將此新線性化模型與實驗資料及具有均勻薄膜之構形的完全非線性模型之解決方案兩者進行比較。在圖10中概括不均勻性之演化。圖10為描繪根據本發明之一實施例的不均勻性之時間演化之比較的圖表，該比較指示不具有構形的線性化模型對於短製程時間之可行性。自該等結果可以看出，實驗資料對於較短製程時間而言與模型之兩個版本很好地匹配。然而，對於較長製程時間而言，不具有構形的線性化模型與實驗資料或非線性模型不太一致，該非線性 模型較好地與實驗資料一致。此狀況揭示，若將製程時間(t)保持相對短(<τ線性)，則兩個模型之間的差異可為可忽略的。此為極其合意的，因為可分析性地解決不具有構形的線性化模型，藉此極大地降低計算複雜性且允許解決PAINT之關鍵態樣：用於所要的薄膜厚度輪廓的流體液滴之最佳位置及體積。
現在，τ線性之值取決於頂置板204之有效彎曲剛度，因為在線性化模型之毀壞可由於構形而發生之前，更可撓的頂置板204將允許更大的視窗。然而，根據先前論述，製程之最小時間尺度應足夠大以允許離散液滴201之強健融合且產生具有最少氣泡的連續薄膜206。因此，顯而易見，τ線性大於τ強健且亦允許合理的製程視窗以捕獲所要的預平衡暫態。
亦為重要的是，在此應注意，雖然τ線性取決於頂置板彎曲硬度，但τ強健並非取決於頂置板彎曲硬度，只要液滴201以合理的距離間隔開(例如，隔開小於5mm)即可。液滴201之最佳展佈及融合亦取決於頂置板204之硬度。若液滴201彼此間隔得較遠，則頂置板204將需要攜帶更多應變能以促使液滴201展佈且融合，藉此將頂置板204之設計朝向較硬材料或較厚幾何形狀驅動。可藉由降低單獨液滴體積且保持液滴201彼此接近可減輕此問題。
若使用以上方法來選擇(τ強健，τ線性)區間內的最佳(t)，則對於具有類似構形輪廓的基板而言，使用不具 有構形的線性化模型為足夠的。此方法可使PAINT製程對於基板及頂置板兩者之構形實質上為不可知的。此為PAINT之一重要態樣，因為將基板202及/或頂置板204之構形控制於小幅度是極其困難的，尤其是在可接受的拋光成本下。因此，對獲得的薄膜厚度輪廓之控制大體上不受基板202及/或頂置板204之拋光品質的影響。換言之，使用PAINT獲得的薄膜厚度輪廓之準確度可遠遠超過基板202及/或頂置板204之不合需要的構形。
現更詳細地論述關於PAINT對於基板202及/或頂置板204之構形為不可知的以上陳述。頂置板-流體-基板夾心結構顯示了豐富的動力學行為，在給定初始條件下，可使用方程式(1)之正演模型預測該動力學行為。然而，考慮到用於系統之耗散本性及對稱邊界條件，平衡狀態t~∞對於任何給定初始條件始終為相同的。此平衡狀態係藉由頂置板204達成零變形狀態來實現的，並且流體薄膜厚度輪廓由h(x,∞)=h 0-w s (x)+w c (x)得出，其中h o為平均薄膜厚度。可看出，頂置板204及基板202兩者之構形決定平衡薄膜厚度輪廓。對於具有規定空間變化的薄膜之沉積而言，需要系統遠離平衡，因為平衡僅可獲得單個可能的解，該單個可能的解再次僅受基板202及頂置板204影響。
已確定需要向較小製程時間或較高特性時間尺度移動以最小化寄生構形之影響，同時保持製程時間足夠高以用於強健的液滴融合，從而導致在(τ強健，τ線性)區間中的最佳製程時間(τ最佳)。因此，為了能夠程式化所要的 不均勻薄膜厚度輪廓，問題變成找到所要的非平衡暫態之問題，使得滿足規定空間輪廓。薄頂置板204(如250μm帶芯的頂置板204)之使用有助於延長時間尺度，使得在實體結構域上具有更大空間來捕獲所要的暫態。此態樣連同離散流體液滴201之最佳位置/體積的解決方案一起形成逆模型公式化之基礎，該逆模型公式化形成用於程式化規定不均勻薄膜厚度輪廓的沉積之基礎。
逆模型公式化具有達到獲得所要的非平衡暫態的若干重要態樣，如圖11中所示。圖11例示根據本發明之一實施例的逆最佳化框架1100。噴墨參數1101及展佈時間1102為輸出，同時其他製程參數1103、構形1104和規定薄膜厚度輪廓1105形成輸入。達成此所要的非平衡狀態首先需要決定用於系統之最佳初始條件1106，且隨後決定最佳時間，此初始條件1106由最佳化解答器1107演化至該最佳時間。最佳化解答器1107可包括基因演算法、樣式搜索、模擬退火及其他此類技術或上述技術之組合。公式化之核心由不具有構形的線性化模型1108由於其分析的簡單性而得出，該線性化模型得出在給定初始條件1106下的最終輪廓1109。然而，系統之初始條件1106自身為數以千計的液滴201之展佈及融合的結果。因此，規定初始條件1106等同於規定此等數以千計的液滴201中每一個之體積以及x及y位置。連同噴墨液滴相關的參數，系統需要演化的最佳時間亦形成模型1108之輸出。主輸入包括由方程式2得出的製程之時間尺度及相關聯系統參 數，以及任何構形資訊。系統參數亦可包括任何系統寄生現象，諸如液滴之蒸發輪廓、收縮效應或不均勻蝕刻特徵，使得在獲得所要的薄膜厚度時，該等系統參數可獲補償。因此，總之，可將逆模型設置為最佳化程序，其中目標函數給出為實際薄膜厚度輪廓(包括其積分及微分)與所要的薄膜厚度的輪廓(包括其積分及微分)之間的誤差的最小化。此誤差可由適合的範數來定義，該範數可給出實際薄膜厚度與所要的薄膜厚度的適當偏差。例如，當實際薄膜厚度值與所要的薄膜厚度值之間的「平均」差異為重要的時，L2範數為適當的，因為L2範數計算每個位置處偏差的平方和之平方根。另一方面，當最大差異變得重要時，使用L-無限範數變得更適當。相同原理可應用於實際薄膜厚度輪廓與所要的薄膜厚度輪廓中的梯度(例如當有必要最小化斜率誤差時)或積分(例如當有必要最小化總體積偏差時)。
目標函數經受起源於系統硬體以及與製程之建模有關的假設的若干約束。主約束表現在噴墨液滴參數(亦即，液滴體積及位置)之離散本性中。考慮到每一液滴201之體積以及x及y位置為來自逆模型的所要輸出，且對於典型薄膜厚度沉積，存在所涉及的數千個液滴201，此等整數約束之數目大得驚人。此狀況極大地增加最佳化之複雜性且使問題為高度非線性的。即使目標函數為誤差範數之標準最小化，解析解亦由於此等整數約束之存在而不易處理。
製程之另一特殊態樣為可使用該製程容易地沉積相同材料或不同材料之多層薄膜。自薄膜模型來看，顯而易見，保持平均薄膜厚度(h 0 )較小有助於保持時間尺度較高，保持時間尺度較高對於捕獲非平衡暫態為合意的。因此，在單個步驟中沉積厚均勻薄膜或厚度變化較大的薄膜可為有問題的。此問題可藉由將所要的輪廓分解成較小單位增量之和來減輕，此舉確保時間尺度對於每一單位步驟為令人滿意地高的，且因此保留針對單步驟製程建立的專有技術及對應準確度。此狀況在圖3中簡要地給出，在圖3中展示出，對於均勻薄膜，已藉由使150nm的薄膜連續沉積三次獲得具有極佳均勻性的厚度高達450nm的薄膜。
因為用於沉積之較佳方法為噴墨，所以可藉由使用不同的可噴墨材料來將多步驟製程擴展至多材料堆疊之沉積，使得堆疊中每一層皆具有規定輪廓。此允許在薄膜之深度方向上具有材料及厚度梯度的薄膜之沉積，此為當前最先進技術中不易獲得的特徵。可藉由具有在多重噴射機中的每一個中具有相異材料，或甚至在單個多重噴射機中具有不同材料的一組多重噴射機來達成此製程。可在基板在各單獨PAINT步驟之間不自工具移除的情況下達成整個製程。
關於PAINT的潛在應用，均勻的奈米級厚度的聚合物薄膜用於許多應用，包括但不限於，光學器件及半導體中的抗反射塗層、生物醫學中用於產生單分散奈米 顆粒的前驅物薄膜等。空間變化的薄膜的沉積亦具有在此一起論述的一些新穎應用。此等絕非用於PAINT之應用的窮舉清單。
梯度表面
梯度表面表示一或多個材料性質在空間上的連續改變，因此允許一大組實驗條件之探索。可在單個試樣上同時捕獲整個參數空間之影響，從而導致較快速的材料試驗並且浪費較少。實際上，材料特性化之組合方法通常與「高通量試驗」可互換地使用，從而向試驗材料科學家顯示出此等技術之能力及實用性。可藉由在相同試樣上組合一個以上梯度來放大材料行為之此同時表達，從而導致甚至更大的節約。梯度表面之感興趣的性質可為化學性質(例如，組合物、可濕性等)，亦可為物理性質(例如，溫度、薄膜厚度等)。此類表面可用於材料性質的特性化及篩選，亦可用於驅動製程相關的現象。例如，在僅具有厚度梯度的情況下，可達成所有以上目標。分級嵌段共聚物薄膜厚度可有助於理解及特性化與薄膜厚度有關的嵌段共聚物之形態及抗濕潤。同時，相同厚度梯度可用於感測材料(諸如相關於給定樣品的螢光染料)之發現及篩選。此外，與規定奈米級厚度變化的薄膜共存的空間變化的界面能可用於增強或破壞某些材料液滴的運動。因此，可看出，即使在僅具有薄膜厚度梯度的情況下，亦存在此類表面之巨大的機會，尤其是在生物醫學、藥學及生物材料領域中，在該等領域中需要高通量及經濟有效的梯度庫之產生。此 可藉由使用PAINT以得到範圍在25nm至100nm之間跨越40mm區域的厚度的線性分級薄膜厚度輪廓來解決，如圖12A及圖12B中所示。
圖12A為根據本發明之一實施例的線性分級薄膜厚度的曲線圖。曲線圖揭示模型在準確匹配所要的輪廓方面具有一些誤差。此狀況歸因於來自液滴離析及離散液滴位置的約束。圖12B為根據本發明之一實施例的液滴圖案的示意圖。
用於低曲率自由光學之表面
低曲率自由光學發現在低波長成像中的應用。本文已在x-射線光學之上下文中論述此狀況。x-射線成像已為天文學及醫學領域中極其有用的工具。最近，已存在朝向允許使用x-射線的奈米級成像的推力，尤其用於奈米顯微學之目的。使用x-射線的可靠奈米顯微學尤其在生物醫學成像、半導體製造及材料識別領域中可潛在地具有顯著的影響。x-射線由於其更深地穿透樣本之能力及其在成像不同材料中的通用性而提供優於最先進技術的電子束顯微鏡的優勢。然而，對於可靠地達成真實地允許基於奈米顯微學的應用所需要的奈米級解析度存在顯著的技術挑戰。大多數此等挑戰源自對於製造用於x-射線奈米顯微鏡的聚焦及/或成像光學的嚴格要求。與軟x-射線的波帶片相比，當涉及到硬x射線的反射光學時，此等要求被放大。
x-射線的反射光學依賴於用於聚焦目的的金屬塗覆的鏡。矽鏡亦被證實用於整合於x-射線天文學應用 中。然而，反射鏡必須使用掠入射，亦即，接近零的入射角，以達成所要的解析度及聚焦，然而對於依賴於干涉有關的反射的多層鏡，放鬆了此要求。例如，對於具有1keV、10keV及100keV能量的x-射線之銥樣品分別需要近似2度、0.6度及0.1度的臨界角以達成總外反射。考慮到此約束，可想像的是，此等鏡需要對表面粗糙度及數字(~λ/10)進行的嚴格空間控制，此舉類似於晶圓之奈米構形。x-射線之波長小於10nm，此意味著所要的空間控制小於1nm。粗糙度及數字中超過此容許限的任何微擾可引起非所要的散射效應。因此，自適應性數字校正為用於獲取光學元件之所要品質的重要要素。此外，鏡表面之所要的輪廓通常為圓錐曲線(拋物線、雙曲線或橢圓)，使得多個此類鏡之佈置可達成需聚焦性質。已藉由非標稱圓錐曲線之表面上的基於真空的優先塗覆或不同沉積技術證實此類輪廓。PAINT潛在地具有兩種能力，亦即藉由沉積厚度具有適合空間變化的薄膜來校正數字缺陷且適應性地修改數字以與圓錐曲線表面相似。已藉由沉積曲率半徑幾乎接近10km的凸橢圓薄膜測試此狀況，如圖13A至圖13B中所示。
圖13A為根據本發明之一實施例的10km曲率半徑的橢圓輪廓的曲線圖。如圖13A中所示，實驗資料與模型預測極其一致。圖13B為根據本發明之一實施例的液滴圖案的示意圖。
此類薄膜之沉積之後可為「匹配的回蝕刻」，其中抗蝕劑及基板表面腐蝕劑以相同速率蝕刻。可繼續此 操作直至完全移除抗蝕劑，使得表面之輪廓變為x射線鏡之輪廓。為允許功能性，隨後可使用PVD或ALD沉積單個金屬層或多個金屬層。
基板構形的拋光
考慮到任何表面之構形及粗糙度對於基板之進一步處理可存在問題，若干技術已演化多年以減輕該等問題。在此簡要描述三個基本技術。
研磨、精磨及拋光在製造設施中常規性地用於移除各種基板(包括金屬、玻璃、半導體、光學器件及陶瓷)上的粗糙。取決於最終表面修整之品質及粗糙度、基板之機械性質及不規則性或較長範圍的構形，可使用此等製程中之一或多個來達成所要的目標。該等製程依賴於將基板安裝在旋轉輪或夾具上及使用不同大小的拋光劑顆粒以校正粗糙度及構形。雖然研磨為用於使用高速度及大顆粒的粗糙等級的校正，但是精磨及拋光以及其變體可以產生精密光學器件品質的精細得多的表面修整。
此時，具有指導意義的是，考慮要求極佳表面品質的高端應用，亦即，用於極紫外微影(EUVL)之光罩基底(mask blank)的製造，該極紫外微影係使用13.5nm波長的光進行的。已建議諸如磁流變修整(MRF)和離子束成形(IBF)的技術來校正EUVL光罩基底中的平坦度。然而，此兩種技術由於內在低通量或由於連續修正平坦度所需要的額外拋光步驟而受到迴轉時間極其緩慢的困擾。因此此等技術為昂貴的，且僅限制於可值得極高價值的部分。
為了滿足亞微米裝置技術中對平面性的嚴格要求，化學機械拋光(CMP)為最廣泛地使用的拋光技術。化學機械拋光使用含拋光劑的化學漿料及用於達成平面輪廓的機械襯墊之組合。CMP之最大問題在於材料移除速率對材料之圖案密度的依賴，導致高密度與低密度之間的階梯之形成。階梯顯示為平面化薄膜中的長範圍厚度變化，在尺度上類似於表面之奈米構形。如虛擬填充及圖案化抗蝕劑的預防技術可用來減少圖案密度之變化。此等技術增加平面化製程之複雜性且顯著地限制裝置設計靈活性。亦已在非平坦表面上證實CMP。然而，平面化此類基板所需要的材料及硬體與平面表面所需要的彼等材料及硬體不同，因此限制跨越不同輪廓的可撓性。
已將接觸平面化(CP)報告為CMP製程之替選方案。基板可經旋塗有可光固化的材料且經預烘焙以除去殘餘溶劑。將超平表面或光學平面按壓在旋塗晶圓上。迫使材料回流。壓力用來使材料均勻地展佈開且達成全域平面化。基板隨後曝露於UV輻射以硬化可光固化的材料。雖然具有吸引力，但此製程為自適應性的，因為該製程未對晶圓及光學平面之表面構形的差異做出解釋，該製程亦無法解決在製程自身期間出現的所有寄生現象。此外，使用高黏度材料減緩回流且限制可達成的通量。
PAINT為用於基板拋光之潛在理想的替選方案，因為PAINT可沉積不同厚度的薄膜，以補償任何基板之構形進行且得到標稱平坦的頂表面。以下結合圖14及圖 15A至圖15F論述使用PAINT作為基板拋光之替選方案的製程。圖14為根據本發明之一實施例的用於使用PAINT拋光基板構形的方法1400的流程圖。將結合圖15A至15F論述圖14，圖15A至15F描繪根據本發明之一實施例的使用圖14中所述之步驟拋光基板構形的橫截面圖。
參照圖14，在步驟1401中，藉由一或多個多重噴射機1503基於晶圓1501之構形將前驅物液體有機材料1502之液滴的圖案滴至晶圓1501上的各種位置上，如圖15A至圖15B中所示，其中圖15A例示圖案液滴之前的基板1501，且圖15B例示基於構形來滴圖案。
在步驟1402中，使頂置板1504(類似於圖2A至圖2F中的頂置板204)下落於所分配液滴1502上，如圖15C中所示。
如以上所論述，在一實施例中，在步驟1403中，頂置板1504用來形成捕獲在晶圓1501與頂置板1504之間的連續薄膜1506，如圖15D及圖15E中所示。可選擇頂置板1504之形狀和頂置板降落的速度以允許液滴1502橫向融合，以最小化空氣氣泡之任何捕集，以便形成連續薄膜1506，如以上所論述。
在步驟1404中，允許頂置板-流體-基板夾心結構在一段時間之後演化至非平衡暫態，以使液滴1502形成連續薄膜1506，其中頂置板1504在連續薄膜1506上，如圖15E中所示。
在步驟1405中，使頂置板-流體-基板夾心結構自UV曝光1507固化，以便將連續薄膜1506交聯成聚合物薄膜，如圖15E中所示。
在步驟1406中，將頂置板1504與聚合物分離，藉此在晶圓1501上留下聚合物薄膜1508，如圖15F中所示。
在步驟1407中，可以相同速率同時蝕刻沉積的薄膜1508及基板1501以將平坦的頂輪廓轉移至基板1501，或如所示，可將額外的均勻薄膜沉積在目前平坦的頂表面上以允許進一步後處理。
在一些實行方案中，方法1400可包括為清楚起見未示出的其他步驟及/或額外步驟。此外，在一些實行方案中，方法1400可以以不同於所呈現的順序執行。另外，在一些實行方案中，可以大體上同時的方式執行或可省略方法1400中的某些步驟。
如以上結合圖14及圖15A至圖15F所論述，此處的想法為得到液滴圖案，使得薄膜厚度輪廓為基板構形之負片。使用高品質的奈米構形測量法及皮升體積解析度，可沉積基板構形之精確負片以達成大體上平坦的頂表面。
為證實PAINT之此拋光能力，使用三個3吋單側拋光的Si晶圓來探索此製程。使用此方法，已達成基板構形在單個步驟中幾乎50%的減少，如圖16中所示。圖16為示出了根據本發明之一實施例的使用PAINT的構形 在3個矽晶圓上的單步遷移的曲線圖。潛在地，高得多的減少在PAINT製程、改良的液滴體積解析度及起始奈米構形之改良的測量法的情況下可為可能的。
在以上實驗示範中，沉積高度均勻的金屬薄膜以使晶圓表面對於光學輪廓測量法為反射性的。一般而言，此舉對於金屬表面為不合意的應用(諸如半導體)可能並非可行的。另一潛在替選方案將執行「匹配的回蝕刻」，其中抗蝕劑及基板的蝕刻以相同速率進行。此確保獲得的最終表面具有與與晶圓相同的材料。此方法亦具有其缺點，因為蝕刻可降級半導體表面之品質，尤其是對於關鍵的前端應用。若如此，則PAINT可用於校正半導體晶圓之後側構形，此舉與跨於整個晶圓維持平坦度之目的相同。匹配的回蝕刻可能並非必要的，因為露出背側上的半導體表面可能並非重要的。在使用PAINT拋光背部期間，晶圓之前沿側可受可易於在溶劑中洗掉的聚合物薄膜保護。
本發明之各種實施例之描述已出於說明目的而被呈現，但並非意欲窮舉或使本發明限於揭示的實施例。許多修改及變化在不脫離所述實施例之範疇及精神的情況下對於一般技術者將為顯而易見的。本文所使用的術語經選擇來最好地解釋實施例之原理、實際應用或優於市場中找到的技術之技術改良，或使其他一般技術者能夠理解本文中揭示的實施例。
100‧‧‧方法
101-106‧‧‧步驟

Claims (36)

  1. 一種用於沉積薄膜之製程，該製程包含：藉由一陣列噴墨噴嘴將一前驅物液體有機材料液滴分配於一基板上的複數個位置處；使一頂置板下落，藉此允許該等液滴形成捕獲在該基板與該頂置板之間的一連續薄膜；選擇該頂置板之參數以使得能增加一平衡狀態的時間，藉此能捕獲該頂置板、該連續薄膜及該基板之非平衡暫態；固化該連續薄膜以將該連續薄膜凝固成一固體；以及將該頂置板與該固體分離，藉此在該基板上留下一聚合物薄膜。
  2. 如請求項1之製程，其進一步包含：使已由於一後側壓力而彎成弓形的該頂置板下落，使得由該頂置板之一前沿側進行該等液滴上的一第一接觸，藉此引發一液體前沿，該液體前沿向外展佈，進而與該等液滴融合以形成該連續薄膜。
  3. 如請求項2之製程，其進一步包含：使該頂置板下落，使得由該頂置板之該前沿側在可溶於有機液體的氣體之一局部氣氛中進行該等液滴上的該第一接觸。
  4. 如請求項2之製程，其進一步包含：使該頂置板下落，使得由該頂置板之該前沿側在 氦氣或二氧化碳之一局部氣氛中進行該等液滴上的該第一接觸。
  5. 如請求項1之製程，其中，該頂置板為多孔的，且允許傳輸捕集的氣體。
  6. 如請求項1之製程，其中，該頂置板包含玻璃、陶瓷、聚合物或其組合的一材料。
  7. 如請求項1之製程，其中，該頂置板之一表面塗覆有低表面能塗層，其中該基板之一表面塗覆有黏合促進劑。
  8. 如請求項1之製程，其中，該連續薄膜由光子能或熱能固化以將該連續薄膜凝固成該聚合物。
  9. 如請求項1之製程，其中，該連續薄膜藉由曝露於穿過該基板或該頂置板的紫外線輻射而固化。
  10. 如請求項1之製程，其中，該頂置板為保持在張力下的一塑膠滾筒。
  11. 如請求項10之製程，其中，該基板由楊氏模數大於1Gpa的一材料組成。
  12. 如請求項10之製程，其中，該基板為由以下材料中之一種或多種組成之一剛性晶圓：矽、二氧化矽及氮化鎵。
  13. 如請求項10之製程，其中，該塑膠滾筒之一第一部分用作一第一頂置板，其中該塑膠滾筒之一第二部分用作一第二頂置板。
  14. 如請求項10之製程，其中，該基板為一塑膠滾筒。
  15. 如請求項14之製程，其中，該基板抵靠一真空或一多孔卡盤而固持。
  16. 如請求項14之製程，其中，該基板比該頂置板更具剛性。
  17. 如請求項14之製程，其中，基板與該頂置板的一有效彎曲剛度之一比率超過5。
  18. 如請求項1之製程，其中，該頂置板包含熔融的矽晶圓，其中該等晶圓之一外環具有與該等晶圓之一內環相比的一較高厚度，該內環與該前驅物液體有機材料之該等液滴相互作用。
  19. 如請求項1之製程，其進一步包含：藉由使用不同的可噴墨材料在該基板上沉積多材料堆疊。
  20. 如請求項19之製程，其中，一組噴墨噴嘴在該基板上沉積該等多材料堆疊，其中該組噴墨噴嘴中之一個或多個噴墨噴嘴具有一不同材料。
  21. 如請求項1之製程，其中，該頂置板具有一有效彎曲剛度，其中一最佳範圍定義為高於產生該等液滴之融合所需要的一最小值，同時低於確保該連續薄膜在該頂置板之該下落之後的一段設計時間之前不平衡所需要的一最大值。
  22. 如請求項21之製程，其中，該連續薄膜之一預平衡暫態產生一薄膜厚度輪廓，該薄膜厚度輪廓之體積分佈為分配在該基板上的該等液滴之一體積分佈的一函 數。
  23. 如請求項1之製程，其中，藉由解答一逆最佳化來獲得該基板上的該等所分配液滴之一體積及一位置，以最小化一實際薄膜厚度輪廓與所要的薄膜厚度輪廓之間的一誤差範數。
  24. 如請求項23之製程，其中，該逆最佳化包括與液滴體積及/或液滴位置相關聯的離散變數。
  25. 如請求項1之製程，其進一步包含：蝕刻該聚合物薄膜以允許一薄膜厚度輪廓至一下層功能薄膜或該基板之一轉移。
  26. 如請求項1之製程，其中，使用壓電噴射機或電流體動力噴射機分配的液滴之一最小體積低於5皮升。
  27. 如請求項1之製程，其中，使用壓電噴射機或電流體動力噴射機分配的液滴之一最小體積低於1皮升。
  28. 一種用於有意沉積不均勻薄膜之製程，該製程包含：獲得一所要的不均勻薄膜厚度輪廓；解答一逆最佳化方案以獲得分配液滴之一體積及一位置，以便最小化該所要的不均勻薄膜厚度輪廓與一最終薄膜厚度輪廓之間的一誤差範數，使得該最終薄膜厚度輪廓之一體積分佈為該等所分配液滴之該體積及該位置的一函數；藉由一陣列噴墨噴嘴將一前驅物液體有機材料之該等液滴分配於一基板上的複數個位置處；使一頂置板下落以形成捕獲在該基板與該頂置板 之間的一連續薄膜；藉由使用該逆最佳化方案獲得該頂置板、該連續薄膜及該基板之一非平衡暫態的時間；固化該連續薄膜以將該連續薄膜凝固成一聚合物；以及將該頂置板與該聚合物分離，藉此在該基板上留下一聚合物薄膜。
  29. 如請求項28之製程，其中，該製程用於拋光該基板之一構形。
  30. 如請求項29之製程，其中，該所要的不均勻薄膜厚度輪廓經設計來補償該基板之該構形。
  31. 如請求項28之製程，其中，該所要的不均勻薄膜厚度輪廓係由該基板上的一所要的表面輪廓及一起始基板量測構形給出。
  32. 如請求項31之製程，其中，該製程用於補償包含以下各項中之一個或多個的製程寄生現象：蒸發、收縮及回蝕。
  33. 如請求項28之製程，其中，該所要的不均勻薄膜厚度輪廓補償該基板之一形狀中的缺陷。
  34. 如請求項33之製程，其中，該基板之該形狀為一平面形狀。
  35. 如請求項33之製程，其中，該基板之該形狀為一非平面形狀。
  36. 如請求項33之製程，其中，該製程用於補償包含以下各項中之一個或多個的製程寄生現象：蒸發、收縮及回蝕。
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