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技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域,特别是涉及一种曝光装置及刻蚀方法。

背景技术

曝光工艺是半导体加工过程中所采用的刻蚀工艺中的重要工序之一,通常需要利用光照将掩模版上的图形经过光学系统后投射到光刻胶上,实现图形转移。目前,在进行曝光时,为了满足或实现不同的图形效果,针对不同的图形需要设计制造不同的掩模版,存在着掩模版的通用性较差,加工周期较长、加工成本较高的问题。

发明内容

基于此,有必要针对曝光过程中掩模版的通用性较差,加工周期较长、加工成本较高的问题,提供一种曝光装置及刻蚀方法。

根据本申请的一个方面,本申请实施例提供了一种曝光装置,包括:光源,用于发射光束;相控组件,设于光源的出光侧,相控组件包括多个用于供光束穿过的相控单元;以及分别与每个相控单元电连接的驱动电路,驱动电路用于对相控单元施加电压,相控单元被配置为能够响应于不同的电压而使穿过其的光束产生不同的相位延迟,以使穿过相邻两个相控单元的光束之间产生相位差。

上述的曝光装置,在光源的出光侧设置相控组件,当光束穿过相控组件中的相控单元时,通过控制驱动电路施加于相控单元的电压,使得穿过不同的相控单元的光束产生不同的相位延迟,这样穿过相邻相控单元的光束的波形叠加时会出现增强光强或减弱光强的情况。因此,可以通过控制相控组件的电压来调节曝光的光强,曝光操作的灵活性强,可对应各种图形化,降低了掩模版制作成本、减少了掩模版的制作周期。

在其中一个实施例中,曝光装置还包括设于光源的出光侧的阻光组件,阻光组件位于光源和相控组件之间,阻光组件包括阻光元件,一个阻光元件与至少一个相控单元对应设置;阻光元件被配置为能够在通光状态和阻光状态之间切换,以使光束能够穿过阻光元件照射至相控单元或被阻挡而无法穿过阻光元件照射至相控单元。通过在光源和相控组件之间设置阻光组件,可以根据需要阻挡部分光束,使其无法穿过阻光元件而照射至相控单元,如此,当需要制作两个间距较小的曝光图形时,可以首先令对应于其中一个曝光图形的光束通过,同时阻挡对应于其中另一个曝光图形的光束,在形成该该曝光图形后,再阻挡对应于该曝光图形的光束,同时令对应于另一个曝光图形的光束通过,以形成另一个曝光图形,就可以避免因两个光束间距过小而发生干涉。

在其中一个实施例中,曝光装置还包括设于光源的出光侧的分束合束元件,分束合束元件位于光源和相控组件之间,分束合束元件被配置为能够对穿过其的光束进行分束或合束,以改变光束的光强。这样的设计使得曝光装置中不同位置处光束的光强可调节,不同光强的光束对光刻胶层的曝光厚度不相同,便于在光刻胶层上形成不同深浅的曝光图形。

在其中一个实施例中,曝光装置还包括设于相控单元背离光源一侧的光斑尺寸转换元件,光斑尺寸转换元件被配置为能够改变由光束形成的光斑尺寸。这样的设计使得曝光装置中不同位置处光束所形成的光斑尺寸可调节,便于在光刻胶层上形成不同尺寸的曝光图形。

在其中一个实施例中,相控单元包括光波导元件,光波导元件被配置为能够响应于不同的电压而具有不同的折射率;优选地,相控单元包括硅基光波导元件、铌酸锂光波导元件或液晶光波导元件。通过采用光波导元件来制造相控单元,利用光波导元件在不同电压下具有不同折射率的特性,使得穿过相控单元的光束产生不同的相位延迟,便于实现不同的曝光效果。

根据本申请的另一个方面,本申请实施例提供了一种应用如上述的曝光装置的刻蚀方法,包括:令光束穿过相控单元,且控制施加于相控单元的电压,使穿过不同的相控单元的光束产生不同的相位延迟,以使穿过相邻两个相控单元的光束之间产生相位差;利用具有相位差的光束对基板上的光刻胶层进行曝光;对基板进行相应和刻蚀,以在基板上形成刻蚀图形。

上述的刻蚀方法,通过控制施加于相控单元的电压,使得穿过不同的相控单元的光束产生不同的相位延迟,这样穿过相邻相控单元的光束的波形叠加时会出现增强光强或减弱光强的情况。因此,可以通过控制相控组件的电压来调节曝光的光强,曝光操作的灵活性强,可对应各种图形化,降低了掩模版制作成本、减少了掩模版的制作周期。

在其中一个实施例中,令光束穿过相控单元,且控制施加于相控单元的电压,使穿过不同的相控单元的光束产生不同的相位延迟,以使穿过相邻两个相控单元的光束之间产生相位差具体包括:控制施加于相控单元的电压,以使穿过相邻的两个相控单元的光束之间的相位差为180度;或控制施加于相控单元的电压,以使穿过相邻的两个相控单元的光束之间的相位差大于或等于0度且小于180度。通过使穿过相邻的两个相控单元的光束之间的相位差为180度,则相邻的透光区之间的区域光强相互抵消,能够提高曝光图形的对比度和分辨率。通过使穿过相邻的两个相控单元的光束之间的相位差大于或等于0度且小于180度,则光束边缘处和与其相邻的光束产生相位叠加,使得光束边缘处光强更强,就能够实现对坡度角的改善。

在其中一个实施例中,令光束穿过相控单元,且控制施加于相控单元的电压,使穿过不同的相控单元的光束产生不同的相位延迟,以使穿过相邻两个相控单元的光束之间产生相位差之前,刻蚀方法还包括:令光束穿过设于光源的出光侧的阻光组件,阻光组件包括阻光元件,一个阻光元件与至少一个相控单元对应设置,以使其中一部分光束能够穿过阻光元件照射至相控单元,使其中另一部分光束被阻挡而无法穿过阻光元件照射至相控单元。这样的设计可以根据需要阻挡部分光束,使其无法穿过阻光元件而照射至相控单元,如此,当需要制作两个间距较小的曝光图形时,可以首先令对应于其中一个曝光图形的光束通过,同时阻挡对应于其中另一个曝光图形的光束,在形成该该曝光图形后,再阻挡对应于该曝光图形的光束,同时令对应于另一个曝光图形的光束通过,以形成另一个曝光图形,就可以避免因两个光束间距过小而发生干涉。

在其中一个实施例中,令光束穿过相控单元,且控制施加于相控单元的电压,使穿过不同的相控单元的光束产生不同的相位延迟,以使穿过相邻两个相控单元的光束之间产生相位差之前,刻蚀方法还包括:令光束穿过设于光源的出光侧的分束合束元件,以改变光束的光强。如此可以利用分束合束元件对光束进行分束或合束,以此来调节不同位置处光束的光强,不同光强的光束对光刻胶层的曝光厚度不相同,便于在光刻胶层上形成不同深浅的曝光图形。

在其中一个实施例中,利用具有相位差的光束对基板上的光刻胶层进行曝光之前,刻蚀方法还包括:令光束穿过设于相控单元背离光源一侧的光斑尺寸转换元件,以改变由光束形成的光斑尺寸。如此可以利用光斑尺寸转换元件来调节不同位置处光束的所形成的光斑尺寸,便于在光刻胶层上形成不同尺寸的曝光图形。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:

图1为本申请一个实施例提供的曝光装置的整体结构示意图;

图2为本申请一个实施例提供的曝光装置中相控组件的结构示意图;

图3为本申请一个实施例提供的相控组件中相控单元的结构示意图;

图4为本申请一个实施例提供的穿过相邻两个相控单元的光束之间产生180°相位差时的示意图;

图5为本申请一个实施例提供的穿过相邻两个相控单元的光束之间产生小于180°相位差时的示意图;

图6为本申请另一个实施例提供的曝光装置的整体结构示意图;

图7为本申请一个实施例提供的刻蚀方法的流程图;

图8为采用本申请一个实施例提供的刻蚀方法曝光前的基板结构示意图;

图9为采用本申请一个实施例提供的刻蚀方法曝光后的基板结构示意图;

图10为采用本申请一个实施例提供的刻蚀方法刻蚀后的基板结构示意图。

具体实施方式中的附图标号如下:

10:曝光装置;

100:光源,110(120、130、140、150):光波波形,110A(120A、130A、140A、150A):光波相位振幅;

200:相控组件,210:相控单元,220:第一电极,230:第二电极;

300:分束合束元件;

400:光斑尺寸转换元件;

500:基板,510:基层,520:第一膜层,530:第二膜层,540:第一孔,550:第二孔;

600:光刻胶层,610:第一曝光区,620:第二曝光区。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

相关技术中,在半导体加工过程中所采用的刻蚀工艺的操作步骤大致如下:

首在待刻蚀基板上形成光刻胶层,随后透过掩模版对光刻胶层进行选择性曝光,形成曝光区域和未曝光区域,由于光刻胶层的曝光区域和未曝光区域在显影液中的溶解速度不同,经过显影后,光刻胶层的曝光区域内的光刻胶被去除,未曝光区域内的光刻胶被保留,依此就可以对待刻蚀基板上的膜层进行选择性腐蚀,并将掩模版上的图形转移到待刻蚀基板的膜层上。

目前,掩模版中主要采用石英玻璃与铬膜形成掩模版图形,通过包括离轴照明(OAI,Off-Axis Illumination)、光学邻近校正(OPC,Optical Proximity Correction)、相移掩模(PSM,Phase Shift Mask)或次分辨率辅助图形(SRAF,Sub-Resolution AssistantFeature)等方法作为分辨率增强技术(RET,Resolution Enhancement Technique)以实现分辨率增强效果,通过半色调掩模(HTM,Half Tone Mask)技术以实现在一次曝光中形成不同深度的曝光图形的效果。

总而言之,在采用上述分辨率增强技术或半色调掩模技术进行曝光时,为了满足或实现不同的图形效果,针对不同的图形需要设计制造不同的掩模版,存在着掩模版的通用性较差,加工周期较长、加工成本较高的问题。

图1示出了本申请一个实施例提供的曝光装置10的整体结构,图2示出了本申请一个实施例提供的曝光装置10中相控组件200的结构,图3示出了本申请一个实施例提供的相控组件200中相控单元210的结构。图2中示出的相控单元210是图3所示的相控单元210的俯视图。

为了至少部分解决上述问题,请参阅图1至图3,根据本申请的一个方面,本申请实施例提供了一种曝光装置10,该曝光装置10包括光源100、相控组件200以及驱动电路。光源100用于发射光束;相控组件200设于光源100的出光侧,相控组件200包括多个用于供光束穿过的相控单元210,驱动电路分别与每个相控单元210电连接,驱动电路用于对相控单元210施加电压,相控单元210被配置为能够响应于不同的电压而使穿过其的光束产生不同的相位延迟,以使穿过相邻两个相控单元210的光束之间产生相位差。

其中,光源100用于向自身的至少一侧发射光束,光源100发射出光束的一侧即为其出光侧。光源100的种类不限,例如,光源100可以采用激光光源,因激光光源不容易产生色散,所以激光光源的长距离传输能耗较低。但是,光源100并不限于激光光源,光源100还可以采用白炽灯、高压钠灯、高压汞灯、LED(Light-Emitting Diode,发光二极管)灯等,根据不同的使用需求可以进行灵活选用。

相控组件200用于供光束穿过并对光束进行相位控制。具体地,相控组件200包括多个相控单元210,相控单元210能够对光束进行移相以使光束产生相位延迟,其原理是相控单元210具有电光效应,相控单元210能够在电场的作用下具有光学各向异性,亦即在外加电场的作用下,相控单元210的光学性质会发生变化。利用驱动电路对相控单元210施加电压,就可以使相控单元210处在电场的作用下。

需要说明的是,驱动电路分别与每个相控单元210电连接,则驱动电路对每个相控单元210施加的电压可分别进行控制,对不同的相控单元210施加的电压大小可以不相同,从而使得穿过不同的相控单元210的光束具有不同的相位延迟。

相控组件200中相控单元210的数量、每个相控单元210的形状和尺寸等均不作特殊限定,如图2和图3所示,示例性地,相控组件200中的多个相控单元210可以呈阵列排布,相控单元210设有相对设置的第一电极220和第二电极230,驱动电路通过与第一电极220和第二电极230电连接来实现对相控单元210施加电压。

上述的曝光装置10中在光源100的出光侧设置相控组件200,当光束穿过相控组件200中的相控单元210时,通过控制驱动电路施加于相控组件200的电压,使得穿过不同的相控单元210的光束产生不同的相位延迟,这样穿过相邻相控单元210的光束的波形叠加时会出现增强光强或减弱光强的情况。因此,可以通过控制相控组件200的电压来调节曝光的光强,曝光操作的灵活性强,可对应各种图形化,降低了掩模版制作成本、减少了掩模版的制作周期。

图4为本申请一个实施例提供的穿过相邻两个相控单元210的光束之间产生180°相位差时的示意图。

可选地,如图4所示,穿过其中一个相控单元210的光波波形110和光波相位振幅110A,与穿过其中另一个相控单元210的光波波形120和光波相位振幅120A之间,沿图4中的竖直方向,反应光波上的某点是否在波峰、波谷或二者之间某处的标度即为光波的相位,沿图4中的水平方向,反应光波上的某点离开平衡位置的最大位移的标度即为光波的振幅,由图4可知,光波相位振幅110A中的波峰与光波相位振幅120A中的波谷相对应,则穿过相邻的两个相控单元210的光束之间的相位差为180°,此时,穿过相邻相控单元210的光束的光波波形110和光波波形120在虚线框内发生相消干涉,能够减小光场分布中暗区的光强,增大亮区的光场,提高曝光图形的对比度和分辨率,能够实现与PSM(Phase Shift Mask,相移掩模)相同的分辨率增强作用。需要说明的是,穿过相邻的两个相控单元210的光束之间的相位差可以不是180°,可以以180°为基准有小幅度的偏差,这也在本申请实施例的保护范围内。

图5为本申请一个实施例提供的穿过相邻两个相控单元210的光束之间产生小于180°相位差时的示意图。

可选地,如图5所示,穿过其中一个相控单元210的光波波形130和光波相位振幅130A、与穿过其中另一个相控单元210的光波波形150和光波相位振幅150A之间,以及穿过其中一个相控单元210的光波波形140和光波相位振幅140A,与穿过其中另一个相控单元210的光波波形150和光波相位振幅150A之间,沿图5中的竖直方向,反应光波上的某点是否在波峰、波谷或二者之间某处的标度即为光波的相位,沿图5中的水平方向,反应光波上的某点离开平衡位置的最大位移的标度即为光波的振幅,由图5可知,穿过相邻的两个相控单元210的光束之间的相位差小于180°,此时,穿过位于中间的相控单元210的光束与穿过与其相邻的相控单元210的边缘光束在虚线框内实现相位叠加,增强了光束的光强,此时对曝光部分的曝光更加彻底,避免在曝光部分与非曝光部分的交界处出现由于曝光不彻底导致的斜边,从而改善了曝光图形的坡度角。

其中,在调节穿过相邻两个相控单元210的光束之间的相位差时,可以以穿过某个相控单元210的光束的相位为基准,通过调节与其相邻的相控单元210的电压来调节与其相邻的相控单元210的光束的相位,从而实现调节这两个相邻相控单元210的光束之间的相位差。比如,先调节穿过某个相控单元210的光束的相位为零,然后将其相邻的相控单元210的光束的相位延迟180度,由此,实现了调节这两个相邻相控单元210的光束之间的相位差为180度。

当需要在同一膜层上制作两个或多个间距较小的曝光图形,即曝光图形较密集时,对应于相邻两个曝光图形的相控单元210之间的间距也较小,则穿过这两个相控单元210的光束可能因间距过小而发生干涉,影响曝光图形的形成。为了避免出现这种情况,在一些实施例中,可选地,曝光装置10还包括设于光源100的出光侧的阻光组件,阻光组件位于光源100和相控组件200之间,阻光组件包括阻光元件,一个阻光元件与至少一个相控单元210对应设置,阻光元件被配置为能够在通光状态和阻光状态之间切换,以使光束能够穿过阻光元件照射至相控单元210或被阻挡而无法穿过阻光元件照射至相控单元210。

阻光元件可以能够调节透光率的光学元件,通过透光率的变化来实现在通光状态和阻光状态的切换,当阻光元件的透光率较高时,其处于能够供光束穿过的通光状态,当阻光元件的透光率较低时,其处于能够阻挡光束的阻光状态。阻光元件也可以是具有开启状态或关闭状态的物理元器件,通过遮挡光源100发射的光束与否来实现在通光状态和阻光状态的切换,当阻光元件开启而不遮挡光源100发射的光束时,其处于能够供光束穿过的通光状态,当阻光元件关闭而遮挡光源100发射的光束时,其处于能够阻挡光束的阻光状态。在其它的实施例中,还可以借助于耦合开光等元件,通过控制驱动电路对相控单元210施加的电压来使相控单元210能够供光束穿过,或使相控单元210不能供光束穿过,进而实现在通光状态和阻光状态的切换。

通过在光源100和相控组件200之间设置阻光组件,可以根据需要阻挡部分光束,使其无法穿过阻光元件而照射至相控单元210,如此,当需要制作两个间距较小的曝光图形时,可以首先令对应于其中一个曝光图形的光束通过,同时阻挡对应于其中另一个曝光图形的光束,在形成该该曝光图形后,再阻挡对应于该曝光图形的光束,同时令对应于另一个曝光图形的光束通过,以形成另一个曝光图形,就可以避免因两个光束间距过小而发生干涉。

图6示出了本申请另一个实施例提供的曝光装置10的整体结构。

请一并参阅图2至图6,在一些实施例中,可选地,曝光装置10还包括设于光源100的出光侧的分束合束元件300,分束合束元件300位于光源100和相控组件200之间,分束合束元件300被配置为能够对穿过其的光束进行分束或合束,以改变光束的光强。

分束合束元件300可以将一束光束分成多束光束,由于初始的一束光束的光强被分到多束光束中,因此,分束后的光束的光强相较于初始的一束光束的光强减弱。分束合束元件300也可以将多束光束合束成一束光束,由于初始的多束光束的光强被汇聚到一束光束中,因此,合束后的光束的光强相较于初始的多束光束中的每一束均增强。示例性地,分束合束元件300可以包括光耦合元器件,光耦合元器件也称光电隔离器,简称光耦,其能够对同一波长的光进行分束或合束。分束合束元件300也可以是包括透镜、棱镜等光学元件的光学系统,采用该光学系统同样能够对光束进行分束或合束,以改变光束的光强。

这样的设计使得曝光装置10中不同位置处光束的光强可调节,不同光强的光束对光刻胶层的曝光厚度不相同,便于在光刻胶层上形成不同深浅的曝光图形。

在一些实施例中,可选地,曝光装置10还包括设于相控单元210背离光源100一侧的光斑尺寸转换元件400,光斑尺寸转换元件400被配置为能够改变由光束形成的光斑尺寸。

类似的,光斑尺寸转换元件400可以包括光耦合元器件,光耦合元器件具有至少两个不同尺寸大小的传输结构,当光束在这两个传输结构之间耦合时,由于传输结构的尺寸大小不同,则由光束形成的光斑尺寸也就会发生变化。光斑尺寸转换元件400也可以是包括透镜、棱镜等光学元件的光学系统,采用该光学系统同样能够对光束进行分束或合束,以改变光束形成的光斑尺寸。

这样的设计使得曝光装置10中不同位置处光束所形成的光斑尺寸可调节,便于在光刻胶层上形成不同尺寸的曝光图形。

如上文中所述的,相控单元210具有电光效应,相控单元210能够在电场的作用下显示出光学各向异性,亦即在外加电场的作用下,相控单元210的光学性质会发生变化。在一些实施例中,可选地,相控单元210包括光波导元件,光波导元件是一种具有电光效应的元件,光波导元件通常包括用于传输光信号的主波导和用于辅助进光的副波导,主波导和副波导的折射率不相同,可以令主波导的折射率大于副波导的折射率,以便将光束局限在主波导内进行传播。当光波导元件的横向尺寸与光的波长相差不大时,光的波动性所产生的衍射现象便不能略去,对于一种给定形状和折射率的光波导元件,能在其中传播的光波,其电场和磁场的分布有各种不同形式,光波导元件被配置为能够响应于不同的电压而具有不同的折射率。

根据具体制作材料的不同,光波导又分为硅基光波导、铌酸锂光波导元件、液晶光波导等,则相控单元210包括硅基光波导元件、铌酸锂光波导元件或液晶光波导元件,以上几种光波导元件可以根据实际应用场景灵活选用,此处不作特殊限定。

需要说明的是,当相控单元210包括液晶光波导元件时,由于液晶是各向异性的,对液晶光波导元件施加电压,液晶光波导元件中的液晶分子会随电场有序排布,只允许具有一定偏振方向的光通过,这样就需要转换照射至液晶光波导元件的光束的偏振方向。也就是需要在光源100和相控组件200之间配备偏光系统,对光源100发射的光束进行选择,使光束能够透过相控组件200中的液晶光波导元件。偏光系统可以包括偏光片,偏光片能够使光源100发射的光束变成具有特定偏振方向的偏振光,如此,穿过偏光片的偏振光就能够通过液晶光波导元件了。

通过采用光波导元件来制造相控单元210,利用光波导元件在不同电压下具有不同折射率的特性,折射率的变化会使得穿过相控单元210的光束产生不同的相位延迟,便于实现不同的曝光效果。

图7为本申请一个实施例提供的刻蚀方法的流程图。

请一并参阅图1至图7,根据本申请的另一个方面,本申请实施例提供了一种应用如上述的曝光装置10的刻蚀方法,该刻蚀方法包括:

S102、令光束穿过相控单元210,且控制施加于相控单元210的电压,使穿过不同的相控单元210的光束产生不同的相位延迟,以使穿过相邻两个相控单元210的光束之间产生相位差;

相控单元210具有电光效应,相控单元210能够在电场的作用下显示出光学各向异性,亦即在外加电场的作用下,相控单元210的光学性质会发生变化。利用驱动电路对相控单元210施加电压,就可以使相控单元210处在电场的作用下,则相控单元210能够对光束进行移相以使光束产生相位延迟。

S104、利用具有相位差的光束对基板上的光刻胶层进行曝光;

具有不同相位延迟的光束之间会产生相位差,在特定区域发生相消干涉,能够减小光场分布中暗区的光强,增大亮区的光场,提高曝光图形的对比度和分辨率,改善坡度角。

S106、对基板进行显影和刻蚀,以在基板上形成刻蚀图形。

上述的刻蚀方法,通过对相控单元210施加不同的电压,使得穿过不同的相控单元210的光束产生不同的相位延迟,则穿过相邻两个相控单元的光束之间就会产生相位差,在特定区域发生相消干涉,能够减小光场分布中暗区的光强,增大亮区的光场,提高曝光图形的对比度和分辨率,改善坡度角。

为了使曝光图形满足不同的图形效果,在一些实施例中,可选地,S102具体包括:控制施加于相控单元210的电压,以使穿过相邻的两个相控单元210的光束之间的相位差为180度;或控制施加于相控单元210的电压,以使穿过相邻的两个相控单元210的光束之间的相位差大于或等于0度且小于180度。

通过使穿过相邻的两个相控单元210的光束的相位差为180度,则相邻的透光区之间的区域光强相互抵消,减小光场分布中暗区的光强,增大亮区的光场,能够提高曝光图形的对比度和分辨率。通过使穿过相邻的两个相控单元210的光束的相位差大于或等于0度且小于180度,则光束边缘处和与其相邻的光束产生相位叠加,使得光束边缘处光强更强,就能够实现对坡度角的改善。

当需要制作两个间距较小的曝光图形时,对应于这两个曝光图形的相控单元210之间的间距也较小,则穿过这两个相控单元210的光束可能因间距过小而发生干涉,影响曝光图形的形成。为了避免出现这种情况,在一些实施例中,可选地,在S102之前,刻蚀方法还包括:令光束穿过设于光源100的出光侧的阻光组件,阻光组件包括阻光元件,一个阻光元件与至少一个相控单元210对应设置,以使其中一部分光束能够穿过阻光元件照射至相控单元210,使其中另一部分光束被阻挡而无法穿过阻光元件照射至相控单元210。

如此,在曝光过程中可以根据需要阻挡部分光束,使其无法穿过阻光元件而照射至相控单元210,如此,当需要制作两个间距较小的曝光图形时,可以首先令对应于其中一个曝光图形的光束通过,同时阻挡对应于其中另一个曝光图形的光束,在形成该该曝光图形后,再阻挡对应于该曝光图形的光束,同时令对应于另一个曝光图形的光束通过,以形成另一个曝光图形,就可以避免因两个光束间距过小而发生干涉。

在一些实施例中,可选地,在S102之前,刻蚀方法还包括:令光束穿过设于光源100的出光侧的分束合束元件300,以改变光束的光强。如此可以利用分束合束元件300对光束进行分束或合束,以此来调节不同位置处光束的光强,不同光强的光束对光刻胶层的曝光厚度不相同,便于在光刻胶层上形成不同深浅的曝光图形。

图8示出了采用本申请一个实施例提供的刻蚀方法曝光前的基板500结构,图9示出了采用本申请一个实施例提供的刻蚀方法曝光后的基板500结构,图10示出了采用本申请一个实施例提供的刻蚀方法刻蚀后的基板500结构。以下通过本实施例的刻蚀工艺过程进行进一步说明。

请参阅图8至图10,基板500包括层叠设置的基层510、第一膜层520和第二膜层530,其中,第一膜层520上只有部分区域被第二膜层530所覆盖,其上的另一部分区域则不被第二膜层530所覆盖。如图8所示,首先在第一膜层520和第二膜层530上涂敷光刻胶,光刻胶固化后形成光刻胶层600,该光刻胶层600不仅完全覆盖第二膜层530,同时还覆盖第一膜层520上不被第二膜层530所覆盖的区域,则光刻胶层600在不同位置处的厚度并不完全相同。随后对光刻胶层600进行曝光,光源100发射的光束穿过相控单元210,调节在相控单元210两端施加的电压,并调节不同位置处光束的光强,由于不同光强的光束对光刻胶层600的曝光厚度不相同,从而在光刻胶层600上形成曝光厚度不同的第一曝光区610和第二曝光区620,第一曝光区610对应于第二膜层530的表面,第二曝光区620对应于第一膜层520的表面,通过显影去除第一曝光区610和第二曝光区620处的光刻胶,如图9所示。最后,就可以对第一膜层520和第二膜层530进行选择性刻蚀,第二膜层530上对应第一曝光区610的部分和第一膜层520上对应第二曝光区620的部分被同步刻蚀,从而在第二膜层530上形成第一孔540,在第一膜层520上形成第二孔550,如图10所示。

如此,通过一次刻蚀工艺,就在待刻蚀基板500上形成了不同深浅的第一孔540和第二孔550,操作更方便。并且,由于刻蚀工艺中光束的相位和光束的光强可控性高,也能够减少刻蚀工艺过程中的光刻胶残留。

请继续参阅图6至图7,在一些实施例中,可选地,在S104之前,刻蚀方法还包括:令光束穿过设于相控单元210背离光源100一侧的光斑尺寸转换元件400,以改变由光束形成的光斑尺寸。如此可以利用光斑尺寸转换元件400来调节不同位置处光束的所形成的光斑尺寸,便于在光刻胶层上形成不同尺寸的曝光图形,实现半色调(Half tone)功能,半色调是指色调值是用网点大小或疏密来表现的画面阶调。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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06120114584344