制造用于复制过程的母片的方法技术

公开了一种制造在晶圆级复制过程中使用的母片的方法。该方法包括在基板上形成光致抗蚀剂层并将光致抗蚀剂层暴露于辐射图案以形成至少一个图案化层的至少一个步骤。该方法还包括显影至少一个图案化层以提供限定母片的一个或多个结构的步骤。在实施例中，形成光致抗蚀剂层的至少一个步骤包括干膜层压过程。抗蚀剂层的至少一个步骤包括干膜层压过程。抗蚀剂层的至少一个步骤包括干膜层压过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造用于复制过程的母片的方法


[0001]本公开属于通过复制过程制造晶圆级微光学元件的领域。更具体地，本公开涉及一种制造母片、子母片以及使用母片或子母片来形成用于这种微光学设备的元件的方法。

技术介绍

[0002]微型光学设备用于广泛的应用中，包括例如相机设备，例如用于蜂窝电话的相机设备。制造用于这种微光学设备的晶圆级元件可以包括使用复制工具将元件直接复制到晶圆上。
[0003]目前在微光学元件的制造中采用了各种复制过程。这种复制过程可以包括例如，注射成型、热压印和UV压印。例如，在压印过程中，复制工具的表面形貌，在本领域中称为“母片”或“子母片”，被复制到基板顶部的UV固化环氧树脂薄膜中。
[0004]例如，在制造用于微光学设备的晶圆级元件的情况下，母片的表面形貌
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以及因此任何随后形成的子母片
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可以被设计成产生折射或衍射结构，或者两者的组合。类似地，表面形貌可以被设计成产生用于微光学设备的其他元件，例如用于形成微光学模块的隔离物和/或用于限制或引导辐射的光学挡板。
[0005]晶圆级复制允许使用单一过程制造多个基本相同的元件。例如，在随后将基板切割成单个设备之前，可以利用使用小母片/子母片的分步重复复制过程在基板上形成元件。可替换地，可以采用更大的例如晶圆大小的母片/子母片，以在基板上同时形成多个这样的元件。
[0006]存在多种技术来制造在复制过程中使用的母片。例如，现有技术可以包括精密切割和/或铣削元件，例如铜板，以形成具有期望表面形貌的母片。这种铣削和切割可以通过计算机数控(Computer Numerically Controlled，CNC)加工来进行。然而，这种生产技术可实现的分辨率和保真度可能是有限的。
[0007]因此，本公开的至少一个方面的至少一个实施例的目的是消除或至少减轻现有技术的上述缺点中的至少一个。

技术实现思路

[0008]总的来说，本公开提出通过公开一种光刻过程来克服现有技术的上述缺点，该光刻过程用于通过复制过程形成在制造微光学设备的元件时使用的母片。在下面描述的其他优点中，根据所公开的方法制造母片或子母片的过程将导致母片或子母片具有比使用现有技术制造方法可实现的更高的保真度和潜在更复杂的形貌。
[0009]晶圆级复制允许用一个步骤(例如单面或双面UV压印过程)制造几百个相同的结构。随后的晶圆切割步骤然后产生单独的微光学组件。对于高效的晶圆级复制技术，需要晶圆级工具，并且因此需要晶圆级母片或子母片。然而，在许多情况下，产生覆盖足够大面积(通常至少4
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6英寸)的母片是不可能的，或者成本非常高。例如，诸如电子束写入的母片制作(mastering)技术通常只覆盖几平方毫米范围内的小面积，这仅仅是单个微光学组件的
尺寸。因此，需要一种过程来缩小单个组件的大小与整个晶圆级大小之间的差距。
[0010]根据本公开的第一方面，提供了一种制造在晶圆级复制过程中使用的母片的方法，该方法包括：
[0011](a)在基板上形成光致抗蚀剂层并将该光致抗蚀剂层暴露于辐射图案以形成至少一个图案化层的至少一个步骤；以及
[0012](b)显影该至少一个图案化层以提供限定该母片的一个或多个结构的步骤。
[0013]有利的是，采用这种方法将允许对母片表面形貌的尺寸进行高度控制。具体而言，采用所述方法，例如采用光刻技术，来制造用于复制过程的母片，将允许精确控制限定母片表面形貌的特征或结构的横向尺寸(即x和y尺寸)以及深度(即y尺寸)。
[0014]此外，可以形成比使用传统技术(例如CNC加工)所能实现的更复杂的特征或结构。
[0015]有益的是，根据所公开的方法制造的母片的交付时间(lead time)与使用传统技术(例如CNC加工等等)制造的母片的交付时间相比可以显著缩短。因此，有利的是，所公开的制造母片的方法可以带来更便宜的整体过程流程。
[0016]当所公开的方法用于制造在制造工具(该工具用于制造微光学设备的间隔物和/或光学挡板)时使用的母片时，其特别的益处在于，与使用传统复制技术所能实现的相比，可以实现更大和/或更复杂的间隔物和/或光学挡板设计。
[0017]形成光致抗蚀剂层的至少一个步骤中的一个或多个可以包括干膜层压过程。
[0018]干膜层压过程可以包括层压基板的至少一部分(优选地，基板的整个表面)。也就是说，基板的至少一部分可以被层压，例如用光致抗蚀剂膜。
[0019]类似地，干膜层压过程可以包括利用光致抗蚀剂膜层压光致抗蚀剂层的至少一部分，例如前一层。
[0020]当相对于液体光致抗蚀剂考虑时，光致抗蚀剂可以被提供为膜，并且被称为“干”膜。
[0021]这种膜可以在受控程度的压力和/或温度下施加。
[0022]这种干膜层压的益处可以包括改进光致抗蚀剂膜对基板或前一层的粘附。
[0023]此外，光致抗蚀剂膜的使用可以在大面积上(例如在整个晶圆上)提供光致抗蚀剂层厚度的均匀性。
[0024]有利的是，光致抗蚀剂膜的使用可以允许比通过液体光致抗蚀剂可实现的更厚的光致抗蚀剂层被施加到基板上，从而潜在地减少了制造母片所需的处理步骤的数量。
[0025]进一步的益处包括，相对于处置和处理液体光致抗蚀剂的相对简单的处置和短的光致抗蚀剂膜处理时间。
[0026]此外，用于实施干膜处理的设置成本可以显著低于用于液体光致抗蚀剂的设置成本。
[0027]在特定实施例中，干膜具有压敏粘合剂特性。也就是说，干膜可以作为压敏干抗蚀剂膜来提供。
[0028]在另一个实施例中，干膜层压过程中的过程可以包括施加压敏粘合剂。也就是说，在与光致抗蚀剂膜层压之前，可以将压敏粘合剂施加到基板或前一光致抗蚀剂层。
[0029]在特定实施例中，干膜具有热敏粘合剂特性。也就是说，干膜可以作为热敏干抗蚀剂膜提供。干膜可以作为热敏和/或压敏干抗蚀剂膜提供。
[0030]在实施例中，基板可以在干膜层压过程之前被加热。这种加热可以增强光致抗蚀剂膜的粘附。
[0031]形成光致抗蚀剂层的至少一个步骤中的一个或多个可以包括喷涂和/或旋涂液体光致抗蚀剂的过程。
[0032]相对于层压的光致抗蚀剂膜，喷涂和/或旋涂液体光致抗蚀剂层可以有利地允许施加特别薄的光致抗蚀剂层。
[0033]此外，通过组合干膜光致抗蚀剂层和喷涂/旋涂的液体光致抗蚀剂层，可以用例如相对薄和厚的光致抗蚀剂层的复杂组合和序列来制造复杂的结构，以分别创建小的和大的形貌特征。
[0034]将光致抗蚀剂层暴露于辐射图案可以包括将一个或多个辐射图案直接投射到该/每个光致抗蚀剂层上。
[0035]也就是说，一个或多个辐射图案可以在不使用光掩膜板(photoreticle)的情况下图案化到该/每个光致抗蚀剂层。在一些实施例中，可以采用激光直接成像(Laser Direct Imaging，LDI)过程将一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造在晶圆级复制过程中使用的母片的方法，所述方法包括：(a)在基板上形成光致抗蚀剂层并将所述光致抗蚀剂层暴露于辐射图案以形成至少一个图案化层的至少一个步骤；以及(b)显影所述至少一个图案化层以提供限定所述母片的一个或多个结构的步骤。2.根据权利要求1所述的方法，其中形成光致抗蚀剂层的所述至少一个步骤包括干膜层压过程。3.根据任一前述权利要求所述的方法，其中形成光致抗蚀剂层的所述至少一个步骤包括喷涂和/或旋涂液体光致抗蚀剂的过程。4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中将所述光致抗蚀剂层暴露于辐射图案包括将一个或多个辐射图案直接和/或通过掩模投射到所述/每个光致抗蚀剂层上。5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中步骤(a)包括在基板上形成多个图案化的光致抗蚀剂层，并且其中在每个连续的光致抗蚀剂层上形成的图案至少部分对应于在前一光致抗蚀剂层上形成的图案和/或与在前一光致抗蚀剂层上形成的图案重叠。6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中步骤(a)包括在将所述/每个光致抗蚀剂层暴露于所述辐射图案之前和/或之后烘烤所述基板的步骤。7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中步骤(b)包括用显影剂喷涂和/或浸泡和/或旋涂所述至少一个图案化层。8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中使用干膜层压过程来形成厚度大于预定阈值的一个或多个层和/或使用喷涂/旋涂液体光致抗蚀剂过程来形成厚度小于或等于预定阈值的一个或多个层。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述预定阈值...

【专利技术属性】
技术研发人员：王吉，梁金华，余启川，桑达尔拉曼加纳桑班丹，
申请(专利权)人：ams传感器新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：