本研究建構一套利用紫外光點陣?掃描的曝光系統以取代以光罩(photomask)為基礎的黃光微影技術，無論是二值光罩式(binary)或是多灰階光罩式(grayscale)的微影製程都可以透過本研究的曝光系統來完成。無光罩式曝光系統的優勢在於曝光圖形的設計與製作完全數位化，少了實體光罩的製作成本與時間，讓曝光變得快速且彈性，使無光罩式曝光系統擁有極大的靈活性。 本論文之無光罩曝光系統的主要架構是由數位光調製技術裝置(Digital Light Process DLP)、雙光學投影鏡頭、及自行研製的微透鏡與空間濾波器陣列(Micro-Lens and Spatial Filter Array MLSFA)來完成。在本文中不僅完成紫外光點陣?斜掃描式系統的硬體建置，也包含2D與3D曝光圖形的演算法開發完成。本系統中使用波長405 nm之紫外光源，透過數位微反射鏡裝置(Digital Micromirror Device DMD)控制每顆在試片表面上光點的開關及劑量；光束經由光學成像系統濾波並成像2D光點陣列於試片表面。陣列大小為124 92，涵?面積約為14 10 5 mm2，待曝光的光阻試片則由XYZ平台控制試片移動。利用演算後的圖檔輸入至控制板，DMD晶片搭配位移平台控制在不同的位置上產生預期的圖案。最後，二維圖形結果的部分以厚度2 μm的正光阻S1813來完成大面積50 100 mm2之電路圖形，最小線寬約10 μm左右，另外，厚度4的負光阻AZ P2070則用於完成對角線6 2吋大面積之20 μm直徑圓柱形(pillar)導光板結構。最後，本論文並提出以此無光罩式曝光系統製作三維結構圖形，其曝光結果部份有五種，(1) 以正光阻AZ P4562完成60 60 mm2面積之方狀楔形(ramp)導光板結構，其結構高度4 μm，特徵尺寸90 μm；(2) 250μm週期的同心圓弦波狀(sine wave)，其面積為10 mm2，結構高度6 μm；(3) 菲涅耳透鏡(Fresnel lens)狀，其直徑為2 mm，結構高度4 μm；(4) 螺旋(helicoid)狀，其直徑為1 mm，結構高度4 μm；及(5) 八卦圖(Bagua)狀，其直徑為2 mm，結構高度4 μm等。由上述的任意結構之曝光結果驗證本研究的無光罩曝光系統於2D及3D等曝光之能力。
Maskless Lithography Systems Based on Point Array Scanning Method
弘量, 簡. (Author). 2020
學生論文: Doctoral Thesis