本實用新型的實施方式總體涉及用于處理一個或多個基板的裝置和系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于執(zhí)行光刻工藝的裝置。

背景技術(shù)：

光刻廣泛用于制造半導(dǎo)體器件和顯示器件(諸如液晶顯示器(LCD))。通常利用大面積基板進行LCD制造。LCD或者平板常常用于有源矩陣顯示器，諸如計算機、觸摸面板設(shè)備、個人數(shù)字助理(PDA)、蜂窩電話、電視監(jiān)視器，等等。一般來說，平板可以包括液晶材料層，液晶材料層形成夾在兩個板之間的像素。當(dāng)來自于電源的電力跨液晶材料進行施加時，可在像素位置處控制通過液晶材料的光的量，從而使得圖像能夠被產(chǎn)生。

顯微光刻技術(shù)一般用來創(chuàng)建作為形成像素的液晶材料層的部分而并入的電學(xué)特征。根據(jù)這項技術(shù)，通常將光敏型光刻膠涂覆到基板的至少一個表面。接著，圖案產(chǎn)生器(pattern generator)用光來使光敏型光刻膠的作為圖案的一部分的所選區(qū)域曝光，以便導(dǎo)致選擇區(qū)域中的光刻膠的化學(xué)改變，從而使這些選擇區(qū)域準(zhǔn)備好進行后續(xù)顯影，顯影將曝光的或未曝光的光刻膠區(qū)域去除以創(chuàng)建掩模，掩模抵制或保護下方層中的部分以免受用于圖案化下方層的蝕刻工藝的影響，并且形成電學(xué)特征。

為了繼續(xù)以消費者期望的價格向消費者提供顯示器件和其它器件，需要新的裝置和方法來在基板(如大面積基板)上精確且成本有效地創(chuàng)建圖案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型總體涉及受抑立方體形組件，所述受抑立方體形組件具有：第一棱鏡，所述第一棱鏡具有第一表面、第二表面和第一斜邊；以及第二棱鏡，所述第二棱鏡具有第三表面、第四表面和第二斜邊。第一斜邊和第二斜邊面向彼此，并以氣隙隔開。受抑立方體形組件可以包括與第二表面相鄰的傾斜反射鏡。第二表面可為反射衍射光柵。光以法向入射角并沿單一光軸穿過圖像投影系統(tǒng)來反射到與受抑立方體形組件相鄰的數(shù)字微鏡器件(DMD)。入射在DMD上的光的方向使得從“打開”反射鏡反射的光沿DMD表面的法線并與斜邊成45度來引導(dǎo)。輸入光束和輸出光束是平行的。

在一個實施方式中，公開了受抑立方體形組件。受抑立方體形組件包括第一棱鏡、第二棱鏡和傾斜反射鏡。第一棱鏡包括第一表面、第二表面和第一斜邊。第二棱鏡包括第三表面、第四表面和第二斜邊。第一斜邊和第二斜邊面向彼此，并以氣隙隔開。傾斜反射鏡與第二表面相鄰，并且傾斜反射鏡和第二表面以第二氣隙隔開。

在另一實施方式中，公開了受抑立方體形組件。受抑立方體形組件包括第一棱鏡、第二棱鏡、傾斜反射鏡和數(shù)字微鏡器件。第一棱鏡包括第一表面、第二表面和第一斜邊。第二表面是窗口，并且第二表面是傾斜的。第二棱鏡包括第三表面、第四表面和第二斜邊。第一斜邊和第二斜邊面向彼此，并以第一氣隙隔開。傾斜反射鏡與第二表面相鄰，并且傾斜反射鏡和第二表面以第二氣隙隔開。數(shù)字微鏡器件與第三表面相鄰。

在又一實施方式中，公開了受抑立方體形組件。受抑立方體形組件包括第一棱鏡和第二棱鏡。第一棱鏡包括第一表面、第二表面和第一斜邊。第二表面是反射衍射光柵。第二棱鏡包括第三表面、第四表面和第二斜邊。第一斜邊和第二斜邊面向彼此，并以氣隙隔開。

附圖說明

因此，為了能夠詳細(xì)理解本實用新型的上述特征所用方式，上文所簡要概述的本實用新型的更具體的描述可以參考實施方式進行，一些實施方式例示在附圖中。然而，應(yīng)當(dāng)注意，附圖僅例示了本實用新型的典型實施方式，并且因此不應(yīng)視為對本實用新型的范圍的限制，因為本實用新型可允許其它等效實施方式。

圖1是可受益于本文所公開的實施方式的系統(tǒng)的立體圖。

圖2是可受益于本文所公開的實施方式的圖像投影系統(tǒng)的照明系統(tǒng)的示意圖。

圖3是可受益于本文所公開的實施方式的圖像投影裝置的立體圖。

圖4是根據(jù)一個實施方式的受抑立方體形組件的示意圖。

圖5是根據(jù)另一實施方式的受抑立方體形組件的示意圖。

圖6是根據(jù)一個實施方式的數(shù)字微鏡器件的反射鏡陣列的示意圖。

圖7是根據(jù)一個實施方式的光中繼器中的一個的剖視圖。

為了促進理解，已盡可能使用相同附圖標(biāo)記指定各圖所共有的相同要素。另外，一個實施方式中的要素可有利地適用于本文中描述的其它實施方式中。

具體實施方式

本實用新型總體涉及受抑立方體形組件，所述受抑立方體形組件具有：第一棱鏡，所述第一棱鏡具有第一表面、第二表面和第一斜邊；以及第二棱鏡，所述第二棱鏡具有第三表面、第四表面和第二斜邊。第一斜邊和第二斜邊面向彼此，并由氣隙隔開。受抑立方體形組件可以包括與第二表面相鄰的傾斜反射鏡。第二表面可為反射衍射光柵。光以法向入射角并沿單一光軸穿過圖像投影系統(tǒng)來反射到與受抑立方體形組件相鄰的數(shù)字微鏡器件(DMD)。入射在DMD上的光的方向使得從“打開”反射鏡反射的光沿DMD表面的法線并與斜邊成45度來引導(dǎo)。輸入光束和輸出光束是平行的。

圖1是可受益于本文所公開的實施方式的系統(tǒng)100的立體圖。系統(tǒng)100包括基架110、板件120、兩個或更多個臺架130、以及處理裝置160。基架110可擱置于制造設(shè)施的地面上，并且可以支撐板件120?？蓪⒈粍邮娇諝飧粽衿?passive air isolator)112定位在基架110與板件120之間。板件120可為整塊的花崗巖，并且可將兩個或更多個臺架130安置在板件120上?；?40可由兩個或更多個臺架130中的每一個支撐。在臺架130中可形成有多個孔(未示出)，以允許多個升降桿(未示出)穿過其中而延伸。升降桿可升高到伸展位置，以便接收基板140，諸如從一個或多個傳送用機械手(未示出)處接收。一個或多個傳送用機械手可用于從兩個或更多個臺架130裝載和卸載基板140。

基板140可例如由玻璃制成，并且用作平板顯示器的一部分。在其它實施方式中，基板140可由其它材料制成。在一些實施方式中，基板140可以具有形成在其上的光刻膠層。光刻膠對輻射敏感，并且可以是正性光刻膠或負(fù)性光刻膠，這意味著光刻膠的暴露于輻射的部分將相應(yīng)地為可溶于或不可溶于在將圖案寫入光刻膠后涂覆到光刻膠的光刻膠顯影劑。光刻膠的化學(xué)組分決定光刻膠將是正性光刻膠還是負(fù)性光刻膠。例如，光刻膠可包括以下至少一者：重氮萘醌、酚醛樹脂、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基戊二酰亞胺)和SU-8。以此方式，圖案可被創(chuàng)建在基板140的表面上，以便形成電子電路。

系統(tǒng)100可進一步包括成對支撐件122和成對軌道124?？蓪⒊蓪χ渭?22安置在板件120上，并且板件120和成對支撐件122可為單塊材料。成對軌道124可由成對支撐件122支撐，并且兩個或更多個臺架130可沿軌道124在X方向上移動。在一個實施方式中，成對軌道124與成對平行磁性通道共面。如圖所示，成對軌道124中的每個軌道124是線性的。在其它實施方式中，軌道124可以具有非線性的形狀。編碼器126可耦接到每個臺架130，以便將位置信息提供給控制器(未示出)。

處理裝置160可以包括支撐件162和處理單元164?？蓪⒅渭?62安置在板件120上，并且支撐件162可以包括供兩個或更多個臺架130穿過處理單元164下方的開口166。處理單元164可由支撐件162支撐。在一個實施方式中，處理單元164是圖案產(chǎn)生器，所述圖案產(chǎn)生器配置成在光刻工藝中暴露光刻膠。在一些實施方式中，圖案產(chǎn)生器可配置成執(zhí)行無掩模光刻工藝。處理單元164可以包括多個圖像投影裝置(在圖2至圖3中示出)。在一個實施方式中，處理單元164可以包含84個圖像投影裝置。每個圖像投影裝置被安置在殼體165中。處理裝置160可以用來執(zhí)行無掩模直接圖案化。在操作過程中，兩個或更多個臺架130中的一個在X方向上從裝載位置(如圖1所示)移動到處理位置。處理位置可指在臺架130穿過處理單元164下方時該臺架130的一個或多個位置。在操作過程中，兩個或更多個臺架130可由多個空氣軸承(未示出)支撐，并且可沿成對軌道124從裝載位置移動到處理位置。多個引導(dǎo)空氣軸承(未示出)可耦接到每個臺架130并定位成與每個支撐件122的內(nèi)壁128相鄰，以便穩(wěn)定臺架130沿Y方向的移動。兩個或更多個臺架130中的每一個還可通過沿軌道150移動來在Y方向上移動，以對基板140進行處理和/或轉(zhuǎn)位。兩個或更多個臺架130中的每一個能夠獨立操作，并且可在一個方向上掃描基板140而在另一方向上步進。在一些實施方式中，當(dāng)兩個或更多個臺架130中的一個正在掃描基板140時，兩個或更多個臺架130中的另一個正在卸載經(jīng)曝光的基板140并裝載待曝光的下一基板140。

計量系統(tǒng)實時測量兩個或更多個臺架130中的每一個的X和Y橫向位置坐標(biāo)，使得多個圖像投影裝置中的每一個可將正被寫入的圖案準(zhǔn)確地定位在光刻膠覆蓋的基板140中。計量系統(tǒng)還提供了對兩個或更多個臺架130中的每一個圍繞豎直軸線或Z軸的角位置的實時測量。角位置測量可用于在借助伺服機構(gòu)進行掃描期間保持角位置恒定，或者它可用于通過圖像投影裝置向正被寫在基板140上的圖案的位置施加校正。這些技術(shù)可組合地使用。

圖2是可受益于本文所描述的實施方式的圖像投影系統(tǒng)的照明系統(tǒng)392的示意圖。照明系統(tǒng)392可以包括光源272、光導(dǎo)管271、多個透鏡(示出兩個)274a、274b、多個反射鏡(示出兩個)275a、275b、分束器279、照明強度檢測器276和白光二極管278。光源272可為發(fā)光二極管(LED)或激光器，并且光源272可能能夠產(chǎn)生具有預(yù)定波長的光。在一個實施方式中，預(yù)定波長在藍(lán)色光或近紫外光(UV)范圍內(nèi)，諸如小于約450nm。

在操作過程中，具有預(yù)定波長(諸如藍(lán)色光范圍內(nèi)的波長)的光束273由光源272產(chǎn)生。光束273行進通過光導(dǎo)管271，并且被反射離開反射鏡275a而到達(dá)分束器279。光束273接著被投射到照明系統(tǒng)392外，朝向投影系統(tǒng)394的受抑立方體形組件288(在圖3中示出)。

圖3是可受益于本文所公開的實施方式的圖像投影裝置390的剖視圖。照明從受抑立方體形組件288所在的左手側(cè)進入圖像投影裝置390，并且在基板所在的右手側(cè)離開。投影系統(tǒng)394包括受抑立方體形組件288。投影系統(tǒng)還可包括各種子部件(未標(biāo)記)，包括但不限于分束器、聚焦傳感器、用于觀察基板的檢測器陣列、一個或多個圖像傳感器(image transducer)、聚焦電機、聚焦群和投影窗口。

受抑立方體形組件288可以具有如圖4和圖5所示的多種實施方式。圖4是根據(jù)一個實施方式的受抑立方體形組件400的示意圖。受抑立方體形組件400包括第一棱鏡402和第二棱鏡404。第一棱鏡402具有第一表面406、第二表面408和第一斜邊410。第二棱鏡404具有第三表面412、第四表面414和第二斜邊416。第一棱鏡402和第二棱鏡404可以彼此偏離，使得第一表面406和第一斜邊410的交角偏離第三表面412與第二斜邊416的交角。類似地，第二表面408和第一斜邊410的交角偏離第四表面414與第二斜邊416的交角。第一表面406和第二表面408以大于90度的角度相交。第三表面412和第四表面414彼此垂直，并且因此以90度的角度相交。第一斜邊410和第二斜邊416面向彼此，并以第一氣隙420隔開。第一氣隙420可始終是均勻間隔的。受抑立方體形組件400還包括傾斜反射鏡418。傾斜反射鏡與第二表面408相鄰。傾斜反射鏡418和第二表面408以第二氣隙422隔開。在一個實施方式中，傾斜反射鏡418的長軸與第二表面408平行。在另一實施方式中，傾斜反射鏡418的長軸不與第二表面408平行。換句話說，第二氣隙422可能是始終均勻間隔的。受抑立方體形組件400還包括DMD 280。DMD 280可與第三表面412相鄰。DMD 280可以通過DMD氣隙424來與第三表面412隔開。DMD氣隙424可始終是均勻間隔的。

DMD 280包括多個微鏡634，這些微鏡634被布置在反射鏡陣列632中，如圖6所示。微鏡634的邊緣636是沿正交軸線布置，所述正交軸線可為X軸和Y軸。在考慮到由受抑立方體形組件288所引入的90度折疊之后，這些軸線與基板140或臺架坐標(biāo)系所參考的類似軸線疊合。然而，每個微鏡634上的鉸鏈638位于每個反射鏡的對角上，從而致使它在相對于X軸和Y軸成45度的軸線上樞轉(zhuǎn)。多個微鏡634中的每一個可相對于反射鏡陣列632的水平表面以一角度傾斜。這些反射鏡可以通過改變反射鏡的傾斜角而在打開位置與關(guān)閉位置之間切換。根據(jù)光是射中打開的反射鏡還是關(guān)閉的反射鏡，相對應(yīng)地，光將被發(fā)送穿過圖像投影裝置390的其余部分，或者將不使用該光。在一個實施方式中，將未使用的光導(dǎo)向到光傾泄堆(light dump)(未示出)中。在一個實施方式中，DMD 280被制造成使得每個微鏡634的唯一穩(wěn)定位置是在相對于反射鏡陣列632的表面成+/-12度的傾斜角處。為了垂直于反射鏡陣列632的表面來反射入射光，入射光必須以兩倍的反射鏡傾斜角(24度)來入射，并且入射在相對于X軸和Y軸以45度旋轉(zhuǎn)的入射平面中。DMD 280被定位成對于基板140的投影來說是平置的。換句話說，反射鏡418的傾斜方向或光柵508中的光柵線的方向必須圍繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)45°，以便在DMD 280上生成照明射束，照明射束被傾斜的微鏡634反射到豎直方向中，并接著向下反射到投影系統(tǒng)394的中心。

傾斜反射鏡418可相對于第二表面408以第二角度傾斜。這種調(diào)整用于改變照明射束在DMD微鏡634上的入射角使其等于DMD反射鏡傾斜角的兩倍，DMD反射鏡傾斜角可變化±1°。第一角度和第二角度可以相等，并關(guān)于DMD 280的表面的法線而相對。

在操作中，光束273通過第一表面406進入受抑立方體形組件。光束273接著被反射離開第一斜邊410并向上穿過第二表面408。第二表面408可為窗口，使得光束273穿過第二表面408到達(dá)傾斜反射鏡418。光束273接著以角度(θ)被反射離開傾斜反射鏡418并穿過第二表面408、第一斜邊410、第一氣隙420、第二斜邊416和第三表面412，到達(dá)DMD 280。傾斜反射鏡418提供對入射在DMD上的照明射束的方向的精細(xì)校正，以針對DMD微鏡傾斜角的變化進行校正。光束273接著被反射離開DMD 280而穿過第三表面412到達(dá)第二斜邊416。光束273接著被反射離開第二斜邊416并穿過第四表面414且進入投影系統(tǒng)394中，通過投影系統(tǒng)394，光束273最終被傳輸?shù)交?40。

第二表面408、或傾斜反射鏡418以與數(shù)字微鏡器件的數(shù)字微鏡的角度相同的角度傾斜。例如，如果微鏡634的傾斜度為+/-12度，那么傾斜反射鏡418必須傾斜12度，使得從傾斜反射鏡418反射的光束273以24度(角度在反射時加倍)傾斜。24度角度足以允許光束273穿過第一氣隙420并且恰好是正確的角度以使得來自以例如+12度傾斜的DMD“打開”反射鏡的反射垂直于DMD 280來反射，并且從第一氣隙420處的45度表面全反射。撞擊以-12度傾斜的DMD“關(guān)閉”反射鏡的光束273以離反射鏡法線12+24度并離DMD法線48度進行反射。這種不想要的照明被傾泄到光傾泄堆中。微鏡634的傾斜軸線關(guān)于DMD 280的矩形尺寸和常用Z軸和X軸旋轉(zhuǎn)45度。因此，反射鏡418的傾斜方向也必須要旋轉(zhuǎn)45度。由于最后一個折疊反射鏡在光束273的路徑中的傾斜方向，進入受抑立方體形組件400之前的路徑的軸線在X和Y兩個方向上均偏離位于受抑立方體形組件400的另一側(cè)上的投影系統(tǒng)的軸線。

此外，不同DMD的傾斜角可略有變化。例如，變化可為+/-1度。由于傾斜反射鏡418與第二表面408被間隔開，所以通過略微改變傾斜反射鏡418的傾斜角，就可適應(yīng)這種變化。例如，傾斜反射鏡418的傾斜角可以改變+/-1度，以便維持來自微鏡的反射角垂直于DMD的平面。

圖5是根據(jù)另一實施方式的受抑立方體形組件500的示意圖。受抑立方體形組件500包括第一棱鏡502和第二棱鏡504。第一棱鏡502具有第一表面506、第二表面508和第一斜邊510。第二棱鏡504具有第三表面512、第四表面514和第二斜邊516。第一棱鏡502和第二棱鏡504可以彼此偏離，使得第一表面506和第一斜邊510的交角偏離第三表面512與第二斜邊516的交角。類似地，第二表面508和第一斜邊510的交角偏離第四表面514與第二斜邊516的交角。第一斜邊510和第二斜邊516面向彼此，并以第一氣隙520隔開。第一表面506和第二表面508彼此垂直，并且以90度的角度相交。第三表面512和第四表面514彼此垂直，并且以90度的角度相交。第二表面508可為反射衍射光柵。從光柵表面508的衍射產(chǎn)生衍射角(θ)。光柵間距與衍射角之間的關(guān)系通過等式1(光柵等式)確定。

mλ＝d(sinθ)

等式1

在等式1中，m是確定衍射級的整數(shù)，λ是波長，d是光柵周期，并且θ是衍射角。

第二表面508的光柵可以通過用于生成光柵的任何合適工藝(包括光刻工藝和蝕刻工藝)來產(chǎn)生。將光柵蝕刻到第二表面508中，使得第一棱鏡502的高度可不同于第二棱鏡504的高度。受抑立方體形組件500還包括DMD 280。DMD 280可與第三表面512相鄰。DMD 280可以通過DMD氣隙524來與第三表面512隔開。DMD氣隙524可始終是均勻間隔的。

在操作中，光束273通過第一表面506進入受抑立方體形組件。光束273接著被反射離開第一斜邊510并向上到達(dá)第二表面508。光束273接著從第二表面508衍射并穿過第一斜邊510、氣隙520、第二斜邊516和第三表面512，到達(dá)DMD 280。光束273接著被反射離開DMD 280打開反射鏡而穿過第三表面512到達(dá)第二斜邊516。光束273接著被反射離開第二斜邊516而穿過第四表面514并進入投影系統(tǒng)394中，投影系統(tǒng)394最終將光束273投影到基板140上。

圖7是根據(jù)一個實施方式的光中繼器742的剖視圖。包括中繼器742在內(nèi)的光學(xué)元件沿穿過受抑立方體形組件288、DMD 280和分束器744、以及折射透鏡部件的單一光軸對準(zhǔn)。由DMD 280產(chǎn)生的圖案最終通過聚焦群746和投影窗口748投影到基板上。

通過從生成曝光照明的光源272到基板焦面一直保持照射流的方向大致上垂直于基板140，受抑立方體形組件288有助于最小化每個圖像投影裝置390的占用面積。

在圖像投影裝置中使用受抑立方體形組件導(dǎo)致最小的光損失，并且允許許多投影系統(tǒng)跨平板基板的寬度并排放置。因此，多個圖像投影裝置可以在單一系統(tǒng)中對準(zhǔn)。更具體地，對傾斜反射鏡的角度的調(diào)諧適應(yīng)DMD微鏡的平均傾斜角的變化，并且將從微鏡反射的光的方向與光軸對準(zhǔn)，以使輸入光束與輸出光束平行。

雖然上述內(nèi)容針對本實用新型的實施方式，但是也可在不脫離本實用新型的基本范圍的情況下，設(shè)想本實用新型的其它和進一步的實施方式，并且本實用新型的范圍由隨附權(quán)利要求確定。

元件符號列表

1 等式

100 系統(tǒng)

110 基架

112 被動式空氣隔振器

120 板件

122支撐件

124 軌道

126 編碼器

128 內(nèi)壁

130 臺架

140 基板

150 軌道

160 處理裝置

162 支撐件

164 處理單元

165 殼體

166 開口

271 光導(dǎo)管

272 光源

273 光束

274a 反射鏡

276 照明強度檢測器

278 白光二極管

279 分束器

280 DMD

288 受抑立方體形組件

390 圖像投影裝置

392 照明系統(tǒng)

394 投影系統(tǒng)

400 受抑立方體形組件

402 第一棱鏡

404 第二棱鏡

406 第一表面

408 第二表面

410 第一斜邊

412 第三表面

414 第四表面

416 第二斜邊

418 傾斜反射鏡

420 第一氣隙

422 第二氣隙

424 DMD氣隙

500 受抑立方體形組件

502 第一棱鏡

504 第二棱鏡

506 第一表面

508 光柵

510 第一斜邊

512 第三表面

514 第四表面

516 第二斜邊

520 第一氣隙

524 DMD氣隙

632 反射鏡陣列

634 微鏡

636 邊緣

638 鉸鏈

742 光中繼器

744 分束器

746 聚焦群

748 投影窗口