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研究生: 蒲鑫達
Sin-da Pu
論文名稱: 紫外光DMD無光罩微影系統之發展
Development of Maskless Photolithography System Using Digital Micromirror Device and Ultra-Violet Light Source
指導教授: 鄭正元
Jeng-Ywan Jeng
口試委員: 張復瑜
Fuh-Yu Chang
蔡明忠
Ming-Jong Tsai
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 88
中文關鍵詞: 無光罩微影系統紫外光解析度
外文關鍵詞: maskless photolithography system, ultra-violet light, resolution
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先前台灣科技大學光電加工實驗室之顯微鏡式DMD(Digital Micromirror Device)無光罩微影系統(Maskless Photolithography System)之解析度僅能到達3.4μm,本研究擬採用利用使紫外光(Ultra-Violet Light)為其光源,利用紫外光源之短波長特性,期待能提升其解析度。
本系統,將DLP(Digital Light Processing)欲投影之pattern經由顯微鏡的目鏡及物鏡,來對光阻進行曝光微影製程,另一方面也利用目鏡來觀察成像清晰度,尋找焦點位置,以控制曝光品質;本研究研發以紫外光源代替DLP原來光源,藉由縮短光源波長來提升系統成像的解析度,另因紫外光源或可見光源均具有光源不均勻性之問題,故本研究也利用分段光罩曝光方法控制系統的曝光均勻度,以提升系統的解析度及成像品質。
本實驗製作最小線寬圖案及電極圖案以驗證紫外光DMD無光罩微影系統的成效,由實驗結果可證明使用紫外光源當作曝光光源可以有效提升系統解析度,由3.4μm(可見光光源)提升到2.4μm(紫外光光源),並且配合分段光罩曝光法可以製作較複雜或稍大面積電極圖案。


The aim of this study is to improve the DMD (Digital Micromirror Device) Maskless Photolithography System, by using Ultra-Violet Light Source. In the system, the eyepiece of microscope was employed to observe the pattern from DLP(Digital Light Processing)project on the photoresist. Therefore, the focus of image and control of photolithography quality can be analysed. This sdudy uses Ultra-Violet Light source to replace the original visible light source in DLP. Since the wavelength of UV light is shorter, the system resolution can be improved. Because UV light or visible light source does not uniform, a step mask photolithography to control the uniformity of exposure.
This experiment manufactures the smallest line width pattern and electrode pattern, and confirms this resolution of system by the experiment result. It will be proved that system resolution promotes from 3.4μm (visible light source) to 2.4μm (ultraviolet light photo source),using step mask photolithography to be possible to manufacture complex or the slightly big area electrode design.

中文摘要 英文摘要 誌謝 目錄 圖索引 表索引 第一章 緒論 1.1 前言 1.2 研究背景及目的 1.3 論文架構 第二章 文獻探討 2.1 無光罩微影系統 2.1.1 Massively Parallel, large-area maskless lithography 2.1.2 Micromirror Lithography System 2.1.2 動態光罩式顯微鏡微影系統 2.2 駐波現象(Standing Wave Effect) 2.3 DLP(Digital Light Processing)投影機 2.3.1 DLP投影機光學系統之發展與技術 2.3.2 DLP之光機組件 第三章 紫外光無光罩微影系統改善設計與架構 3.1 紫外光無光罩微影系統之設備 3.1.1 光源 3.1.1.1 紫外光源 3.1.2 DLP 3.1.2.1 DMD 3.1.2.2 DLP內部光學元件 3.1.3 顯微鏡 3.2 紫外光無光罩微影系統之設計 3.2.1系統之架設原理 3.2.2系統設備元件改良 3.2.2.1紫外光源 3.2.2.2 DLP改良 3.2.3.3 顯微鏡改良 3.3 紫外光無光罩微影系統之測試 3.3.1 紫外光能量測量 3.3.2 曝光面積量測及理論解析度 3.3.3 對焦情況 第四章 紫外光DMD無光罩微影系統實驗 4.1 實驗前置作業 4.1.1 試片清洗 4.1.2 預烤(光阻塗佈前烘烤) 4.1.3 光阻塗佈 4.1.4 軟烤 4.1.5 對準及曝光 4.1.6 顯影 4.2 線寬解析度實驗 4.2.1 10X目鏡與10X物鏡曝光方式 4.2.2 10X目鏡與20X物鏡曝光方式 4.3 電極圖案微影實驗 4.3.1 單一光罩曝光 4.3.2 分段光罩曝光法 第五章 實驗結果與討論 5.1 系統線寬微影實驗結果 5.1.1 10X目鏡與10X物鏡曝光方式 5.1.2 10X目鏡與20X物鏡曝光方式 5.1.3 系統最佳解析度實驗結論 5.2 電極圖案製作結果 5.2.1 單一光罩微影實驗結果 5.1.2 分段光罩微影實驗 5.3 結論 第六章 總結與未來展望 6.1 總結 6.2 未來展望 參考文獻

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