用于像点曝光的方法和设备与流程

本发明涉及一种根据权利要求1的方法和一种根据权利要求7的设备。

背景技术：

1、半导体工业总是寻找用于表面的微结构化或纳米结构化的更好的和更高效的方法。大多数表面借助于平板印刷来结构化。半导体工业中的平板印刷技术可大致分为两个大的子范围：压印平板印刷和光照平板印刷。在光照平板印刷中，在大多数情形中使用掩膜，所述掩膜应当将结构映像至光敏材料中。可以要么借助于投影技术将掩膜缩小地映像至光敏材料层上，要么在无光学缩放的情形中将掩膜结构转印至光敏材料中。掩膜的制造是耗时的、成本密集的且有错误的。

2、此外，近几年，已开发出所谓的无掩膜平板印刷技术。该技术基于以下原理：至少一个像点(但尤其是多个像点)同时被曝光，并且在曝光之后发生光敏材料与负责像点曝光的光学系统之间的相对位移。尤其是，在此涉及扫描方法。在(尤其无掩膜的)光照平板印刷中变得越来越重要的领域是在法向于相对移动平面的第三方向上光敏材料的可控曝光的可能性。该方法被称为灰色调平板印刷并且从最近开始能够实现光敏材料以及因此该材料的结构化的三维或2.5维光照平板印刷曝光。

3、数十年来，借助于光照平板印刷方法来制造半导体工业中的结构。为了能够制造三维结构，一般而言必须制造用于多个曝光过程的多个掩膜。每个曝光步骤之前是一涂布过程并且每个曝光步骤之后是显影步骤。在成功曝光之后，由光敏材料制成的掩膜才可用于蚀刻或用于金属涂布。

4、在前述无掩膜曝光技术的情形中，尽管节省了掩膜自身，但需要多层过程来产生三维结构。

5、无掩膜曝光技术已扩展了黑白或灰色调平板印刷，借助于所述黑白或灰色调平板印刷，光敏材料不仅能够以二维方式而且能够以三维方式曝光。然而，经验已示出出，所使用的方法未达成最佳结果。尤其是，所曝光轮廓的品质和/或用于曝光的持续时间是不足的。

6、在黑白平板印刷的情形中，像点要么被曝光要么未被曝光。

7、在灰色调平板印刷的情形中，相对于光敏材料层固定微镜装置(digitalmicromirror device(数字微镜装置)，下文简称：dmd)，此后dmd的各个镜被切换达经明确定义的时间，使得这些镜将所期望剂量给出至相应的像点上。该过程是非常耗时的。

8、在现有技术中所提及的方法的前提条件尤其是使用分步过程(英文：step-and-repeat(分步重复))。因此，现有技术中的问题在于：不存在用于以三维方式对光敏材料进行结构化的高效的、成本有益的方法。

技术实现思路

1、本发明的任务因此是说明一种设备和一种方法，其中可高效地且利用尽可能简单和成本有效的构件执行光敏材料的至少2.5维的、优选三维的光照平板印刷曝光。

2、利用权利要求1和7的特征来解决此问题。在从属权利要求中说明本发明的有利扩展方案。在说明书、权利要求书和/或附图中说明的特征中的至少两个特征的所有组合亦落入本发明的范畴内。在所说明的值范围的情形中，位于所提到的边界内的值亦应被作为极限值公开并且能以任何组合来要求权利。

3、本发明所基于的思想是说明一种用于借助于光学系统对在基板上的由光敏材料组成的光敏层的像点进行曝光的方法，该方法具有以下特征：

4、-使像点相对于光学系统连续移动，

5、-借助于光学系统针对每个像点的单曝光来单个地控制多个次级光束，其方式是将次级光束要么转入至开启状态中要么转入至关闭状态中，其中

6、a)次级光束在开启状态中引起分配给相应的次级光束的像点的单曝光，并且

7、b)次级光束在关闭状态中不引起分配给相应的次级光束的像点的单曝光，

8、-其中为了产生具有灰色调的像点，由不同的次级光束以单剂量d执行n>1次单曝光，其中每个像点的灰色调g由单剂量d的总和来定义。

9、根据前述发明的替代的、更复杂的实施方式，借助于光学系统针对每个像点的单曝光单个地控制多个次级光束，其中使次级光束转入至开启状态中或转入至关闭状态中或转入至介于开启状态与关闭状态之间的所定义的中间状态中。

10、此外，本发明涉及一种用于借助于光学系统对在基板上的由光敏材料组成的光敏层的像点进行曝光的设备，该设备具有以下特征：

11、-用于使像点相对于光学系统连续移动的构件，

12、-用于借助于光学系统针对每个像点的单曝光来单个地控制多个次级光束的控制构件，其方式是将次级光束要么转入至开启状态中要么转入至关闭状态中，其中

13、a)次级光束在开启状态中引起分配给相应的次级光束的像点的单曝光，并且

14、b)次级光束在关闭状态中不引起分配给相应的次级光束的像点的单曝光，

15、-用于通过由不同的次级光束以单剂量d执行的n>1次单曝光来产生具有灰色调的像点的单曝光构件，其中每个像点的灰色调g能由单剂量d的总和来定义。

16、尤其是，本发明描述了用于对光敏材料进行至少2.5维、优选三维光照平板印刷曝光的多种方法和一种设备。本发明主要基于多种不同的方法以产生所述光照平板印刷曝光。基本思想基于：(i)通过dmd的尤其是直接地相继跟随的镜对像点多重曝光；和/或(ii)使用数学算法来调整像点图案；和/或(iii)对光源的辐射强度和/或每像点的剂量的变化/控制。在下文中针对灰阶的其他维数或各个像点的多重曝光同义地使用2.5维和三维光照平板印刷曝光。

17、换言之，本发明的核心尤其在于彼此独立、但可一起应用的多种方法，借助于这些方法能够实现2.5维的光照平板印刷曝光。这些方法在技术上彼此不同，但可彼此任意组合，以便能够实现具有优化结果的相对应的组合方法。

18、根据本发明所描述的所有方法的共同之处是：可用这些方法执行对光敏材料的有目的性的、经局部分辨的2.5维曝光。总的发明的尤其是能以任意组合来考察或应用的各个优选独立的核心方面是：

19、(i)尤其是通过曝光光栅的倾斜位置和/或失真映像来产生各个像点的较高的定位准确度，和/或

20、(ii)与分步过程方法相比的连续曝光方法(无分步重复)，和/或

21、(iii)毗邻像点的强度轮廓的叠加，和/或(iv)dmd镜的二进制控制，也就是说每个镜可仅在两种状态(开启-关闭)之间切换，和/或

22、(v)通过在不同时间点对多个dmd镜的组合切换(尤其是也即通过过取样)来控制像点中的剂量，和/或

23、(vi)使用数学算法来产生图样，和/或(vii)控制初级源/光源的剂量。

24、本发明的核心思想主要在于：通过使用根据本发明的过程中的至少一个过程、尤其是在同时牺牲/降低定位准确度的情况下来使得能够产生灰色调平板印刷。

25、根据本发明的方法以及为能够执行该方法所描述的前提条件具有相对于现有技术的多个优点。

26、与其中主要使用分步重复技术的现有技术相比，在根据本发明的方法中优选实行扫描方法，也就是说在dmd与光敏材料之间的连续相对移动。通过使用扫描方法显著提高了吞吐量，因为在dmd与光敏材料之间的相对移动在每个步骤之后不停止或至少未减速，以便通过对dmd的镜的操控、尤其是单个操控来为要在光敏材料中曝光的像点配备相应的剂量。因此，根据本发明的设施和方法尤其适合于大批量制造(英文：high volumemanufacturing，hvm)。

27、根据本发明的方法的另一重要优点和方面尤其是在于：同时/同步切换dmd的所有镜，也就是说同时将所有镜带入至仅两种状态中的一种状态或另一种状态中。由此，可以有目的性地经局部分辨地调整投影至光敏材料上的剂量。因此，不必在一个位置处单个地调整dmd，也就是说dmd的镜始终全部以同步方式被切换。

28、一个基本方面是通过处于沿着平行于相对移动方向的线的多个镜的重复曝光来对像点中的灰色调进行有目的性的调整。通过根据本发明的该方面能够实现对灰色调的有目的性的调整。

29、本发明的另一额外的方面不仅在于通过过取样对灰色调进行有目的性的调整，而且尤其是在于通过有限宽度的强度轮廓对像点进行叠加。

30、同时基于相对宽的强度轮廓进行在横向方向(法向于相对移动的方向)上对像点的尤其是额外的叠加。通过根据本发明所公开的方法，以不同和/或组合的方式进行灰色调曝光是可能的。

31、尤其是可采用根据本发明的方法来代替灰色调掩膜和/或多重曝光。

32、根据本发明，尤其在连续曝光期间精准地控制和定位基板固持器，其中与分步过程方法相比，优选连续检查光学系统(dmd)和待曝光层的位置。尤其是同时执行、监视和控制对已经曝光区域的曝光、移动以及必要时还有测量。由此设置控制电子装置和/或控制软件。

33、只要使用算法来在像点区域上产生平均灰色调，定位准确度就至少部分地损失。

34、为控制每个像点的曝光强度或灰色调，根据本发明，漆的性能在宽的强度范围内与控制有关，以便获得进一步优化的结果。

35、为根据本发明获得像点中的较高灰色调数目，相对应地在镜曝光列中布置更多镜。通过操控大数目的镜，dmd的最大切换速率下降并且待传输的数据量变得更大，其中最大扫描速度减小。

36、灰色调数目因此由扫过像点的镜曝光行的数目限制。可设想将镜曝光行分组成区块。可用于调整灰色调的所有镜曝光行的集合被称为镜曝光行区块。示例性地给出以下示例。借助于具有900个镜曝光行的dmd，可产生具有900个灰色调或900个不同灰色调中的一个的像点。若将900个镜曝光行分组为各自具有300个镜曝光行的三个区块，则像点可仅呈现300个灰色调中的一个，为此可同时描述三个像点。

37、根据本发明的方法用于在光敏材料中产生经曝光的2.5维结构。该光敏材料通过在现有技术中已知的方法涂覆在基板上。

38、本发明揭示了用于在横向和垂直方向上有目的性地曝光光敏材料中的像点的多种方法。横向曝光理解为像点在平行于光敏材料的表面的平面中的曝光。垂直曝光理解为像点处的光敏材料以定义的深度曝光。因此，通过所揭示的根据本发明方法可能的是，在光敏材料中曝光三维结构。在后续文字中，始终使用术语3d或三维，因为它们是更一般性的。

39、可在其他过程步骤中显影如此曝光的结构，并且因此得出三维的、形貌学的光敏材料结构，其用于进一步涂布和/或蚀刻过程。本文中不再进一步探讨进一步的过程步骤。

40、借助于使用dmd来描述根据本发明的方法。可设想的还有使用lcd(英文：liquidcrystal displays(液晶显示器))、lcos(英文：liquid crystal on silicon(硅上液晶))、glv(英文：grating light valve(光栅光阀))或可类似于所描述的dmd应用的相似光学元件。

41、根据本发明的所有所述方法也可用于改进在传统的二进制的无掩膜曝光平板印刷中的质量。尤其是，通过所述方法可减少边缘效应。然而，不进一步详细探讨这样的优化特性。

42、术语定义

43、在下面的部分中，定义一些重要术语，以便能够更高效地描述根据本发明的方法。

44、在后续文字中，像点理解为光敏材料中的所定义的待曝光位置，该位置由dmd的唯一一个镜产生。因此，该像点是待曝光的光敏材料上的空间有限的区域。光敏材料可在每个像点中曝光直至所定义的深度。因此，每个像点不仅具有横向扩展，而且亦具有垂直扩展。因此，该像点是三维的。该垂直扩展(亦即，该像点的深度)尤其是与电磁辐射的所获得剂量相关联。针对每个像点的剂量的调整是本发明的重要方面。尤其是，光敏材料被曝光的深度由该剂量确定。用于定义像点的剂量的根据本发明的最重要方法中的一个方法在于由多个dmd镜重复曝光。尤其是，这些dmd镜以能相继对准到同一像点的方式布置在平行于dmd镜的相对移动方向的线中。dmd镜可被控制为，使得每个dmd镜每单位时间将相同的所定义的剂量投影或者不投影(开启-关闭)至像点上。

45、灰色调由已获得所定义剂量且因此已经化学改变的像点的光敏材料的量得出。所获得剂量越高，则光敏材料在深度方面经化学和/或物理改变就越大。

46、像点行意指沿着法向于相对移动方向的直线(尤其是等距离地)分布于光敏材料上的像点集合。

47、像点列意指沿着平行于相对移动方向的直线(尤其是等距离地)分布于光敏材料上的像点集合。

48、在后续文字中，像点区域理解为尤其是相邻的像点的集合。像点区域的像点尤其通过数学算法被曝光为，使得得出的像点区域具有平均灰色调值。该平均灰色调值尤其追溯到所使用的算法，利用该算法像点的各个灰色调值得到控制。在使用数学算法来确定灰色调时，像点区域(而不是像点)表示实际像素。由像点区域的横向伸展定义最大可能的分辨率。尤其是，本发明的一个方面是像点区域的横向数量级和dmd镜的尺寸(更精准而言，dmd镜的投影)是近似相等的。尤其是，像点区域的面积是所投影dmd区域的面积的1.5倍、优选地1.75倍、更优选地恰好是2.0倍、最优选地2.5倍、最最优选地3.0倍。

49、曝光条带描述了沿dmd的最长移动路线的方向、尤其在dmd的最长移动路线的方向上的像点集合。例如，在曲折光栅路径的情形中，dmd始终沿着最长可能的移动路线移动，尤其是移动直至基板的边缘，并且通过短的侧向移动从一个移动路线行进至下一移动路线。

50、初级光束理解为由辐射源/初级源/光源在其射到dmd上之前产生的光束。初级光束起源于光源，且尤其是在其射到dmd上之前穿过多个光学元件。

51、次级光束理解为由dvd的(优选各个)镜反射的初级光束的部分，尤其是每个部分。因此，初级光束由dmd分裂成多个次级光束。因此，次级光束起源于dmd的镜，且可在其射到光敏材料上之前穿过多个光学元件。

52、在后续文字中，强度轮廓理解为次级光束的剖面强度分布，该次级光束尤其利用其强度轮廓的主导性强度份额来照射像点。多个彼此并排的次级光束的强度轮廓优选相互交叠，其中强度轮廓的拐点分别位于相邻次级光束的强度轮廓内。因此，尤其是也在像点的边缘处实现像点曝光的特别高的均匀性。

53、像点的剂量理解为在无掩膜写入过程(曝光)的任意时间点施加于像点中的光敏材料的电磁辐射量。

54、初级光束的光学功率介于0.01w与1000w之间，优选地介于0.1w与750w之间，更优选地介于1w与500w之间，最优选地介于10w与250w之间，最最优选地介于20w与50w之间。分配到次级光束的光学功率于是大约为初级光束的光学功率与被照射的dmd镜的数目之间的比例。dmd例如具有1000×1000个像素。因此，在初级光束的光学功率为25w的情形中，0.000025瓦的光学功率分配给次级光束。在假定每像点的照射时间为20μs的情形中，对于每个单个次级光束来说，将会有5*10-10j或500pj的能量被传输至像点上。通过过取样，在dmd通过时每像点的能量可相对应地提高。

55、像点能量尤其是介于10-12j与1j之间，优选地介于10-12j与10-2j之间，更优选地介于10-12j与10-4j之间，最优选地介于10-12j与10-6j之间，最最优选地介于10-12j与10-9j之间。

56、尤其是，照射时间介于10-9s与1s之间，更优选地介于10-9s与10-2s之间，更优选地介于10-9s与10-4s之间，最优选地介于10-9s与10-4s之间，最最优选地介于10-9s与10-6s之间。

57、单剂量d因此尤其是用来在单曝光时施加给像点的能量。

58、像点的总剂量理解为在完全结束的无掩膜写入过程结束时像点中的光敏材料已获得的累积电磁辐射。通过轮廓强度的前述优选叠加，每个像点也从相邻像点的次级光束获得剂量的一部分。尤其是，累积剂量确定了像点的灰色调。

59、镜行理解为沿着dmd参考系的第一轴定位的dmd的镜集合。若dmd未相对于移动方向旋转，则该轴法向于移动方向。

60、镜列理解为沿着dmd参考系的第二轴定位的dmd的镜集合。该第二轴法向于dmd参考系的第一轴。

61、通过dmd相对于移动方向的根据本发明优选的旋转，镜行未布置成法向于移动方向或镜列未布置成平行于移动方向。

62、镜曝光行理解为位于沿着法向于移动方向的线的dmd的镜集合。若dmd未相对于移动方向旋转，则曝光行和镜行可能会关于横向布置是相同的。

63、镜曝光列理解为位于沿着平行于移动方向的线的dmd的镜集合。若dmd未相对于移动方向旋转，则曝光列和镜列可能会关于横向布置是相同的。

64、镜曝光行区块理解为针对所有像点的完全曝光所需的镜曝光行集合。

65、若dmd配备有比针对镜曝光区块所需的更多的行，则额外的dmd镜可满足额外功能。尤其是，这些额外的dmd镜可用作冗余，或者可形成额外的镜曝光行区块。有利地，每镜曝光行区块的镜曝光行的数目是恒定的，亦即，镜曝光行区块的数目是镜曝光行的数目的整除数。灰色调数目于是由每镜曝光行区块的镜曝光行的数目限制。

66、在后续文字中，公开不同的参数组，这些参数组也涉及静态特征准确度和精度。

67、准确度理解为系统误差。系统误差是参数的从随机样本集合中静态地确定的预期值与群体真实值的偏差。准确度越大，则偏差值越小，亦即系统误差越小。

68、精度理解为测量参量围绕随机样本集合的预期值的离散度。精度越大，则离散度越小。

69、定位准确度理解为可用来操控光敏材料中的像点以叠合方式穿过dmd镜的中心的准确度。该定位准确度尤其是通过dmd相对于在dmd与光敏材料之间的移动方向的倾斜位置来提高。

70、设备

71、根据本发明的设备有基板固持器和光学系统组成。该基板固持器具有在现有技术中已知的用于固定和/或对准和/或移动基板的技术特征。

72、固定件用于将待处理的基板固定于设备中。所述固定件可以是：

73、·机械固定件，尤其是夹紧件，和/或

74、·真空固定件，尤其是具有可单个操控或彼此连接的真空轨道，和/或

75、·电固定件，尤其是静电固定件，和/或

76、·磁性固定件，和/或

77、·粘合固定件，尤其是gel-pak固定件和/或具有粘合、尤其是可操控的表面的固定件所述固定件尤其是可电子操控的。真空固定件是优选的固定件类型。真空固定件优选地由多个真空轨道组成，所述真空轨道出现在基板固持器的表面处。真空轨道优选是可单个操控的。在技术上可优选实现的应用中，将数个真空轨道联合成真空轨道段，这些真空轨道段是可单个操控的并且因此可被抽空或灌注。每个真空段优选地独立于其他真空段，亦即优选地由可单个操控的真空段组成。真空段优选地以环形构造。由此，能够由基板固持器实现基板的有目的性的、径向对称的、尤其是从内向外执行的固定和/或分离。

78、基板固持器可优选地相对于空间固定的坐标系主动移动。尤其是，基板固持器在移动期间的位置被连续追踪、测量和存储。

79、定位的精度由方差的置信区间来描述。对于99.7％的三西格玛(sigma)置信水平，精度具有介于1nm与100μm之间、优选地介于1nm与10μm之间、更优选地介于1nm与1μm之间、还更优选地介于1nm与100nm之间、最优选地介于1nm与10nm之间、最最优选地介于1nm与5nm之间的置信区间。

80、设备的光学系统尤其是由至少一个光源和尤其是一个dmd组成。用于初级光束的均匀化的光学元件优选地位于光学路径中，尤其是至少或仅仅位于初级光束的路径中。所有光学元件优选地相对于底座固定安装，使得相对移动至少在曝光期间仅仅通过借助于基板固持器移动基板而进行。优选地可在六个空间方向上校准所有光学元件。基板固持器在其上移动的基座或底座优选地是振动阻尼的。振动阻尼可主动和/或被动进行。优选地，基座是花岗岩块。更优选地是主动振动阻尼的花岗岩块。

81、方法

82、在下文所述的方法中，dmd镜实施为二进制切换元件，这对应于本发明的优选实施方式，利用其可更简单地描述本发明。dmd的每个镜可在此在特定时间点处于以下两种状态中的唯一一个状态中：要么所述镜将初级光束的其部分反射至光敏材料上，要么所述镜将初级光束的其部分反射为，使得该部分不射到光敏材料上。镜的两种状态相对应地称为“开启”(英文：on(开启)，射到光敏材料上)或“关闭”(英文：off(关闭)，不射到光敏材料上)。因此，称为两种二进制状态更准确。该名称简化了对文字的阅读。根据本发明还可设想使用可执行连续倾斜的镜。这些镜于是从技术上来看表示二进制可切换镜的上位概念，但就在生产技术以及控制技术上要复杂且昂贵得多。

83、dmd的镜优选地仅可全部同时切换，其中存在开启与关闭之间的选择。同时切换所有镜的切换频率尤其是大于1hz，优选地大于100hz，更优选地大于1khz，最优选地大于100khz，最最优选地大于1mhz。

84、根据用于根据本发明所述的所有方法的一个有利的重要方面，尤其是通过dmd相对于相对移动方向的倾斜位置来实现定位准确度的提高。

85、替代地或附加于此地，可通过使用使次级光束失真的光学元件来实现定位准确度的提高。在现有技术中仍存在用于提高定位准确度的其他方法，但此处不各个列出所有这些方法。示例性但不具限制性地，按照dmd的倾斜位置来描述提高定位准确度的优点。

86、对于利用扫描映像原理的简单无掩膜的(或更正确地动态结构化的)曝光系统来说，具有唯一一个镜行的dmd将会是足够的。市场上常见且可用的dmd大多具有非常多的镜行(例如，在全hd-dmd中1080个镜行与分别1920个镜列)。根据本发明优选使用具有多于一个镜行的这种dmd。尤其是采用额外的镜行，以便一方面借助于过取样来提高定位准确度。例如在关于印刷技术的us4700235a中描述了过取样。

87、然而，若选择具体的旋转角度，则可以法向于移动方向每长度曝光更高数目的像点。尤其是利用以下公式计算和定义旋转角度α：

88、

89、其中n是像点行的间距，并且m是下两个镜中心之间的像点列的间距。

90、在根据本发明的第一方法中，在多个时间点上累积地确定每个像点的所期望的剂量。尤其是，每个单曝光以相同的单剂量d发生。

91、像点之一的累积曝光通过位于相同镜曝光列中的不同dmd镜发生。因此，根据本发明的第一思想所基于的构想是，要具有灰色调阶n的像点在dmd与光敏层之间的相对移动期间被dmd的n个不同的镜曝光至少n次，这些镜处于沿着镜曝光列。若例如选择128的最大灰阶深度，并且像点应获得灰色调n＝13，则镜曝光列内的13个镜中的所有镜必须精准地给出1/128的最大可用的最大强度作为剂量。因此，所有镜总计给出13/128强度的剂量，该剂量对于像点直至基板表面的100％曝光将会是必要的。

92、通过根据本发明的方法，可以有目的性地调整单个像点的灰色调。一般而言，在根据本发明的第一方法中每像点可产生的灰色调的数目等于镜曝光行区块的数目。由于dmd一般由多个镜组成并且相应地多个像点也可以同时以分别相同的剂量曝光，因此可以通过该方法同时产生整个图案。因此，该方法的根据本发明的方面也可总结为：在每个曝光步骤中以不同图案执行同类曝光步骤的时间上的平均。

93、在根据本发明的第二方法(其可与第一方法组合)中，像点的所期望剂量通过以下方式产生：在每个曝光时间点，可精准调整的剂量作用于所期望像点。为能够获得可精准调整的剂量，存在多个基本的可能性。

94、在根据本发明的第一实施方式中，初级光束的辐射源的强度有目的性地被改变，同时dmd位于待曝光的位置上方。然后，像点的灰色调由在给定时间点到达像点的剂量定义。由于辐射源的强度可以由目的性地被调整或改变，因此剂量也可以由目的性地被改变。根据本发明的方法适合于在一时间点将源的辐射强度调整到定义值，并且由于每dmd镜的由此形成的剂量而根据每个镜的切换状态以该剂量同时照射多个像点。

95、尤其是，可改变辐射源的辐射的频率，或使用多个辐射源，其中每个辐射源可产生具有另一频率的辐射。辐射源的辐射的频率尤其是应与所使用的光敏材料协调，也就是说能够以尽可能高效的化学和/或物理方式改变所述光敏材料。通过使用具有不同强度的辐射，尤其是也可以使灰阶变化。

96、在根据本发明的第二方法的第一实施方式中，每像点可产生的灰色调的最大数目等于2k，其中k表示每镜曝光行区块的所使用的镜曝光行的数目。因此，由一个且仅一个镜曝光行区块的k个镜曝光行对像点进行曝光或不曝光像点。

97、在根据本发明的第二方法的第二实施方式中，每像点可产生的灰色调的最大数目等于2k，其中k表示所使用的镜曝光行区块的数目。因此，由每k个镜曝光行区块的一个且仅一个镜曝光行对像点进行曝光或不曝光像点。

98、尤其是，利用根据本发明的方法可能的是，匹配相应的镜曝光行的剂量，优选地根据数学定律利用发生改变的镜曝光行来改变剂量。优选地，第一镜曝光行可获得全剂量，第二镜曝光行可获得一半剂量，下一镜曝光行可获得四分之一剂量，第k个镜曝光行可获得(1/2)k剂量。

99、可用于改变辐射源的强度的频率尤其是大于10hz，优选地大于100hz，更优选地大于1khz，最优选地大于100khz，最最优选地大于1mhz。

100、在根据本发明最优选地、能与前述方法组合的第三方法中，使用抖动算法(unruhe-algorithmus)(英文：dithering)来在尤其大于单个像点的像点区域中产生尤其是经平均的剂量。算法的原理在于：如此调整并排的像点的灰色调，使得得出像点区域的平均灰色调值。

101、所述方法尤其是可以追溯到在现有技术中已知的多个算法，借助于这些算法来控制灰色调梯度的产生。尤其是，可应用

102、·排序和/或

103、·floyd-steinberg和/或

104、·jarvis

105、算法。除这些优选的算法以外，还存在无数其他算法，此处未能全面列出这些算法。

106、该方法的根据本发明的方面也可总结为：出于剂量的变化可能性的目的，执行原始过取样像点的相对局部的子取样。

107、根据本发明的方法产生大于各个像点的像点区域。因此，为了通过数学算法而获得的灰色调分辨率，在dmd的倾斜位置的情形中达到的定位准确度的优点至少部分地丢失。

108、根据本发明的方法的另一重要特征在于在应用根据本发明的方法期间在光敏材料与dmd之间的连续(亦即至少沿曝光条带不中断的)相对移动。因此，根据本发明的方法优选不表示分步过程方法，而是连续移动方法。

109、根据本发明，在根据本发明的所有方法中有利的是，由镜产生的经反射光束具有至少部分重叠的截面轮廓。

110、根据本发明的所有方法也可用在传统的二进制平板印刷中，以便改善照明的均匀性并且因此改善过程稳定性和映像质量。为此，首先记录整个dmd映像的强度分布(例如，利用ccd芯片在曝光平面中或者借助于灰色调漆的测试曝光，或者在阶梯选择性漆情况下的多个曝光)，并且然后将写入数据(光栅数据)校正为，使得各个映像点的曝光强度更均匀。

111、此外可能的是，使用根据本发明的所有方法来改善关键结构的映像质量，其方式是若在平板印刷过程(参见opc，optical proximity correction(光学邻近校正))中未充分地分辨各个像点，则提高或降低用于各个像点的剂量。在该方法中，所使用的漆的化学和物理特性的认识以及尤其是在近场中光学特性的认识是有利的。既可在理论上也可凭经验(例如，通过测试曝光)以数据序列的形式来确定该知识。

112、应用/使用

113、根据本发明的方法尤其是可用于产生以下产品。

114、在根据本发明的第一应用中，根据本发明的方法可用于在光敏材料中产生许多光学元件，尤其是透镜。菲涅耳(fresnel)透镜、凸透镜或凹透镜具有显著的三维形状，它们可借助于根据本发明的方法而产生。在根据本发明的特别有利的实施方式中，这些光学元件作为单片透镜基板(英文：monolithic lens substrate，mls)的部分来产生。

115、按照根据本发明的第二应用，根据本发明的方法可用于产生印章。所产生的印章尤其是直接作为工作印章和/或作为主印章用在压印平板印刷中。这些印章具有显著的2.5维结构。

116、按照根据本发明的第三应用，根据本发明的方法可用于产生平板印刷掩膜或至少用作平板印刷掩膜的阴模(negativ)。

117、在根据本发明的第四应用中，根据本发明的方法可用于如此借助于根据本发明的方法构造尤其是波纹的和非平面和/或均匀的光敏材料层。在此情况下，将与波纹有关的灰色调产生为，使得光敏材料的波纹对显影后形成的形貌(topographie)不具任何影响。由此变得可能的是，曝光光敏材料而不必通过复杂的程序和方法来预先去除波纹或仅直至一定程度地执行补偿。根据本发明，由此尤其得出时间和成本节省。

118、在根据本发明的第五实施方式中，根据本发明的方法可用于产生平坦表面。一般而言，每个基板配备有一定的波纹和/或粗糙度。施加在这样的基板上的层部分地呈现位于下方的基板的波纹和/或粗糙度。在现有技术中存在用于平坦化该波纹层的诸多技术。通过根据本发明的方法，在已测量到层的波纹之后，则可以将根据本发明的平板印刷之行为，使得以平板印刷方式处理该层的波纹，从而在曝光和显影过程之后发生波峰的去除或该层的平坦化。因此，根据本发明有利的方法可用于层的平坦化，该方法并非基于机械方法，而是基于纯光照平板印刷方法。

119、在根据本发明的第六应用中，根据本发明的方法可用于产生mems结构。

120、所有技术上可能的组合和/或排列以及设备的功能和/或材料部分的倍增和与其相关联的改变都被视为在方法步骤或方法中的至少一个中公开。

121、只要在上文中和/或在随后的附图说明中公开了设备特征，这些特征也应被视为作为方法特征公开，并且反之亦然。

技术特征：

1.用于借助于光学系统对在基板(6)上的由光敏材料(18)组成的层(19)的像点(1)进行曝光的方法，该方法具有以下特征：

2.根据权利要求1所述的方法，其中灰色调由以下各项定义：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中尤其是借助于抖动算法产生组合成像点区域(8)的多个相邻像点(1)的灰色调，以用于定义像点区域(8)的平均灰色调值。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中借助于光学系统、尤其是微镜装置(数字微镜装置，dmd 3)从由辐射源(12)产生的初级光束(15)产生次级光束(16)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中借助于光学系统尤其是仅仅以同步方式控制次级光束(16)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使用无掩膜的光学系统。

7.用于借助于光学系统对在基板(6)上的由光敏材料(18)组成的光敏层(19)的像点(1)进行曝光的设备，该设备具有以下特征：

8.根据权利要求7所述的设备，其中该设备具有用于从由辐射源(12)产生的初级光束(15)产生次级光束(16)的光学系统，尤其是微镜装置(数字微镜装置，dmd 3)。

9.根据权利要求7或8所述的设备，其中能借助于光学系统尤其是仅仅以同步方式控制次级光束(16)。

10.根据权利要求7或8所述的设备，所述设备具有无掩膜的光学系统。

技术总结
本发明涉及一种用于借助于光学系统对在基板上的由光敏材料(18)组成的光敏层(19)的像点(1)进行曝光的方法，该方法具有以下特征：‑使像点(1)相对于光学系统连续移动，‑借助于光学系统针对每个像点(1)的单曝光来单个地控制多个次级光束(16)，其方式是将次级光束(16)要么转入至开启状态中要么转入至关闭状态中，其中a)次级光束(16)在开启状态中引起分配给相应的次级光束(16)的像点(1)的单曝光，并且b)次级光束(16)在关闭状态中不引起分配给相应的次级光束(16)的像点(1)的单曝光，‑其中为了产生具有灰色调的像点(1)，由不同的次级光束(16)以单剂量D执行n>1次单曝光，其中每个像点(1)的灰色调G由单剂量D的总和来定义。此外，本发明涉及一种对应的设备。

技术研发人员：B·塔尔纳,B·波瓦扎伊
受保护的技术使用者：EV 集团 E·索尔纳有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23