TWI548947B - 曝光裝置及光罩 - Google Patents

Description

曝光裝置及光罩

本發明係一種曝光裝置及光罩，係關於一種利用接近且對向於被曝光體之光罩來進行特定圖案的曝光之曝光裝置，詳而言之，係可提高曝光圖案的解析度並進行微細圖案的曝光。

習知的曝光裝置中，特別是近接式曝光裝置，係使光罩接近被曝光體，以使形成於光罩之圖案曝光在被曝光體上，其具有：下方一面具有可將光罩密接的密接平面之透明玻璃基板、用以使光罩吸著保持於密接平面之光罩吸著保持機構、以及用以保持透明玻璃基板以在光罩與被曝光體之間形成微小間隙之玻璃基板保持機構(例如，參照日本特開2005-300753號公報)。

然而，此種習知的曝光裝置係利用垂直透過光罩的曝光光線來使形成於光罩上之圖案直接轉印在被曝光體上，但因光源有視角(平行半角)的存在，故被曝光體上圖案的圖像會模糊使得解析度降低，而有無法曝光形成微細圖案之問題。

因此，本發明為解決上述問題，其目的在於提供一種可提高曝光圖案解析度並可將微細圖案曝光之曝光裝置及光罩。

為達成上述目的，本發明之曝光裝置係使在設置於透明基板的一面之遮光膜形成有特定形狀的複數個開口之光罩接近且對向設置於被曝光體，並將光源光線照射在該光罩上以使對應於該開口的圖案曝光在該被曝光體上；其中分別對應於該光罩的各開口，於該被曝光體側係設置有使該各開口的圖像成像在該被曝光體上之複數個微透鏡。

藉由此種構成來使在設置於透明基板的一面之遮光膜形成有特定形狀的複數個開口之光罩接近且對向於被曝光體，且利用分別對應於該各開口而設置於被曝光體側之複數個微透鏡來使各開口的圖像成像在該被曝光體上，並將光源光線照射在光罩上以使對應於該開口的圖案曝光在被曝光體上。因此，可提高曝光圖案的解析度，例如即使是線寬3μm左右的微細圖案亦可利用近接式曝光來形成。藉此，即使是TFT基板之電晶體部等被要求高解析度的圖案曝光，亦可使用光學系統結構簡單且價廉之近接式曝光裝置來進行，並可降低TFT基板的製造成本。

又，該各微透鏡係形成於與形成有該透明基板之該開口的面為相反側的面。藉以利用於與形成有透明基板之開口的面為相反側的面所形成之各微透鏡來使各開口的圖像成像在被曝光體上。此時，由於微透鏡係形成在與形成有透明基板之開口的面為相反側的面，故不需對上述開口與微透鏡進行對位。因此，光罩的處理會變得較為容易。

更進一步地，該各微透鏡係形成於另一透明基板的一面。藉以利用形成於另一透明基板的一面之各微透鏡來使透明基板各開口的圖像成像在被曝光體上。此時，形成有複數個開口之光罩與微透鏡係形成為分別的個體，因此當光罩有缺陷時，或之後產生缺陷時，只要更換光罩即可，故可抑制光罩成本的增加。

然後，該被曝光體係藉由搬送機構而被平行地以特定速度搬送至該光罩的一面，該光源光線係間歇地照射在該光罩上。藉此，將光源光線間歇地照射在光罩上，並利用各微透鏡來使光罩各開口的圖像成像在藉由搬送機構而被平行地以特定速度搬送至光罩的一面之被曝光體上，以使對應於上述開口之圖案依序曝光在被曝光體上。因此，可一邊連續地依序搬送一邊使複數個被曝光體曝光，並可提高每單位時間的曝光處理數。又，此時所使用之光罩至少在被曝光體搬送方向的寬度可較同方向之被曝光體的曝光區域寬度要小，故可縮小光罩形狀並降低光罩的製造成本。

又，本發明之光罩係具有被形成於設置在透明基板的一面之遮光膜並具有特定形狀之複數個開口；以及分別對應於該各開口而設置於該透明基板的另一面，以使該開口的圖像成像在接近且對向設置之被曝光體上之複數個微透鏡。

藉由此種結構，利用分別對應於各開口而設置於透明基板的另一面之複數個微透鏡，來使被形成於設置在透明基板的一面之遮光膜並具有特定形狀的複數個開口的圖像，成像在接近且對向設置之被曝光體上。因此，可提高曝光圖案的解析度，例如即使是線寬3μm左右的微細圖案亦可利用近接式曝光來形成。藉此，即使是TFT基板之電晶體部等被要求高解析度的圖案曝光，亦可使用光學系統的結構簡單且價廉之近接式曝光裝置來進行，並可降低TFT基板的製造成本。

以下，根據添附圖式詳細說明本發明之實施形態。圖1係顯示本發明之曝光裝置實施形態的概略結構之前視圖。該曝光裝置係利用接近且對向於被曝光體之光罩來使特定圖案曝光，係具有載置台1、光源2、光罩台3、光罩4及準直透鏡5。

上述載置台1係於上面形成有平坦載置面1a，並用以使被曝光體6定位(例如吸著保持)於該載置面1a上，可藉由移動機構(省略圖式)而在平行於載置面1a之面內朝X軸及Y軸方向移動，同時亦可向Z軸方向移動，並可繞垂直於載置面1a的中心軸轉動。又，在圖1中Y軸方向為穿透紙面朝向深處的方向。

上述載置台1上方設置有光源2。該光源2係對被曝光體6照射紫外線之光源光線L1，以使被塗佈在被曝光體6表面的感光性樹脂曝光，為用以放射紫外線(例如波長355nm)之氙氣燈、超高壓水銀燈、紫外線發光雷射光源等。又，例如，光源光線L1的放射方向前方設置有聚光鏡14，以利用該聚光鏡1來將光源光線L1暫時聚光。然後，於聚光點P設置有向箭頭A、B方向移動而用以將從光源2朝向被曝光體6的光線路徑開閉之光閘7。

上述載置台1與光源2之間設置有對向於載置台1之光罩台3。該光罩台3係用以使後述光罩4平行地接近且對向保持於被載置在載置台1之被曝光體6的表面，以對應於光罩4的圖案形成區域而在中央部形成開口窗8，並定位限制光罩4以保持其周緣附近的部位。

上述光罩台3上可裝卸地保持有光罩4。如圖2所示，該光罩4係在設置於例如石英玻璃等透明基板9的一面9a之例如鉻(Cr)等遮光膜10上，以特定間隔陣列式地形成有特定形狀之複數開口(圖案)11，在與形成有上述透明基板9的開口11之面9a的相反側之面9b，分別對應於各開口11而形成有例如倍率為0.25倍，相對於波長355nm的紫外線則焦距為0.683mm之複數個微透鏡12，以使各開口11的圖像成像在被曝光體6上。此時，如圖1所示，光罩4係以形成有微透鏡12的那一側為被曝光體6側而被保持於光罩台3。

上述光罩台3與光源2之間設置有準直透鏡5。該準直透鏡5係用以使光源2所放射出的光源光線L1成為平行光，並使其前焦點與上述聚光鏡14的聚光點P為一致。

接下來說明依上述方式所構成之曝光裝置的動作。

首先，打開光源2的開關以使光源2亮起。此時，光閘7為關閉狀態。經過特定時間而使光源2的發光穩定後，在其微透鏡12側係對向於載置台1的狀態下，定位光罩4並吸著保持而載置於光罩台3上。

接下來，使表面塗佈有感光性樹脂的被曝光體6定位並吸著保持而載置於載置台1上之載置面1a上。之後，利用攝像機構(省略圖式)在相同視野內拍攝被預先形成於光罩4之定位記號與被預先形成於被曝光體6之定位記號，並利用控制機構(省略圖式)來控制載置台1使其向X軸及Y軸方向移動以使兩記號的位置一致，可依需要轉動特定角度來進行光罩4與被曝光體6的定位。然後，光罩4與被曝光體6的定位結束後，將載置台1向Z軸方向上升特定的量，以使被曝光體6表面與光罩4下面之間形成特定間隙。藉以利用形成於光罩4上面的開口11所對向之微透鏡12來成像在被曝光體6表面。

接著，打開曝光開關使光閘7向箭頭A方向移動且只打開特定時間以進行曝光。藉此，如圖3所示，光源2所放射之光源光線L1會照射到光罩4並通過形成於光罩4之開口11而成為曝光光線L2，藉由微透鏡12而被聚光在被曝光體6上。然後，上述開口11的圖像會因微透鏡12而被縮小投影在被曝光體6上，而在塗佈於表面之感光性樹脂上曝光形成有對應於開口11形狀的圖案。

又，上述實施形態係針對使用了在同一透明基板9形成有開口11與微透鏡12的光罩4情況加以說明，但本發明不限於此，如圖4所示，亦可在與形成有開口11之光罩4不同的透明基板13上形成有微透鏡12。該情況下，只要將光罩4之形成有該開口11的面9a，密接於與同圖中如箭頭所示之上述另一透明基板13之形成有微透鏡12的面13a為相反側的面13b來使用即可。抑或只要能利用微透鏡12來使光罩4的開口11成像於被曝光體6表面，亦可使與光罩4之形成有開口11的面9a為相反側的面9b，密接於與上述另一透明基板13之形成有微透鏡12的面13a為相反側的面13b。

又，以上的說明係針對將被保持於特定位置之被曝光體6進行曝光的情況加以敘述，但本發明不限於此，亦可一邊利用搬送機構來將被曝光體6平行地以特定速度搬送至光罩4的一面，一邊將光源光線L1以特定的時間間隔間歇地照射在光罩4，以將對應於光罩4的開口11之圖案曝光形成於被曝光體6的特定位置。此時，光源光線L1之間歇照射亦可使用閃光燈而進行，亦或藉由光閘7的開閉而進行。又，可設置用以拍攝光罩4所決定之曝光位置的被曝光體6之搬送方向前側的攝像機構，利用該攝像機構預先拍攝形成在被曝光體6的基準位置，以根據拍攝的影像來定位光罩4與被曝光體6，抑或拍攝與上述基準位置不同的基準位置，並根據該拍攝的影像來控制光源光線L1的照射時間點。

1．．．載置台

1a．．．載置面

2．．．光源

3．．．光罩台

4．．．光罩

5．．．準直透鏡

6．．．被曝光體

7．．．光閘

8．．．開口窗

9‧‧‧透明基板

9a、9b‧‧‧面

10‧‧‧遮光膜

11‧‧‧開口

12‧‧‧微透鏡

13‧‧‧透明基板

13a、13b‧‧‧面

14‧‧‧聚光鏡

A、B‧‧‧箭頭

L1‧‧‧光源光線

L2‧‧‧曝光光線

P‧‧‧聚光點

圖1係顯示本發明曝光裝置實施形態的概略結構之正面圖。

圖2係顯示本發明光罩的一構成例之圖式，圖2(a)為俯視圖，圖2(b)為前視圖，圖2(c)為仰視圖。

圖3係顯示利用微透鏡之上述光罩開口的成像之說明圖。

圖4係顯示上述開口與微透鏡形成為分別的個體情況時的使用例之說明圖。

1．．．載置台

1a．．．載置面

2．．．光源

3．．．光罩台

4．．．光罩

5．．．準直透鏡

6．．．被曝光體

7．．．光閘

8．．．開口窗

9．．．透明基板

10．．．遮光膜

11．．．開口

12．．．微透鏡

14．．．聚光鏡

A、B．．．箭頭

L1．．．光源光線

P．．．聚光點

Claims (4)

1. 一種曝光裝置，係使在設置於透明基板的一面之遮光膜形成有特定形狀的複數個開口之光罩接近且對向配置於以特定速度被搬送之被曝光體，在該光罩所決定之曝光位置的該被曝光體之搬送方向前側，對在該被曝光體所預先設置之基準位置進行拍攝，基於該基準位置之拍攝影像來控制光源光線對於該光罩的照射時間點而間歇地照射光源光線，以使對應於該開口的圖案曝光在該被曝光體上；該光罩係分別對應於各開口而於該被曝光體側設置複數個微透鏡，該光罩係以和該被曝光體之間設有既定間隙般地來設置，以藉由該複數個微透鏡使該各開口的圖像縮小成像在該被曝光體上。
2. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中該各微透鏡係形成於與形成有該透明基板之該開口的面為相反側的面。
3. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中該各微透鏡係形成於另一透明基板的一面。
4. 一種光罩，係具有：複數個開口，係形成於設置在透明基板的一面之遮光膜，並具有特定形狀；複數個微透鏡，係分別對應於該各開口而設置於該透明基板的另一面；該光罩係於曝光裝置所使用者，該曝光裝置係 使得該光罩接近且對向配置於以特定速度被搬送之被曝光體，在對應於該開口而曝光形成的圖案之曝光位置的該被曝光體之搬送方向前側，對在該被曝光體所預先形成之基準位置進行拍攝，基於該基準位置之拍攝影像來控制光源光線的照射時間點而間歇地照射光源光線，使得該圖案曝光於該被曝光體上；該光罩係以和該被曝光體之間設有既定間隙般地來設置，以藉由該複數個微透鏡使該開口的圖像縮小成像在接近且對向設置之被曝光體上。